一種行星齒輪電磁饋能式雙橫臂主動懸架的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種車輛雙橫臂主動懸架，尤其是采用電機作為作動器，具有饋能作用并有利于輪邊驅(qū)動系統(tǒng)布置的雙橫臂主動懸架。
【背景技術】
[0002]車輛懸架主要分為被動、半主動和主動懸架三大類。被動懸架因結構簡單，成本較低，被廣泛采用，但設計時只能折中于某種特定路面和速度下達到最優(yōu)性能。半主動懸架結構相對簡單，成本相對較低，能根據(jù)路面和車速變化調(diào)整懸架阻尼參數(shù)，能在一定程度上改善懸架性能。主動懸架能在不同路面和車速下提供不同的主動力，其實質(zhì)等同于實時調(diào)整懸架的剛度和阻尼參數(shù)，能最大程度改善懸架性能，但因結構復雜，能耗和成本較高，其應用和推廣受到很大的制約。
[0003]傳統(tǒng)主動懸架常采用空氣彈簧或液壓作動器的形式，其工作需要巨大的能量輸入，這在排放和節(jié)能要求日益嚴格的今天，顯不適用。饋能式液壓主動懸架結構復雜，且由振動回饋得到的液壓能量難以儲藏和應用。而傳統(tǒng)汽車蓄電池電壓低能量小，電動主動懸架的發(fā)展受到很大制約。在新能源汽車大力發(fā)展的今天，高壓電池能夠為電動作動器提供合適的能量來源，且同時能作為電動作動器再生電能的儲存單元。因此，電動主動懸架引起了廣泛的研宄興趣。
[0004]目前，電動主動懸架作動器的形式主要有直線電機式、電機和齒輪齒條式及電機和滾珠絲桿式。直線電機式主動懸架結構相對簡單，但是作動器體積相對較大，而高性能電動車常采用分布式輪邊或輪轂驅(qū)動的形式，輪邊布置空間有限。電機和齒輪齒條式因齒輪齒條增速比不夠，常需要其他增速機構，或采用更大的電機。滾珠絲桿有較高的正傳動效率和逆效率，與之相配的電機可采用體積較小轉(zhuǎn)速高的高功率密度電機，但滾珠絲桿的傳動效率尤其是逆效率還是略低于齒輪傳動，且整套作動器大小也較大。此外，這些主動懸架的結構設計多應用于麥弗遜懸架，而主動懸架常用于高性能豪華汽車，且雙橫臂懸架因其對于車輪定位參數(shù)的理想控制而備受青睞。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提出了一種行星齒輪電磁饋能式雙橫臂主動懸架，其目的在于可以以電機作為作動器，作動器通過行星齒輪減速增扭后通過螺旋彈簧與車架相連，通過推桿、下橫臂與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。在車輪跳動過程中，傳感器信號輸入至整車控制器，整車控制器根據(jù)控制策略發(fā)出控制指令，并通過驅(qū)動電路放大后控制作動器發(fā)出作動力，減小不平路面對車輛振動系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，進而改善車輛的舒適性、行駛安全性和懸架工作空間。該過程中，電機有時充當發(fā)電機將因不平路面產(chǎn)生的部分振動能量儲存于車載電源中，有時充當電動機消耗車載電源電能并發(fā)出主動力。
[0006]本實用新型的技術方案是:
[0007]一種行星齒輪電磁饋能式雙橫臂主動懸架，包括第一球鉸、上橫臂、第二球鉸、電機、第一轉(zhuǎn)動鉸、齒圈、行星架、第三球鉸、彈簧座、調(diào)整座、螺旋彈簧、第四球鉸、車架、下橫臂、第二轉(zhuǎn)動鉸、太陽輪、行星輪、第五球鉸、第六球鉸、轉(zhuǎn)向節(jié)、推桿。
[0008]具體的連接方式為:上橫臂通過第一轉(zhuǎn)動鉸與車架相連，下橫臂通過第二轉(zhuǎn)動鉸與車架相連。上橫臂通過第一球鉸與轉(zhuǎn)向節(jié)相連，下橫臂通過第六球鉸與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。下橫臂通過第五球鉸與推桿相連，推桿通過第二球鉸與行星架相連，行星架通過第三球鉸與彈簧座相連。螺旋彈簧一端支承在彈簧座上，另一端支承在調(diào)整座上。彈簧座一端通過第三球鉸與行星架相連，另一端通過第四球鉸與車架相連。行星架與行星輪通過轉(zhuǎn)動副相連，行星輪與齒圈通過齒輪副嚙合，齒圈與車架固連，行星輪與太陽輪通過齒輪副嚙合，太陽輪與電機輸出軸通過花鍵相連，電機與車架固連。
[0009]在車輛運行過程中，上橫臂與轉(zhuǎn)向節(jié)可繞第一球鉸相對轉(zhuǎn)動，上橫臂與車架可繞第一轉(zhuǎn)動鉸相對轉(zhuǎn)動；下橫臂與轉(zhuǎn)向節(jié)可繞第六球鉸相對轉(zhuǎn)動，下橫臂與車架可繞第二轉(zhuǎn)動鉸相對轉(zhuǎn)動；推桿與下橫臂可繞第五球鉸相對轉(zhuǎn)動，推桿與行星架可繞第二球鉸相對轉(zhuǎn)動；行星架與彈簧座可繞第三球鉸相對轉(zhuǎn)動；彈簧座與車架可繞第四球鉸相對轉(zhuǎn)動。
[0010]在車輛運行過程中，車輪上下跳動帶動轉(zhuǎn)向節(jié)上下跳動，轉(zhuǎn)向節(jié)上下跳動帶動下橫臂繞車架沿著第二轉(zhuǎn)動鉸軸線擺動，下橫臂擺動帶動推桿運動，從而帶動行星架繞著太陽輪所在軸線轉(zhuǎn)動。此時，傳感器信號輸入至整車控制器，整車控制器根據(jù)控制策略發(fā)出控制信號，控制信號經(jīng)驅(qū)動電路放大后控制電機作動。當動力通過第六球鉸由轉(zhuǎn)向節(jié)傳遞到下橫臂，經(jīng)第五球鉸由下橫臂傳遞到推桿，經(jīng)第二球鉸由推桿傳遞到行星架，部分動力經(jīng)由行星架帶動螺旋彈簧拉伸或壓縮；另一部分動力經(jīng)由行星架傳遞到行星輪，再由行星輪傳遞到太陽輪，進而帶動電機作動時，電機充當發(fā)電機。當電機動力通過花鍵遞到太陽輪，再由行星輪傳遞到行星架，與螺旋彈簧力共同作用于行星架，再經(jīng)第二球鉸由行星架傳遞到推桿，經(jīng)第五球鉸由推桿傳遞到下橫臂，經(jīng)第六球鉸由下橫臂傳遞到轉(zhuǎn)向節(jié)，從而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié)的垂向振動時，電機充當電動機。
[0011]當需要調(diào)節(jié)螺旋彈簧的初始力時，可通過轉(zhuǎn)動調(diào)整座使調(diào)整座沿著彈簧座軸線移動，以改變螺旋彈簧的壓縮量，從而改變螺旋彈簧的初始力。
[0012]本實用新型的系統(tǒng)結構原理為:1/4車輛振動系統(tǒng)由簧上質(zhì)量、彈簧、作動器、簧下質(zhì)量和輪胎組成；控制系統(tǒng)由傳感器、整車控制器和驅(qū)動電路組成；汽車電源由汽車電池和超級電容并聯(lián)組成，能兼顧汽車電池能量密度高和超級電容功率密度高的優(yōu)點，提高驅(qū)動系統(tǒng)和儲能效率，并延長汽車電池的使用壽命。當汽車行駛在不平路面時，傳感器信號輸入至整車控制器，整車控制器根據(jù)控制策略發(fā)出控制信號，控制信號經(jīng)驅(qū)動電路放大后控制作動器作動從而改善車輛的舒適性、行駛安全性和懸架工作空間。同時回收部分系統(tǒng)振動能量。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的卓越功效在于:
[0014](I)推桿與懸架鉸接點位置可調(diào)，可適應不同輪邊驅(qū)動系統(tǒng)布置與工作空間的要求，且采用行星齒輪使系統(tǒng)結構更緊湊。
[0015](2)根據(jù)主動懸架控制策略控制作動器作動，有效改善車輛乘坐舒適性、行駛安全性和懸架工作空間。
[0016](3)部分工況下作動器充當發(fā)電機，有效減少主動懸架能耗，某些工況甚至能夠回饋能量，增加新能源汽車續(xù)駛里程。
[0017](4)相較于被動懸架和半主動懸架，本實用新型能更大程度改善懸架性能；而新能源汽車的高壓電池能夠為電動作動器提供合適的能量來源，并能作為電動作動器再生電能的儲存單元；此外，雙橫臂懸架因其對于車輪定位參數(shù)的理想控制較傳統(tǒng)麥弗遜式主動懸架性能更優(yōu)。
【附圖說明】
[0018]圖1本實用新型結構示意圖；
[0019]圖2本實用新型系統(tǒng)原理圖。
[0020]附圖中標號說明:
[0021]I——第一球鉸； 2——上橫臂；3——第二球鉸；
[0022]4——電機；5——第一轉(zhuǎn)動鉸；6——齒圈；
[0023]7--行星架；8--第二球較；9--彈費座；
[0024]10--調(diào)整座； 11--螺旋彈費；12--第四球較；
[0025]13——車架；14——下橫臂；15——第二轉(zhuǎn)動鉸；
[0026]16一一太陽輪； 17—一行星輪；18—一第