CN106385158A - 一种液冷式音圈电机主动悬架 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆底盘控制领域，特别涉及一种主动悬架作动器。一种液冷式音圈电机主动悬架，它包括：无线位移传感器，音圈直线电机动子部分以及音圈直线电机定子部分；音圈直线电机定子部分包括：铁磁圆柱、永磁体基座、永磁体以及铁封；音圈直线电机动子部分包括：音圈电机上壳体、音圈电机动圈、管状线圈以及上吊环；本发明将螺旋弹簧和音圈直线电机集于一身，既避免了占用较大的空间位置，同时大幅度提高线圈使用寿命。其次，在音圈电机发热量较大的动子线圈部分和永磁体定子部分分别布置有冷却液流动的通道，改善了音圈电机的散热条件。再次，在音圈电机相对运动的两部分安装了无线位移传感器，可根据电机的位移信号对音圈电机进行实时控制。

Description

一种液冷式音圈电机主动悬架

技术领域

本发明属于车辆底盘控制领域，特别涉及一种主动悬架作动器。

背景技术

随着车辆电动化的发展，乘员对汽车的乘坐舒适性的要求不断提高，电磁式主动悬架受到广泛的关注。目前绝大多数电磁式主动悬架作动器采用的是旋转电机和机械结构组合的形式，在该组合形式中，通过机械结构，将旋转电机输出的旋转运动转换为作用在车体上的直线运动。但这种布置形式由于增加了机械结构，会使作动器的效率变低，结构复杂从而不便于安装，故主动悬架系统逐渐采用直线电机作为其作动器。含有作动器的全主动悬架相比利用磁流变或电流变液在不同强度电磁场中呈现不同特性进行阻尼调节的半主动悬架具有更广泛的适用性和通用性，全主动悬架可以利用直线电机通电线圈在不同磁场中受力对车辆姿态及悬架刚度进行调节，通常均是将直线电机作动器的动子和定子分别和悬架系统的簧上和簧下质量相连。由于悬架主要作用是缓冲和衰减路面传递到车体上的振动，提高车辆行驶平顺性和乘坐舒适性，所以通常将主动悬架直线电机作动器和弹簧并列布置，故这样的布置方式会占用悬架系统较大的空间。并且车辆在行驶时会一直处于振动状态，主动悬架作动器中的线圈一直处于工作状态，线圈发热严重，如果不及时散热的话，会影响直线电机作动器的作用效能，目前有关主动悬架作动器的直线电机一般均采用自然冷却的方式。

发明内容

本发明的目的是：为克服现有电磁式主动悬架技术中结构复杂、占用车内空间较大，冷却效果不佳等缺陷，设计一种基于音圈直线电机的主动悬架。

本发明的技术方案是：一种液冷式音圈电机主动悬架，它包括：无线位移传感器和音圈直线电机；

音圈直线电机包括动子部分以及定子部分；

音圈直线电机定子部分包括：铁磁圆柱、永磁体基座、永磁体以及铁封；铁磁圆柱为顶部开口的空心圆柱结构，防尘盖固接在铁磁圆柱的顶部将其密封；铁磁圆柱的外底面处设有用于与车辆悬架连接的下吊环；铁磁圆柱内壁设有环形凸台，环形凸台上安装有弹簧下支座；永磁体基座安装在铁磁圆柱内，上端面与环形凸台平齐；永磁体位于铁磁圆柱中心且安装在永磁体基座上，铁封安装在永磁体顶部；

音圈直线电机动子部分包括：音圈电机上壳体、音圈电机动圈、管状线圈以及上吊环；音圈电机上壳体的下端面处设有弹簧上支座，套结有螺旋弹簧的音圈电机动圈安装在音圈电机上壳体下端面中心处，螺旋弹簧的两端分别与弹簧下支座、弹簧上支座相抵触；音圈电机动圈的内圆周面与永磁体外圆周面相对，管状线圈安装在音圈电机动圈内；上吊环与音圈电机上壳体固定连接，并穿过防尘盖，用于与车身连接；

一组无线位移传感器分别安装在音圈电机上壳体下端面以及铁封上，用于对定子、动子的相对位置进行反馈；

在音圈电机动圈、永磁体周围布置有冷却液通道。

本装置中的无线位移传感器可以将音圈直线电机的定子和动子部分的相对位置信息通过无线传输的方式传递给音圈电机的控制器，控制器根据无线位移传感器传输的相对位置信号对音圈进行控制：在车体处于静止状态时关闭音圈直线电机，依靠弹性元件的弹性力支撑车身，提高音圈直线电机的寿命；而在车辆动态行驶时，音圈直线电机通过改变车身的受力状态来减少或避免车身振动。

有益效果：本发明将螺旋弹簧和音圈直线电机集于一身，既可以避免了占用较大的空间位置，同时可以大幅度提高线圈使用寿命。其次，在音圈电机发热量较大的动子线圈部分和永磁体定子部分分别布置有冷却液流动的通道，改善了音圈电机的散热条件，降低了持续工作时音圈直线电机动圈部分产生的温升，提高了音圈直线电机的工作的稳定性。再次，还在音圈电机相对运动的两部分安装了无线位移传感器，可以将该位移信号传输给电机控制器，电机控制器根据电机的位移信号对音圈电机进行实时控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

参见附图，一种液冷式音圈电机主动悬架，它包括：无线位移传感器14，音圈直线电机动子部分以及音圈直线电机定子部分；

音圈直线电机定子部分包括：铁磁圆柱7、永磁体基座8、永磁体9以及铁封13；铁磁圆柱7为顶部开口的空心圆柱结构，防尘盖16通过紧固螺栓17安装在铁磁圆柱7的顶部将其密封；铁磁圆柱7的外底面处设有用于与车辆悬架连接的下吊环10；铁磁圆柱7内壁设有环形凸台，环形凸台上安装有弹簧下支座6；永磁体基座8安装在铁磁圆柱7内，上端面与环形凸台平齐且抵触在所述弹簧下支座6的下端面上；永磁体9位于铁磁圆柱7中心且安装在永磁体基座8上，铁封13安装在永磁体9顶部；

音圈直线电机动子部分包括：音圈电机上壳体2、音圈电机动圈3、管状线圈5以及上吊环1；音圈电机上壳体2的下端面处设有弹簧上支座15，套结有螺旋弹簧4的音圈电机动圈3安装在音圈电机上壳体2下端面中心处，螺旋弹簧4的两端分别与弹簧下支座6、弹簧上支座15相抵触；音圈电机动圈3的内圆周面与所述永磁体9外圆周面相对，沿轴线上下运动时切割磁感线；管状线圈5安装在音圈电机动圈3内；上吊环1与音圈电机上壳体2固定连接，并穿过防尘盖16，用于与车身连接；

一组无线位移传感器14分别安装在音圈电机上壳体2下端面以及铁封13上，用于对定子、动子的相对位置进行反馈，实现对电机的更优控制；当车辆处于静止状态时音圈直线电机处于断电工况，不发挥作用，依靠螺旋弹簧4支撑车身重量；当车辆处于行驶状态时，音圈直线电机处于导通工况，音圈电机控制器根据无线位移传感器14传输的信号，对管状线圈5中电流进行控制，从而控制音圈电机输出的作用力大小，改善车辆行驶过程中的舒适性和平顺性；

在音圈电机动圈3、永磁体9周围布置有冷却液通道，在音圈直线电机工作时，冷却液在音圈电机工作时会通入音圈电机动圈3和永磁体9，对电机发热量较大的管状线圈5和永磁体9进行散热，改善音圈电机的工作状况，提高音圈电机的工作系效能；

进一步的，为了避免液冷式音圈电机主动悬架过度压缩或伸张从而猛烈撞击，在防尘盖16、音圈电机上壳体2的相对面上设有一组防脱限位块18；在永磁体基座8内底面设有下限位块11，音圈电机动圈3的底面与所述下限位块11对应的位置设有上限位块12。

Claims (2)

1.一种液冷式音圈电机主动悬架，其特征在于：它包括：无线位移传感器(14)和音圈直线电机；

所述音圈直线电机包括动子部分以及定子部分；

音圈直线电机定子部分包括：铁磁圆柱(7)、永磁体基座(8)、永磁体(9)以及铁封(13)；所述铁磁圆柱(7)为顶部开口的空心圆柱结构，防尘盖(16)固接在所述铁磁圆柱(7)的顶部将其密封；所述铁磁圆柱(7)的外底面处设有用于与车辆悬架连接的下吊环(10)；所述铁磁圆柱(7)内壁设有环形凸台，所述环形凸台上安装有弹簧下支座(6)；所述永磁体基座(8)安装在所述铁磁圆柱(7)内，上端面与所述环形凸台平齐；所述永磁体(9)位于铁磁圆柱(7)中心且安装在所述永磁体基座(8)上，所述铁封(13)安装在所述永磁体(9)顶部；

音圈直线电机动子部分包括：音圈电机上壳体(2)、音圈电机动圈(3)、管状线圈(5)以及上吊环(1)；所述音圈电机上壳体(2)的下端面处设有弹簧上支座(15)，套结有螺旋弹簧(4)的所述音圈电机动圈(3)安装在所述音圈电机上壳体(2)下端面中心处，所述螺旋弹簧(4)的两端分别与所述弹簧下支座(6)、所述弹簧上支座(15)相抵触；所述音圈电机动圈(3)的内圆周面与所述永磁体(9)外圆周面相对，所述管状线圈(5)安装在所述音圈电机动圈(3)内；所述上吊环(1)与所述音圈电机上壳体(2)固定连接，并穿过所述防尘盖(16)，用于与车身连接；

一组所述无线位移传感器(14)分别安装在所述音圈电机上壳体(2)下端面以及所述铁封(13)上，用于对所述定子、所述动子的相对位置进行反馈；

在所述音圈电机动圈(3)、所述永磁体(9)周围布置有冷却液通道。

2.如权利要求1所述的一种液冷式音圈电机主动悬架，其特征在于：在所述防尘盖(16)、所述音圈电机上壳体(2)的相对面上设有一组防脱限位块(18)；在所述永磁体基座(8)内底面设有下限位块(11)，所述音圈电机动圈(3)的底面与所述下限位块(11)对应位置设有上限位块(12)。