CN105422707B - 一种电磁减震器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁减震器，包括液压减震器和电磁减震机构，液压减震器包括液压腔，电磁减震机构包括外筒和内筒，外筒内腔设有与外筒底部连接的中间杆，中间杆的外壁套有多个环形磁铁，多个环形磁铁沿中间杆的轴线依次排列，中间杆可沿内筒轴线相对滑动，内筒的内径与环形磁铁的外径之间间隙配合，内筒的外径与外筒的内径之间间隙配合，内筒外壁设有线圈，外筒底部通过连杆与液压腔底部连接，所述线圈与电源连接。本发明能够根据汽车悬架的震动速度，自动形成实时的运动阻尼，克服了液压减震器不能根据汽车悬架震动速度来实时调整运动阻尼的缺点，有效提高了汽车的减震效果。

Description

一种电磁减震器
技术领域
本发明属于汽车悬架的减震领域，具体涉及一种基于被动悬架的电磁减震器。
背景技术
随着社会的发展，汽车的减震性能越来越被人们所重视，其舒适性也成为衡量汽车质量的一项重要标准，因此，改善汽车的减震性能成为汽车行业研究的热点课题。
对于车辆来说，想要改善汽车的减震性能，可通过改变汽车悬架的结构来实现。近几十年来，对于改善汽车减震性能的研究已经有很多，比如国内专利CN201510155522提出了一种半主动电磁减震器，该专利中将传统的液压减震系统由电磁减震系统完全替换掉，由外加电机来提供阻尼力。但是在汽车行驶过程中受到的激励是持续的，因此减震器需要持续不断地提供阻尼力，需要不断地提供电机电能，因此该结构降低了汽车的燃油经济性；国内专利CN201410136275提出一种可根据路况调整液压减震器阻尼力的液压减震器，主要是通过路况信息检测单元检测路况，再把路况信息传递给执行器控制油压，进而控制减震器的阻尼力，使阻尼力与路面激励传递到减震器的力相匹配，提高减震器的性能。但是该减震系统需要复杂的检测单元、控制单元和执行单元，使得悬架结构复杂，同时也增加了悬架的制造成本；国内专利CN201210411149提出了一种基于磁流变液的主动悬架，通过控制磁流变液周围磁场大小来控制减震器阻尼系数的大小，提高悬架的减震性能。但是由于需要提供外部磁场，而外部磁场又是通过外加通电线圈的方式来提供的，这要求通电线圈和磁流变液之间要形成闭合磁路，因此，降低了悬架的可靠性。另外该方案通过控制通过线圈电流的大小来控制磁场的大小，系统必须配备相应的控制系统，增加了悬架的复杂性以及制造成本；国内专利CN201410351121提出了一种永磁减震器，该减震器中将永磁体置于套筒内，活塞用永磁材料制成，永磁活塞的外周平行放置有永磁环，相邻两个永磁环的磁极方向均为径向且磁极方向相反，每两个永磁环为一组，在永磁活塞和壳体内形成一个完整的闭合磁路。在活塞上下运动的过程中，由永磁体产生的排斥力来衰减汽车的震动。但是该方案大大增加了减震器套筒和活塞的复杂程度，并且制造成本增加。
根据所查到的资料，现有汽车减震器基本都要依靠复杂的控制系统来调节悬架的阻尼力，达到提高减震性能的效果，这种形式的减震器存在以下几点不足：1)这种悬架一般为主动或半主动悬架，需要外加电源来主动调节悬架的阻尼；2)增加汽车行驶状况检测单元，而检测单元需要利用传感器来实现，导致制造成本高，可靠性差；3)需要复杂的控制系统，控制执行单元调整减震器的阻尼力大小，使得汽车悬架结构更加复杂；4)需要外部动力的输入，降低了汽车的燃油经济性。综上所述，研究并提出一种结构简单、可靠性高、成本低的新型汽车减震器对提高汽车乘坐舒适性具有重要的意义。
发明内容
根据上述提出的现有技术的不足，本申请提供一种电磁减震器。
本发明采用的技术手段如下：
一种电磁减震器，包括液压减震器和电磁减震机构，所述液压减震器的伸缩方向与所述电磁减震机构的伸缩方向一致，即所述液压减震器与所述电磁减震机构平行设置，所述液压减震器包括液压腔，所述电磁减震机构包括外筒和内筒，所述外筒内腔设有与所述外筒底部连接的中间杆，所述中间杆的外壁套有多个环形磁铁，所述多个环形磁铁沿所述中间杆的轴线依次排列，所述中间杆可沿所述内筒轴线相对滑动，所述内筒的内径与所述环形磁铁的外径之间间隙配合，使得所述内筒与所述环形磁铁之间具有用于导磁的空气间隙，所述内筒的外径与所述外筒的内径之间间隙配合，所述内筒外壁设有线圈，所述外筒底部通过连杆与所述液压腔底部连接，所述线圈与电源连接，所述线圈通电后，当所述中间杆相对所述内筒滑动时，所述线圈与所述环形磁铁之间形成闭合电磁回路，从而能够形成实时的运动阻尼，即产生阻碍相对运动的电磁阻尼力，该电磁阻尼力的大小和方向都遵循楞次定律，电磁阻尼力的大小与相对运动的速度正相关，电磁阻尼力的方向与相对运动的方向相反。
所述液压腔内设有活塞，所述活塞与活塞连杆的一端连接，所述活塞连杆的另一端穿过所述液压腔顶部与上挡板连接，所述上挡板与所述液压腔顶部之间设有弹簧，所述弹簧套接在所述活塞连杆上，所述上挡板上表面设有上连接环Ⅰ，所述液压腔底部设有连接柱，所述连接柱上设有下连接环，所述内筒远离所述外筒的一端设有上连接环Ⅱ，所述活塞上设有多个节流孔，所述液压腔内充满阻尼液。
所述上挡板呈圆盘型，所述弹簧与所述液压腔顶部之间还设有下挡板，所述下挡板的形状与所述上挡板相匹配。
所述连杆具有环形连接部，所述连杆通过所述环形连接部和所述连接柱与所述液压腔底部连接，所述环形连接部套接在所述连接柱上。
所述上连接环Ⅰ和所述上连接环Ⅱ均与汽车底盘连接，所述下连接环与车轮连接。当汽车在不平路面行驶，路面的震动通过轮胎传递到汽车悬架，导致所述液压减震器的上下震动，通过所述连杆将运动传递到所述电磁减震机构，带动所述中间杆与所述内筒发生相对滑动，产生电磁阻尼力阻碍其相对运动，进而又通过所述连杆传递到所述液压减震器，阻碍所述液压减震器上下震动。
本发明在所述液压减震器的基础上外加一套所述电磁减震机构，由阻尼液产生的粘性阻力和所述电磁减震机构产生的电磁阻力共同衰减路面的震动。
与现有技术相比，本发明能够根据汽车悬架的震动速度，自动形成实时的运动阻尼，该运动阻尼的产生过程无需借助复杂的反馈系统、控制系统或额外的动力元件，液压减震器和电磁减震机构共同提供阻尼力衰减汽车的震动，克服了液压减震器不能根据汽车悬架震动速度来实时调整运动阻尼的缺点，有效提高了汽车的减震效果。因此，本发明能够替代液压减震器和需要复杂控制系统的主动悬架减震器，能更好地满足车辆的舒适性和操纵稳定性的设计需求。此外，本发明还具有结构简单实用，操作方便，成本低廉，便于推广应用等优点。
基于上述理由本发明可在汽车悬架的减震等领域广泛推广。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的具体实施方式中一种电磁减震器的结构示意图。
图2是图1的剖视图。
图3是使用液压减震器与使用一种电磁减震器的车身加速度的对比图。
具体实施方式
如图1，图2所示，一种电磁减震器，包括液压减震器1和电磁减震机构2，所述液压减震器1的伸缩方向与所述电磁减震机构2的伸缩方向一致，所述液压减震器1包括液压腔11，所述电磁减震机构2包括外筒21和内筒22，所述外筒21内腔设有与所述外筒21底部连接的中间杆211，所述中间杆211的外壁套有多个环形磁铁212，所述多个环形磁铁212沿所述中间杆211的轴线依次排列，所述中间杆211可沿所述内筒22轴线相对滑动，所述内筒22的内径与所述环形磁铁212的外径之间间隙配合，所述内筒22的外径与所述外筒21的内径之间间隙配合，所述内筒22外壁设有线圈221，所述外筒21底部通过连杆23与所述液压腔11底部连接，所述线圈221与电源连接。
所述液压腔11内设有活塞12，所述活塞12与活塞连杆13的一端连接，所述活塞连杆13的另一端穿过所述液压腔11顶部与上挡板14连接，所述上挡板14与所述液压腔11顶部之间设有弹簧15，所述弹簧15套接在所述活塞连杆13上，所述上挡板14上表面设有上连接环Ⅰ16，所述液压腔11底部设有连接柱111，所述连接柱111上设有下连接环112，所述内筒22远离所述外筒21的一端设有上连接环Ⅱ222，所述活塞12上设有多个节流孔121，所述液压腔11内充满阻尼液。
所述上挡板14呈圆盘型，所述弹簧15与所述液压腔11顶部之间还设有下挡板17，所述下挡板17的形状与所述上挡板14相匹配。
所述连杆23具有环形连接部231，所述连杆23通过所述环形连接部231和所述连接柱111与所述液压腔11底部连接，所述环形连接部231套接在所述连接柱111上。
所述连杆23的轴线分别垂直于所述液压减震器1的伸缩方向和所述电磁减震机构2的伸缩方向。
当汽车行驶速度为50km/h，行驶路面为B级路面，使用液压减震器与使用本发明一种电磁减震器的车身加速度的对比图如图3所示。从图中可以看出使用本发明一种电磁减震器的车身的纵向加速度降低了35.71％，有效地提高了汽车的舒适性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种电磁减震器，其特征在于：包括液压减震器和电磁减震机构，所述液压减震器的伸缩方向与所述电磁减震机构的伸缩方向一致，所述液压减震器包括液压腔，所述电磁减震机构包括外筒和内筒，所述外筒内腔设有与所述外筒底部连接的中间杆，所述中间杆的外壁套有多个环形磁铁，所述多个环形磁铁沿所述中间杆的轴线依次排列，所述中间杆可沿所述内筒轴线相对滑动，所述内筒的内径与所述环形磁铁的外径之间间隙配合，所述内筒的外径与所述外筒的内径之间间隙配合，所述内筒外壁设有线圈，所述外筒底部通过连杆与所述液压腔底部连接，所述线圈与电源连接；所述液压腔内设有活塞，所述活塞与活塞连杆的一端连接，所述活塞连杆的另一端穿过所述液压腔顶部与上挡板连接，所述上挡板与所述液压腔顶部之间设有弹簧，所述弹簧套接在所述活塞连杆上，所述上挡板上表面设有上连接环Ⅰ，所述液压腔底部设有连接柱，所述连接柱上设有下连接环，所述内筒远离所述外筒的一端设有上连接环Ⅱ，所述活塞上设有多个节流孔，所述液压腔内充满阻尼液；所述连杆具有环形连接部，所述连杆通过所述环形连接部和所述连接柱与所述液压腔底部连接，所述环形连接部套接在所述连接柱上。
2.根据权利要求1所述的一种电磁减震器，其特征在于：所述上挡板呈圆盘型，所述弹簧与所述液压腔顶部之间还设有下挡板，所述下挡板的形状与所述上挡板相匹配。
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