CN105437898A - 电动汽车用电磁控制臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车用电磁控制臂，电磁衬套压装在控制臂本体一端，电磁衬套包括电磁衬套外筒、橡胶内芯、电磁衬套内筒，橡胶内芯内部轴向方向中间设有若干工作腔，工作腔的外环面上设有橡胶限位块，橡胶内芯内部轴向方向两端分别设有与工作腔对应的若干储液腔，对应的工作腔和储液腔之间通过阻尼孔连接，工作腔内充满磁流变液，储液腔内充入磁流变液和氮气，磁流变液在阻尼孔内的流通速度随其性能不同而变化，工作腔内和储液腔内均布置有环形电路，电磁衬套外筒上设线束穿过孔，电磁衬套与控制臂本体之间设连接筒，连接筒的内壁上设线束沟槽，橡胶内芯中设有相应密度的磁场屏蔽网。该装置能缩短底盘调校时间，降低试验成本。

Description

电动汽车用电磁控制臂

技术领域

该发明涉及电动汽车配件技术领域，特别是涉及一种电动汽车用电磁控制臂。

背景技术

随着世界能源紧缺及环保的要求，以汽油及柴油为能源的汽车受到了一定的限制及冲击，电动汽车将是行业的主要方向。电动汽车底盘悬架中有很多与传统车底盘悬架不同之处，同时对于悬架的技术改进也在不断进行。

通常用在汽车悬架中的控制臂是由橡胶衬套或者液压衬套作为铰接元件，希望缓冲低频大位移振动，并且有利于来自相对小的位移的声音高频隔离。为了提高汽车的稳定性及平顺性，便于在样车试制及批量生产过程中对底盘链接位置的刚度调节，提高整车性能。传统的控制臂在整车路试过程中，会不断的调整铰接元件性能，以求达到与整车匹配的效果，但在此过程中，会持续很长时间，且成本较高，不利于整车成本的降低。

发明内容

本发明克服了现有技术中橡胶衬套或者液压衬套调整时间长、成本高的问题，提供一种结构简单、使用方便的电动汽车用电磁控制臂。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的电动汽车用电磁控制臂，包括横向控制臂本体和电磁衬套，所述电磁衬套压装在控制臂本体一端，所述电磁衬套从外层到内层依次包括电磁衬套外筒、橡胶内芯、电磁衬套内筒，所述橡胶内芯内部轴向方向中间部分设有若干工作腔，所述工作腔的外环面上设有朝向工作腔内环面的橡胶限位块，橡胶内芯内部轴向方向两端部分分别设有与工作腔对应的若干储液腔，对应的工作腔和储液腔之间通过阻尼孔连接，所述工作腔内充满磁流变液，所述储液腔内充入磁流变液和一部分氮气，所述磁流变液在阻尼孔内的流通速度能够随其性能不同而变化，所述工作腔内和储液腔内均布置有环形电路，所述电磁衬套外筒上设有线束穿过孔，所述电磁衬套与控制臂本体之间设有连接筒，所述连接筒的内壁上设有线束沟槽，所述橡胶内芯中设有相应密度的磁场屏蔽网。

所述控制臂本体的另一端压装有转向用球销。

所述控制臂本体与转向用球销的连接处通过弹性卡箍固定有防尘套。

所述环形电路的外侧设有绝缘层，所述环形电路的端部线路外包裹有绝缘层与屏蔽层，所述环形电路伸出电磁衬套的外部线束与整车控制器相应接口连接。

所述橡胶内芯是硫化在电磁衬套外筒内壁。

所述电动汽车用电磁控制臂的电磁衬套端通过螺栓紧固在车架或车身上。

所述控制臂本体为铝压铸件。

所述控制臂本体设计为U型。

所述控制臂本体采用变径设计。

与现有技术相比，本发明电动汽车用电磁控制臂具有以下优点：1、本电动汽车用电磁控制臂电磁衬套各个方向上的刚度可调节，适用于整车路试及底盘调校，可快速确定控制臂连接位置所需要的合适各方向上的刚度特性，能缩短底盘调校时间，并降低试验成本，该电磁衬套的使用寿命也较长于传统的橡胶衬套及液压衬套；2、电动汽车用电磁控制臂采用转向用球销，增加了三个自由度的变化，实现了转向的轻便性以及可设计性；3、环形电路的端部线路外包裹有绝缘层与屏蔽层，提高电磁衬套的力学性能控制精度；4、控制臂本体为铝压铸件，相对于铸铁件，其重量更小，强度更高，在相应零部件配合下，耐久性、防腐蚀性也会相应提高；5、控制臂本体采用变径设计，增强了铝压铸件的强度，以延长使用寿命；6、控制臂本体设计为U型，为轮胎转向提供空间；7、控制臂本体采用变径设计，增强了铝压铸件的强度，延长使用寿命。

附图说明

图1是本发明电动汽车用电磁控制臂的立体结构示意图；

图2是电磁衬套的立体结构示意图；

图3是电磁衬套的外部线路结构示意图；

图4是电磁衬套的内部结构示意图；

图5是电磁衬套的内部剖视结构示意图；

图6是电磁衬套的工作腔径向剖视示意图；

图7是电磁衬套的储液腔径向剖视示意图；

图8是电磁衬套的性能试验方向结构示意图；

图9是电磁衬套工作腔及储液腔内部环形电路示意图；

图10是电磁衬套与连接套配合的结构示意图。

具体实施方式

附图说明中标号1是控制臂本体，2是电磁衬套外筒，3是橡胶内芯，4是电磁衬套内筒，5是转向用球销，6是防尘套，7是线束沟槽，8是连接筒，20是外部线路，21是外部线路，22是外部线路,23是外部线路，24是外部线路，25是外部线路，26是储液腔，27是工作腔，28是储液腔，29是阻尼孔，30是橡胶限位块，31是环形电路，32是端部线路，33是端部线路。

下面结合附图和具体实施方式对本发明电动汽车用电磁控制臂作进一步说明：

实施例一：如图1-10所示，本实施例中，电动汽车用电磁控制臂，包括横向控制臂本体1和电磁衬套，所述电磁衬套压装在控制臂本体1一端，保证电磁衬套与控制臂本体1不作轴向的相对运动，以满足电磁衬套在运动过程中的使用要求，所述电磁衬套从外层到内层依次包括电磁衬套外筒2、橡胶内芯3、电磁衬套内筒4，所述橡胶内芯3内部轴向方向中间部分沿径向设有三个工作腔27，所述工作腔27的外环面上设有朝向工作腔27内环面的橡胶限位块30，橡胶内芯3内部轴向方向两端部分分别设有与工作腔27对应的三个储液腔26、28，对应的工作27和储液腔26、28之间通过阻尼孔29连接，所述工作腔27内充满磁流变液，所述储液腔26、28内充入磁流变液和一部分氮气，所述磁流变液在阻尼孔29内的流通速度能够随其性能不同而变化，所述工作腔27内和储液腔26、28内均布置有环形电路，所述电磁衬套外筒2上设有线束穿过孔，所述电磁衬套与控制臂本体1之间设有连接筒8，所述连接筒8的内壁上设有线束沟槽7，将所述环形电路伸出电磁衬套的外部线束沿着线束沟槽7与与整车控制器相应接口连接。所述橡胶内芯3中设有相应密度的磁场屏蔽网，以减小各腔内磁场的相互干扰，在实际安装过程中，可相应改变各腔内阻尼孔29的位置、孔直径的大小、磁流变液的配方等，以满足相应需求，另外电磁控制臂的控制程序需根据实际情况进行编辑。

所述控制臂本体1的另一端压装有转向用球销5，压装过程不允许存在有对转向用球销5的有害操作，在完成压装后，活动转向用球销5，查看转向用球销5是否在三个自由度方向活动，转向用球销5与控制臂本体1的连接位置需要充满润滑油，起到减小摩擦有利于转向用球销5的运动。

所述控制臂本体1与转向用球销5的连接处通过弹性卡箍固定有防尘套6，能够防止外界污染物进入控制臂本体1与转向用球销5的安装缝隙中，造成控制臂本体1与转向用球销5的损坏。

如图9所示，所述环形电路31的外侧设有绝缘层，而所述环形电路31的端部线路32、33外包裹有绝缘层与屏蔽层，以提高电磁衬套的力学性能控制精度。各腔内布置的环形电路可根据实际要求改变线圈圈数、直径等参数，在电路外端要存在相应密封，具体密封结构根据实际情况进行设计。

所述橡胶内芯3是硫化在电磁衬套外筒2内壁。

所述控制臂本体1设计为U型。

实施例二：本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于，所述电动汽车用电磁控制臂的电磁衬套端通过螺栓紧固在车架或车身上。

实施例三：本实施例与实施例一基本相同，不同之处在于，所述控制臂本体1为铝压铸件。所述控制臂本体1采用变径设计。

电动汽车用电磁控制臂的工作原理如下：

在阻尼孔29中的流体共振能够产生质量阻尼效应，通过改变电磁衬套的工作腔27中及储液腔26、28中磁流变液性能，实现控制磁流变液在阻尼孔29内的流通速度，在储液腔26、28内未全部充满磁流变液，还存在一部分氮气，使储液腔存在可压缩性。

当电磁衬套静止时，工作腔27、储液腔26、28内容积不会变化，三个容积腔内压强相等，各个腔内的磁流变液在零磁场条件下呈现低粘度的牛顿流体特性，工作腔27与储液腔26、28内的磁流变液在宏观上不会差值流动，电磁衬套的此时的性能与传统橡胶衬套或液压衬套特性相似。

依照图8的电磁衬套性能运动方式，当电磁衬套在X方向运动时，此时的工作腔27、储液腔26、28容积变小，工作腔27内的磁流变液通过阻尼孔29分别流向两侧的储液腔26、28，在流过阻尼孔29的过程中会将X方向的机械能转换为热量散发出去。如图5所示，当有电流通过20、21、22、23、24、25外部线路时，由于在底部存在环形电路，即在工作腔27及储液腔26、28空间内产生相应磁场，磁流变液会根据磁场的强弱而改变流体的粘度，当工作腔27与储液腔26、28内磁场不同时，工作腔27与储液腔26、28内磁流变液的粘度也会存在差异，而此时由工作腔27通过阻尼孔流入储液腔26、28内的磁流变液在相同外部条件刺激下流量会有所不同，在电磁衬套内部产生的阻尼系数也会存在相应变化。通过调整外部通入电流的大小，实现对电磁衬套内部磁场强度的控制，继而影响磁流变液性能，实现电磁衬套在X方向上的力学性能。当X方向上的力大到一定程度时，橡胶内芯内管会与橡胶限位块30贴合，实现控制X方向上力的最大值。

依照图8的电磁衬套性能运动方式，当电磁衬套在Y方向运动时，此时工作腔27、储液腔26、28的容积会随之减小，而储液腔26、28内部存在气体，具有可压缩性，当工作腔27容积减小时，磁流变液会通过阻尼,29流入储液腔26、28内，控制原理与X方向运动时相同，改变电流大小，控制磁场强度，从而控制磁流变液粘度，继而调整电磁衬套在Y方向上的力学性能。

依照图8的电磁衬套性能运动方式，当电磁衬套在γ方向运动时，主要是两侧储液腔26、28工作，当电磁衬套内筒4一侧抬高，另一侧降低时，储液腔26容积变小，储液腔28容积相应增大，在两腔内磁流变液通过阻尼孔29做相对流动，通过改变输入电流大小，最终控制各腔内磁流变液的粘度，而且，当磁场强度增大时，磁流变液的剪切性能会相应变化，由以上两种因素控制电磁衬套在γ方向上的力学性能。

依照图8的电磁衬套性能运动方式，当电磁衬套在θ方向运动时，橡胶内芯3受到剪切作用，会承担一部分扭矩。如图5所示，工作腔27内容积与静止时不会存在明显差异，而此时将通入电流增加，相应磁场强度加强，磁流变液的运动学特性会趋近于橡胶的运动特性，从而在θ方向上承担大部分扭矩。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式作出了详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这种实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，包括横向控制臂本体和电磁衬套，所述电磁衬套压装在控制臂本体一端，所述电磁衬套从外层到内层依次包括电磁衬套外筒、橡胶内芯、电磁衬套内筒，所述橡胶内芯内部轴向方向中间部分设有若干工作腔，所述工作腔的外环面上设有朝向工作腔内环面的橡胶限位块，橡胶内芯内部轴向方向两端部分分别设有与工作腔对应的若干储液腔，对应的工作腔和储液腔之间通过阻尼孔连接，所述工作腔内充满磁流变液，所述储液腔内充入磁流变液和一部分氮气，所述磁流变液在阻尼孔内的流通速度能够随其性能不同而变化，所述工作腔内和储液腔内均布置有环形电路，所述电磁衬套外筒上设有线束穿过孔，所述电磁衬套与控制臂本体之间设有连接筒，所述连接筒的内壁上设有线束沟槽，所述橡胶内芯中设有相应密度的磁场屏蔽网。

2.根据权利1所述的电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，所述控制臂本体的另一端压装有转向用球销。

3.根据权利2所述的电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，所述控制臂本体与转向用球销的连接处通过弹性卡箍固定有防尘套。

4.根据权利1所述的电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，所述环形电路的外侧设有绝缘层，所述环形电路的端部线路外包裹有绝缘层与屏蔽层，所述环形电路伸出电磁衬套的外部线束与整车控制器相应接口连接。

5.根据权利1所述的电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，所述橡胶内芯是硫化在电磁衬套外筒内壁。

6.根据权利1所述的电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，所述电动汽车用电磁控制臂的电磁衬套端通过螺栓紧固在车架或车身上。

7.根据权利1所述的电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，所述控制臂本体为铝压铸件。

8.根据权利1所述的电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，所述控制臂本体设计为U型。

9.根据权利1所述的电动汽车用电磁控制臂，其特征在于，所述控制臂本体采用变径设计。