一種多工況車(chē)輛懸架的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于汽車(chē)懸架隔振領(lǐng)域，提供了一種多工況車(chē)輛懸架。將磁懸浮彈簧與磁流變液集成為一體，利用線圈永磁體與永磁體異名磁極間產(chǎn)生的吸引力支撐車(chē)身質(zhì)量，改變線圈永磁體中的電流，改變異名磁極吸引力的大小，實(shí)現(xiàn)懸架剛度可控。通過(guò)控制勵(lì)磁線圈電流，改變磁流變液周?chē)鸥袘?yīng)強(qiáng)度，從而改變磁流變液粘度特性，實(shí)現(xiàn)懸架阻尼可控。根據(jù)汽車(chē)行駛的隔振需求，懸架可工作在“被動(dòng)”、“半主動(dòng)”、“主動(dòng)”三種工況下。當(dāng)工作在“被動(dòng)”、阻尼可控“半主動(dòng)”工況下，懸架可實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)能量的蓄能回收。本發(fā)明克服了被動(dòng)懸架參數(shù)不可變、半主動(dòng)懸架剛度可控難以實(shí)現(xiàn)的難題，同時(shí)避免了主動(dòng)懸架耗能較大的問(wèn)題，性能穩(wěn)定，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種多工況車(chē)輛懸架

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車(chē)輛懸架減振領(lǐng)域,具體涉及一種具有多種工況的車(chē)輛懸架。

【背景技術(shù)】
[0002]伴隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展，半主動(dòng)懸架與主動(dòng)懸架較好的解決了車(chē)輛乘坐舒適性與操縱穩(wěn)定性之間的矛盾，使得車(chē)輛懸架的隔振性能得到較好的提升。目前，半主動(dòng)懸架的實(shí)現(xiàn)主要采用變阻尼方案，中國(guó)專(zhuān)利201420009104.4公開(kāi)了一種節(jié)流口式阻尼可調(diào)減振器，通過(guò)調(diào)節(jié)節(jié)流口面積改變減震器的阻尼力，由此獲取較好的隔振性能。然而，對(duì)于半主動(dòng)懸架來(lái)說(shuō)，懸架的剛度可調(diào)卻成為其性能提升的瓶頸問(wèn)題。主動(dòng)懸架則大多采用力的發(fā)生器對(duì)輸出力進(jìn)行控制，Bose公司開(kāi)發(fā)的全主動(dòng)懸架即通過(guò)采集車(chē)輛的不同行駛工況信息，調(diào)節(jié)力作動(dòng)器的輸出力大小，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)路面不平度的有效緩沖與衰減。對(duì)于主動(dòng)懸架，即便是在靜態(tài)狀態(tài)下，力發(fā)生器裝置仍然需要消耗能量以支撐車(chē)身載荷，所消耗的能量較大，給現(xiàn)有的能源與環(huán)境提出較高的難題。面對(duì)各有利弊的車(chē)輛懸架結(jié)構(gòu)，工程上迫切需要一種可以較好中和各種懸架形式優(yōu)缺點(diǎn)的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出一種多工況車(chē)輛主動(dòng)懸架，既可以克服被動(dòng)懸架參數(shù)不變及半主動(dòng)懸架剛度可調(diào)難以實(shí)現(xiàn)的難題，同時(shí)可避免主動(dòng)懸架能耗較大的問(wèn)題。根據(jù)汽車(chē)的行駛工況需求，懸架可工作在“被動(dòng)”、“半主動(dòng)”與“主動(dòng)”的不同工況下，綜合性能較優(yōu)。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是，將磁懸浮彈簧與磁流變液集成為一體，利用線圈永磁體與永磁體之間異名磁極的吸引力承載車(chē)身質(zhì)量，起到磁懸浮剛度作用，改變線圈永磁體線圈中的電流即可實(shí)現(xiàn)磁懸浮彈簧的剛度可控。改變電磁活塞中勵(lì)磁線圈的電流大小，改變磁流變液的粘度特性，實(shí)現(xiàn)阻尼可控。
[0005]—種多工況車(chē)輛懸架，包括上吊耳(1)、下吊耳(13)、工作缸筒(16)、儲(chǔ)油缸筒
(19)、活塞桿(20)、所述活塞桿(20)上設(shè)有、線圈通孔(3)和中心線圈通孔￠)，磁懸浮缸筒(21)，所述磁懸浮缸筒(21)內(nèi)形成磁懸浮工作腔(4)；
[0006]所述磁懸浮缸筒(21)與儲(chǔ)油缸筒(19)固定連接，所述儲(chǔ)油缸筒(19)中設(shè)有工作缸筒(16)，且工作缸筒(16)與儲(chǔ)油缸筒(19)下端固定連接，所述儲(chǔ)油缸筒(19)下端與下吊耳(13)相鉸接；所述工作缸筒(16)下端開(kāi)設(shè)有通孔(14)；
[0007]所述上吊耳(1)與活塞桿(20)上端相鉸接，所述活塞桿(20)穿過(guò)磁懸浮缸筒
(21)、儲(chǔ)油缸筒(19)和工作缸筒(16)，且活塞桿(20)下端位于工作缸筒(16)內(nèi)；
[0008]一種多工況車(chē)輛懸架，還包括線圈永磁體(2)、勵(lì)磁線圈(7)、永磁體(22)、磁流變液(10)、阻尼活塞(12)、電磁活塞(17)，所述線圈永磁體⑵固定在活塞桿(20)上且位于所述永磁體(22)的內(nèi)側(cè)；所述永磁體(22)固定設(shè)置在磁懸浮缸筒(21)缸壁內(nèi)側(cè)上；所述勵(lì)磁線圈⑵安裝在電磁活塞(17)上；所述電磁活塞(17)與活塞桿(20)下端相連接；所述阻尼活塞(12)位于工作缸筒(16)內(nèi)；所述磁流變液(10)置于儲(chǔ)油缸筒(19)和工作缸筒(16)中。
[0009]所述勵(lì)磁線圈(7)經(jīng)預(yù)緊螺母(9)安裝在電磁活塞(17)上；
[0010]所述線圈永磁體(2)上均勻纏有密布第一線圈，所述第一線圈經(jīng)由線圈通孔(3)和中心線圈通孔￠)與外端電路相連。當(dāng)懸架工作在“被動(dòng)”或阻尼可控“半主動(dòng)”工況下，線圈永磁體(2)在磁場(chǎng)中切割磁感線使得線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。通過(guò)外端電路可對(duì)此部分電流進(jìn)行回收，此時(shí)懸架可實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)能量的蓄能回收。
[0011]所述勵(lì)磁線圈(7)上的第二線圈經(jīng)中心線圈通孔(6)與外端電路相連。
[0012]當(dāng)線圈永磁體⑵與勵(lì)磁線圈(7)中均沒(méi)有通以電流時(shí)，利用永磁體(22)與線圈永磁體(2)異名磁極間的相互吸引力承載車(chē)身重量，實(shí)現(xiàn)剛度作用。利用磁流變液(10)通過(guò)伸張閥(8)、流通閥(18)、壓縮閥(11)和補(bǔ)償閥(15)產(chǎn)生阻尼力，實(shí)現(xiàn)阻尼作用。此時(shí)懸架工作在“被動(dòng)”工況下，剛度與阻尼均不可控。
[0013]當(dāng)僅線圈永磁體⑵中通以電流時(shí),改變電流大小與方向，實(shí)現(xiàn)永磁體(22)與線圈永磁體(2)異名磁極間相互吸引力的改變，此時(shí)懸架工作在剛度可控“半主動(dòng)”工況；
[0014]當(dāng)僅勵(lì)磁線圈(7)中通以電流時(shí)，改變電流大小與方向，改變周?chē)鸥袘?yīng)強(qiáng)度，從而改變磁流變液(10)的粘度特性，此時(shí)懸架工作在阻尼可控“半主動(dòng)”工況。
[0015]當(dāng)線圈永磁體(2)與勵(lì)磁線圈(7)中的線圈均通以電流時(shí)，改變電流大小與方向，實(shí)現(xiàn)永磁體(22)與線圈永磁體(2)異名磁極間相互吸引力與磁流變液(10)粘度特性的改變，此時(shí)懸架工作在“主動(dòng)”工況下，剛度與阻尼均可控。
[0016]所述磁懸浮工作腔(4)上下兩端分別設(shè)有上緩沖塊(23)與下緩沖塊(5);為避免懸架受到?jīng)_擊載荷失去有效行程而撞擊工作缸，上緩沖塊(23)下端平面與下緩沖塊(5)上端平面為線圈永磁體(2)與永磁體(22)在被動(dòng)工作模式下異名磁極間最大吸引力的極限位置。
[0017]采用本發(fā)明的有益效果是，僅僅通過(guò)控制線圈永磁體中的線圈以及電磁活塞中勵(lì)磁線圈的電流，即可實(shí)現(xiàn)懸架的剛度可控與阻尼可控或剛度與阻尼聯(lián)合可控。根據(jù)汽車(chē)行駛的隔振需求，懸架可被設(shè)定工作在“被動(dòng)”工況、阻尼可調(diào)“半主動(dòng)”工況、剛度可調(diào)“半主動(dòng)”工況及“主動(dòng)”工況。當(dāng)懸架工作在“被動(dòng)”、阻尼可調(diào)“半主動(dòng)”工況下，線圈永磁體中的線圈在懸架往復(fù)運(yùn)動(dòng)中可產(chǎn)生感應(yīng)電流，此部分電能可經(jīng)外端電路回收貯存，實(shí)現(xiàn)“蓄能”作用效果。即使控制系統(tǒng)發(fā)生損壞或車(chē)輛處于靜態(tài)未啟動(dòng)狀態(tài)下，車(chē)輛懸架仍可工作在“被動(dòng)”工況下，此時(shí)無(wú)需外界能量輸入，懸架仍具有穩(wěn)定的工作性能。
[0018]本發(fā)明既克服了被動(dòng)懸架參數(shù)不可變、半主動(dòng)懸架剛度可變難以實(shí)現(xiàn)的難題，又避免了主動(dòng)懸架能量消耗較大的問(wèn)題，可根據(jù)需要選擇懸架工作模式，其控制機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有有益的工程應(yīng)用價(jià)值。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]圖1是一種多工況車(chē)輛主動(dòng)懸架示意圖。
[0021]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1.上吊耳，2.線圈永磁體，3.線圈通孔，4.磁懸浮工作腔，5.下緩沖塊，6.中心線圈通孔，7.勵(lì)磁線圈，8.伸張閥，9.預(yù)緊螺母，10.磁流變液，11.壓縮閥，12.阻尼活塞，13.下吊耳，14.通孔，15.補(bǔ)償閥，16.工作缸筒，17.電磁活塞，18.流通閥，19.儲(chǔ)油缸筒，20.活塞桿，21.磁懸浮缸筒，22.永磁體，23.上緩沖塊。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。
[0023]如圖1所示，上吊耳I與活塞桿20上端相鉸接，環(huán)形線圈永磁體2固定在活塞桿20上且位于所述永磁體22的內(nèi)側(cè)，線圈永磁體2上均勻纏有密布第一線圈，第一線圈經(jīng)由線圈通孔3和中心線圈通孔6與外端電路相連。永磁體22固定在磁懸浮缸筒21缸壁內(nèi)側(cè)上，磁懸浮工作腔4上下兩端設(shè)有上緩沖塊23與下緩沖塊5。磁懸浮缸筒21與儲(chǔ)油缸筒19固定連接，儲(chǔ)油缸筒19和工作缸筒16中含有磁流變液10?；钊麠U20下端與電磁活塞17相連，電磁活塞17上設(shè)有伸張閥8與流通閥18，勵(lì)磁線圈7經(jīng)預(yù)緊螺母9預(yù)緊安裝在電磁活塞17上，所述勵(lì)磁線圈上的第二線圈經(jīng)中心線圈通孔6與外端電路相連。阻尼活塞12上設(shè)有壓縮閥11和補(bǔ)償閥15，工作缸筒16與儲(chǔ)油缸筒19下端相鉸接，工作缸筒16下端開(kāi)設(shè)有通孔14，實(shí)現(xiàn)工作缸筒16與儲(chǔ)油缸筒19之間的油液流通。下吊耳13與儲(chǔ)油缸筒19相鉸接。
[0024]上吊耳I與車(chē)身相連，下吊耳13與車(chē)輪相連，由此完成一種多工況車(chē)輛懸架的安裝。
[0025]根據(jù)汽車(chē)行駛的隔振性能需求，懸架可工作在“被動(dòng)”、“半主動(dòng)”、“主動(dòng)”三種工況下。
[0026]當(dāng)線圈永磁體2與勵(lì)磁線圈7中均沒(méi)有通以電流時(shí)，此時(shí)懸架工作在“被動(dòng)”工況下。依靠永磁體22與線圈永磁體2異名磁極間的相互吸引力承載車(chē)身重量。當(dāng)懸架受到路面不平度沖擊時(shí)，永磁體22與線圈永磁體2之間產(chǎn)生相對(duì)位移，引力作用使得其具有返回靜平衡位置的趨勢(shì)。為避免受到?jīng)_擊載荷導(dǎo)致懸架失去有效行程，上緩沖塊23下端平面與下緩沖塊5上端平面即為未通電的線圈永磁體2與永磁體22異名磁極間最大吸引力的極限位置。磁流變液10通過(guò)伸張閥8、流通閥18、壓縮閥11和補(bǔ)償閥15產(chǎn)生阻尼力效果。此工況下無(wú)需外屆能量輸入，懸架性能一般。
[0027]當(dāng)僅線圈永磁體2中通以電流時(shí)，此時(shí)懸架工作在剛度可調(diào)的“半主動(dòng)”工況下。通過(guò)改變電流大小與方向，實(shí)現(xiàn)永磁體22與線圈永磁體2異名磁極間相互吸引力的改變，實(shí)現(xiàn)磁懸浮彈簧的剛度可調(diào)。當(dāng)僅勵(lì)磁線圈7中通以電流時(shí)，此時(shí)懸架工作在阻尼可調(diào)的“半主動(dòng)”工況下。改變電流大小與方向，改變周?chē)鸥袘?yīng)強(qiáng)度，從而改變磁流變液10的粘度特性，實(shí)現(xiàn)阻尼可調(diào)。此工況下需要外界能量輸入，懸架性能較優(yōu)。
[0028]當(dāng)線圈永磁體2與勵(lì)磁線圈7中的線圈均通以電流時(shí)，此時(shí)懸架工作在“主動(dòng)”工況下。當(dāng)需要懸架提供較大剛度時(shí)，改變線圈永磁體2線圈中的電流，使其產(chǎn)生與線圈永磁體2同向的磁場(chǎng)，異名磁極間的吸引力便增大，根據(jù)公式F = kx可知，當(dāng)位移不變時(shí)，彈性力的增大是由于彈簧剛度的增大，即此時(shí)懸架的剛度變大。當(dāng)需要懸架提供較小剛度時(shí)，改變線圈永磁體2線圈中的電流，使其產(chǎn)生與線圈永磁體2反向的磁場(chǎng)，異名磁極間的吸引力便減小，同理可得，磁懸浮懸架的剛度減小。以此實(shí)現(xiàn)懸架的剛度可控。改變勵(lì)磁線圈7中的電流，從而改變勵(lì)磁線圈7周?chē)艌?chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，使得磁流變液10粘度特性改變，實(shí)現(xiàn)阻尼可控。根據(jù)道路工況進(jìn)行懸架剛度與阻尼的聯(lián)合調(diào)節(jié)，獲取較好的隔振性能。此工況下需要外界較高能量輸入，懸架性能最優(yōu)。
[0029]當(dāng)多工況車(chē)輛懸架工作在“被動(dòng)”或阻尼可調(diào)“半主動(dòng)”工況下，路面不平度沖擊帶動(dòng)上吊耳I與下吊耳13相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈永磁體2與永磁體22之間產(chǎn)生相對(duì)位移，使得線圈永磁體2線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流。通過(guò)外端電路可對(duì)此部分電流進(jìn)行回收，此時(shí)懸架工作在“蓄能”工況下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)振動(dòng)能量的回收貯存，以便于后續(xù)使用，極大的減小了能量消耗。
[0030]所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種多工況車(chē)輛懸架， 包括上吊耳(I)、下吊耳(13)、工作缸筒(16)、儲(chǔ)油缸筒(19)、活塞桿(20)、磁懸浮缸筒(21)，所述活塞桿(20)上設(shè)有線圈通孔(3)和中心線圈通孔(6)，所述磁懸浮缸筒(21)內(nèi)形成磁懸浮工作腔(4)； 所述磁懸浮缸筒(21)與儲(chǔ)油缸筒(19)固定連接，所述儲(chǔ)油缸筒(19)中設(shè)有工作缸筒(16)，且工作缸筒(16)與儲(chǔ)油缸筒(19)下端固定連接，所述儲(chǔ)油缸筒(19)下端與下吊耳(13)相鉸接；所述工作缸筒(16)下端開(kāi)設(shè)有通孔(14)； 所述上吊耳(I)與活塞桿(20)上端相鉸接，所述活塞桿(20)穿過(guò)磁懸浮缸筒(21)、儲(chǔ)油缸筒(19)和工作缸筒(16)，且活塞桿(20)下端位于工作缸筒(16)內(nèi)； 其特征在于:還包括線圈永磁體(2)、勵(lì)磁線圈(7)、永磁體(22)、磁流變液(10)、阻尼活塞(12)、電磁活塞(17)，所述線圈永磁體(2)固定在活塞桿(20)上且位于所述永磁體(22)的內(nèi)側(cè)；所述永磁體(22)固定設(shè)置在磁懸浮缸筒(21)缸壁內(nèi)側(cè)上；所述勵(lì)磁線圈(7)安裝在電磁活塞(17)上；所述電磁活塞(17)與活塞桿(20)下端相連接；所述阻尼活塞(12)位于工作缸筒(16)內(nèi)；所述磁流變液(10)置于儲(chǔ)油缸筒(19)和工作缸筒(16)中。
2.如權(quán)利要求1所述的多工況車(chē)輛懸架，其特征在于:所述勵(lì)磁線圈(7)經(jīng)預(yù)緊螺母(9)安裝在電磁活塞(17)上。
3.如權(quán)利要求1所述的多工況車(chē)輛懸架，其特征在于:所述線圈永磁體(2)上均勻纏有密布第一線圈，所述第一線圈經(jīng)由線圈通孔⑶和中心線圈通孔(6)與外端電路相連。
4.如權(quán)利要求1所述的多工況車(chē)輛懸架，其特征在于:所述勵(lì)磁線圈(7)上的第二線圈經(jīng)中心線圈通孔(6)與外端電路相連。
5.如權(quán)利要求1所述的多工況車(chē)輛懸架，其特征在于:所述磁懸浮工作腔(4)上下兩端分別設(shè)有上緩沖塊(23)與下緩沖塊(5)。
6.如權(quán)利要求1所述的多工況車(chē)輛懸架，其特征在于:所述阻尼活塞(12)上設(shè)有壓縮閥(11)和補(bǔ)償閥(15)。
7.如權(quán)利要求1所述的多工況車(chē)輛懸架，其特征在于:所述電磁活塞(16)上設(shè)有伸張閥⑶與流通閥(18)。
【文檔編號(hào)】B60G13/00GK104309438SQ201410560364
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月20日
【發(fā)明者】沈鈺杰, 陳龍, 楊曉峰, 汪若塵, 施德華, 楊軍 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)