液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 2002年，劍橋大學學者Smith提出了慣容器的概念并給出了實現(xiàn)裝置，和機械系 統(tǒng)中的彈簧和阻尼器一樣，是一種真正的兩端點元件。它兩端的受力與兩端相應(yīng)的加速度 成正比，其比例常數(shù)稱"慣質(zhì)系數(shù)"，單位為千克。隨著慣容器的提出，由慣容器、彈簧和阻尼 3種基本元件構(gòu)成的"慣容一彈簧一阻尼"(Inerter-Spring-Damper，簡稱ISD)車輛懸架改 善了懸架的隔振性能。諸多學者對車輛ISD懸架的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題開展研宄，針對被動機械 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)運用魯棒控制等算法，按照懸架性能指標得出目標傳遞函數(shù)，再通過網(wǎng)絡(luò)綜合得 出具體懸架結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，且容易得到包含杠桿元件的結(jié)構(gòu)，實用性不足。
[0003] 由于工程作業(yè)空間有限，性能優(yōu)良的復(fù)雜阻抗形式在機械式懸架中難以得到實 現(xiàn)。因此，工程上迫切需要一種性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)簡單的車輛懸架結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)較為復(fù)雜的阻 抗形式，以提升車輛懸架的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對機械式懸架阻抗不可變及通過網(wǎng)絡(luò)綜合得出具體懸架結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，容易包含 杠桿元件的難題，本發(fā)明提出一種可實現(xiàn)復(fù)雜阻抗形式的車輛懸架阻抗控制裝置。集成應(yīng) 用液力式慣容器與直線電機，液力式慣容器可產(chǎn)生慣性阻抗形式，直線電機可形成電學阻 抗形式，通過改變直線電機的外接負載阻抗形式，獲取較為復(fù)雜的懸架復(fù)合阻抗。
[0005] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0006] 一種液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置，包括上吊耳、主液壓缸、下吊耳、副液壓 缸、動子軸和電機定子，所述上吊耳固定連接在主液壓缸上端；所述主液壓缸和副液壓缸 并排設(shè)置，且所述主液壓缸與副液壓缸的上下腔分別通過第一連接管和第二連接管對應(yīng)連 通；所述主液壓缸內(nèi)部設(shè)置有配合連接的主液壓缸活塞和主活塞桿，所述主活塞桿下端固 定連接下吊耳；所述副液壓缸內(nèi)部設(shè)置有開孔的擋板、配合連接的副活塞桿和副液壓缸活 塞，所述擋板位于第二連接管下部，且副活塞桿的末端經(jīng)開孔伸出擋板外部；所述副液壓缸 下端面連接電機定子的上端面，所述電機定子內(nèi)均布有繞組，所述繞組與外端控制電路相 連；所述動子軸貫穿電機定子中部，并與副活塞桿固定連接；所述動子軸上設(shè)置有動子磁 軛和動子磁極。
[0007] 進一步的，所述上吊耳與主液壓缸焊接為一體，下吊耳與主活塞桿焊接為一體。
[0008] 進一步的，所述動子軸位于電機定子的中心軸上。
[0009] 進一步的，所述副液壓缸下端面與所述電機定子上端面焊接連成一體。
[0010] 進一步的，所述動子軸與副活塞桿焊接連成一體。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：
[0012] (1)本發(fā)明所述的液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置的復(fù)合阻抗由機械阻抗與電 學阻抗共同組成，通過主液壓缸和副液壓缸的配合實現(xiàn)機械阻抗，通過電機定子、動子軸、 外端控制電路等實現(xiàn)電學阻抗；由于機械阻抗固定不可變，可通過改變外端電路的負載阻 抗，實現(xiàn)裝置復(fù)合阻抗特性的改變。相較于旋轉(zhuǎn)作用式機械元件及電機轉(zhuǎn)子，本發(fā)明受非線 性因素影響較小，且阻抗形式更為靈活，可實現(xiàn)更為復(fù)雜的復(fù)合阻抗形式。相較于主動、半 主動懸架的參數(shù)調(diào)控機理，本發(fā)明提出的液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置具有更優(yōu)越的 動態(tài)性能，且原理簡單，結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定。
[0013] (2)本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)簡單，通過將主液壓缸和副液壓缸并排設(shè)置，副液壓缸下 端設(shè)置動子軸的設(shè)備，實現(xiàn)阻抗控制裝置的分體式結(jié)構(gòu)，增大電學阻抗的可調(diào)范圍，安裝過 程中對原有結(jié)構(gòu)的軸向安裝空間影響較小。
【附圖說明】
[0014] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0015] 圖1是液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置示意圖。
[0016] 圖2是圖1中A處的局部放大圖。
[0017] 附圖標記說明如下：
[0018] 1_上吊耳，2_王液壓缸，3_王液壓缸活塞，4 _王活塞桿，5_下吊耳，6_電機走子， 7-動子軸，8-動子磁軛，9-繞組，10-動子磁極，11-擋板，12-副液壓缸，13-副活塞桿， 14-副液壓缸活塞，15-第一連接管，16-第二連接管。
【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明，需要指出的是，下面僅 以一種最優(yōu)化的技術(shù)方案對本發(fā)明的技術(shù)方案以及設(shè)計原理進行詳細闡述，但本發(fā)明的保 護范圍并不限于此。
[0020] 如圖1和圖2所示，一種液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置，包括上吊耳1、主液壓 缸2、下吊耳5、副液壓缸11、動子軸7和電機定子6,其中，上吊耳1與主液壓缸2焊接為一 體，下吊耳5與主活塞桿4焊接為一體，所述上吊耳1與車身相鉸接，下吊耳5與車輪相鉸 接。
[0021] 所述主液壓缸2和副液壓缸12并排設(shè)置，且副液壓缸12位于主液壓缸2左側(cè)，所 述第一連接管15和第二連接管16分別連通主液壓缸2與副液壓缸12的上下腔。主活塞 桿4與主液壓缸活塞3配合安裝于主液壓缸2中，副液壓缸12內(nèi)部設(shè)置有配合連接的副活 塞桿13和副液壓缸活塞14,所述副液壓缸12內(nèi)部還設(shè)有中部開孔的擋板11，所述擋板11 位于第二連接管16的下部，副活塞桿13經(jīng)所開孔伸出擋板11 ;
[0022] 所述電機定子6與副液壓缸12焊接固聯(lián)，且電機定子6的內(nèi)部均布有繞組9,所述 繞組9與外端控制電路相連。所述動子軸7從電機工作腔伸出與副活塞桿13焊接連成一 體。動子磁軛8與動子磁極10均固定在動子軸7上。
[0023] 工作過程為：當上吊耳1與下吊耳5之間產(chǎn)生相對運動時，下吊耳5與主活塞桿4 推動主液壓缸活塞3向上或向下運動，主液壓缸2上腔與副液壓缸12上腔連通，主液壓缸 2下腔與副液壓缸12下腔連通，由于主液壓缸2、副液壓缸12工作腔內(nèi)充滿油液，因而油液 進入副液壓缸12推動副液壓缸活塞14向上或向下運動，進而由副活塞桿13帶動動子軸7 上下移動，動子軸7上的動子磁軛8與動子磁極10在電機工作腔內(nèi)與電機定子6中的繞組 9產(chǎn)生相對運動，直線電機繞組9與外端電路相連，可產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
[0024] 由液壓缸工作原理可知：
[0025] (V2-V1)S1= (Va-V1)S2 (1)
[0026] 式中，Sp S2分別為主液壓缸活塞3與副液壓缸活塞14的面積，V i、V2分別為上吊 耳1、下吊耳5的速度，^為動子軸7的速度。
[0027] 由能量守恒定律可得：
[0028] f{v2-V1)= IHVii(Vii-Vl) (2)
[0029] 其中，f為施加在上吊耳1與下吊耳5之間的作用力，m為動子軸7的質(zhì)量Λ為動 子軸7的加速度。
[0030] 對（1)式兩邊求導并代入（2)式可得：
【主權(quán)項】
1. 一種液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置，其特征在于，包括上吊耳（1)、主液壓缸 (2)、下吊耳（5)、副液壓缸（12)、動子軸（7)和電機定子（6)，所述上吊耳⑴固定連接在主 液壓缸（2)上端；所述主液壓缸（2)和副液壓缸（12)并排設(shè)置，且所述主液壓缸（2)與副 液壓缸（12)的上下腔分別通過第一連接管（15)和第二連接管（16)對應(yīng)連通；所述主液壓 缸（2)內(nèi)部設(shè)置有配合連接的主液壓缸活塞（3)和主活塞桿（4)，所述主活塞桿（4)下端 固定連接下吊耳（5);所述副液壓缸（12)內(nèi)部設(shè)置有開孔的擋板（11)、配合連接的副活塞 桿（13)和副液壓缸活塞（14)，所述擋板（11)位于第二連接管（16)下部，且副活塞桿（13) 的末端經(jīng)開孔伸出擋板（11)外部；所述副液壓缸（12)下端面連接電機定子（6)的上端面， 所述電機定子（6)內(nèi)均布有繞組（9)，所述繞組（9)與外端控制電路相連；所述動子軸（7) 貫穿電機定子（6)中部，并與副活塞桿（13)固定連接；所述動子軸（7)上設(shè)置有動子磁軛 (8)和動子磁極（10)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置，其特征在于，所述上吊 耳（1)與主液壓缸（2)焊接為一體，下吊耳（5)與主活塞桿（4)焊接為一體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置，其特征在于，所述動 子軸（7)位于電機定子（6)的中心軸上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置，其特征在于，所述副 液壓缸（12)下端面與所述電機定子（6)上端面焊接連成一體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置，其特征在于，所述動 子軸（7)與副活塞桿（13)焊接連成一體。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種液電耦合式車輛懸架阻抗控制裝置，包括上吊耳、主液壓缸、下吊耳、副液壓缸、動子軸和電機定子，上吊耳連接主液壓缸上端；主液壓缸和副液壓缸并排設(shè)置，且其上下腔分別通過連接管連通；主液壓缸內(nèi)部設(shè)置有配合連接的主液壓缸活塞和主活塞桿，主活塞桿下端固定連接下吊耳；副液壓缸內(nèi)部設(shè)置有中間開孔的擋板、配合連接的副活塞桿和副液壓缸活塞；副液壓缸下端固定均布有繞組的電機定子，繞組與外端控制電路相連；設(shè)置有動子磁軛和動子磁極的動子軸貫穿電機工作腔，并與副活塞桿固定連接。本發(fā)明所述的阻抗控制裝置，阻抗形式更為靈活，動態(tài)性能優(yōu)越，受非線性因素影響較??；實現(xiàn)了阻抗控制裝置的分體式結(jié)構(gòu)，節(jié)省空間。
【IPC分類】B60G13-14, F16F15-03, B60G17-015, F16F15-023
【公開號】CN104626911
【申請?zhí)枴緾N201510053802
【發(fā)明人】楊曉峰, 沈鈺杰, 楊軍, 劉雁玲, 汪若塵
【申請人】江蘇大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月2日