[實(shí)用新型]液電饋能式半主動(dòng)控制減振器系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520411243.4
• 申請(qǐng)日: 2015-06-15
• 公開（公告）號(hào): CN204961669U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張杰;彭明;龔邊;周賢勇;郭增均;邱寶象;陳甜;傅潔明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬向錢潮股份有限公司;萬向集團(tuán)公司
• 主分類號(hào): F16F9/19
• 分類號(hào): F16F9/19;F15B21/14;B60G13/14
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于車輛懸架減振器系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液電饋能式半主動(dòng)控制減振器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

車輛在行駛過程中會(huì)受到不平路面的持續(xù)激勵(lì)，引起簧上質(zhì)量的垂直振動(dòng)和輪胎動(dòng)載荷的連續(xù)變化，直接影響車輛的平順性和操縱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)液力減振器是將簧上質(zhì)量與簧下質(zhì)量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能通過阻尼作用轉(zhuǎn)化為熱能耗散。而饋能懸架是將這部分振動(dòng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能或者電能，供給車輛上其他設(shè)備使用，從而達(dá)到降低車輛能量消耗的目的。

目前車輛饋能懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式主要分為機(jī)械液壓式饋能(包括曲柄連桿式、靜液蓄能式)、電磁式饋能(包括電磁線圈感應(yīng)式、齒輪齒條式、滾珠絲桿式、直線電機(jī)式)以及液電復(fù)合式饋能。液電饋能式半主動(dòng)控制減振器屬于液電復(fù)合式，包括雙筒液壓減振模塊和液電饋能控制模塊，利用工作油液在油道里的運(yùn)動(dòng)推動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而將車身與車輪間的機(jī)械振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能。經(jīng)過科研人員的大量研究，現(xiàn)存的各種饋能懸架仍有若干缺點(diǎn)，無法達(dá)到傳統(tǒng)減振器的使用要求；本實(shí)用新型所提出的液電饋能式半主動(dòng)控制減振器的綜合性能好，實(shí)用性強(qiáng)。

中國專利1626370A設(shè)計(jì)采用滾珠絲桿機(jī)構(gòu)，將簧載質(zhì)量與非簧載質(zhì)量之間的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。饋能裝置由滾珠絲桿機(jī)構(gòu)和電機(jī)組成，在車輛的行駛過程中，將回收的能量儲(chǔ)存在電池。隨著不平路面的持續(xù)激勵(lì)，饋能減振器作壓縮運(yùn)動(dòng)和伸張運(yùn)動(dòng)，滾珠螺母沿軸向上下移動(dòng)，帶動(dòng)滾珠絲桿和電機(jī)轉(zhuǎn)子作正反轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)車身振動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)控制電路使電機(jī)處于電動(dòng)或者制動(dòng)狀態(tài)，從而主動(dòng)衰減不平路面產(chǎn)生的車身振動(dòng)和沖擊。滾珠絲桿式饋能懸架將傳統(tǒng)的液力裝置替換成機(jī)械裝置，這種結(jié)構(gòu)形式的缺點(diǎn)是由于傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部間隙的存在，饋能裝置對(duì)高頻信號(hào)的頻率響應(yīng)函數(shù)不為零。因此，滾珠絲桿式饋能懸架在低頻大振幅激勵(lì)下，懸架特性和能量回收效率較好，而受到高頻激勵(lì)時(shí)，懸架特性不理想，能量回收效率較低。

中國專利CN101749353A設(shè)計(jì)采用四個(gè)單向閥組成的液壓整流橋，形成“機(jī)-電-液”一體化液電饋能裝置，將簧載質(zhì)量與非簧載質(zhì)量之間的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為液體的流動(dòng)。無論是壓縮運(yùn)動(dòng)和伸張運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過單向閥液壓整流橋后，液體都沿同一方向通過液壓馬達(dá)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。該方案可以使液壓馬達(dá)始終沿同一方向旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)處于較高的工作效率，液電饋能裝置的整體效率較高。然而，單向閥的開閉完全依靠前后端的液體壓力，活塞運(yùn)動(dòng)換向時(shí)，液體對(duì)單向閥的沖擊較大，影響單向閥的工作壽命。由于液壓缸有桿腔和無桿腔的體積變化不同，造成壓縮行程的阻尼力大于伸張形成的阻尼力，與傳統(tǒng)液力減振器的外特性相反，不便于實(shí)際工程應(yīng)用。

中國專利CN103244495A設(shè)計(jì)采用電控整流閥，控制單元通過比較活塞上、下腔壓力傳感器采集的壓力信號(hào)，判斷整流閥前端液體流向，通過電磁閥對(duì)整流閥閥芯位置進(jìn)行控制，對(duì)減振器缸筒中流出的液體進(jìn)行整流，整流后的液流驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)始終沿一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)處于較高效率狀態(tài)下發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)機(jī)械能量轉(zhuǎn)化為電能。然而，車輛在行駛過程中受到不平路面的持續(xù)激勵(lì)，造成簧載質(zhì)量的往復(fù)壓縮運(yùn)動(dòng)和伸張運(yùn)動(dòng)，電控整流閥處于連續(xù)的調(diào)整狀態(tài)，大大降低了其使用壽命。同時(shí)，一旦電控整流閥工作失效，該減振器的使用性能難以滿足車輛的行駛要求。

以上將振動(dòng)機(jī)械能量進(jìn)行饋能回收的裝置當(dāng)中，中國專利1626370A存在電機(jī)轉(zhuǎn)子隨著懸架的往復(fù)運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向正反交替切換的問題，產(chǎn)生大量的慣量損失，降低了電機(jī)的發(fā)電效率。中國專利CN101749353A和中國專利CN103244495A采用閥的結(jié)構(gòu)解決了電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向正反切換的問題，提高了發(fā)電機(jī)的工作效率，但是液壓整流橋的某個(gè)單向閥工作實(shí)效，會(huì)造成系統(tǒng)無法正常工作，同時(shí)不便于維修；利用電控整流閥可以減少液壓整流橋產(chǎn)生的液壓能量損失，不過對(duì)其使用壽命提出了較高要求，不適用于長時(shí)間實(shí)際使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種液電饋能式半主動(dòng)控制減振器系統(tǒng)，可基于傳統(tǒng)雙筒液壓減振器改造而成，在達(dá)到車輛對(duì)減振器阻尼特性基本要求前提下，能夠回收懸架振動(dòng)耗散的機(jī)械能，使其轉(zhuǎn)換為電能，達(dá)到車輛節(jié)能的目的；并且可以實(shí)現(xiàn)阻尼力的半主動(dòng)控制，提升車輛的行駛平順性。