CN110005741A - 一种电磁式主动减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电磁式主动减震器，包括减震器驱动电机，减震器驱动电机上固定安装有顶胶，减震器驱动电机的下部设有驱动电机输出固定座，减震器驱动电机的输出轴与丝杠螺杆的上部连接，减震器下内筒的上部设置有与丝杠螺母，丝杠螺杆位于丝杠螺母内部，减震器上伸缩外筒的上部与驱动电机输出安装座连接，减震器上伸缩外筒的下部设置在减震器下外筒的内部，安装减震器下内筒和减震器下外筒的下端分别设置有下内筒固定座和下外筒固定座，下内筒固定座和下外筒固定座设置在减震器下安装座的内部。本发明的一种电磁式主动减震器，能够通过减小簧下质量来改善悬架系统平顺性和操控性、能够实现低能耗且实现悬架的主动控制。
Description
技术领域
本发明涉及一种电磁式主动减震器，属于交通工具悬挂系统减震器部件技术领域。
背景技术
随着电动汽车技术的发展，轮毂电机成为效率更高可操作性更强的一种驱动方式，但是轮毂电机也有其缺点，那就是簧下质量过大。簧下质量过大就造成了汽车的平顺性不好。随着人们生活水平的提高，对舒适性要求越来越高，尤其是自动驾驶技术的发展，解放了人的双手。人们可以在车内做一些其他事情，例如喝茶、看书、写字等，因此对车辆的平顺性要求进一步提高。另外，新能源汽车尤其是电动车对能耗要求也十分严格，对悬架系统不但要求能够解决平顺性也要求能耗低。
被动减震器由于其工作的原理，不能兼顾平顺性和操控性，且簧下质量对其影响很大。半主动悬架减震器虽然能在在一定程度上能够改善平顺性和操控性，但其频率响应范围和能够实现的功能是有限的，簧下质量对其影响也很大。传统的主动液压减震器系统需要复杂的外部管路和液压系统，并通过电磁阀来控制油液的流量或者方向，系统延时相对较大。因此如何减小簧下质量对车辆的影响成为难题。
现有技术中也出现电磁式主动式减震器，但是其结构复杂，尤其是将驱动部分(例如电机)设置的位置为减震器与下摆臂连接的下部，结构占用空间大，线路也要随悬架的下摆臂一起运动，且增加了簧下质量。另外，现有的电磁式主动式减震器与其它零部件，例如空气弹簧或者钢制弹簧配合困难。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种能够通过减小簧下质量来改善悬架系统平顺性和操控性、能够实现低能耗且实现悬架的主动控制的电磁式主动减震器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种电磁式主动减震器，包括减震器驱动电机，所述减震器驱动电机上部连有减震器电气引出线，所述减震器驱动电机上固定安装有顶胶，所述顶胶中心处开设有用于安装所述减震器驱动电机和减震器电气引出线的安装孔，所述减震器驱动电机的下部设有驱动电机输出固定座，所述减震器驱动电机的输出轴与丝杠螺杆的上部连接，所述丝杠螺杆的下部设置有导向活塞，所述导向活塞设置在减震器下内筒中，所述减震器下内筒的上部设置有与丝杠螺母，所述丝杠螺杆位于所述丝杠螺母内部，减震器上伸缩外筒的上部与所述驱动电机输出安装座连接，所述减震器上伸缩外筒的下部设置在减震器下外筒的内部，所述减震器上伸缩外筒和减震器下外筒之间通过密封圈密封，所述安装减震器下内筒和减震器下外筒的下端分别设置有所述下内筒固定座和下外筒固定座，所述下内筒固定座和下外筒固定座设置在所述减震器下安装座的内部。
所述顶胶上设有顶胶固定螺钉或者螺纹孔，用于将减震器固定与车身上。
所述顶胶设置有橡胶衬套。
所述减震器驱动电机包括伺服电机或者无刷电机。
所述导向活塞通过螺母安装在所述丝杠螺杆的下部。
所述丝杠螺母采用滚珠丝杠螺母，内部设有滚珠。
所述减震器上伸缩外筒的下方外部和减震器下外筒的内壁分别设有凸起和凹线槽，所述凸起在所述凹线槽内滑动。
所述减震器上伸缩外筒上部与所述驱动电机输出固定座之间为焊接方式连接。
所述丝杠螺母与所述减震器下内筒之间为焊接连接。
本发明的有益效果：
1、减震器的驱动部分设置在顶胶位置，与车身连接后，该部分的质量变为簧上质量，减轻了簧下质量，且由于与车身连接处的空间相对较大，利于减震器的布置实现。
2、通过与其他弹性元件的结合，例如钢制弹簧、空气弹簧可以实现电能的回馈，减少系统能耗。
3、通过采用本主动式减震器，能够改善驾乘舒适性以及行驶安全性。
4、本发明的减震器结构能够与传统的减震器兼容，稍作更改即可安装。
5、不使用油液，不会污染环境。
附图说明
图1为本发明一种电磁式主动减震器的结构示意图；
图2为本发明一种电磁式主动减震器直接替代传统的减震器和弹簧的组合的结构示意图；
图3为本发明一种电磁式主动减震器与传统弹簧配合使用的结构示意图。
图中附图标记如下：1为顶胶、2为减震器驱动电机、3为丝杠螺杆、4为减震器上伸缩外筒、5为密封圈、6为丝杠螺母、7为减震器下外筒、8为减震器下内筒、9为导向活塞、10为下外筒固定座、11为下内筒固定座、12为减震器下安装座、1-1为顶胶固定螺钉、1-2为橡胶衬套、2-1为减震器电气引出线、2-2为驱动电机输出固定座；A-2为减震器、A-3为固定卡簧、A-4为上盖O型密封圈、A-5为空气弹簧上盖、A-6为气囊防护罩、A-7为空气弹簧气囊、A-8为空气弹簧上扣环、A-9为空气弹簧下扣环、A-10为空气弹簧下活塞、A-11为防尘套、A-12为下活塞卡箍；B-1-3为顶胶下支撑座、B-3-1为弹簧上圈、B-2为减震器、B-3-2为弹簧下圈、B-2-3为减震器筒、B-3为弹簧、B-4为弹簧盘、B-5为弹簧固定卡。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种电磁式主动减震器，主要有：顶胶1、减震器驱动电机2、丝杠螺杆3、减震器上伸缩外筒4、密封圈5、丝杠螺母6、减震器下外筒7、减震器下内筒8、导向活塞9、下外筒固定座10、下内筒固定座11以及减震器下安装座12。
减震器驱动电机2设置在减震器的上部，且做为簧上质量与车身相连接。其中，减震器驱动电机2包括伺服电机或者无刷电机，本发明中采用无刷电机。减震器驱动电机2上部连有减震器电气引出线2-1，减震器驱动电机2上固定安装有顶胶1，其中顶胶1与减震器驱动电机2的电机外壳上部是通过橡胶硫化在一起的。顶胶1中心处开设有用于安装减震器驱动电机2和减震器电气引出线2-1的安装孔。顶胶1上设有顶胶固定螺钉1-1或者螺纹孔，用于将减震器固定与车身上。其中顶胶1上还设有橡胶衬套1-2，用于为减震器提供非刚性连接，同时隔离减震器驱动电机2工作时产生的噪音。
减震器驱动电机2的下部设有驱动电机输出固定座2-2，用于安装丝杠螺杆3，同时也用于安装减震器上伸缩外筒4。减震器驱动电机2的输出轴与丝杠螺杆3的上部连接，丝杠螺杆3的下部设置有导向活塞9，导向活塞9通过螺母安装在丝杠螺杆3的下部。导向活塞9设置在减震器下内筒8中，导向活塞9可以随着丝杆螺杆3在减震器下内筒8中自由滑动。
减震器下内筒8的上部设置有与丝杠螺母6，丝杠螺母6与减震器下内筒8之间为焊接连接。丝杠螺杆3位于丝杠螺母6内部，丝杠螺杆3与丝杠螺母6相互配合，该结构能够将丝杠螺杆3的旋转运动，转换成减震器的伸缩运动。其中丝杠螺母6采用滚珠丝杠螺母，在其内部设有滚珠，能够有效减小滑动摩擦。减震器上伸缩外筒4的上部与驱动电机输出安装座2-2连接，两者之间为焊接方式连接。减震器上伸缩外筒4的下部设置在减震器下外筒7的内部，减震器上伸缩外筒4可以在减震器下外筒7内部自由滑动，减震器上伸缩外筒4和减震器下外筒7之间通过密封圈5密封。其中，为防止减震器上伸缩外筒4在减震器下外筒7的内部旋转，在减震器上伸缩外筒4的下方外部和减震器下外筒7的内壁分别设有凸起和凹线槽。装配时，减震器上伸缩外筒4下方的凸起对准震器下外筒7的内壁上的凹线槽安装。其中减震器上伸缩外筒4在减震器下外筒7中只能做上下伸缩运动，而不能做旋转运动。
减震器下外筒7与减震器下内筒8分别安装于减震器下安装座12上的下外筒固定座10和下内筒固定座11，并最终焊接在一起。
本发明的一种电磁式主动减震器的工作原理如下，当减震器驱动电机2旋转时，会带动丝杠螺杆3旋转运动，丝杆螺杆3在丝杠螺母6的配合下将旋转运动转换成了直线的上下运动，及实现了减震器的伸缩。因在丝杠螺杆3旋转时会对减震器驱动电机2产生一个相反的力矩，该力矩是不期望的，所以增加了减震器上伸缩外筒4，期只允许减震器杆的伸缩，从而抵消掉了减震器驱动电机2上产生的旋转力矩，使减震器只能做伸缩运动，而不能产生旋转运动。
使用方法说明：本电磁式主动减震器有两种适用方法：一，直接替代传统的减震器和弹簧的组合；二、与传统弹簧(钢制弹簧、空气弹簧)配合使用。前者在实现主动控制时需要消耗大量的电能。采用第二种方法可以节约电能的同时，还能产生一定的电能。示意图2与示意图3分别是该减震器与空气弹簧以及传统钢制弹簧结合在一起的示意图(也可采用弹性元件与减震器单独布置的方式)。
如图2所示，电磁主动式减震器与空气弹簧总成由顶胶1、减震器A-2、固定卡簧A-3、上盖O型密封圈A-4、空气弹簧上盖A-5、气囊防护罩A-6、空气弹簧气囊A-7、空气弹簧上扣环A-8、空气弹簧下扣环A-9、空气弹簧下活塞A-10、防尘套A-11以及下活塞卡箍A-12组成。减震器驱动电机2-2的下部设有空气弹簧安装卡座A-2-3，空气弹簧安装卡座与空气弹簧上盖A-5通过上盖O型密封圈A-4密封连接。空气弹簧上盖A-5上设有空气弹簧进气口A-5-1，用于空气弹簧的充放气。气囊防护罩A-6的上部与空气弹簧上盖A-5压紧连接，气囊防护罩与防尘套A-11的上部通过卡箍连接。防尘套A-11的下部与下活塞固定座A-12卡紧连接。气囊防护罩A-6的内部设有空气弹簧A-7，空气弹簧气囊A-7的上部通过空气弹簧上扣环A-8与空气弹簧上盖A-5压紧连接。空气弹簧的下部与空气弹簧下活塞A-10通过空气弹簧下口簧A-9压紧连接。空气弹簧下活塞A-10通过O型圈与下活塞固定座A-12密封压紧连接。下活塞固定座A-12与减震器A-2的下部密封卡紧连接。
如图3所示，电磁主动式减震器与传统钢制弹簧总成由顶胶下支撑座B-1-3、弹簧上圈B-3-1、减震器B-2、弹簧下圈B-3-2、减震器筒B-2-3、弹簧B-3、弹簧盘B-4和弹簧固定卡B-5组成。弹簧B-3套设在减震器B-2的减震器筒B-2-3上，减震器筒B-2-3上设置有弹簧固定卡B-5。弹簧B-3由弹簧上圈B-3-1和弹簧下圈B-3-2组成，弹簧上圈B-3-1与减震器驱动电机2连接，弹簧下圈B-3-2固定在弹簧固定卡B-5上。
本发明提供的一种电磁式主动减震器，其工作时有两种工作状态，一种是被动变阻尼，另外一种是主动变阻尼。
在被动变阻尼状态时，减震器可以产生电能，通过相应的控制电路可以将电能存储起来。如示意图1中所示，当弹性元件带动减震器内部的丝杠螺杆3上下伸缩直线运动时，由于丝杠螺母6的作用，会将丝杠螺杆3的直线运动转换成旋转运动，进而带动减震器驱动电机2的旋转，进而产生电能，及减震器驱动电机作为一个发电机工作，产生电能的大小与伸缩的速度和行程有关。通过更改减震器驱动电机输出电能所带的负载可以改变减震器的阻尼。
主动变阻尼，即减震器的主动减震功能，该功能下为耗电。如示意图1中所示，当减震器驱动电机2带动丝杠螺杆3旋转时，丝杠螺母6的作用下，会将旋转运动转换成直线运动。因此，可以通过控制减震器驱动电机的旋转速度和旋转方向可以控制减震器伸缩的速度和方向，即主动控制减震器的阻尼。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电磁式主动减震器，其特征在于：包括减震器驱动电机(2)，所述减震器驱动电机(2)上部连有减震器电气引出线(2-1)，所述减震器驱动电机(2)上固定安装有顶胶(1)，所述顶胶(1)中心处开设有用于安装所述减震器驱动电机(2)和减震器电气引出线(2-1)的安装孔，所述减震器驱动电机(2)的下部设有驱动电机输出固定座(2-2)，所述减震器驱动电机(2)的输出轴与丝杠螺杆(3)的上部连接，所述丝杠螺杆(3)的下部设置有导向活塞(9)，所述导向活塞(9)设置在减震器下内筒(8)中，所述减震器下内筒(8)的上部设置有与丝杠螺母(6)，所述丝杠螺杆(3)位于所述丝杠螺母(6)内部，减震器上伸缩外筒(4)的上部与所述驱动电机输出安装座(2-2)连接，所述减震器上伸缩外筒(4)的下部设置在减震器下外筒(7)的内部，所述减震器上伸缩外筒(4)和减震器下外筒(7)之间通过密封圈(5)密封，所述安装减震器下内筒(8)和减震器下外筒(7)的下端分别设置有下内筒固定座(11)和下外筒固定座(10)，所述下内筒固定座(11)和下外筒固定座(10)设置在所述减震器下安装座(12)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种电磁式主动减震器，其特征在于：所述顶胶(1)上设有顶胶固定螺钉(1-1)或者螺纹孔，用于将减震器固定与车身上。
3.根据权利要求1所述的一种电磁式主动减震器，其特征在于：所述顶胶(1)设置有橡胶衬套(1-2)。
4.根据权利要求1所述的一种电磁式主动减震器，其特征在于：所述减震器驱动电机(2)包括伺服电机或者无刷电机。
5.根据权利要求1所述的一种电磁式主动减震器，其特征在于：所述导向活塞(9)通过螺母安装在所述丝杠螺杆(3)的下部。
6.根据权利要求1所述的一种电磁式主动减震器，其特征在于：所述丝杠螺母(6)采用滚珠丝杠螺母，内部设有滚珠。
7.根据权利要求1所述的一种电磁式主动减震器，其特征在于：所述减震器上伸缩外筒(4)的下方外部和所述减震器下外筒(7)的内壁分别设有凸起和凹线槽，所述凸起在所述凹线槽内滑动。
8.根据权利要求1所述的一种电磁式主动减震器，其特征在于：所述减震器上伸缩外筒(4)上部与所述驱动电机输出固定座(2-2)之间为焊接方式连接。
9.根据权利要求1所述的一种电磁式主动减震器，其特征在于：所述丝杠螺母(6)与所述减震器下内筒(8)之间为焊接连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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