CN103697104B - 一种可调节电磁悬挂系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调节电磁悬挂系统，包括稳定杆、减震器、螺旋弹簧、下摆臂总成、扭杆和车轮骨架，所述车轮骨架上安装有下摆臂总成和减震器，所述扭杆采用半轴与车轮骨架相连接，所述减震器上设有安装架，减震器内设有电磁活塞，所述螺旋弹簧位于安装架内，稳定杆采用连杆与安装架相连接，稳定杆上设有第一电磁线圈和位移传感器，减震器和稳定杆内还装有磁流变液流体。本发明采用了可以通过电磁的强弱来调节自身阻尼的减震器和稳定杆，从而精确地控制悬挂系统的阻尼，使悬挂系统适应当前的路况和驾驶需求，使汽车兼具舒适性和运动性。
Description
技术领域
本发明涉及悬挂系统的技术领域，特别是可调节电磁悬挂系统的技术领域。
背景技术
悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其功能是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车平顺行驶。悬挂系统应有的功能是支持车身，改善乘坐的感觉，不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性，是现代汽车十分关键的部件之一。但由于传统的悬挂系统缺少调整自身阻尼的功能，因此对于安装了悬挂系统的汽车来说，汽车的舒适性和运动性是矛盾的两面，顾此就会失彼，尽管通过悬挂的调校会一定程度上缓解这个矛盾，但也仅仅只是缓和而已。
发明内容
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种可调节电磁悬挂系统，采用了可以通过电磁的强弱来调节自身阻尼的减震器和稳定杆，从而精确地控制悬挂系统的阻尼，使悬挂系统适应当前的路况和驾驶需求，使汽车兼具舒适性和运动性。
为实现上述目的，本发明提出了一种可调节电磁悬挂系统，包括稳定杆、减震器、螺旋弹簧、下摆臂总成、扭杆和车轮骨架，所述车轮骨架上安装有下摆臂总成和减震器，所述扭杆采用半轴与车轮骨架相连接，所述减震器上设有安装架，减震器内设有电磁活塞，所述螺旋弹簧位于安装架内，稳定杆采用连杆与安装架相连接，稳定杆上设有第一电磁线圈和位移传感器，减震器和稳定杆内还装有磁流变液流体。
作为优选，所述稳定杆包括横杆、斜连接杆和连接端头，所述横杆内设有空腔，所述空腔内注有磁流变液流体，横杆上缠绕有第一电磁线圈，横杆的底部设有若干位移传感器，横杆的两端分别连有斜连接杆，所述斜连接杆与连接端头相连接，斜连接杆和连接端头均为实心结构，所述连接端头上设有金属衬套，金属衬套内开有安装通孔。
作为优选，所述横杆与斜连接杆采用焊接连接，斜连接杆与连接端头为一体成型结构，所述横杆上开设有进液孔和出液孔，进液孔位于横杆的上方，出液孔位于横杆的下方，所述位移传感器的数量为两个，两个位移传感器分别位于横杆两端的下方。
作为优选，所述减震器包括防尘罩、储油缸、工作缸、活塞杆和电磁活塞，所述防尘罩安装于储油缸的上方，工作缸安装于储油缸内，工作缸的顶部设有导向座，导向座上方设有油封结构，所述活塞杆末端端穿过导向座位于工作缸内，所述电磁活塞安装于活塞杆的末端，电磁活塞上开有若干通孔，电磁活塞内安装有若干第二电磁线圈，所述储油缸采用底部阀与工作缸相连通，所述工作缸和储油缸内装有磁流变液流体。
作为优选，所述防尘罩的上端安装有上支座，储油缸的下端安装有下支座，所述活塞杆的上端与防尘罩相固定连接，所述电磁活塞内均与分布有4个独立的第二电磁线圈，第二电磁线圈的下方设有滤膜，所述底部阀位于滤膜的下方，所述底部阀上设有压缩阀和补偿阀。
作为优选，所述下摆臂总成包括下摆臂、球头、连接座和胶套，所述下摆臂包括第一支臂和第二支臂，所述第一支臂的前端设有若干第一安装孔，球头安装于第一支臂的前端，第一支臂的末端设有安装头，第一支臂与第二支臂为一体结构，第二支臂上设有连接柱，所述胶套位于连接座内，胶套采用连接柱与第二支臂相连接。
作为优选，所述球头上设有安装板，安装板采用螺母组件与第一支臂的前端的第一安装孔相固定安装，所述连接座采用实心铝基连接座，连接座上设有若干第二安装孔，所述连接柱的横截面为正六边形，胶套中心设有与连接柱相对应的通孔。
作为优选，所述磁流变液流体内含有亚铁化合物颗粒，所述亚铁化合物颗粒为铁氧体，磁流变液流体内亚铁化合物颗粒的质量分数为30～40%，所述亚铁化合物颗粒的粒径为15～20μm，所述滤膜的孔径为3～10μm，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，滤膜可以使得磁流变液流体自由通过，但不能使得亚铁化合物颗粒通过，使亚铁化合物颗粒主要存在于工作缸内的油体中，保持工作缸内的磁流变液流体具有良好的磁性能。
本发明的有益效果：本发明通过采用电磁活塞，在电磁活塞内安装4个独立的第二电磁线圈，并在工作缸内装设含有亚铁化合物颗粒的磁流变液流体，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，因此通过控制第二电磁线圈内的电流大小来改变减震器的自身阻尼，并且在横杆的底部设置若干位移传感器，能够实时监测路面的情况，通过控制横杆上第一电磁线圈内的电流大小来控制横杆内磁流变液流体的粘度和流动性，因此通过对减震器和稳定杆的阻尼调节实现了对悬挂系统整体阻尼的调控，使得汽车能够适应当前的路况和驾驶需求，兼具舒适性和运动性。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
附图说明
图1是本发明一种可调节电磁悬挂系统的主视图；
图2是本发明中稳定杆的主视结构示意图；
图3是本发明中减震器的主视剖面图；
图4是本发明中活塞杆和电磁活塞的主视剖面图；
图5是本发明中下摆臂总成的主视结构示意图；
图6是本发明中下摆臂的主视结构示意图；
图7是本发明中连接座的主视结构示意图；
图8是本发明中连接座的俯视结构示意图。
图中：1-稳定杆、2-减震器、3-螺旋弹簧、4-下摆臂总成、5-扭杆、6-车轮骨架、7-安装架、8-连杆、9-磁流变液流体、11-横杆、12-斜连接杆、13-连接端头、112-第一电磁线圈、113-位移传感器、114-进液孔、115-出液孔、131-金属衬套、132-安装通孔、21-防尘罩、22-储油缸、23-工作缸、24-活塞杆、25-电磁活塞、26-导向座、27-油封结构、28-底部阀、210-滤膜、211-上支座、221-下支座、251-通孔、252-第二电磁线圈、281-压缩阀、282-补偿阀、41-下摆臂、42-球头、43-连接座、44-胶套、46-连接柱、411-第一支臂、412-第二支臂、413-安装头、421-安装板、422-螺母组件、441-通孔、451-第一安装孔、452-第二安装孔。
具体实施方式
参阅图1、图2和图3，本发明一种可调节电磁悬挂系统，包括稳定杆1、减震器2、螺旋弹簧3、下摆臂总成4、扭杆5和车轮骨架6，所述车轮骨架6上安装有下摆臂总成4和减震器2，所述扭杆5采用半轴51与车轮骨架6相连接，所述减震器2上设有安装架7，减震器2内设有电磁活塞25，所述螺旋弹簧3位于安装架7内，稳定杆1采用连杆8与安装架7相连接，稳定杆1上设有第一电磁线圈112和位移传感器113，减震器2和稳定杆1内还装有磁流变液流体9。
参阅图1和图2，所述稳定杆1包括横杆11、斜连接杆12和连接端头13，所述横杆11内设有空腔，所述空腔内注有磁流变液流体9，横杆11上缠绕有第一电磁线圈112，横杆11的底部设有若干位移传感器113，横杆11的两端分别连有斜连接杆12，所述斜连接杆12与连接端头13相连接，斜连接杆12和连接端头13均为实心结构，所述连接端头13上设有金属衬套131，金属衬套131内开有安装通孔132，所述横杆11与斜连接杆12采用焊接连接，斜连接杆12与连接端头13为一体成型结构，所述横杆11上开设有进液孔114和出液孔115，进液孔114位于横杆11的上方，出液孔115位于横杆11的下方，所述位移传感器113的数量为两个，两个位移传感器113分别位于横杆11两端的下方。
参阅图1、图3和图4，所述减震器2包括防尘罩21、储油缸22、工作缸23、活塞杆24和电磁活塞25，所述防尘罩21安装于储油缸22的上方，工作缸23安装于储油缸22内，工作缸23的顶部设有导向座26，导向座26上方设有油封结构27，所述活塞杆24末端端穿过导向座26位于工作缸23内，所述电磁活塞25安装于活塞杆24的末端，电磁活塞25上开有若干通孔251，电磁活塞25内安装有若干第二电磁线圈252，所述储油缸22采用底部阀28与工作缸23相连通，所述工作缸23和储油缸22内装有磁流变液流体9，所述防尘罩21的上端安装有上支座211，储油缸22的下端安装有下支座221，所述活塞杆24的上端与防尘罩21相固定连接，所述电磁活塞25内均与分布有4个独立的第二电磁线圈252，第二电磁线圈252的下方设有滤膜210，所述底部阀28位于滤膜210的下方，所述底部阀28上设有压缩阀281和补偿阀282，所述磁流变液流体9内含有亚铁化合物颗粒，所述亚铁化合物颗粒为铁氧体，磁流变液流体9内亚铁化合物颗粒的质量分数为30～40%，所述亚铁化合物颗粒的粒径为15～20μm，所述滤膜210的孔径为3～10μm。
参阅图1、图5、图6、图7和图8，所述下摆臂总成4包括下摆臂41、球头42、连接座43和胶套44，所述下摆臂41包括第一支臂411和第二支臂412，所述第一支臂411的前端设有若干第一安装孔451，球头42安装于第一支臂411的前端，第一支臂411的末端设有安装头413，第一支臂411与第二支臂412为一体结构，第二支臂412上设有连接柱46，所述胶套44位于连接座43内，胶套44采用连接柱46与第二支臂412相连接，所述球头42上设有安装板421，安装板421采用螺母组件422与第一支臂411的前端的第一安装孔451相固定安装，所述连接座43采用实心铝基连接座，连接座43上设有若干第二安装孔452，所述连接柱46的横截面为正六边形，胶套44中心设有与连接柱46相对应的通孔441。
本发明工作过程：
本发明中的稳定杆在工作过程中，通过横杆11上的进液孔114向横杆11的空腔内注入磁流变液流体9，当位移传感器113检测到路面处于平整状态时，横杆11上的第一电磁线圈112内没有电流，磁流变液流体9粘度小，流动性良好，稳定杆具有较小的阻尼，使得车辆能在平整路面保持良好的舒适性；当位移传感器113检测到路面较为不平整时，第一电磁线圈112内将产生电流，磁流变液流体9在磁场作用下粘度变大，流动性降低，外在表现为稳定杆的阻尼变大，保证汽车在崎岖的路面上具有良好的运动性。
本发明中的减震器在工作过程中，通过采用电磁活塞25，在电磁活塞25内安装4个独立的第二电磁线圈252，并在工作缸23内装设含有亚铁化合物颗粒的磁流变液流体9，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特性，因此通过控制第二电磁线圈252内的电流大小来改变减震器的自身阻尼，即改变减震的硬度，使避震器适应当前的路况和驾驶需求，使汽车兼具舒适性和运动性。
本发明中的下摆臂总成在工作过程中，通过采用螺母组件422来连接球头42和下摆臂41，同时在胶套44外套设连接座43后与下摆臂41相连接，连接座43采用实心铝基连接座不仅能有效保护胶套44，并且具有重量轻、更换胶套44方便等优点，球头42与胶套44的装卸极为方便，在球头42或胶套44损坏时，只需更换相应的损坏部件即可，无需更换整个下摆臂总成，降低了使用陈本，节约了资源。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种可调节电磁悬挂系统，其特征在于：包括稳定杆（1）、减震器（2）、螺旋弹簧（3）、下摆臂总成（4）、扭杆（5）和车轮骨架（6），所述车轮骨架（6）上安装有下摆臂总成（4）和减震器（2），所述扭杆（5）采用半轴（51）与车轮骨架（6）相连接，所述减震器（2）上设有安装架（7），减震器（2）内设有电磁活塞（25），所述螺旋弹簧（3）位于安装架（7）内，稳定杆（1）采用连杆（8）与安装架（7）相连接，稳定杆（1）上设有第一电磁线圈（112）和位移传感器（113），减震器（2）和稳定杆（1）内还装有磁流变液流体（9）。
2.如权利要求1所述的一种可调节电磁悬挂系统，其特征在于：所述稳定杆（1）包括横杆（11）、斜连接杆（12）和连接端头（13），所述横杆（11）内设有空腔，所述空腔内注有磁流变液流体（9），横杆（11）上缠绕有第一电磁线圈（112），横杆（11）的底部设有若干位移传感器（113），横杆（11）的两端分别连有斜连接杆（12），所述斜连接杆（12）与连接端头（13）相连接，斜连接杆（12）和连接端头（13）均为实心结构，所述连接端头（13）上设有金属衬套（131），金属衬套（131）内开有安装通孔（132）。
3.如权利要求2所述的一种可调节电磁悬挂系统，其特征在于：所述横杆（11）与斜连接杆（12）采用焊接连接，斜连接杆（12）与连接端头（13）为一体成型结构，所述横杆（11）上开设有进液孔（114）和出液孔（115），进液孔（114）位于横杆（11）的上方，出液孔（115）位于横杆（11）的下方，所述位移传感器（113）的数量为两个，两个位移传感器（113）分别位于横杆（11）两端的下方。
4.如权利要求1所述的一种可调节电磁悬挂系统，其特征在于：所述减震器（2）包括防尘罩（21）、储油缸（22）、工作缸（23）、活塞杆（24）和电磁活塞（25），所述防尘罩（21）安装于储油缸（22）的上方，工作缸（23）安装于储油缸（22）内，工作缸（23）的顶部设有导向座（26），导向座（26）上方设有油封结构（27），所述活塞杆（24）末端端穿过导向座（26）位于工作缸（23）内，所述电磁活塞（25）安装于活塞杆（24）的末端，电磁活塞（25）上开有若干通孔（251），电磁活塞（25）内安装有若干第二电磁线圈（252），所述储油缸（22）采用底部阀（28）与工作缸（23）相连通，所述工作缸（23）和储油缸（22）内装有磁流变液流体（9）。
5.如权利要求4所述的一种可调节电磁悬挂系统，其特征在于：所述防尘罩（21）的上端安装有上支座（211），储油缸（22）的下端安装有下支座（221），所述活塞杆（24）的上端与防尘罩（21）相固定连接，所述电磁活塞（25）内均与分布有4个独立的第二电磁线圈（252），第二电磁线圈（252）的下方设有滤膜（210），所述底部阀（28）位于滤膜（210）的下方，所述底部阀（28）上设有压缩阀（281）和补偿阀（282）。
6.如权利要求1所述的一种可调节电磁悬挂系统，其特征在于：所述下摆臂总成（4）包括下摆臂（41）、球头（42）、连接座（43）和胶套（44），所述下摆臂（41）包括第一支臂（411）和第二支臂（412），所述第一支臂（411）的前端设有若干第一安装孔（451），球头（42）安装于第一支臂（411）的前端，第一支臂（411）的末端设有安装头（413），第一支臂（411）与第二支臂（412）为一体结构，第二支臂（412）上设有连接柱（46），所述胶套（44）位于连接座（43）内，胶套（44）采用连接柱（46）与第二支臂（412）相连接。
7.如权利要求6所述的一种可调节电磁悬挂系统，其特征在于：所述球头（42）上设有安装板（421），安装板（421）采用螺母组件（422）与第一支臂（411）的前端的第一安装孔（451）相固定安装，所述连接座（43）采用实心铝基连接座，连接座（43）上设有若干第二安装孔（452），所述连接柱（46）的横截面为正六边形，胶套（44）中心设有与连接柱（46）相对应的通孔（441）。
8.如权利要求5所述的一种可调节电磁悬挂系统，其特征在于：所述磁流变液流体（9）内含有亚铁化合物颗粒，所述亚铁化合物颗粒为铁氧体，磁流变液流体（9）内亚铁化合物颗粒的质量分数为30～40%，所述亚铁化合物颗粒的粒径为15～20μm，所述滤膜（210）的孔径为3～10μm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150128 |