CN110005747A - 一种集成式电磁减振器 - Google Patents

一种集成式电磁减振器 Download PDF

Info

Publication number
CN110005747A
CN110005747A CN201910235054.9A CN201910235054A CN110005747A CN 110005747 A CN110005747 A CN 110005747A CN 201910235054 A CN201910235054 A CN 201910235054A CN 110005747 A CN110005747 A CN 110005747A
Authority
CN
China
Prior art keywords
actuator
stator
mover
integrated form
threaded rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910235054.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110005747B (zh
Inventor
时岩
尹瑞
狄长安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Science and Technology
Original Assignee
Nanjing University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Science and Technology filed Critical Nanjing University of Science and Technology
Priority to CN201910235054.9A priority Critical patent/CN110005747B/zh
Publication of CN110005747A publication Critical patent/CN110005747A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110005747B publication Critical patent/CN110005747B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • F16F13/005—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a wound spring and a damper, e.g. a friction damper
    • F16F13/007—Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs comprising both a wound spring and a damper, e.g. a friction damper the damper being a fluid damper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F6/00—Magnetic springs; Fluid magnetic springs, i.e. magnetic spring combined with a fluid

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种集成式电磁减振器，包括液压减振器、电磁作动器、上螺纹杆、下螺纹杆，电磁作动器包括作动器定子、作动器动子、作动器动子限位板、至少两个作动器定子支撑杆、作动器定子固定座，作动器定子具有一定子中心通孔，作动器动子穿过所述定子中心通孔设置，作动器定子上端与作动器定子支撑杆的下端连接，作动器定子支撑杆的上端安装所述作动器定子固定座，作动器定子内表面设置有多个凹槽，凹槽内设置有线圈绕组，作动器动子的外表面设置有永磁体，液压减振器设置于动子中心通孔内，本发明将电磁作动器、液压减振器和弹簧集成为一个整体，设计成细长型，提高其在汽车悬架总成中的可靠性及紧凑性。

Description

一种集成式电磁减振器
技术领域
本发明属于减振器技术领域，特别是一种集成式电磁减振器。
背景技术
悬架系统是车辆底盘系统的重要组成之一，提高悬架系统的性能对于改善整车的平顺性和操纵稳定性具有十分重要的意义。考虑到车辆行驶工况复杂多变，对悬架系统的要求越来越高，传统被动悬架已经难以实现满意的车辆性能。电磁悬架根据车辆系统的运动状态和外部输入变化主动地调整和产生所需的减振器作用力，响应频率可达1000Hz，可以使车辆系统始终具备最佳的行驶平顺性和操纵稳定性。减震器是电磁悬架的重要部分，其作用是加速车架与车身振动的衰减，从而以改善汽车的行驶平顺性和舒适性。
国内外对于汽车电磁悬架系统均有所研究，专利申请号201720378862.7，名称为“滚珠丝杠式电磁悬架装置”公开了一种电磁悬架装置，包括安装座、减振缸体、减振弹簧、螺母套、丝杠和电机；其中，电机装设在安装座上用于驱动丝杠转动,且电机的输出轴与丝杠平行设置,且电机与丝杠均位于安装座的下侧，电机与减振缸体采用并联的安装方式。此滚珠丝杠式电磁悬架装置在长度上较小,但是总体体积较大且结构复杂，无法实现快速安装。
专利申请号200410003675.8，名称为“车辆的电磁悬架系统”公开了一种电磁悬架装置，其主要包括：、弹簧元件、电磁致动器，电动机、电动机控制器、电阻尼元件。电磁致动器被插入在簧上质量和簧下质量之间并基本上与一个弹簧元件平行地设置；电动机用于驱动该电磁致动器；电阻尼元件连接到电动机控制电路并平行于电动机，以被动方式产生阻尼力。此系统部件较多结构复杂，所占空间较大，且性能有限。
专利申请号201810342670.X，名称为“电磁悬架装置”公开一种电磁悬架装置，具有电磁致动器、弹簧部件、信息获取部件、ECU，电磁致动器与在车辆的车身与车轮之间设置的弹簧部件并列设置,所占空间较大且安装不便。
专利申请号201710529218.X，名称为“用于车辆的可能量回收的主动电磁悬架系统”公开一种用于车辆的能量可回收的主动电磁悬架系统，主要包括：传统减振器模块,其包括螺旋弹簧、液压减震器和磁铁；能量回收模块,其包括滚珠丝杠机构和发电机模块；路面探测模块,其包括前视摄像头；以及控制单元模块。此悬架系统结构部件较多，安装复杂。
由上述内容可知现有的电磁悬架系统研究方向多元，但在结构、可靠性及能耗方面均有不足。
发明内容
针对上述存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、可靠性高且能耗低的集成式电磁减振器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种集成式电磁减振器，包括液压减振器、电磁作动器、上螺纹杆、下螺纹杆，所述电磁作动器包括作动器定子、作动器动子、作动器动子限位板、至少两个作动器定子支撑杆、作动器定子固定座，所述作动器定子具有一定子中心通孔，所述作动器动子穿过所述定子中心通孔设置，所述作动器定子上端与作动器定子支撑杆的下端连接，所述作动器定子支撑杆的上端安装所述作动器定子固定座，所述作动器定子内表面设置有多个凹槽，所述凹槽内设置有线圈绕组，所述作动器动子的外表面设置有永磁体，所述作动器动子的上端与作动器动子限位板固定连接，作动器动子限位板能够沿着作动器定子支撑杆在所述作动器定子固定座与作动器定子上表面之间运动，所述作动器动子具有一动子中心通孔，所述液压减振器设置于所述动子中心通孔内，所述液压减振器包括活塞杆与套筒，所述活塞杆的上端与所述上螺纹杆连接，所述上螺纹杆依次穿过作动器动子限位板和所述作动器定子固定座，所述套筒的底端与下螺纹杆连接。
进一步地，还包括弹簧组件，所述弹簧组件包括弹簧和弹簧安装座，所述弹簧上端抵靠于作动器定子下表面的凹槽内，所述弹簧下端抵靠于弹簧安装座上表面。
进一步地，所述作动器定子由多个硅钢片径向层叠形成。
进一步地，所述上螺纹杆能够通过第三螺母和第四螺母实现与所述作动器定子固定座的锁定与解锁。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
1)将电磁作动器、液压减振器和弹簧集成为一个整体，设计成细长型，提高其在汽车悬架总成的可靠性及紧凑性；2)液压减振器安装在电磁作动器的动子内部，两者可单独工作或同时工作，同时工作时，部分阻尼力可由液压减振器提供，可明显降低电磁直线作动器的能耗，液压减振器单独提供阻尼力时，实现被动减振，阻尼力不可调，当由电磁作动器单独提供阻尼力或两者同时提供阻尼力时，实现主动减振，阻尼力可调，由此可实现不同减振的需求。
附图说明
图1为本发明集成式电磁减振器内部结构示意图。
图2为本发明集成式电磁减振器整体结构示意图。
图3为本发明集成式电磁减振器俯视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
参见图1-3，一种集成式电磁减振器，包括液压减振器13、电磁作动器、上螺纹杆9、下螺纹杆15，所述电磁作动器包括作动器定子4、作动器动子11、作动器动子限位板7、至少两个作动器定子支撑杆6、作动器定子固定座8，所述作动器定子4具有一定子中心通孔，所述作动器动子11穿过所述定子中心通孔设置，所述作动器定子4上端与作动器定子支撑杆6的下端连接，所述作动器定子支撑杆6的上端安装所述作动器定子固定座8，所述作动器定子4内表面设置有多个凹槽，所述凹槽内设置有线圈绕组，所述作动器动子11的外表面设置有永磁体12，所述作动器动子11的上端与作动器动子限位板7固定连接，作动器动子限位板7能够沿着作动器定子支撑杆6在所述作动器定子固定座8与作动器定子4上表面之间运动从而带动作动器动子11上下运动，所述作动器动子11具有一动子中心通孔，所述液压减振器13设置于所述动子中心通孔内，所述液压减振器13包括活塞杆与套筒，所述活塞杆的上端与所述上螺纹杆9连接，所述上螺纹杆9依次穿过作动器动子限位板7和所述作动器定子固定座8，所述套筒的底端与下螺纹杆15连接。
进一步地，还包括弹簧组件，所述弹簧组件包括弹簧2和弹簧安装座1，所述弹簧2上端抵靠于作动器定子4下表面的凹槽内，所述弹簧2下端抵靠于弹簧安装座1上表面。
进一步地，所述下螺纹杆15的下端依次穿过作动器动子11的下端面和弹簧安装座1。
进一步地，所述下螺纹杆15通过第一螺母3与第二螺母14与弹簧安装座1固定。
进一步地，所述作动器定子支撑杆6为4个。
进一步地，所述作动器定子4与作动器动子11均为圆筒形。
进一步地，所述作动器定子4由多个硅钢片径向层叠形成。
进一步地，所述上螺纹杆9能够通过第三螺母10和第四螺母16实现与所述作动器定子固定座8的锁定与解锁，在锁定状态时，液压减振器13和电磁作动器实现共同工作，在解锁状态时，实现电磁作动器单独工作。
进一步地，所述线圈绕组是三相绕组。
本发明的集成式电磁减振器可应用于汽车悬架系统，当汽车行驶于不平路面时，路面不平产生的冲击力从车轮经过并联设置的弹簧组件、电磁作动器、液压减振器传递给车身，汽车悬架系统中的集成式电磁减振器产生反方向的主动力可减缓该冲击，该反方向的主动力主要由电磁作动器与作动器动子通孔内的液压减振器13提供。
电磁作动器的工作原理与直线电机工作原理类似，当在三相绕组通入三相交流电后，会在电磁作动器气隙中产生气隙磁场，该磁场沿电磁作动器轴向运动，称其为行波磁场。永磁体产生的励磁磁场与行波磁场相互作用后产生电磁力；在电磁推力的作用下，由于定子固定不动，则推动次级动子运动，该电磁作动器的输出特性必须满足车辆主动悬架对作动器的要求，即输出的主动力基本与输入电流呈线性关系，以便通过控制电流大小来控制电磁作动器的输出主动力，更有利于提高控制精度。动子通孔内的液压减振器13采用的是常见的双向作用筒式减振器，一般由同心套筒、活塞和阀门组成，通过改变阀门的流通面积来改变阻尼力的大小。两者可单独工作，也可以同时工作，前提是产生的主动力和阻尼力能够抵消由于路面不平带来的车身垂向加速度，这样可提高汽车的乘坐舒适性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种集成式电磁减振器，其特征在于，包括液压减振器(13)、电磁作动器、上螺纹杆(9)、下螺纹杆(15)，所述电磁作动器包括作动器定子(4)、作动器动子(11)、作动器动子限位板(7)、至少两个作动器定子支撑杆(6)、作动器定子固定座(8)，所述作动器定子(4)具有一定子中心通孔，所述作动器动子(11)穿过所述定子中心通孔设置，所述作动器定子(4)上端与作动器定子支撑杆(6)的下端连接，所述作动器定子支撑杆(6)的上端安装所述作动器定子固定座(8)，所述作动器定子(4)内表面设置有多个凹槽，所述凹槽内设置有线圈绕组，所述作动器动子(11)的外表面设置有永磁体(12)，所述作动器动子(11)的上端与作动器动子限位板(7)固定连接，作动器动子限位板(7)能够沿着作动器定子支撑杆(6)在所述作动器定子固定座(8)与作动器定子(4)上表面之间运动，所述作动器动子(11)具有一动子中心通孔，所述液压减振器(13)设置于所述动子中心通孔内，所述液压减振器(13)包括活塞杆与套筒，所述活塞杆的上端与所述上螺纹杆(9)连接，所述上螺纹杆(9)依次穿过作动器动子限位板(7)和所述作动器定子固定座(8)，所述套筒的底端与下螺纹杆(15)连接。
2.根据权利要求1所述的集成式电磁减振器，其特征在于，还包括弹簧组件，所述弹簧组件包括弹簧(2)和弹簧安装座(1)，所述弹簧(2)上端抵靠于作动器定子(4)下表面的凹槽内，所述弹簧(2)下端抵靠于弹簧安装座(1)上表面。
3.根据权利要求2所述的集成式电磁减振器，其特征在于，所述下螺纹杆(15)的下端依次穿过作动器动子(11)的下端面和弹簧安装座(1)。
4.根据权利要求3所述的集成式电磁减振器，其特征在于，所述下螺纹杆(15)通过第一螺母(3)与第二螺母(14)与弹簧安装座(1)固定。
5.根据权利要求1-4任一项所述的集成式电磁减振器，其特征在于，所述作动器定子支撑杆(6)为4个。
6.根据权利要求1-4任一项所述的集成式电磁减振器，其特征在于，所述作动器定子(4)与作动器动子(11)均为圆筒形。
7.根据权利要求1-4任一项所述的集成式电磁减振器，其特征在于，所述作动器定子(4)由多个硅钢片径向层叠形成。
8.根据权利要求1-4任一项所述的集成式电磁减振器，其特征在于，所述上螺纹杆(9)能够通过第三螺母(10)和第四螺母(16)实现与所述作动器定子固定座(8)的锁定与解锁。
9.根据权利要求1-4任一项所述的集成式电磁减振器，其特征在于，所述线圈绕组是三相绕组。
CN201910235054.9A 2019-03-27 2019-03-27 一种集成式电磁减振器 Active CN110005747B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910235054.9A CN110005747B (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种集成式电磁减振器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910235054.9A CN110005747B (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种集成式电磁减振器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110005747A true CN110005747A (zh) 2019-07-12
CN110005747B CN110005747B (zh) 2020-10-02

Family

ID=67168290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910235054.9A Active CN110005747B (zh) 2019-03-27 2019-03-27 一种集成式电磁减振器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110005747B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518764A (zh) * 2019-07-25 2019-11-29 江苏大学 一种电磁悬架用直线作动器
CN112360916A (zh) * 2020-10-19 2021-02-12 江苏大学 一种轮毂电机驱动电动汽车自供能磁流变减振器
CN113833793A (zh) * 2021-09-29 2021-12-24 中国科学院电工研究所 一种电磁减振器
CN117656739A (zh) * 2023-04-28 2024-03-08 比亚迪股份有限公司 悬架系统和车辆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030034697A1 (en) * 2001-05-07 2003-02-20 Goldner Ronald B. Electromagnetic linear generator and shock absorber
CN203082102U (zh) * 2012-12-20 2013-07-24 南京航空航天大学 基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器
CN106224425A (zh) * 2016-08-16 2016-12-14 江苏大学 一种基于混合励磁的半主动馈能悬架减振器及其尺寸确定方法
CN106641062A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 上乘精密科技（苏州）有限公司 磁电反应式可变阻尼减震器
US20170138434A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Magnetic field activated powertrain mount
CN207999473U (zh) * 2018-02-02 2018-10-23 付鹰波 汽车专属液压油通道液压减震器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030034697A1 (en) * 2001-05-07 2003-02-20 Goldner Ronald B. Electromagnetic linear generator and shock absorber
CN203082102U (zh) * 2012-12-20 2013-07-24 南京航空航天大学 基于Halbach永磁阵列的电磁式馈能减震器
US20170138434A1 (en) * 2015-11-18 2017-05-18 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Magnetic field activated powertrain mount
CN106224425A (zh) * 2016-08-16 2016-12-14 江苏大学 一种基于混合励磁的半主动馈能悬架减振器及其尺寸确定方法
CN106641062A (zh) * 2016-12-21 2017-05-10 上乘精密科技（苏州）有限公司 磁电反应式可变阻尼减震器
CN207999473U (zh) * 2018-02-02 2018-10-23 付鹰波 汽车专属液压油通道液压减震器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110518764A (zh) * 2019-07-25 2019-11-29 江苏大学 一种电磁悬架用直线作动器
CN112360916A (zh) * 2020-10-19 2021-02-12 江苏大学 一种轮毂电机驱动电动汽车自供能磁流变减振器
CN113833793A (zh) * 2021-09-29 2021-12-24 中国科学院电工研究所 一种电磁减振器
CN117656739A (zh) * 2023-04-28 2024-03-08 比亚迪股份有限公司 悬架系统和车辆

Also Published As

Publication number Publication date
CN110005747B (zh) 2020-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110005747A (zh) 一种集成式电磁减振器
US8063498B2 (en) Harvesting energy from vehicular vibrations
US8253281B2 (en) Energy harvesting apparatus incorporated into shock absorber
US8387762B2 (en) Suspension device
CN103032503B (zh) 混合动力车辆半主动悬架馈能器
CN105711368B (zh) 一种基于被动悬架的电磁俘能系统
CN103339405A (zh) 发电减振器
CN103192673A (zh) 一种混合动力车辆半主动悬架馈能器
CN104309438A (zh) 一种多工况车辆悬架
CN105584310A (zh) 一种刚度可变的半主动悬架
CN108638780A (zh) 一种基于麦弗逊式结构的电磁直线馈能悬架
CN110341566B (zh) 一种具有振动能量回收及振动主动控制的座椅悬架装置
CN114517817B (zh) 一种具有被动阻尼的车辆电磁作动器及其匹配设计方法
KR20170113781A (ko) 에너지 하베스팅 기능을 갖는 엠알 댐퍼
JP3016260B2 (ja) 電磁サスペンション装置
CN113833793B (zh) 一种电磁减振器
CN110481259B (zh) 一种磁气馈能悬架作动器
Wei et al. Proposal of energy-recycle type active suspension using magnetic force
CN112360916B (zh) 一种轮毂电机驱动电动汽车自供能磁流变减振器
Shen et al. Double-stator air-core tubular permanent magnet linear motor for vehicle active suspension systems
CN114838082A (zh) 一种基于磁流变材料的多级变阻尼变刚度减振器
CN104578683A (zh) 一种电涡流缓速器
CN209212865U (zh) 一种磁电反应式可变阻尼减震器
CN111959215A (zh) 一种电动汽车车轮悬挂减震装置
Shchurov et al. The active electromagnetic suspension of vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant