具体实施方式

如图1所示，本发明所述的中频反共振频率可调三级减振被动悬架安装在车轮7和车 轮7上方的车身1之间，从下向上依次由传统减振结构6、悬架第三质量5、频率可调的中频反共振减振结构4、悬架第四质量3以及低频反共振减振结构2串联组成。其中，传统 减振结构6下部与车轮7固定相连，其上部与悬架第三质量5的下部固定相连；悬架第三 质量5的下部与传统减振结构6的上部固定相连，悬架第三质量5的上部与中频反共振减 振结构4的下部相连；中频反共振减振结构4下部与悬架第三质量5的上部固定相连，其 上部与悬架第四质量3的下部固定相连；悬架第四质量3的下部与中频反共振减振结构4 的上部固定相连，悬架第四质量3的上部与低频反共振减振结构2的下部固定相连；低频 反共振减振结构2下部与悬架第四质量3的上部固定相连，其上部与车身1固定相连。

车轮7振动固有频率一般在[10-20]Hz之间，称为高频振动，车身1振动固有频率在[1-2.5)Hz之间，称为低频振动，为此本发明将振动固有频率在[2.5-10)Hz范围位于悬架高频振动与低频振动之间的振动称为中频振动，中频振动固有频率位于车身1振动固有频率和车轮7振动固有频率之间，即用本发明的中频反共振减振结构4的刚度k_c2及惯容m_e1根据公式计算得到的值位于[2.5-10)之间，用本发明的低频反共振减振结构2的刚度k₂及惯容m_e2根据公式计算得到的值位于[1-2.5)之间。并在传统减振结构6与中频反共振减振结构4之间设置除非簧载质量和簧载质量之外的悬架第三质量5，在中频反共振减振结构4与低频反共振减振结构2之间设置悬架第四质量3，与现有的非簧载质 量及簧载质量组成四质量振动。

中频反共振减振结构4和低频反共振减振结构2在悬架第三质量5与车身1之间的位 置可以相互调换，即悬架第三质量5的上部从下向上可以依次串联低频反共振减振结构2、 悬架第四质量3、中频反共振减振结构4以及车身1。

根据悬架的安装空间按照不超过车轮7质量的2-3倍尽可能大地设置悬架第三质量5 和悬架第四质量3，第三质量5和悬架第四质量3的质量大小不超过车轮7质量的2-3倍的 最大值，其中尽可能大地优先设置悬架第三质量5。中频反共振减振结构4的惯容等于汽车满载质量的0.08-0.12倍。低频反共振减振结构2的惯容等于汽车满载质量的0.8-1.2倍。传统减振结构6的刚度等于汽车满载质量的(150-170)倍，中频反共振减振结构4的 大刚度值等于汽车满载质量的(150-170)倍，中频反共振减振结构4的小刚度等于汽 车满载质量的(50-70)倍，以维持汽车空载时与满载时的悬架静挠度基本不变，其中， f₂₀为车身1与车轮7之间仅由弹性元件计算得到的车身振动固有频率，或按传统一级减振 结构设计的车身振动固有频率，根据汽车的具体使用要在1-1.5之间选取。

低频反共振减振结构2的刚度等于汽车满载质量的(75-85)倍。传统振减振结构6 的阻尼、中频反共振减振结构4的阻尼、低频反共振减振结构2的阻尼分别是汽车满载质 量的2.5-3.5倍、2.5-3.5倍以及7-9倍。

当汽车载荷大于或等于0.5倍的额定载荷时，中频反共振减振结构4提供等于汽车满 载质量(150-170)倍的较大刚度，以减小大载荷工况下的悬架动挠度；当汽车载荷小于0.5倍的额定载荷时，中频反共振减振结构4提供等于汽车满载质量(50-70)倍的较小刚度，降低中频反共振减振结构的反共振频率，以降低小载荷工况下的簧载质量加速度。

当汽车载荷大于或等于额定载荷0.5时，将中频反共振减振结构4设置在较大刚度的 工作状态，汽车行驶时的车轮7开始向上振动的瞬间，车身1还来不及运动，车轮7通过向上压缩传统减振结构6推动悬架第三质量5向上运动，致使悬架第三质量5产生惯性力，悬架第三质量5向上运动向上压缩中频反共振减振结构4推动悬架第四质量3向上运动， 致使悬架第四质量3产生惯性力，悬架第四质量3向上运动向上压缩低频反共振减振结构 2推动车身1向上运动；在此运动过程中，车轮7的向上振动经过传统减振结构6时，传 统减振结构6的刚度对车轮7向上振动进行了第一次隔振，传统减振结构6的阻尼对车轮 7向上振动进行了第一次减振；经传统减振结构6隔振与减振后的车轮7向上振动经过悬 架第三质量5时，悬架第三质量5对车轮7向上振动动能进行了一次吸收；当经过悬架第 三质量5吸收动能后的车轮7向上振动经过中频反共振减振结构4时，中频反共振减振结 构4的阻尼对车轮7向上振动进行了第二次减振，中频反共振减振结构4的刚度及惯容共 同起作用对车轮7向上振动进行了一次中频反共振减振；经中频反共振减振结构4减振与 中频反共振减振后的车轮7向上振动经过悬架第四质量3时，悬架第四质量3对车轮7向 上振动动能进行了第二次吸收；当经过悬架第四质量3吸收动能后的车轮7向上振动经过 低频反共振减振结构2时，低频反共振减振结构2的阻尼对车轮7向上振动进行了第三次 减振，低频反共振减振结构2的刚度及惯容共同起作用对车轮7向上振动进行了一次低频 反共振减振，最终起到了大幅度衰减车轮7向上振动对车身1的向上振动输入。

当汽车载荷大于或等于额定载荷0.5时，将中频反共振减振结构4设置在较大刚度工 作状态，汽车行驶时的车轮7开始向下振动的瞬间，车身1还来不及运动，车轮7通过向下拉伸传统减振结构6带动悬架第三质量5向下运动，致使悬架第三质量5产生惯性力， 悬架第三质量5向下运动向下拉伸中频反共振减振结构4带动悬架第四质量3向下运动， 致使悬架第四质量3产生惯性力，悬架第四质量3向下运动向下拉伸低频反共振减振结构 2带动车身2向下运动；在此运动过程中，车轮7的向下振动经过传统减振结构6时，传 统减振结构6的刚度对车轮7向下振动进行了第一次隔振，传统减振结构6的阻尼对车轮 7向下振动进行了第一次减振；经传统减振结构6隔振与减振后的车轮7向下振动经过悬 架第三质量5时，悬架第三质量5对车轮7向下振动动能进行了一次吸收；当经过悬架第 三质量5吸收动能后的车轮7向下振动经过中频反共振减振结构4时，中频反共振减振结 构4的阻尼对车轮7向下振动进行了第二次减振，中频反共振减振结构4的刚度及惯容共 同起作用对车轮7向下振动进行了一次中频反共振减振；经中频反共振减振结构4减振与 中频反共振减振后的车轮7向下振动经过悬架第四质量3时，悬架第四质量3对车轮7向 下振动动能进行了第二次吸收；当经过悬架第四质量3吸收动能后的车轮7向下振动经过 低频反共振减振结构2时，低频反共振减振结构2的阻尼对车轮7向下振动进行了第三次 减振，低频反共振减振结构2的刚度及惯容共同起作用对车轮7向下振动进行了一次低频 反共振减振，最终起到了大幅度衰减车轮7向下振动对车身1的向下振动输入。

当汽车载荷小于0.5倍的额定载荷时，将中频反共振减振结构4设置在较小刚度工作 状态来降低其反共振频率，以降低小载荷工况下的簧载质量加速度。

如图2所示，本发明所述的中频反共振频率可调三级减振被动悬架采用独立元件来实 现，其中，传统减振结构6由第一螺旋弹簧11及第一减振器12并联组成，其下部与车轮7固定相连，其上部与悬架第三质量5的下部固定相连。悬架第三质量5的下部与传统减 振结构6的上部相连，悬架第三质量5的上部与中频反共振减振结构4的下部相连。中频 反共振减振结构4由刚度可调空气弹簧10、第二减振器13以及第一惯容器14并联组成， 其下部与悬架第三质量5的上部固定相连，其上部与悬架第四质量3的下部固定相连。悬 架第四质量3的下部与中频反共振减振结构4的上部相连，悬架第四质量3的上部固定与 低频反共振减振结构2的下部相连。低频反共振减振结构2由第二螺旋弹簧8、第三减振 器15以及第二惯容器9并联组成，其下部与悬架第四质量3的上部固定相连，其上部与车 身1固定相连。

当汽车载荷大于或等于0.5倍的额定载荷时，刚度可调空气弹簧10提供较大刚度，以 减小大载荷工况下的悬架动挠度；当汽车载荷小于0.5倍的额定载荷时，刚度可调空气弹 簧10提供较小刚度，即刚度调为汽车满载质量的(50-70)倍的较小刚度工作状态，降低中频反共振减振结构4的反共振频率，以降低小载荷工况下的簧载质量加速度。

保持低频反共振减振结构(2)的刚度等于汽车满载质量的(75-85)倍不变，设置 第一惯容器14的惯容值为汽车满载质量的0.08-0.12倍。第二惯容器19的惯容值为汽车满 载质量的0.8-1.2倍。第一螺旋弹簧11的刚度以及刚度可调空气弹簧10的最大刚度为汽车 满载质量(150-170)倍。以维持汽车空载时与满载时的悬架静挠度不变确定刚度可调 空气弹簧10的最小刚度。第二螺旋弹簧8刚度为汽车满载质量的(75-85)倍，第一减振器12、第二减振器13、第三减振器15的阻尼分别为汽车满载质量的2.5-3.5倍、2.5-3.5倍、7-9倍。

如图2，当汽车载荷大于或等于额定载荷0.5时，将刚度可调空气弹簧10调为较大刚 度的工作状态，即刚度等于汽车满载质量的(150-170)倍的较大刚度，汽车行驶时的车轮7开始向上振动的瞬间，车身1还来不及运动，车轮7通过向上压缩第一螺旋弹簧11 推动悬架第三质量5向上运动，致使悬架第三质量5产生惯性力，悬架第三质量5向上运 动向上压缩刚度可调空气弹簧10，推动悬架第四质量3向上运动，致使悬架第四质量3产 生惯性力，悬架第四质量3向上运动向上压缩第二螺旋弹簧8推动车身1向上运动；在此 运动过程中，车轮7的向上振动经过传统减振结构6时，第一螺旋弹簧11对车轮7向上振 动进行了第一次隔振，第一减振器12对车轮7向上振动进行了第一次减振；经传统减振结 构6隔振与减振后的车轮7向上振动经过悬架第三质量5时，悬架第三质量5对车轮7向 上振动动能进行了一次吸收；当经过悬架第三质量5吸收动能后的车轮7向上振动经过中 频反共振减振结构4时，第二减振器13对车轮7向上振动进行了第二次减振，刚度可调空 气弹簧10与第一惯容器14共同起作用对车轮7向上振动进行了一次中频反共振减振；经 中频反共振减振结构4隔振与中频反共振减振后的车轮7向上振动经过悬架第四质量3时， 悬架第四质量3对车轮7向上振动动能进行了第二次吸收；当经过悬架第四质量3吸收动 能后的车轮7向上振动经过低频反共振减振2结构时，第三减振器15对车轮7向上振动进 行了第三次减振，第二螺旋弹簧8与第二惯容器9共同起作用对车轮7向上振动进行了一 次低频反共振减振，最终起到了大幅度衰减车轮7向上振动对车身1的向上振动输入。

如图2，当汽车载荷大于或等于额定载荷0.5时，将刚度可调空气弹簧10设置在较大 刚度工作状态，汽车行驶时的车轮7开始向下振动的瞬间，车身1还来不及运动，车轮7通过向下拉伸第一螺旋弹簧11带动悬架第三质量5向下运动，致使悬架第三质量5产生惯性力，悬架第三质量5向下运动向下拉伸刚度可调空气弹簧10带动悬架第四质量3向下运动，致使悬架第四质量3产生惯性力，悬架第四质量3向下运动向下拉伸第二螺旋弹簧8 带动车身1向下运动；在此运动过程中，车轮7的向下振动经过传统减振结构6时，第一 螺旋弹簧11对车轮7向下振动进行了第一次隔振，第一减振器12对车轮7向下振动进行 了第一次减振；经传统减振结构6隔振与减振后的车轮7向下振动经过悬架第三质量5时， 悬架第三质量5对车轮7向下振动动能进行了一次吸收；当经过悬架第三质量5吸收动能 后的车轮7向下振动经过中频反共振减振结构4时，第二减振器13对车轮7向下振动进行 了第二次减振，刚度可调空气弹簧10与第一惯容器14共同起作用对车轮7向下振动进行 了一次中频反共振减振；经中频反共振减振结构4隔振与中频反共振减振后的车轮7向下 振动经过悬架第四质量3时，悬架第四质量3对车轮7向下振动动能进行了第二次吸收； 当经过悬架第四质量3吸收动能后的车轮7向下振动经过低频反共振减振结构2时，第三 减振器15对车轮7向下振动进行了第三次减振，第二螺旋弹簧8与第二惯容器9共同起作 用对车轮7向下振动进行了一次低频反共振减振，最终起到了大幅度衰减车轮7向下振动 对车身1的向下振动输入。

如图2所示，将刚度可调空气弹簧10设置在较小刚度工作状态，刚度可调空气弹簧10的刚度等于汽车满载质量的(50-70)倍的较小刚度工作状态，为中频反共振减振结构4提供较小刚度来降低其反共振频率，以降低小载荷工况下的簧载质量加速度。

如图3所示，本发明所述的中频反共振频率可调三级减振被动悬架采用一体化扩展油 缸-弹簧式蓄能器组合结构实现，其中，传统减振结构6由第一油缸22、第一活塞杆21、第一节流阀20、第一蓄能器19组成(以弹簧式蓄能器为例)，第一油缸22底部朝上，第 一活塞杆21的活塞端伸在第一油缸22中，将第一油缸22分隔成上下两个腔室，上腔室中 储有液压油，通过液压管路依次串联第一节流阀20和第一蓄能器19，第一活塞杆21的杆 端向下伸出第一油缸22外且固定连接车轮7，第一油缸22的下腔室通过气孔与外部相通。

中频反共振减振结构4由第二油缸29、第二活塞杆18、第一惯容螺旋管24、第二节流阀25、第二蓄能器28(以弹簧式蓄能器为例)、电磁阀26以及第三蓄能器27(以弹簧 式蓄能器为例)组成。第二油缸29的底部朝下，与第一油缸22底部同轴心固定相连，形 成一个整体。第二活塞杆18的活塞端伸在第二油缸29中，将第二油缸29分成上下两个腔 室，下腔室中储有液压油，下腔室通过液压管路依次串联第一惯容螺旋管24、第二节流阀 25、第二蓄能器28、电磁阀26以及第三蓄能器27。第二活塞杆18的杆端向上伸出第二油 缸29外固定连接悬架第四质量3。第二油缸29的上腔室通过气孔与外部相通。

第一油缸22和第二油缸29的外部固定连接悬架第三质量5，悬架第三质量5可以是筒状结构，同轴固定套在第一油缸22和第二油缸29外部，悬架第三质量5通过固接装置 23与第一油缸22和第二油缸29连接成一个整体。

低频反共振减振结构2由第三油缸16、第三活塞杆17、第二惯容螺旋管32、第三节流阀31以及第四蓄能器30组成(以弹簧式蓄能器为例)。第三油缸16上下垂直布置，底 部朝上并且与车身1固定联结，第三活塞杆17的活塞端伸在第三油缸16中将第三油缸16 分成上下两个腔室，第三活塞杆17的杆端垂直向下伸出第三油缸16外固定连接悬架第四 质量3。第三油缸16的下腔室通过气孔与外部相通，第三油缸16的上腔室中储有液压油， 上腔室通过液压管路依次串联第二惯容螺旋管32、第三节流阀31和第四蓄能器30。

悬架第四质量3固定连接在第二活塞杆18和第三活塞杆17的联结处，悬架第四质量 3可以是筒状结构，同轴固定套在第二活塞杆18和第三活塞杆17外部。

第一油缸22、第一活塞杆21、第二油缸29、第二活塞杆18、第三油缸16、第三活塞杆17具有相同的中心轴。悬架第三质量5和悬架第四质量3的中心轴也与油缸和活塞杆的中心轴共线。

电磁阀26为二位二通电磁阀，关闭时截断液压油流通，开启时允许液压油流通；第一 节流阀20与第二节流阀25处于中等流通状态，分别为传统减振结构6及中频反共振减振结构4提供中等阻尼，第三节流阀31处于小等流通状态，为低频反共振减振结构提供大阻尼；当第一惯容螺旋管24与第二惯容螺旋管32内有液压油流过时产生惯容。

当汽车载荷大于或等于0.5倍的额定载荷时，第一节流阀20处于提供等于2.5-3.5倍汽 车满载质量值的阻尼的固定开度状态，第二节流阀25处于提供等于2.5-3.5倍汽车满载质 量值的阻尼的固定开度状态，第三节流阀31处于提供等于7-9倍汽车满载质量值的阻尼的 固定开度状态，此时，关闭电磁阀26，仅由第二蓄能器28为中频反共振减振结构4提供较大刚度，以减小大载荷工况下的悬架动挠度。

当汽车载荷小于0.5倍的额定载荷时，开启电磁阀26，由第二蓄能器28及第三蓄能器 27为中频反共振减振结构4提供较小刚度，来降低其反共振频率，以降低小载荷工况下的 簧载质量加速度。此时，第一节流阀20处于提供等于2.5-3.5倍汽车满载质量值的阻尼的 固定开度状态，第二节流阀25处于提供等于2.5-3.5倍汽车满载质量值的阻尼的固定开度 状态，第三节流阀31处于提供等于7-9倍汽车满载质量值的阻尼的固定开度状态。

第一蓄能器19在具有初始压缩行程的弹簧作用下，使其油腔以及第一油缸22的上腔 室内产生一定的压力，使得第一油缸22外缸体及第一活塞杆21间产生第一刚度，液压油由第一油缸22经第一节流阀20流入第一蓄能器19的油腔产生第一节流阻尼。由于第一油缸22内油压力等于流经第一节流阀20产生的压力损失与第一蓄能器19油腔压力之和，因此第一油缸22外缸体及第一活塞杆21间的作用力等于第一刚度产生的弹性力与第一节流阻尼产生阻尼之和，即第一刚度与第一节流阻尼在力学原理上是并联，也相当于图2中的第一螺旋弹簧11刚度与第一减振器12阻尼并联。由于在第一蓄能器19与第一油缸22组 成的油缸-弹簧式蓄能器组合结构中增设了第一节流阀20，即在功能上将该油缸-弹簧式蓄能器组合结构升级成了具有刚度特性及阻尼特性的扩展油缸-弹簧式蓄能器组合结构。

第二蓄能器28(和第三蓄能器27)的油腔通过液压管路与第二油缸29相连，在它们具有初始压缩行程的弹簧作用下，使其油腔及第二油缸29内产生一定的压力，使得第二油缸29外缸体及第二活塞杆18间产生第二刚度，液压油由第二油缸29经第一惯容螺旋管 24，第一惯容螺旋管24两端的压力差使得第一惯容螺旋管24内的液压油流速发生变化， 进而使第一惯容螺旋管24内液压油形成第一惯容产生惯性力，接着经第二节流阀25流入 第二蓄能器28(和第三蓄能器27)的油腔产生第二节流阻尼，由于第二油缸29内的油压 力等于第一惯容螺旋管24两端的压力差、流经第二节流阀25产生的压力损失与第二蓄能 器28油腔压力之和，因此第二油缸29外缸体及第二活塞杆18间的作用力等于第二刚度产 生的弹性力、第一惯容产生的惯性力与第二节流阻尼产生阻尼之和，即第二刚度、第一惯 容与第二节流阻尼在力学原理上是并联，即相当于图2中的刚度可调空气弹簧10刚度、第 一惯容器14惯容与第二减振器12阻尼并联。由于在第二蓄能器28(和第三蓄能器27)与 第二油缸29组成的油缸-弹簧式蓄能器组合结构中增设了第一惯容螺旋管24及第二节流阀 25，即在功能上将该油缸-弹簧式蓄能器组合结构升级成了具有刚度特性、惯容特性及阻尼 特性的扩展油缸-弹簧式蓄能器组合结构。

第四蓄能器30的油腔通过液压管路与第三油缸16相连，在具有初始压缩行程的弹簧 作用下，使其油腔及第三油缸16上腔室内产生一定的压力，使得第三油缸16外缸体及第三活塞杆17间产生第三刚度，液压油由第三油缸16的非活塞杆腔经第二惯容螺旋管32， 第二惯容螺旋管32两端的压力差使得第二惯容螺旋管32内的液压油流速发生变化，进而 使第二惯容螺旋管32内液压油形成的第二惯容产生惯性力，接着经第三节流阀31流入第 四蓄能器30的油腔产生第三节流阻尼，由于第三油缸16内的油压力等于第二惯容螺旋管 32两端的压力差、流经第三节流阀31产生的压力损失与第四蓄能器30油腔压力之和，因 此第三油缸16外缸体及第三活塞杆17间的作用力等于第三刚度产生的弹性力、第二惯容 产生的惯性力与第三节流阻尼产生阻尼之和，即第三刚度、第二惯容与第三节流阻尼在力 学原理上并联，即相当于图2中的第三螺旋弹簧8刚度、第二惯容器9惯容与第三减振器 15阻尼并联。由于在第四蓄能器30与第三油缸16组成的油缸-弹簧式蓄能器组合结构中增 设了第二惯容螺旋管32及第三节流阀31，即在功能上将该油缸-弹簧式蓄能器组合结构升 级成了具有刚度特性、惯容特性及阻尼特性的扩展油缸-弹簧式蓄能器组合结构。

如图3所示，第一惯容螺旋管24惯容为汽车满载质量的0.08-0.12倍，第二惯容螺旋 管32的惯容为汽车满载质量的0.8-1.2倍，按汽车满载质量(150-170)倍作为传统减振 结构6及中频减振结构4刚度选定第一蓄能器19(以弹簧式蓄能器为例)和第二蓄能器28的蓄能器内腔直径和弹簧刚度，按汽车满载质量的(75-85)倍作为低频减振结构2的 刚度选定第四蓄能器30蓄能器内腔直径和弹簧刚度，以维持汽车空载时与满载时的悬架静挠度不变，兼顾第二蓄能器28蓄能器内腔直径和弹簧刚度，确定第三蓄能器27蓄能器内 腔直径和弹簧刚度。

如图3所示，当汽车载荷大于或等于额定载荷0.5时，电磁阀26关闭，此时，第一节流阀20处于提供等于汽车满载质量2.5-3.5倍的阻尼的固定开度状态，第二节流阀25处于提供等于汽车满载质量2.5-3.5倍的阻尼的固定开度状态，第三节流阀31处于提供等于汽车满载质量7-9倍值的阻尼的固定开度状态。汽车行驶时，车轮7开始向上振动的瞬间， 车身1还来不及运动，车轮7向上带动第一活塞杆21，使其上的活塞压缩第一油缸22内 的液压油经第一节流阀流20向第一蓄能器16油腔，第一蓄能器19非油腔内弹簧被压缩， 导致第一油缸22内油压升高，向上推动第一油缸22缸体、第二油缸29缸体及悬架第三质 量5向上运动，致使悬架第三质量5产生惯性力，同时第二油缸29缸体压缩第二油缸2内 的液压油，依次经第一惯容螺旋管24、第二节流阀25流入第二蓄能器28的油腔，第二蓄 能器28非油腔内弹簧被压缩，导致第二油缸29内油压升高，使得第二活塞杆18上活塞通 过第二活塞杆18推动悬架第四质量3及第三活塞杆17向上运动，致使悬架第四质量3产 生惯性力，同时第三活塞杆17的活塞压缩第三油缸16内的液压油经第二惯容螺旋管32、 第三节流阀31流入第四蓄能器30的油腔，第四蓄能器30非油腔内弹簧被压缩，导致第三 油缸16内油压升高，向上推动第三油缸16缸体及车身1向上运动；在此运动过程中，车 轮7的向上振动经过传统减振结构6时，第一蓄能器19产生的刚度对车轮7向上振动进行 了第一次隔振，第一节流阀20对车轮7向上振动进行了第一次减振；经传统减振结构6隔 振与减振后的车轮7向上振动经过悬架第三质量5时，悬架第三质量5对车轮7向上振动 动能进行了一次吸收；当经过悬架第三质量5吸收动能后的车轮7向上振动经过中频反共 振减振结构4时，第二节流阀25对车轮7向上振动进行了第二次减振，第二蓄能器28产 生的刚度与第一惯容螺旋管24产生的惯容共同起作用对车轮7向上振动进行了一次中频反 共振减振；经中频反共振减振结构4隔振与中频反共振减振后的车轮7向上振动经过悬架 第四质量3时，悬架第四质量3对车轮7向上振动动能进行了第二次吸收；当经过悬架第 四质量3吸收动能后的车轮7向上振动经过低频反共振减振结构2时，第三节流阀31对车 轮7向上振动进行了第三次减振，第四蓄能器30产生的刚度与第二惯容螺旋管32产生的 惯容共同起作用对车轮7向上振动进行了一次低频反共振减振，最终起到了大幅度衰减车 轮7向上振动对车身1的向上振动输入。

当汽车载荷大于或等于额定载荷0.5时，电磁阀26关闭，此时，第一节流阀20处于提供等于2.5-3.5倍汽车满载质量值的阻尼的固定开度状态，第二节流阀25处于提供等于2.5-3.5倍汽车满载质量值的阻尼的固定开度状态，第三节流阀31处于提供等于7-9倍汽车满载质量值的阻尼的固定开度状态。汽车行驶时的车轮7开始向下振动的瞬间，车身1还 来不及运动，车轮7向下带动第一活塞杆21的活塞向下运动，导致第一油缸22的上腔室 容积变大以及腔内油压降低，使得第一蓄能器19油腔中液压油通过第一节流阀20流向第 一油缸22内，同时带动第一油缸22缸体、第二油缸29缸体及悬架第三质量5向下运动， 第二油缸29缸体向下运动导致第二油缸29下腔室容积变大及腔内油压降低，使得第二蓄 能器28油腔中液压油依次经第二节流阀25、第一惯容螺旋管24流入第二油缸29，同时第 二活塞杆18上的活塞通过第二活塞杆18带动悬架第四质量3及第三活塞杆17向下运动， 致使悬架第四质量3产生惯性力，并带动第三活塞杆17上的活塞向下运动，导致第三油缸 16上腔室的容积变大及腔内油压降低，使得第四蓄能器30油腔中液压油通过第三节流阀31、第二惯容螺旋管32流向第三油缸16，同时带动第三油缸16缸体及车身1向下运动； 在此运动过程中，车轮7的向下振动经过传统减振结构6时，第一蓄能器19产生的刚度对 车轮7向下振动进行了第一次隔振，第一节流阀20对车轮7向下振动进行了第一次减振； 经传统减振结构6隔振与减振后的车轮7向下振动经过悬架第三质量5时，悬架第三质量 5对车轮7向下振动动能进行了一次吸收；当经过悬架第三质量5吸收动能后的车轮7向 下振动经过中频反共振减振结构4时，第二节流阀25对车轮7向下振动进行了第二次减振， 第二蓄能器28产生的刚度与第一惯容螺旋管24产生的惯容共同起作用对车轮7向下振动 进行了一次中频反共振减振；经中频反共振减振结构4隔振与中频反共振减振后的车轮7 向下振动经过悬架第四质量3时，悬架第四质量3对车轮向下振动动能进行了第二次吸收； 当经过悬架第四质量3吸收动能后的车轮7向下振动经过低频反共振减振结构2时，第三 节流阀31对车轮7向下振动进行了第三次减振，第四蓄能器30产生的刚度与第二惯容螺 旋管32产生的惯容共同起作用对车轮7向下振动进行了一次低频反共振减振，最终起到了 大幅度衰减车轮7向下振动对车身1的向下振动输入。

如图3所示，当汽车载荷小于0.5倍的额定载荷时，开启电磁阀26，此时，第一节流阀20处于提供等于2.5-3.5倍汽车满载质量值的阻尼的固定开度状态，第二节流阀25处于提供等于2.5-3.5倍汽车满载质量值的阻尼的固定开度状态，第三节流阀31处于提供等于7-9倍汽车满载质量值的阻尼的固定开度状态，由第二蓄能器28及第三蓄能器27为中频反共振减振结构4提供较小刚度来降低其反共振频率，以降低小载荷工况下的车身1的加速度。

如图4所示，为本发明所述的中频反共振频率可变三级减振被动悬架的工作原理图， 图4中，m₁、m₂、m_e1、m_e2、m_c1、m_c2分别为车轮7的质量、车身1的质量、中频反共 振减振结构的惯容、低频反共振减振结构的惯容、悬架第三质量5的质量、悬架第四质量 3的质量；k₁、k₂、k_c1、k_c2分别为车轮7的等效刚度、低频反共振减振结构的刚度、传统 减振结构的刚度、中频反共振减振结构的刚度；c₂、c_c1、c_c2分别为低频反共振减振结构 的阻尼、传统减振结构的阻尼、中频反共振减振结构的阻尼；q、z₁、z₂、z_c1、z_c2分别为 不平路面的垂直输入、车轮7的垂直位移、车身1的垂直位移、悬架第三质量5的垂直位 移、悬架第四质量3的垂直位移；其中，中频反共振减振结构的刚度k_c2是可调的。描述中 频反共振频率可变三级减振被动悬架运动的微分方程为：

按式(5)构建悬架综合性能指标J为：

式中：T与t分别为汽车的行驶总时间及时间变量；为簧载质量加速度；(z₁-q)为车轮动变形；(z₂-z₁)为悬架动扰度；δ₁与δ₂分别为簧载质量加速度默认为1时的加权系数，分别取53775和4108.8。

如图5所示，为现有二级减振悬架(有一级传统减振结构和一级反共振减振结构，无 悬架第三质量)的工作原理，图5中，m₁、m₂、m_e分别为车轮的质量、车身质量、反共 振减振结构惯容；k₁、k₂、k_c分别为车轮的等效刚度、反共振减振结构的刚度、传统减振 结构的刚度；c₂、c_c分别为反共振减振结构阻尼、传统减振结构阻尼；q、z₁、z₂、z_c分 别为不平路面的垂直输入、车轮的垂直位移、车身的垂直位移、反共振减振结构与传统减 振结构联结处的垂直位移。则描述该悬架运动的微分方程为：

汽车满载时本发明悬架及现有二级减振悬架各参数取值为：m₁＝35kg、m₂＝500kg、m_e1＝45kg、m_e2＝450kg、m_c1＝36kg、m_c2＝7.2kg、k₁＝300000N/m、k₂＝50500N/m、 k_c1＝101000N/m、k_c2＝101000N/m、c₂＝3800Ns/m、c_c1＝1500Ns/m及c_c2＝1500Ns/m；汽车空 载时k_c2＝37211N/m。

汽车在一般(C级路面)、较差(D级路面)、差(E级路面)的路面上以车速72km/h、50km/h、30km/h行驶时，汽车行驶时间为100秒。满载工况大参数本发明悬架、空载工况 大参数本发明悬架、空载工况小参数本发明悬架、满载工况现有二级减振悬架、空载装工 况现有二级减振悬架的簧载质量加速度、车轮动变形、悬架动挠度的均方根值及悬架综合 性能指标利用式(1)-式(9)进行悬架动力学数值仿真得到，分别在下表1、表2、表3 中列出，表中的大参数是指中频反共振结构4刚度等于(150-170)倍的汽车满载质量， 小参数是指中频反共振结构4刚度等于(50-70)倍的汽车满载质量，RMS为均方根值 的缩写。

表1一般路面72km/h车速工况下的性能指标比较

表2较差路面50km/h车速工况下的性能指标比较

表3差路面30km/h车速工况下的性能指标比较

从表1、表2及表3可以看出，在汽车满载及不同行驶工况下本发明提供的中频反共振频率可调三级减振被动悬架均能取得比现有二级减振悬架(有一级传统减振结构和一级反共振减振结构，无悬架第三质量)优良的簧载质量加速度及悬架综合性能；在汽车空载的不同行驶工况下，如果没有参数调整两种悬架的簧载质量加速度及悬架综合性能指标将急剧恶化，对本发明悬架的中频反共振减振结构的反共振频率调小后，本发明提供的中频反共振频率可调三级减振被动悬架可大幅度减小簧载质量加速度及悬架综合性能指标，且明显优于现有二级减振悬架。

本发明仅提供了实现如图2所示的三级减振结构均采用独立元件组合而成的实现本发 明所述的中频反共振频率可调三级减振被动悬架的具体结构、如图3所示的三级减振结构 均采用一体化扩展油缸-弹簧式蓄能器组合结构实现本发明所述的中频反共振频率可调三 级减振被动悬架的具体结构，凡是实现如图1所示的三级减振被动悬架原理的实物结构方 案均在本发明的保护范围之内。例如，传统减振结构6可采用以下两种结构：第一种：由 独立的螺旋弹簧(或空气弹簧或油缸-弹簧式蓄能器组合)与独立的减震器两者并联组成； 第二种：刚度及阻尼等功能合二为一的油缸-弹簧式蓄能器组合单个结构。中频反共振减振 结构4可采用以下4种结构：第一种：由独立的刚度可调的空气弹簧(或油缸-弹簧式蓄能 器组合)、独立的减震器与独立的惯容器三者并联组成。第二种：由独立的刚度可调的空气 弹簧(或油缸-弹簧式蓄能器组合)与独立的阻尼功能及惯容功能合二为一的惯容阻尼器两 者并联组成。第三种：.由独立的刚度可调及阻尼功能合二为一油缸-弹簧式蓄能器组合与独 立的惯容器两者并联组成。第四种：刚度可调、阻尼及惯容等功能合三为一油缸-弹簧式蓄 能器组合单个结构。低频反共振减振结构2可采用以下4种结构：第一种：由独立的空气 弹簧(或油缸-弹簧式蓄能器组合、螺旋弹簧)、独立的减震器与独立的惯容器三者并联组 成；第二种：由独立的空气弹簧(或油缸-弹簧式蓄能器组合、螺旋弹簧)与独立的阻尼功 能及惯容功能合二为一的惯容阻尼器两者并联组成；第三种：由独立的刚度及阻尼功能合 二为一油缸-弹簧式蓄能器组合与独立的惯容器两者并联组成；第四种：由刚度、阻尼及惯 容等功能合三为一油缸-弹簧式蓄能器组合单个结构、传统减振结构6与中频反共振减振结 构4之间固定设置的悬架第三质量5、中频反共振减振结构4与低频反共振减振结构2之 间固定设置的悬架第四质量3组成。当汽车载荷大于或等于0.5倍的额定载荷时，中频反 共振减振结构4提供较大刚度，以减小大载荷工况下的悬架动挠度，当汽车载荷小于0.5倍的额定载荷时，中频反共振减振结构4提供较小刚度降低其反共振频率，以降低小载荷工况下的簧载质量加速度；中频反共振减振结构4与低频反共振减振结构2在悬架间的位置互换不影响本发明性能的发挥。

本发明图3中的第一蓄能器19、第二蓄能器28、第三蓄能器27、第四蓄能器30均采用弹簧式蓄能器进行实施例说明，将上述弹簧式蓄能器替换成气囊式蓄能器或活塞式蓄能器均在本发明的保护范围之内。