一種結(jié)合凸輪的電磁饋能式雙橫臂主動(dòng)懸架的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種車輛雙橫臂主動(dòng)懸架，尤其是采用電機(jī)作為作動(dòng)器，具有饋能作用并有利于輪邊驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置的雙橫臂主動(dòng)懸架。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛懸架主要分為被動(dòng)、半主動(dòng)和主動(dòng)懸架三大類。被動(dòng)懸架因結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，被廣泛采用，但設(shè)計(jì)時(shí)只能折衷于某種特定路面和速度下達(dá)到最優(yōu)性能。半主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，成本相對(duì)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(dòng)懸架能在不同路面和車速下提供不同的主動(dòng)力，其實(shí)質(zhì)等同于實(shí)時(shí)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，能耗和成本較高，其應(yīng)用和推廣受到很大的制約。
[0003]傳統(tǒng)主動(dòng)懸架常采用空氣彈簧或磁/電流變液壓作動(dòng)器的形式，其工作需要巨大的能量輸入，顯然不能滿足日益提高的排放和節(jié)能的要求。以磁/電流變液作為阻尼液的主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且由振動(dòng)回饋得到的液壓能量難以儲(chǔ)藏和應(yīng)用。而傳統(tǒng)汽車蓄電池電壓低能量小，電動(dòng)主動(dòng)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?yàn)殡妱?dòng)作動(dòng)器提供合適的能量來源，且同時(shí)能作為電動(dòng)作動(dòng)器再生電能的儲(chǔ)存單元。因此，電動(dòng)主動(dòng)懸架引起了廣泛的研究興趣。
[0004]目前，電動(dòng)主動(dòng)懸架的作動(dòng)器主要有直線電機(jī)、電機(jī)結(jié)合齒輪齒條以及電機(jī)結(jié)合滾珠絲桿。直線電機(jī)式主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，但是作動(dòng)器體積相對(duì)較大，而高性能電動(dòng)車常采用分布式輪邊或輪轂驅(qū)動(dòng)的形式，輪邊布置空間有限。電機(jī)和齒輪齒條式因齒輪齒條增速比不夠，常需要其他增速機(jī)構(gòu)，或采用更大的電機(jī)。近年來，由于電機(jī)結(jié)合滾珠絲杠的作動(dòng)器形式結(jié)構(gòu)緊湊，且滾珠絲桿有較高的正傳動(dòng)效率和逆效率，可采用體積較小轉(zhuǎn)速高的高功率密度電機(jī)，基于電機(jī)結(jié)合滾珠絲杠的饋能式主動(dòng)懸架逐步開展起來。然而由于懸架連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)非線性特性，即輪邊位移與滾珠絲杠行程呈非線性關(guān)系，輪邊在勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)將引起電機(jī)轉(zhuǎn)子等一系列旋轉(zhuǎn)件的非勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致額外的輪邊力，給行駛平順性和懸架的主動(dòng)控制帶來了不利影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型提出了一種結(jié)合凸輪的電磁饋能式雙橫臂主動(dòng)懸架。以電機(jī)作為作動(dòng)器，作動(dòng)器上端通過橡膠減震器與車架相連，電機(jī)輸出軸通過絲杠螺母推桿和凸輪模塊與下橫臂相連。在車輪跳動(dòng)過程中，傳感器信號(hào)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(dòng)電路放大后控制作動(dòng)器發(fā)出作動(dòng)力，減小不平路面對(duì)車輛振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，進(jìn)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(jī)有時(shí)充當(dāng)發(fā)電機(jī)將因不平路面產(chǎn)生的部分振動(dòng)能量儲(chǔ)存于車載電源中，有時(shí)充當(dāng)電動(dòng)機(jī)消耗車載電源電能并發(fā)出主動(dòng)力。
[0006]特別注意的是，本實(shí)用新型滾珠螺母與推桿一體化集成，通過凸輪模塊與下橫臂相連，通過設(shè)計(jì)凸輪型線可以控制輪邊位移與滾珠絲杠行程呈線性關(guān)系，從而消除懸架機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)非線性給行駛平順性和懸架主動(dòng)控制帶來的不利影響。
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0008]—種結(jié)合凸輪的電磁饋能式雙橫臂主動(dòng)懸架，包括第一彈性鉸、上橫臂、第一球鉸、轉(zhuǎn)向節(jié)、第二球鉸、下橫臂、第二彈性鉸、車架、橡膠減震器、電機(jī)、絲杠軸、一體化推桿-滾珠螺母總成、凸輪模塊、滾子。其中，上橫臂通過第一彈性鉸與車架相連，下橫臂通過第二彈性鉸與車架相連。轉(zhuǎn)向節(jié)通過第一球鉸和第二球鉸與上橫臂、下橫臂相連。電機(jī)通過橡膠減震器與車架固聯(lián)，電機(jī)軸與絲杠做成一體，即絲杠軸，絲杠軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)一體化推桿-滾珠螺母總成運(yùn)動(dòng)。一體化推桿-滾珠螺母總成通過滑鍵沿導(dǎo)軌只做豎直方向平動(dòng)，導(dǎo)軌與電機(jī)機(jī)架固聯(lián)。一體化推桿-滾珠螺母總成下端通過滾子軸與滾子相連，滾子在凸輪模塊內(nèi)可以沿凸輪型線滾動(dòng)，凸輪模塊通過螺釘與下橫臂固聯(lián)。
[0009]在車輛運(yùn)行過程中，上橫臂與轉(zhuǎn)向節(jié)可繞第一球鉸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，上橫臂與車架可繞第一彈性鉸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；下橫臂與轉(zhuǎn)向節(jié)可繞第二球鉸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，下橫臂與車架可繞第二彈性鉸相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；電機(jī)絲杠軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過滾珠絲杠結(jié)構(gòu)帶動(dòng)一體化推桿-滾珠螺母總成上下移動(dòng)；一體化推桿-滾珠螺母總成通過滾子、凸輪模塊與下橫臂相連，從而在下橫臂擺動(dòng)的同時(shí)，絲杠軸與滾珠螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
[0010]本實(shí)用新型的運(yùn)動(dòng)方式為:在車輛運(yùn)行過程中，車輪跳動(dòng)帶動(dòng)懸架上下跳動(dòng)，轉(zhuǎn)向節(jié)帶動(dòng)下橫臂繞車架沿著第二彈性鉸軸線擺動(dòng)，下橫臂擺動(dòng)帶動(dòng)一體化推桿-滾珠螺母總成運(yùn)動(dòng)。傳感器信號(hào)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(hào)，控制信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大后控制電機(jī)動(dòng)作。電機(jī)帶動(dòng)絲杠軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一體化推桿-滾珠螺母總成受絲杠軸驅(qū)動(dòng)，在導(dǎo)軌滑鍵的導(dǎo)向作用下平動(dòng)。一體化推桿-滾珠螺母總成通過凸輪模塊將作動(dòng)力傳遞給下擺臂，從而實(shí)現(xiàn)懸架主動(dòng)控制。
[0011]本實(shí)用新型將凸輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用于推桿與下橫臂的連接位置，通過控制凸輪型線可以消除輪邊位移和滾珠螺母位移間的非線性關(guān)系，從而消除非線性對(duì)行駛平順性和懸架主動(dòng)控制帶來的不利影響。凸輪模塊通過螺釘固聯(lián)在下橫臂上，方便拆卸更換。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的卓越功效在于:
[0013](I) 一體化推桿-滾珠螺母總成與下橫臂通過凸輪模塊連接，從而可以控制輪邊位移與滾珠絲杠行程的關(guān)系，消除非線性因素給行駛平順性和主動(dòng)控制的不利影響。
[0014](2)采用滾珠絲杠的連接形式，結(jié)構(gòu)緊湊，凸輪模塊方便拆卸維修，降低成本。
[0015](3)根據(jù)主動(dòng)懸架控制策略控制作動(dòng)器作動(dòng)，有效改善車輛乘坐舒適性、行駛安全性和懸架工作空間。
[0016](4)部分工況下作動(dòng)器充當(dāng)發(fā)電機(jī)，有效減少主動(dòng)懸架能耗，某些工況甚至能夠回饋能量，增加新能源汽車?yán)m(xù)駛里程。
【附圖說明】<