[發明專利]一種剛度可變的半主動懸架

在審

• 申請號: 201610009523.1
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN105584310A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發明（設計）人: 汪若塵;余未;丁仁凱;陳龍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60G17/015
• 分類號: B60G17/015;B60G17/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于車輛懸架結構領域，尤其是涉及一種剛度可變的半主動懸架。

背景技術

懸架是車架與車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其主要作用是傳遞力和力扭，緩沖 由路面產生沖擊力，并減少由此引起的振動，以保證汽車能平順地行駛。目前，在車輛上廣 泛使用的仍然是被動懸架，其剛度與阻尼不可調，只適用于單一的路面情況。

隨著汽車產業的發展，人們提出了性能更加優越的半主動懸架和主動懸架。雖然主動懸 架和半主動懸架都可以根據不同的路面來優化車輛平順性，但主動懸架需要消耗大量的能量， 在實際應用中受到一定的限制。半主動懸架介于被動懸架與主動懸架之間，其結構簡單，幾 乎不消耗車輛動力，并且能獲得接近主動懸架的性能。但現有的半主動懸架主要進行懸架阻 尼系數的調節，對于懸架剛度調節局限在空氣懸架和油氣懸架的應用中。電磁彈簧是一種新 興的電磁吸振技術，利用磁極的物理特性可以實現剛度的調節，其體積小、質量小、響應速 度快。

目前，全球環境問題與能源問題日益突出，節能減排成為了汽車產業的首要任務，傳統 的被動懸架將振動能量通過熱能消耗掉，大部分智能懸架還需要額外的能源進行控制。如果 能將振動能量進行回收并進行合理利用，不僅能有效提高汽車燃油經濟性、降低環境污染， 還能抑制振動，改善車輛行駛平順性。

中國專利20110457008.7公開了一種電磁彈簧減振器，利用電磁鐵的引力與斥力抑制車 身振動、調節車身高度，但其剛度與阻尼控制耦合，不能分別進行控制，并且未能進行振動 能量回收，另外也沒有考慮到懸架的“fail-safe”特性，當懸架控制單元出現故障時，懸架將 不能正常工作。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種剛度可變的半主動懸架，該半主動 懸架可以實現剛度、阻尼的分別控制，能夠提高車輛的平順性與舒適性、衰減振動；通過饋 能裝置實現汽車行駛過程中回收部分振動能量；通過設置螺旋彈簧，當懸架控制部分失效時， 仍能達到被動懸架的減振性能。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種剛度可調的半主動懸架，包括上連接環、下連接環、彈簧上支座、彈簧下支座和剛 度可調裝置，所述上連接環連接車身，下連接環連接轉向節；所述上連接環下端面固定有彈 簧上支座，下連接環上端面固定有彈簧下支座；所述剛度可調裝置位于上連接環和下連接環 之間；

所述剛度可調裝置包括活塞桿、動子、定子和套筒；所述動子和定子位于套筒內部，且 三者同軸；所述活塞桿穿過動子、定子和套筒的中心；所述活塞桿固定在上連接環下端；所 述動子固定在活塞桿外壁；所述定子固定在套筒內壁上，所述定子上固定有勵磁線圈；所述 動子和定子的工作表面之間留有間隙，且沿工作表面軸向分布有等距等寬的小齒；所述勵磁 線圈連接控制器。

進一步的，所述套筒上端口安裝有與活塞桿配合的直線軸承。

進一步的，所述動子上下端面均緊貼有橡膠墊圈。

進一步的，所述動子和定子的工作表面間留有0.1mm的微小間隙。

進一步的，所述定子通過四個攻有螺紋的卡塊和螺栓固定在套筒內壁上。

進一步的，所述剛度可調裝置下部同軸設有饋能裝置；所述活塞桿末端伸至饋能裝置內 部；

所述饋能裝置包括永磁體、電樞繞組和直線電機定子；所述永磁體貼在活塞桿外壁并隨 其運動；所述直線電機定子固定在彈簧下支座上端面；所述勵磁線圈和控制器之間連接饋能 電路，所述饋能電路連接電樞繞組；所述控制器還連接車身加速度傳感器和車輪加速度傳感 器。

進一步的，所述彈簧上支座和彈簧下支座之間還固定有螺旋彈簧，所述螺旋彈簧與剛度 可調裝置并聯構成懸架總剛度；所述螺旋彈簧的剛度小于等于車身最低振動頻率所對應的懸 架整體剛度。

進一步的，所述套筒由非導磁材料制成。

本發明的有益效果：

(1)本發明所述的一種剛度可變的半主動懸架，設置剛度可調裝置，通過調節勵磁電流 大小實現懸架剛度可調，克服了一般半主動懸架無法調節系統剛度的缺點；設置饋能裝置實 現了振動能量的回收與懸架阻尼系數可調，并通過饋能回路為剛度可調裝置供電，提高了燃 油經濟性；設置螺旋彈簧，當剛度可調裝置失效時，螺旋彈簧仍能保證懸架的正常工作，滿 足“fail-safe”特性。