CN107461449A - 一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统 - Google Patents

一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及车辆节能减排技术领域，特别涉及一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统，包括设置在汽车的车身和车轮之间的弹簧，车身和车轮之间设有阻尼装置，阻尼装置包括固定在车轮上的活塞杆和固定在车身上的活塞缸，活塞杆上固定有与活塞杆配合的活塞；活塞缸的有杆腔和无杆腔之间并联连接有吸振油路和阻尼油路，吸振油路上设有使油液从无杆腔流向有杆腔的第一单向阀，阻尼油路上设有液压马达和使油液从有杆腔流向无杆腔的第二单向阀，液压马达上连接有发电机，发电机连接有负载调节电路，负载调节电路上设有负载电阻和电阻调节装置，发电机发的电通过电池进行储存。本发明实现悬架阻尼力的调节，结构简单，控制方便，利于实现，可有效提高汽车的行驶平顺性。

Description

一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统
技术领域
本发明涉及车辆节能减排技术领域，特别涉及一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统。
背景技术
随着汽车保有量的持续增加以及国家对于节能环保要求的提高，汽车节能减排成为汽车产业发展面临的首要问题。电动汽车因其零排放的优势已经成为国家重点发展的对象，但是汽车充电时间长及其行驶里程相对较短的问题限制了其发展和应用。如果能够将汽车行驶过程中，车身的振动能量进行回收利用，将会有效提升其行驶里程，进而提高汽车的经济性。
当前，汽车悬架系统采用的液压减振器或者磁流变减振器等传统减振器，很难实现汽车不同运行路况下阻尼力的连续调节，同时将车身上下运动的振动能量转换成热能消耗掉，不利于汽车经济性能的提高。
发明内容
为了解决现有技术所存在的的缺陷，本发明提供一种的液压储能阻尼调节半主动悬架系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统，其特征在于:
包括设置在汽车的车身和车轮之间的弹簧，所述的车身和车轮之间设有阻尼装置，所述的阻尼装置包括固定在车轮上的活塞杆和固定在车身上的活塞缸，所述的活塞杆上固定有与活塞缸配合的活塞；
所述的活塞缸的有杆腔和无杆腔之间并联连接有吸振油路和阻尼油路，所述的吸振油路上设有使油液从无杆腔流向有杆腔的第一单向阀，所述的阻尼油路上设有液压马达和使油液从有杆腔流向无杆腔的第二单向阀，所述的液压马达上连接有发电机，所述的发电机连接有负载调节电路，所述的负载调节电路上设有负载电阻和电阻调节装置，所述的发电机发的电通过电池进行存储。
进一步的，所述的负载电阻为电位计，所述的电阻调节装置为与电位计的旋钮连接并驱动其旋转的电机。
进一步的，所述的电机为直流电机，所述的电机和电位计之间设有联轴器。
有益效果：
(1)采用所设计的液压回路，可以很容易的实现当车身相对车轮向下运动时，阻尼力非常小，利用弹簧充分吸收振动能量，当反方向运动时可将弹簧吸收的振动能量通过驱动液压马达和发电机转化成电能存储到电池里面；
(2)通过对发电机负载电阻进行调节控制，实现悬架阻尼力的调节，结构简单，控制方便，利于实现，阻尼力的实时调节可有效提高汽车的行驶平顺性。
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为本发明的液压储能阻尼调节半主动悬架系统的结构示意图；
图2为本发明的发电机电路负载电阻调节装置示意图。
其中，1、车身，2、活塞缸，3、第一单向阀，4、液压马达，5、发电机，6、电池，7、第二单向阀，8、活塞，9、活塞杆，10、车轮，11、弹簧，12、旋钮。
具体实施方式
一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统，包括设置在汽车的车身1和车轮10之间的弹簧11，车身1和车轮10之间设有阻尼装置，阻尼装置包括固定在车轮10上的活塞杆9和固定在车身1上的活塞缸2，活塞杆9上固定有与活塞缸2配合的活塞8；
活塞缸2的有杆腔和无杆腔之间并联连接有吸振油路和阻尼油路，吸振油路上设有使油液从无杆腔流向有杆腔的第一单向阀3，阻尼油路上设有液压马达4和使油液从有杆腔流向无杆腔的第二单向阀7，液压马达4上连接有发电机5，发电机5连接有负载调节电路，负载调节电路上设有负载电阻和电阻调节装置，发电机5发的电通过电池6进行存储。
负载电阻为电位计，电阻调节装置为与电位计的旋钮12连接并驱动其旋转的电机。本实施例中，电机为直流电机，电机和电位计之间设有联轴器。
工作原理：
(1)振动能量回收
当汽车行驶过程中出现振动时，车身1与车轮10之间会发生相对运动，此时弹簧11会被压缩用于缓冲振动，而活塞组件则用于将弹簧吸收的能量快速释放，避免车身的上下反复运动。此时，如果车身相对车轮向下运动，则无杆腔体积会变小，有杆腔体积变大，则无杆腔的液压油会通过第一单向阀3直接流到有杆腔，此时产生的阻尼力非常小，目的是希望弹簧11可以被快速压缩吸收振动能量；如果车身相对于车轮向上运动，则有杆腔体积变小，无杆腔体积变大，此时无杆腔的液压油通过第二单向阀7后带动液压马达4工作，因为液压马达4与发电机5相连，所以发电机5被驱动发电，并将发的电存储到电池6中，该过程中因为驱动液压马达4和发电机5工作，将振动能量转换为电能，所以会对车身1产生较大的阻尼力，以阻止车身1的反复上下运动。
(2)阻尼的调节
由其工作原理可看出，阻尼力是由于有杆腔中液压油的运动驱动液压马达4进而驱动发电机5工作产生的，所以阻尼力与发电机5的负载转矩成正比，负载转矩越大，对应的阻尼力就越大。通过分析和数学计算可知，发电机5的负载转矩可通过调节发电机5负载电阻值进行控制。本发明中，发电机5的负载电阻为电位计，由一个电阻体和一个电位计旋钮12组成，通过电位计旋钮12改变触点在电阻体上的位置，就可以改变其电阻的大小。其中，电位计旋钮12位置通过一个小型的直流电机进行控制调节，通过控制直流电机转角，带动电位计旋钮12旋转，从而实现电位计电阻值的调节，进而实现发电机5负载转矩的调节，并最终实现整个悬架系统阻尼力的调节。
阻尼调节的理论依据：
直流发电机5负载转矩与转角的关系为：
负载转矩:
其中，Ke和Kt分别代表发电机5转矩和转速常数，负载转矩τi用于产生半主动悬架的阻尼力，θ代表电机转角，Rint和Rload分别代表发电机的内阻和充电负载的电阻。
由公式(3)可看出，可以通过控制发电机5的负载电阻，即可实现其负载转矩的调节；而活塞组件产生的阻尼力与发电机负载转矩成正比，所以通过控制直流电机转角，调节电位计旋钮进而改变发电机负载电阻，可以实现整个悬架系统阻尼力的调节控制。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统，其特征在于:
包括设置在汽车的车身(1)和车轮(10)之间的弹簧(11)，所述的车身(1)和车轮(10)之间设有阻尼装置，所述的阻尼装置包括固定在车轮(10)上的活塞杆(9)和固定在车身(1)上的活塞缸(2)，所述的活塞杆(9)上固定有与活塞缸(2)配合的活塞(8)；
所述的活塞缸(2)的有杆腔和无杆腔之间并联连接有吸振油路和阻尼油路，所述的吸振油路上设有使油液从无杆腔流向有杆腔的第一单向阀(3)，所述的阻尼油路上设有液压马达(4)和使油液从有杆腔流向无杆腔的第二单向阀(7)，所述的液压马达(4)上连接有发电机(5)，所述的发电机(5)连接有负载调节电路，所述的负载调节电路上设有负载电阻和电阻调节装置，所述的发电机(5)发的电通过电池(6)进行存储。
2.根据权利要求1所述的一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统，其特征在于：所述的负载电阻为电位计，所述的电阻调节装置为与电位计的旋钮(12)连接并驱动其旋转的电机。
3.根据权利要求2所述的一种液压储能阻尼调节半主动悬架系统，其特征在于：所述的电机为直流电机，所述的电机和电位计之间设有联轴器。
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