CN104210324B - 一种自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置，其第一棘轮机构的转盘与第一增速器的输入轴固定连接，第二棘轮机构的转盘与第二增速器的输入轴固定连接，第一、第二棘轮机构分置于齿条的两侧，第一、第二棘轮机构的棘轮分别与齿条啮合，第一、第二棘轮机构的棘轮内圈的单向齿的朝向相反，第一增速器的输出轴通过第一超越离合器与第一传动轴连接，第二增速器的输出轴通过第二超越离合器与第二传动轴连接，第一传动轴穿过第一齿轮的轴孔并与第一齿轮固定连接，第二传动轴穿过第二齿轮的轴孔后与励磁发电机的输入轴固定连接且第二传动轴与第二齿轮固定连接，第一、第二齿轮啮合，励磁发电机与汽车悬架系统的电磁减震器电连接。

Description

一种自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置

技术领域

本发明涉及汽车悬架减震系统，尤其涉及一种自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置。

背景技术

目前，传统汽车悬架系统的阻尼比是固定的，在车辆行驶中无法根据路面的颠簸程度实现实时调节，因此难以在每种路况下都能够达到满意的减震效果。而近几年出现的半主动减震器能够根据车辆行驶状况实时调节减震器的阻尼系数，但由于其结构复杂、响应时间长等缺点使得这种减震器的可靠性难以得到保证。

另外，汽车行驶在颠簸的路面上时会上下震动，尤其是车轴与车身之间有上下相对运动，但是震动的幅度和时间并不稳定，因此目前还没有特别有效的装置能够利用这部分运动产生的能量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种实时自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置包括齿条、第一棘轮机构、第二棘轮机构、第一增速器、第二增速器、第一超越离合器、第二超越离合器、第一齿轮、第二齿轮和励磁发电机；第一棘轮机构的转盘与第一增速器的输入轴固定连接，第二棘轮机构的转盘与第二增速器的输入轴固定连接，第一棘轮机构和第二棘轮机构分置于齿条的两侧，第一棘轮机构和第二棘轮机构的棘轮分别与齿条啮合，第一棘轮机构的棘轮的内圈的单向齿的朝向与第二棘轮机构的棘轮的内圈的单向齿的朝向相反，第一增速器的输出轴通过第一超越离合器与第一传动轴连接，第二增速器的输出轴通过第二超越离合器与第二传动轴连接，第一传动轴穿过第一齿轮的轴孔并与第一齿轮固定连接，第二传动轴穿过第二齿轮的轴孔后与励磁发电机的输入轴固定连接且第二传动轴与第二齿轮固定连接，第一齿轮和第二齿轮啮合，励磁发电机与汽车悬架系统的电磁减震器电连接。

进一步地，本发明所述齿条固定在汽车的一根车轴上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明先利用齿条与棘轮机构将汽车的车轴因汽车上下震动而产生的上下直线往复运动转化为单向的旋转运动，由此回收利用汽车震动的能量，以用于驱动励磁发电机；进而利用不同路况下励磁发电机产生不同大小的励磁电流来调整汽车悬架系统的电磁减震器的阻尼系数，从而实现对汽车悬架系统阻尼比的实时调节，进而使汽车在各种路况下都能达到令人满意的减震效果。

（2）利用增速器提高通过棘轮机构输出的转速，超越离合器能够保证传动轴的转速不会突然下降，因此本发明整个装置工作可靠。

（3）本发明结构简单，制造成本低，有利于推广。

附图说明

图1是本发明自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置的结构示意图；

图2是棘轮机构的结构示意图；

图中：1.齿条、21.第一棘轮机构、22.第二棘轮机构、31.第一增速器的输入轴、32.第二增速器的输入轴、41.第一增速器、42.第二增速器、51.第一增速器的输出轴、52.第二增速器的输出轴、61.第一超越离合器、62.第二超越离合器、71.第一传动轴、72.第二传动轴、81.第一齿轮、82.第二齿轮、9.励磁发电机、10.棘轮、11.转盘、12.棘爪、13.棘轮的外圈的齿、14.棘轮的内圈的单向齿、15.电磁减震器。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的结构和工作过程。

如图1所示，本发明自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置主要包括齿条1、第一棘轮机构21、第二棘轮机构22、第一增速器41、第二增速器42、第一超越离合器61、第二超越离合器62、第一齿轮81、第二齿轮82和励磁发电机9。其中，第一棘轮机构21的转盘11与第一增速器的输入轴31固定连接，第二棘轮机构22的转盘11与第二增速器的输入轴32固定连接，从而使得随着第一棘轮机构21的转盘11的转动能够带动第一增速器41转动，随着第二棘轮机构22的转盘11的转动能够带动第二增速器42转动。

第一棘轮机构21和第二棘轮机构22分置于齿条1的两侧，具体地说，如图1所示，第一棘轮机构21的棘轮10与齿条1的左侧啮合，第二棘轮机构22的棘轮10与齿条1的右侧啮合。

如图2所示，第一棘轮机构21和第二棘轮机构22分别包括：棘轮10、转盘11和棘爪12。棘轮10的外圈有用于和齿条1相啮合的齿13，棘轮10的内圈有单向齿14。转盘11的外圈均布一圈棘爪12，棘爪12铰接在转盘11上。棘轮10套在转盘11外，棘爪12插入棘轮内圈的单向齿14的齿槽内。本发明通过使第一棘轮机构21和第二棘轮机构22的棘轮的内圈的单向齿14的朝向相反的方式，来使第一棘轮机构21和第二棘轮机构22的棘爪12的朝向相反，从而使第一棘轮机构21的转盘11与第二棘轮机构22的转盘11的旋转方向相反，由此保证第一齿轮81和第二齿轮82能够做啮合运动。

使用本发明自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置时，可将齿条1固定在汽车的一根车轴上。在汽车因上下震动而带动车轴上下震动时，齿条1在车轴的带动下相应地做上下运动。当齿条1向下运动时，带动第二棘轮机构22的棘轮10逆时针转动，并带动第一棘轮机构21的棘轮10作顺时针转动。由于棘爪12插入第二棘轮机构22的棘轮的内圈的单向齿14的齿槽，因此棘轮10通过第二棘轮机构22的棘爪12带动转盘11做逆时针转动。由于第一棘轮机构21和第二棘轮机构22的棘轮的内圈的单向齿14的朝向相反，使得第一棘轮机构21和第二棘轮机构22的棘爪12的朝向相反，而第一棘轮机构21的棘爪12插入到棘轮的内圈的单向齿14的齿槽内，使得第一棘轮机构21的棘轮10通过棘爪12带动转盘11做顺时针转动。

当齿条1作向上直线运动时，带动第二棘轮机构22的棘轮10顺时针转动，并带动第一棘轮机构21的棘轮10逆时针转动。此时第二棘轮机构22的棘爪12会滑过棘轮的内圈的单向齿14的表面，因此第二棘轮机构22的转盘11依然维持逆时针转动。又因为第一棘轮机构21和第二棘轮机构22的棘轮的内圈的单向齿14的朝向相反，使得第一棘轮机构21和第二棘轮机构22的棘爪12的朝向也相反，所以，此时第一棘轮机构21的棘爪12会滑过棘轮的内圈的单向齿14的表面，因此第一棘轮机构21的转盘11依然维持顺时针转动。

当齿条1不断做上下往复运动时，第二棘轮机构22的转盘11始终保持逆时针转动，而第一棘轮机构21的转盘11始终保持顺时针转动，由此本发明实现了将往复直线运动转换为单向旋转运动。

第一棘轮机构21的转盘11与第一增速器的输入轴31固定连接，从而使得随着第一棘轮机构21的转盘11的转动带动第一增速器41转动；第二棘轮机构22的转盘11与第二增速器的输入轴32固定连接，使得随着第二棘轮机构22的转盘11的转动带动第二增速器42转动。第一增速器的输出轴51通过第一超越离合器61与第一传动轴71的一端连接，第二增速器的输出轴52通过第二超越离合器62与第二传动轴72的一端连接。第一增速器41和第二增速器42能够分别使通过第一棘轮机构21和第二棘轮机构22输出的转速提高。当汽车的震动幅度突然下降时，第一超越离合器61和第二超越离合器62分别能够保证第一传动轴71和第二传动轴71的转速不会突然下降。第一传动轴71的另一端穿过第一齿轮81的轴孔，并且第一传动轴71与第一齿轮81固定连接，第二传动轴72的另一端穿过第二齿轮82的轴孔后与励磁发电机9的输入轴固定连接，并且第二传动轴72与第二齿轮82固定连接，第一齿轮81和第二齿轮82啮合，由此，第二传动轴72的旋转能够带动励磁发电机9的输入轴同步旋转，从而驱动励磁发电机9工作。励磁发电机9与汽车悬架系统的电磁减震器15电连接，励磁发电机9所产生的励磁电流经过汽车悬架系统的电磁减震器15，不同大小的励磁电流会改变汽车悬架系统的电磁减震器15的阻尼系数，从而影响汽车悬架系统的阻尼比。

本发明的工作过程如下：当汽车行驶在颠簸的路面上时，车轴就会上下震动，固定在车轴上的齿条1因此会随之作上下往复运动，齿条1由此带动位于一侧的第二棘轮机构22的转盘11逆时针转动，第二棘轮机构22的转盘11依次通过第二增速器42和第二超越离合器62使第二传动轴72作逆时针转动，进而带动第二齿轮82作逆时针转动；由于位于齿条1另一侧的第一棘轮机构21的棘轮的内圈的单向齿14的朝向与第二棘轮机构22的恰好相反，所以当齿条1作上下往复运动时，齿条1带动第一棘轮机构21的转盘11顺时针转动，第一棘轮机构21的转盘11依次通过第一增速器41和第一超越离合器61使第一传动轴71顺时针转动，进而带动第一齿轮81顺时针转动；此外，第一齿轮81与第二齿轮82相互啮合，从而第二传动轴72把旋转动力传递给励磁发电机9的输入轴，由此，车轴的震动能够为励磁发电机9的工作提供驱动动力。

当汽车行驶在相对颠簸的公路上时，车轴的震动幅度增大，因此第二传动轴72的转速变高，即对励磁发电机9的输入功率增加，励磁发电机9所产生的励磁电流变大，而变大的励磁电流经过汽车悬架系统的电磁减震器15时会提高电磁减震器15的阻尼系数，从而提高汽车悬架系统的阻尼比，实现汽车的迅速减震。

当汽车行驶在相对平稳的公路上时，车轴的震动幅度减小，因此第二传动轴72的转速变低，即对励磁发电机9的输入功率减少，励磁发电机9所产生的励磁电流变小，而变小的励磁电流经过汽车悬架系统的电磁减震器15时会降低电磁减震器15的阻尼系数，从而降低汽车悬架系统的阻尼比。

本发明通过先将齿条与棘轮机构将汽车车轴因汽车上下震动而产生的上下直线往复运动转化为旋转运动，由此回收利用汽车震动的能量，以用于驱动励磁发电机；进一步利用不同路况下励磁发电机产生不同大小的励磁电流来调整汽车悬架系统的电磁减震器的阻尼系数，从而实现对汽车悬架系统阻尼比的实时调节，进而使汽车在各种路况下都能达到令人满意的减震效果。

Claims (2)

1.一种自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置，其特征在于：包括齿条（1）、第一棘轮机构（21）、第二棘轮机构（22）、第一增速器（41）、第二增速器（42）、第一超越离合器（61）、第二超越离合器（62）、第一齿轮（81）、第二齿轮（82）和励磁发电机（9）；第一棘轮机构（21）的转盘与第一增速器的输入轴（31）固定连接，第二棘轮机构（22）的转盘与第二增速器的输入轴（32）固定连接，第一棘轮机构（21）和第二棘轮机构（22）分置于齿条（1）的两侧，第一棘轮机构（21）和第二棘轮机构（22）的棘轮（19）分别与齿条（1）啮合，第一棘轮机构（21）的棘轮的内圈的单向齿（14）的朝向与第二棘轮机构（22）的棘轮的内圈的单向齿（14）的朝向相反，第一增速器的输出轴（51）通过第一超越离合器（61）与第一传动轴（71）连接，第二增速器的输出轴（52）通过第二超越离合器（62）与第二传动轴（72）连接，第一传动轴（71）穿过第一齿轮（81）的轴孔并与第一齿轮（81）固定连接，第二传动轴（72）穿过第二齿轮（82）的轴孔后与励磁发电机（9）的输入轴固定连接且第二传动轴（72）与第二齿轮（82）固定连接，第一齿轮（81）和第二齿轮（82）啮合，励磁发电机（9）与汽车悬架系统的电磁减震器（15）电连接。

2.根据权利要求1所述的自动调节汽车悬架系统阻尼比的装置，其特征在于：所述齿条（1）固定在汽车的一根车轴上。