一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，屬于車輛節(jié)能減排【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明將直線電機(jī)集成到傳統(tǒng)的雙筒減振器上。在車輛行駛過程中，雙筒減振器部分在車輛運行的過程還是像傳統(tǒng)被動懸架一樣進(jìn)行減振，而直線電機(jī)部分，作為動子的活塞桿與定子之間相對運動，在三相餅式電樞繞組中會感應(yīng)出交流電，通過饋能電路可以向蓄電池回饋能量；同時，可以通過外部控制器控制直線電機(jī)的輸入電流，控制直線電機(jī)輸出作動力來實現(xiàn)減振。通過直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)一體化設(shè)計，可以提高車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。
【專利說明】—種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車輛節(jié)能減排領(lǐng)域，涉及一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的減振器是根據(jù)汽車的綜合性能的要求，針對特定的車型進(jìn)行設(shè)計的，系統(tǒng)的振動特性固定不變。為了提高汽車的行駛平順性應(yīng)該采用阻尼較小的減振器，但是這樣會導(dǎo)致懸架的動行程變大，也會使車身側(cè)傾、俯仰振動增大，進(jìn)而影響操縱穩(wěn)定性和車身姿態(tài)；相反為了提高車輛的操縱穩(wěn)定性，穩(wěn)定汽車姿態(tài)變化，采用阻尼較大的減振器，但是這樣會使懸架的隔振性能降低，影響乘坐舒適性。所以，采用傳統(tǒng)減振器無法同時滿足操縱穩(wěn)定性和平順性。
[0003]直線電機(jī)可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)電機(jī)在結(jié)構(gòu)方面的一種變形，它可以看作是一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿其徑向剖開，然后拉平演變而成。隨著自動控制技術(shù)和微型計算機(jī)的高速發(fā)展，對各類自動控制系統(tǒng)的定位精度提出了更高的要求，在這種情況下，傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)再加上一套變換機(jī)構(gòu)組成的直線運動驅(qū)動裝置，已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代控制系統(tǒng)的要求，為此，世界許多國家都在研究、發(fā)展和應(yīng)用直線電機(jī)，使得直線電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。
[0004]目前，將汽車車軸與簧載質(zhì)量之間的振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌芰康目尚薪Y(jié)構(gòu)方案主要有電磁線圈感應(yīng)式、電磁發(fā)電機(jī)式和靜液式等；專利CN200420026360.0公開了一種液壓式饋能型半主動懸架，但其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，附加元件多；直線電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、效率高、抗電磁干擾能力強(qiáng)、電樞與定子間無徑向力等優(yōu)點，現(xiàn)根據(jù)直線電機(jī)特殊的工作方式，提出了將直線電機(jī)集成到雙筒減震器上回收能量和提供作動力的概念。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:構(gòu)建一種能夠抑制振動并且改善車輛的平順性的將直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器。
[0006]本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:針對傳統(tǒng)的被動液壓減振器進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化，利用活塞桿與減振器缸筒之間相對直線運動的原理，在雙筒減振器外殼上集成一個直線電機(jī)。通過傳統(tǒng)減振器減振的同時，能夠通過直線電機(jī)提供作動力或者回收懸架的振動能量。通過這樣的一種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，得到了一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置。
[0007]本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)為:包括永磁同步直線電機(jī)、雙筒減振器；所述的永磁同步直線電機(jī)由相對運動的動子活塞桿和定子外殼組成，三相餅式電樞繞組繞在定子外殼內(nèi)部的鐵芯上；所述定子外殼與雙筒減振器外殼焊接在一起，且定子外殼與雙筒減振器外殼同軸，三相餅式電樞繞組和定子外殼沿雙筒減振器外殼軸向依次排列在動子活塞桿的一周；所述動子活塞桿為實心結(jié)構(gòu)，由永磁材料制成，上端與上吊耳焊接在一起，動子活塞桿下端與活塞通過螺母連接在一起。所述雙筒減振器包括動子活塞桿、頂蓋、油封、導(dǎo)向器、雙筒減振器外殼、工作缸、活塞、底蓋；所述動子活塞桿和雙筒減振器同軸，所述頂蓋和油封將工作缸與雙筒減振器外殼之間的上口密封隔斷；所述活塞上設(shè)有貫通上下兩個工作腔的伸張閥和流通閥，所述伸張閥和流通閥沿周向?qū)ΨQ分布；所述導(dǎo)向器位于工作缸上端，用于動子活塞桿的限位；所述底蓋將雙筒減振器外殼與工作缸密封連接。
[0008]工作缸的底部設(shè)有壓縮閥和補(bǔ)償閥，所述壓縮閥和補(bǔ)償閥分別位于距離工作缸底部中心軸線一定距離的圓周上，且沿周向?qū)ΨQ分布。
[0009]上吊耳與活塞桿上部采用焊接連接，下吊耳焊接在底蓋下面。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:通過在傳統(tǒng)被動雙筒減振器上集成一個直線電機(jī)，使兩者進(jìn)行串聯(lián)，構(gòu)建一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器。車輛在運行過程中，雙筒減振器在減振的同時，直線電機(jī)也提供相應(yīng)的作動力來抑制振動，改善車輛的平順性，同時，直線電機(jī)可以利用懸架的振動來回收懸架的振動能量，提高車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖中:1_上吊耳2-動子活塞桿3-直線電機(jī)4-三相餅式電樞繞組5-頂蓋6_油封7-導(dǎo)向器8-雙筒減振器外殼9-工作缸10-伸張閥11-活塞12-壓縮閥13-下吊耳14-底蓋15-補(bǔ)償閥16-流通閥17-螺母18-雙筒減振器19-定子外殼。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0014]一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，如圖1所示，包括直線電機(jī)、雙筒減振器18 ;其中直線電機(jī)為筒式永磁同步直線電機(jī)，包括動子活塞桿2、定子外殼19，三相餅式電樞繞組4 ;所述動子活塞桿2由實心柱體結(jié)構(gòu)的永磁材料構(gòu)成，所述三相餅式電樞繞組4繞在所述定子外殼19內(nèi)部的鐵芯上；三相餅式電樞繞組4圍繞所述動子活塞桿2的軸向依次排列，即繞組沿著雙筒減振器外殼8軸向依次排列在所述動子活塞桿2的一周；所述雙筒減振器18包括動子活塞桿2、活塞11、工作缸9、底蓋14、雙筒減振器外殼8、導(dǎo)向器7、頂蓋5和油封6 ;所述動子活塞桿2為液壓減振器活塞桿，且與所述雙筒減振器18同軸，所述動子活塞桿2下端與所述活塞11通過螺母17連接在一起；所述活塞11上設(shè)有貫通上下兩個工作腔的伸張閥10和流通閥16，所述伸張閥10和所述流通閥16沿周向?qū)ΨQ分布；所述工作缸9內(nèi)置于所述雙筒減振器外殼8內(nèi)，其底部設(shè)有壓縮閥12和補(bǔ)償閥15，所述壓縮閥12和所述補(bǔ)償閥15沿周向?qū)ΨQ分布；所述底蓋14將所述工作缸9與所述雙筒減振器外殼8密封連接；所述導(dǎo)向器7位于所述工作缸9上端，用于所述動子活塞桿2的限位；所述頂蓋5和所述油封6將所述工作缸9與所述雙筒減振器外殼8之間的上口密封隔斷；所述定子外殼19與所述雙筒減振器外殼8焊接在一起，且與所述雙筒減振器外殼8同軸。
[0015]上述動子活塞桿2上端與上吊耳I焊接在一起，底蓋14上焊接有下吊耳13。
[0016]在工作中，裝置處于伸張行程時，車輪相對車架遠(yuǎn)離，減振器受拉伸，減振器活塞11上移。雙筒減振器18上腔容積減小，油壓上升，流通閥16關(guān)閉。雙筒減振器18上腔內(nèi)的油液推開伸張閥10流入下腔。由于動子活塞桿2的存在，上腔內(nèi)的油液不能夠充滿下腔所增加的容積，那么下腔便會產(chǎn)生一定的真空度，這時儲油筒中的油液推開補(bǔ)償閥15流入下腔進(jìn)行補(bǔ)充。這些閥的節(jié)流便對減振器的伸張運動提供阻尼力。汽車運行過程中，懸架系統(tǒng)電子控制單元采集簧上質(zhì)量加速度傳感器和簧下質(zhì)量加速度傳感器的信號，并進(jìn)行運算，判斷在伸張行程時，永磁同步直線電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)模式，由于動子活塞桿2與永磁同步直線電機(jī)之間產(chǎn)生相對運動，永磁同步直線電機(jī)部分就會產(chǎn)生三相感應(yīng)電動勢，電路中產(chǎn)生三相感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過全橋式整流器整流成直流，然后給外部的蓄電池充電。因為形成了電流回路，那么此時永磁同步直線電機(jī)就會對動子活塞桿2產(chǎn)生電磁阻尼力。同時此時的電磁阻尼力就相當(dāng)于傳統(tǒng)減振器提供的阻尼力，所以，該裝置的阻尼力要大于不加直線電機(jī)傳統(tǒng)液壓筒式減振器，電磁阻尼力和雙筒減振器18提供的阻尼力一起為懸架減振。此時回收的電能也可以供汽車上的電器使用。
[0017]裝置處于壓縮行程時，車輪向車架靠近，減振器受壓縮，減振器活塞11下移。雙筒減振器18下腔容積減小，油壓上升，油液經(jīng)流通閥16流到雙筒減振器18上面的腔室。由于上腔被動子活塞桿2占據(jù)了一部分空間，上腔增加的容積小于下腔減少的容積，所以還有一部分油液推開壓縮閥12，流回儲油筒中。這些閥的節(jié)流便對減振器的壓縮運動提供阻尼力。同樣，此時懸架系統(tǒng)電子控制單元采集簧上質(zhì)量加速度傳感器和簧下質(zhì)量加速度傳感器的信號，并進(jìn)行運算，判斷在壓縮行程時，永磁同步直線電機(jī)工作于電動機(jī)模式。根據(jù)減振器工作時所需阻尼力的大小，懸架系統(tǒng)電子控制單元控制外部的蓄電池通過全橋式整流電路將直流整成三相電流向永磁同步永磁同步直線電機(jī)輸入，永磁同步直線電機(jī)根據(jù)外部輸入電流的大小，對動子活塞桿2產(chǎn)生相應(yīng)大小的電磁作動力來抑制車身的振動。此時的永磁同步直線電機(jī)就是一個作動器，永磁同步直線電機(jī)對動子活塞桿2施加的電磁作動力與雙筒減振器18提供的阻尼力方向相反，綜合后的阻尼力比傳統(tǒng)液壓筒式減振器提供的阻尼力要小，這樣的結(jié)構(gòu)可以改善車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。
【權(quán)利要求】
1.一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，其特征在于，包括直線電機(jī)(3)、雙筒減振器(18); 所述直線電機(jī)(3)包括動子活塞桿(2)、定子外殼(19)、三相餅式電樞繞組(4);所述動子活塞桿(2)上有永磁體，所述三相餅式電樞繞組(4)繞在所述定子外殼(19)內(nèi)部的鐵芯上；所述三相餅式電樞繞組(4)圍繞所述動子活塞桿(2)的軸向依次排列； 所述雙筒減振器(18 )包括動子活塞桿(2 )、活塞(11)、工作缸(9 )、底蓋(14 )、雙筒減振器外殼(8)、導(dǎo)向器(7)、頂蓋(5)和油封(6);所述動子活塞桿(2)為液壓減振器活塞桿，且與所述雙筒減振器(18)同軸，所述動子活塞桿(2)下端與所述活塞(11)通過螺母(17)連接在一起；所述活塞(11)上設(shè)有貫通上下兩個工作腔的伸張閥(10)和流通閥(16);所述工作缸(9)內(nèi)置于所述雙筒減振器外殼(8)內(nèi)，所述底蓋(14)將所述工作缸(9)與所述雙筒減振器外殼(8)密封連接；所述導(dǎo)向器(7)位于所述工作缸(9)上端，用于對所述動子活塞桿(2)進(jìn)行限位；所述頂蓋(5)和所述油封(6)將所述工作缸(9)與所述雙筒減振器外殼(8)之間的上口密封隔斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，其特征在于，所述直線電機(jī)(3)為筒式永磁同步直線電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，其特征在于，所述動子活塞桿(2 )由實心柱體結(jié)構(gòu)的永磁材料構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，其特征在于，所述伸張閥(10)和所述流通閥(16)沿周向?qū)ΨQ分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，其特征在于，所述工作缸(9)的底部設(shè)有壓縮閥(12)和補(bǔ)償閥(15)，所述壓縮閥(12)和所述補(bǔ)償閥(15)沿周向?qū)ΨQ分布。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，其特征在于，所述動子活塞桿(2)上端與上吊耳(I)焊接在一起，所述底蓋(14)上焊接有下吊耳(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的一種直線電機(jī)與阻尼串聯(lián)的雙筒減振器裝置，其特征在于，所述定子外殼(19)與所述雙筒減振器外殼(8)焊接在一起，所述定子外殼(19)與所述雙筒減振器外殼(8)同軸。
【文檔編號】F16F9/32GK103925324SQ201410150692
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】汪若塵, 謝健, 葉青, 孫澤宇, 陳龍 申請人:江蘇大學(xué)