[發(fā)明專利]一種多功能混合電磁減振系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011254603.6
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112503133B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁仁凱;汪若塵;孟祥鵬;劉偉;孫東;楊霖
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B60G13/00
• 分類號: B60G13/00;F16F15/03;F16F15/06;F16F15/04;F16F15/02
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本發(fā)明提供了一種多功能混合電磁減振系統(tǒng)，屬于車輛系統(tǒng)減振技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的多功能混合電磁減振系統(tǒng)包括線性電磁阻尼器/作動器和線性電磁車輪動力吸振器，線性電磁阻尼器/作動器用于衰減車身與車輪的相對運(yùn)動，并將車身與車輪相對振動產(chǎn)生的機(jī)械功率轉(zhuǎn)化為電功率再利用；線性電磁車輪動力吸振器與線性電磁阻尼器/作動器的動子剛性串聯(lián)或是并聯(lián)，用于吸收車輪振動，并將車輪振動產(chǎn)生的機(jī)械功率轉(zhuǎn)化為電功率再利用。本發(fā)明能夠有效兼顧振動系統(tǒng)的動力學(xué)性能與能量再生，并適用于所有具有兩自由度運(yùn)動特征振動系統(tǒng)的減振。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛系統(tǒng)減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多功能混合電磁減振系統(tǒng)。

背景技術(shù)

減振是機(jī)械工程領(lǐng)域的一個經(jīng)典控制問題，如汽車、火車、飛機(jī)著陸架等機(jī)械系統(tǒng)都需要用到減振系統(tǒng)。減振的目的是為了降低外部激勵對機(jī)械系統(tǒng)的擾動，對于車輛系統(tǒng)而言，就是提高車輛的乘坐舒適性和行駛安全性。長期以來，傳統(tǒng)“彈簧-阻尼”結(jié)構(gòu)的被動/半主動減振系統(tǒng)難以有效改善車輛的動力學(xué)性能，并且產(chǎn)生的振動能量都以熱能的形式耗散掉，造成了能量浪費(fèi)；電液/空氣主動減振系統(tǒng)雖然能夠大幅提升車輛的動力學(xué)性能，但結(jié)構(gòu)上始終受限于執(zhí)行器的固有特性，普遍存在能耗高、響應(yīng)滯后、可控帶寬小等共性問題。也就是說，現(xiàn)有減振系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系的綜合性能(包括動力學(xué)性能和節(jié)能性能)難以滿足車輛“舒適、安全、節(jié)能”的發(fā)展需要。

為了解決車輛減振系統(tǒng)動力學(xué)性能與節(jié)能性能之間的矛盾關(guān)系，具有能量再生(阻尼器)和主動控制(作動器)雙重功能的線性電機(jī)被引入到車輛的減振系統(tǒng)。美國專利(9068623B2)公開了一種用于車輛減振系統(tǒng)的集成被動阻尼的線性電磁作動器，通過在線槽中嵌入鋁環(huán)形成渦流阻尼，使得該減振系統(tǒng)具有主動控制和振動能量再生兩種功能。美國專利(7219781B2)公開了一種集成線性電機(jī)和被動液壓阻尼器的線性電磁作動器，具有與專利9068623B2相同的功能。雖然引入線性電機(jī)的減振系統(tǒng)為解決車輛減振系統(tǒng)動力學(xué)性能與節(jié)能性能之間的矛盾關(guān)系提供了思路，但現(xiàn)有技術(shù)主要聚焦于兩個方面，一是如何最大限度地提高能量再生模式下的饋能功率；二是如何最大限度地改善主動控制模式下的系統(tǒng)動力學(xué)性能。需要指出的是，當(dāng)線性電機(jī)用于能量再生時，等效于被動阻尼器，無法達(dá)到液壓阻尼器迅速衰減振動的效果，從而會影響系統(tǒng)動力學(xué)性能；而用于主動控制時，仍然存在能耗高的突出問題。總的來說就是：無論線性電磁減振系統(tǒng)工作于何種模式，改善系統(tǒng)動力學(xué)性能與實現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能始終是矛盾的，無法通過單一結(jié)構(gòu)的執(zhí)行器來協(xié)調(diào)解決。同時，車輛的乘坐舒適性與行駛安全性始終也是矛盾的，無法通過單一結(jié)構(gòu)的執(zhí)行器同時改善兩者的性能。

歐洲專利(0415780A1)公開了一種線性電機(jī)結(jié)合動力吸振器的車輛減振系統(tǒng)，具體地，將動力吸振器安裝于車輪上，從而將車輪的振動轉(zhuǎn)化為動力吸振器中質(zhì)量塊的振動，線性電機(jī)則用于抑制車身振動，并回收部分振動能量。雖然該發(fā)明能夠同時改善車輛的乘坐舒適性與行駛安全性，但該系統(tǒng)中線性電機(jī)和動力吸振器是獨(dú)立的，這就增加了安裝空間的需求。同時，動力吸振器只吸收車輪的振動，并未將該振動能量進(jìn)行再生轉(zhuǎn)化。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種多功能混合電磁減振系統(tǒng)，解決乘坐舒適性與行駛安全性，且有效利用振動能量。

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。

一種多功能混合電磁減振系統(tǒng)，包括線性電磁阻尼器/作動器和線性電磁車輪動力吸振器，所述線性電磁車輪動力吸振器與定子通過缸體剛性連接；

所述線性電磁阻尼器/作動器包括動子和定子，定子和動子之間留有第一氣隙；所述動子包括實心軸和第一永磁體，第一永磁體堆棧在實心軸外圍；所述定子上開設(shè)有第一線槽，第一線槽內(nèi)部繞制第一線圈繞組；