CN110454500A - 磁悬浮轮毂轴承及其磁力控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮轮毂轴承及其磁力控制方法，该磁悬浮轮毂轴承包括内圈，外圈，分离式磁力模块，磁力控制模块，所述内圈由内圈轴颈以及位于内圈轴颈两端的内圈右侧端部挡板和内圈左侧端部挡板组成，内圈轴颈中部设置有转子铁芯；外圈为一个半封闭型环绕结构，其设置有一个开口，开口正对转子铁芯，且转子铁芯插入开口中，外圈内设置有定子铁芯，定子铁芯上缠绕有控制线圈，定子铁芯正对转子铁芯；所述分离式磁力模块包括4对永磁体和混合磁性环；磁力控制模块包括一个加速度传感器，一个控制器，一个执行器。本发明能够同时保证汽车在转弯时在径向和轴向方向上都能很好的抵抗外力的干扰，磁力模块细化分布，磁力响应准确，稳定性好。
Description
技术领域
本发明属于轴承技术领域，特别涉及一种磁悬浮轮毂轴承单元，具体是在径向具有双重磁力，并且径向方向上具有分段模块化磁力，在轴向上也具有模块化分段磁力的的轴承单元。
背景技术
现有的各种磁悬浮轮毂轴承单元，在原理上大都类似，在面对各种各样的复杂工况的时候，磁力轴承不同部位所受到的力是不同的，有些结构处受的力大，有些结构处受的力小，同一个磁力环不同位置所需里的方向也有差异，就需要一定的控制方法来控制磁力的大小与方向。在以往的磁悬浮轮毂轴承磁力控制方面，一般都是采用控制绕组控制整个混合磁性环中的电流，从而改变整个磁性环的磁力大小，但这种方法的缺陷在于，其控制磁力的手法太过于粗糙，不能精确地应对轴承不同部位不同受力情况，控制结果不佳，很容易造成轴承在工作时不能很好的保证工作间隙，严重的甚至导致磁悬浮轴承失灵。
发明内容
针对现有磁悬浮轮毂轴承单元结构方面设计不足之处，以及现有磁力控制手段太过于单一化简单化的问题，本发明的目的在于提供一种磁悬浮轮毂轴承及其磁力控制方法，从而更好地应对汽车在转弯时轴承对外力的主动响应，并保持足够的工作间隙。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种磁悬浮轮毂轴承，包括内圈，外圈，分离式磁力模块，磁力控制模块，其中：
所述内圈由内圈轴颈以及位于内圈轴颈两端的内圈右侧端部挡板和内圈左侧端部挡板组成，内圈轴颈中部设置有转子铁芯；
所述外圈为一个半封闭型环绕结构，其设置有一个开口，开口正对转子铁芯，且转子铁芯插入开口中，外圈内设置有定子铁芯，定子铁芯上缠绕有控制线圈，定子铁芯正对转子铁芯；
所述分离式磁力模块包括成对的第一永磁体和第一混合磁性环、第二永磁体和第二混合磁性环、第三永磁体和第三混合磁性环、第四永磁体和第四混合磁性环，第一永磁体设置在内圈左侧端部挡板的内侧，第一混合磁性环设置在外圈外侧，第一混合磁性环正对第一永磁体，且为同性相斥；第二永磁体设置在内圈右侧端部挡板的内侧，第二混合磁性环设置在外圈外侧，第二混合磁性环正对第二永磁体，且为同性相斥；第三永磁体和第四永磁体嵌于内圈轴颈上的两个凹槽中，且位于转子铁芯两侧，第三混合磁性环和第四混合磁性环分别设置在外圈相对内圈轴颈的一面上，第三永磁体正对第三混合磁性环，且为同性相斥，第四永磁体正对第四混合磁性环，且为同性相斥；
所述磁力控制模块包括一个加速度传感器，一个控制器，一个执行器，其中，加速度传感器安装于汽车质心位置，用于测量汽车的侧向加速度ay，控制器与加速度传感器相连，用于确定轮胎径向轮胎载荷FZR和FZL，以及轮胎轴向载荷FYL和FYR的大小；执行器与控制器相连，用于改变四个混合磁性环的磁性力大小，以保证内圈和外圈之间有安全间隙。
进一步的，所述第一混合磁性环和第二混合磁性环固定在外圈上，不可转动，第一混合磁性环和第二混合磁性环在过轴承中心孔轴线以上的部分和轴承中心孔轴线以下的部分的磁力大小能够分别控制，以改变第一混合磁性环和第二混合磁性环在上半部和下半部的磁力大小和方向。
进一步的，所述第三永磁体与第三混合磁性环之间的斥力和第四永磁体与第四混合磁性环之间的斥力互不影响，两组磁力单元分开分布，以分别控制这两个磁力的大小以及方向。
进一步的，所述第一混合磁性环和第二混合磁性环结构相同，其是由弧状轴向充磁的永磁体和轴向控制线圈组组成的阵列，相邻控制线圈和永磁体之间的角度为1度，第一混合磁性环和第二混合磁性环的相位相同。
进一步的，所述第三混合磁性环和第四混合磁性环的结构相同，其是由弧状径向充磁的永磁体和径向控制线圈组成的阵列，周向上分6等份，永磁体和控制线圈间隔分布，相邻永磁体与控制线圈之间的角度为1度，第三混合磁性环和第四混合磁性环的相位互补。
进一步的，所述转子铁芯的宽度以能够保证控制线圈中的磁场完全穿过转子铁芯转子铁芯。
进一步的，所述外圈中设置有4个由定子铁芯及控制线圈构成的定子线圈结构，4个定子线圈结构在外圈周向上均匀分布，每一个都垂直于外圈的轴心。
进一步的，所述转子铁芯为截面为工字型的环状结构，环绕内圈轴颈一圈。
进一步的，所述转子铁芯与定子铁芯为同心圆，两者之间间隙为2～3mm。
一种磁悬浮轮毂轴承的磁力控制方法，包括以下步骤：
通过磁力控制模块中的加速度传感器将监测到的汽车的侧向加速度信号传递至控制器，控制器通过执行器来改变四个混合磁性环中不同位置的控制线圈中电流的大小，使得分离式磁力模块能够产生不同大小的的合力，从而抵消由于轮胎径向载荷和轴向载荷产生的力对于该磁悬浮轴承产生的不利影响，保持正常的工作间隙；
加速度传感器安装于汽车的质心位置处，用于监测汽车的侧向加速度ay，根据汽车刚性转弯模型得到汽车左/右轮的径向载荷FZL/FZR,和左/右轮轴向载荷FYL/FYR；
其中，W为前/后轴质量，H为汽车质心高度，T为轮距，g为重力加速度；
由于汽车轮胎竖直方向的中心轴线与该磁悬浮轴承的中心轴线不在同一条直线上，因而在汽车转弯时作用于地面与汽车轮胎之间的径向载荷和轴向载荷会对磁悬浮轴承径向和轴向产生一个翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩对轴承的不利影响，不同的磁力模块上的磁力大小也不相同，在汽车转弯时，在轴承上有：
汽车转弯时左轮磁悬浮上轴承受到汽车左轮轮胎正中径向力FZL对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出：
其中，竖直向下为正，FL1/FL2分别为第三永磁体和第三混合磁性环以及第四永磁体和第四混合磁性环在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FZL所产生的翻转力矩的力,L为左侧轮胎竖直方向中心轴线与磁悬浮竖直方向中心轴线之间的距离，L1为磁悬浮竖直方向中心轴线与第三混合磁性环中心线的距离，L2磁悬浮竖直方向中心轴线与第四混合磁性环中心线的距离；
汽车右轮磁悬浮上轴承受到汽车右轮轮胎正中径向力FZR对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出:
其中，竖直向下为正，FR1/FR2分别为第三永磁体和第三混合磁性环以及第四永磁体和第四混合磁性环在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FZR所产生的翻转力矩的力,L为右侧轮胎竖直方向中心轴线与磁悬浮竖直方向中心轴线之间的距离，L1为磁悬浮竖直方向中心轴线与第三混合磁性环中心线的距离，L2磁悬浮竖直方向中心轴线与第四混合磁性环中心线的距离；
汽车左轮磁悬浮上轴承受到汽车左轮轮胎轴向载荷FYL对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出：
其中，水平向右为正，FYL1/FYL2分别为第一永磁体和第一混合磁性环和第二永磁体和第二混合磁性环在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FYR所产生的翻转力矩的合力,R为轮胎半径，h1为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第一混合磁性环环状带中心的距离，h2为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第二混合磁性环环状带中心的距离，h1,h2在数值上相等；
汽车右轮磁悬浮上轴承受到汽车右轮轮胎轴向载荷FYR对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识可得出:
其中，水平向左为正，FYR1/FYR2分别为第一永磁体和第一混合磁性环以及第二永磁体和第二混合磁性环在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FYL所产生的翻转力矩的合力,R为轮胎半径，h1为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第一混合磁性环环状带中心的距离，h2为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第二混合磁性环环状带中心的距离，h1,h2在数值上相等；
最后根据上述公式中各个磁力的大小，调整分离式磁力模块中混合磁性环中的电流大小，保证汽车在转弯时能够精准的调整同一磁悬浮轴承中不同位置的磁力大小，消除外部力矩对轴承工作的影响，保证轴承的安全工作间隙。
有益效果：本发明是一种在径向以及轴向都是双重磁力结构，能够同时保证汽车在转弯时在径向和轴向方向上都能很好的抵抗外力的干扰，具有结构简单，磁力模块细化分布，磁力响应准确，稳定性好的特点。
附图说明
图1为本发明磁悬浮轮毂轴承单元的结构示意图；
图2为轴承左侧A-A处混合磁性环处剖视图；
图3为轴承左侧B-B处混合磁性环和永磁体处剖视图；
图4为轴承正中C-C处转子铁芯与定子铁芯处剖视图；
图中：
1-内圈，101-内圈轴颈，102-内圈右侧端部挡板，103-内圈左侧端部挡板，104-转子铁芯；
2-外圈，201-开口，202-定子铁芯，203-控制线圈；
311-第一永磁体，312-第二永磁体，313-第三永磁体，314-第四永磁体；
321-第一混合磁性环，322-第二混合磁性环，323-第三混合磁性环，324-第四混合磁性环；
301-弧状轴向充磁的永磁体，302-轴向控制线圈组，303-弧状径向充磁的永磁体，304-径向控制线圈；
4-轴向间隙，5-径向间隙。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1所示为本发明的一种磁悬浮轮毂轴承，包括内圈1，外圈2，分离式磁力模块，磁力控制模块，其中：
内圈1由内圈轴颈101以及位于内圈轴颈101两端的内圈右侧端部挡板102和内圈左侧端部挡板103组成，内圈轴颈101中部设置有转子铁芯104；
外圈2为一个半封闭型环绕结构，其设置有一个开口201，开口201正对转子铁芯104，且转子铁芯104插入开口201中，外圈2内设置有定子铁芯202，定子铁芯202上缠绕有控制线圈203，定子铁芯202正对转子铁芯104；
分离式磁力模块包括成对的第一永磁体311和第一混合磁性环321、第二永磁体312和第二混合磁性环322、第三永磁体313和第三混合磁性环323、第四永磁体314和第四混合磁性环324，第一永磁体311设置在内圈左侧端部挡板103的内侧，第一混合磁性环321设置在外圈2外侧，第一混合磁性环321正对第一永磁体311，且为同性相斥；第二永磁体312设置在内圈右侧端部挡板102的内侧，第二混合磁性环322设置在外圈2外侧，第二混合磁性环322正对第二永磁体312，且为同性相斥；第三永磁体313和第四永磁体314嵌于内圈轴颈101上的两个凹槽中，且位于转子铁芯104两侧，第三混合磁性环323和第四混合磁性环324分别设置在外圈2相对内圈轴颈101的一面上，第三永磁体313正对第三混合磁性环323，且为同性相斥，第四永磁体314正对第四混合磁性环324，且为同性相斥；
所述磁力控制模块包括一个加速度传感器，一个控制器，一个执行器，其中，加速度传感器安装于汽车质心位置，用于测量汽车的侧向加速度ay，控制器与加速度传感器相连，用于确定轮胎径向轮胎载荷FZR和FZL，以及轮胎轴向载荷FYL和FYR的大小；执行器与控制器相连，用于改变四个混合磁性环的磁性力大小，以保证内圈和外圈之间有安全间隙。
如图1所示，第一永磁体311和第一混合磁性环321之间，以及第二永磁体312和第二混合磁性环322之间存在的安全间隙为轴向间隙4，大小为2～3mm；第三永磁体313和第三混合磁性环323之间，以及第四永磁体314和第四混合磁性环324之间存在的安全间隙为径向间隙5，大小为2～3mm。转子铁芯104与定子铁芯202为同心圆，两者之间间隙为2～3mm。
如图1，图4所示，在径向上，该磁悬浮轮毂轴承单元成对互斥力包括第三永磁体313和第三混合磁性环323之间的斥力，第四永磁体314和第四混合磁性环324之间的斥力，以及定子铁芯202及上面缠绕的控制线圈203与转子铁芯104之间的之间的斥力，其中，三永磁体313和第三混合磁性环323之间的斥力，第四永磁体314和第四混合磁性环324之间的斥力在同一个平面内，构成第一道支持力，定子铁芯202及上面缠绕的控制线圈203与转子铁芯104之间的之间的斥力在另外一个平面上，其中转子铁芯为截面为工字型的环状结构，并环绕内圈轴颈101一圈，能保证来自定子铁芯的磁感线完全穿过转子铁芯，构成第二道支持力。两者共同作用，形成了径向上的双重磁力，保证了该磁悬浮轮毂轴承的径向安全间隙。
如图1所示，在轴向上，该磁悬浮轮毂轴承单元成对斥力包括第一永磁体311和第一混合磁性环321之间的斥力，第二永磁体312和第二混合磁性环322之间的斥力，互相独立，互不干扰，保证该磁悬浮轮毂轴承的轴向安全间隙。
如图2，第一混合磁性环321和第二混合磁性环322结构相同，其是由弧状轴向充磁的永磁体301和轴向控制线圈组302组成的阵列，相邻控制线圈和永磁体之间的角度为1度，周上相邻永磁体间隔为90°，周上相邻控制线圈间隔为91°，第一混合磁性环321和第二混合磁性环322的相位相同。第一混合磁性环321和第二混合磁性环322在轴承上对称分布，并固定在外圈2上，不可转动，第一混合磁性环321和第二混合磁性环322在过轴承中心孔轴线以上的部分和轴承中心孔轴线以下的部分的磁力大小能够分别控制，以改变第一混合磁性环321和第二混合磁性环322在上半部和下半部的磁力大小和方向。
如图3，第三混合磁性环323和第四混合磁性环324的结构相同，其是由弧状径向充磁的永磁体303和径向控制线圈304组成的阵列，周向上分6等份，永磁体303和控制线圈304间隔分布，相邻永磁体与控制线圈之间的角度为1度，周上相邻永磁体间隔为60°，周上相邻控制线圈间隔为61°，第三混合磁性环323和第四混合磁性环324的相位互补。第三永磁体313与第三混合磁性环323之间的斥力和第四永磁体314与第四混合磁性环324之间的斥力互不影响，两组磁力单元分开分布，以分别控制这两个磁力的大小以及方向。
转子铁芯104的宽度以能够保证控制线圈203中的磁场完全穿过转子铁芯转子铁芯104。
外圈2中设置有4个由定子铁芯202及控制线圈203构成的定子线圈结构，4个定子线圈结构在外圈2周向上均匀分布，每一个都垂直于外圈2的轴心。
在径向上，该磁悬浮轴承内圈转子铁芯两侧分别有成对存在的第三永磁体313和第三混合磁性环323、第四永磁体314和第四混合磁性环324，这两对磁性力分别受控制器的控制，能够提供大小和方向都不同的力，来保证在特殊工况下，第三永磁体313和第三混合磁性环323提供的力以及第四永磁体314和第四混合磁性环324提供不同的的力分别满足轴承不同部位所需的不同的力的大小，能够智能化，差异化的保证不同工况下不同部位所需的力都能得到精确满足。在轴向上，其模块化磁力分布体现在，如图2所示，该定子结构侧面上的磁性环的结构为轴向充磁的永磁体和轴向控制的控制绕组组成，并且，保证该磁性环安装特点为，在该磁悬浮轮毂轴承水平中心线以下和水平中心线以上分别正对布置有控制绕组，轴向充磁的永磁体被水平中心线分别平分，这样就可以保证以水平中心线为分界线，轴向上下部分的力可以通过不同的绕组控制，转而控制上下部分轴向合力的大小和方向，在工作时就可以提供相应的力来保证该轴承轴向的安全间隙。
本发明利用磁力相斥的原理来保持轴承内外圈之间的间隙，避免了两者之间相互接触摩擦造成的对轴承的损伤，并且，该轴承在径向是一种双重磁力结构，能够提供更大的径向支持力，满足更高的载荷要求。此外，本发明在上述磁悬浮轮毂轴承的基础上，提供了一种磁力控制方法，能够根据轴承不同部位受到的力的大小和方向的不同，改变磁力的大小和方向，使轴承更加智能，工作更加稳定可靠。磁力控制方法包括以下步骤：
通过磁力控制模块中的加速度传感器将监测到的汽车的侧向加速度信号传递至控制器，控制器通过执行器来改变四个混合磁性环中不同位置的控制线圈中电流的大小，使得分离式磁力模块能够产生不同大小的的合力，从而抵消由于轮胎径向载荷和轴向载荷产生的力对于该磁悬浮轴承产生的不利影响，保持正常的工作间隙；
加速度传感器安装于汽车的质心位置处，用于监测汽车的侧向加速度ay，根据汽车刚性转弯模型得到汽车左/右轮的径向载荷FZL/FZR,和左/右轮轴向载荷FYL/FYR；
其中，W为前/后轴质量，H为汽车质心高度，T为轮距，g为重力加速度；
由于汽车轮胎竖直方向的中心轴线与该磁悬浮轴承的中心轴线不在同一条直线上，因而在汽车转弯时作用于地面与汽车轮胎之间的径向载荷和轴向载荷会对磁悬浮轴承径向和轴向产生一个翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩对轴承的不利影响，不同的磁力模块上的磁力大小也不相同，在汽车转弯时，在轴承上有：
汽车转弯时左轮磁悬浮上轴承受到汽车左轮轮胎正中径向力FZL对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出：
其中，竖直向下为正，FL1/FL2分别为第三永磁体313和第三混合磁性环323以及第四永磁体314和第四混合磁性环324在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FZL所产生的翻转力矩的力,L为左侧轮胎竖直方向中心轴线与磁悬浮竖直方向中心轴线之间的距离，L1为磁悬浮竖直方向中心轴线与第三混合磁性环323中心线的距离，L2磁悬浮竖直方向中心轴线与第四混合磁性环324中心线的距离；
汽车右轮磁悬浮上轴承受到汽车右轮轮胎正中径向力FZR对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出:
其中，竖直向下为正，FR1/FR2分别为第三永磁体313和第三混合磁性环323以及第四永磁体314和第四混合磁性环324在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FZR所产生的翻转力矩的力,L为右侧轮胎竖直方向中心轴线与磁悬浮竖直方向中心轴线之间的距离，L1为磁悬浮竖直方向中心轴线与第三混合磁性环323中心线的距离，L2磁悬浮竖直方向中心轴线与第四混合磁性环324中心线的距离；
汽车左轮磁悬浮上轴承受到汽车左轮轮胎轴向载荷FYL对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出：
其中，水平向右为正，FYL1/FYL2分别为第一永磁体311和第一混合磁性环321和第二永磁体312和第二混合磁性环322在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FYR所产生的翻转力矩的合力,R为轮胎半径，h1为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第一混合磁性环321环状带中心的距离，h2为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第二混合磁性环322环状带中心的距离，h1,h2在数值上相等；
汽车右轮磁悬浮上轴承受到汽车右轮轮胎轴向载荷FYR对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识可得出:
其中，水平向左为正，FYR1/FYR2分别为第一永磁体311和第一混合磁性环321以及第二永磁体312和第二混合磁性环322在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FYL所产生的翻转力矩的合力,R为轮胎半径，h1为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第一混合磁性环321环状带中心的距离，h2为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第二混合磁性环322环状带中心的距离，h1,h2在数值上相等；
最后根据上述公式中各个磁力的大小，调整分离式磁力模块中混合磁性环中的电流大小，保证汽车在转弯时能够精准的调整同一磁悬浮轴承中不同位置的磁力大小，消除外部力矩对轴承工作的影响，保证轴承的安全工作间隙。
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 (10)
1.一种磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：包括内圈(1)，外圈(2)，分离式磁力模块，磁力控制模块，其中：
所述内圈(1)由内圈轴颈(101)以及位于内圈轴颈(101)两端的内圈右侧端部挡板(102)和内圈左侧端部挡板(103)组成，内圈轴颈(101)中部设置有转子铁芯(104)；
所述外圈(2)为一个半封闭型环绕结构，其设置有一个开口(201)，开口(201)正对转子铁芯(104)，且转子铁芯(104)插入开口(201)中，外圈(2)内设置有定子铁芯(202)，定子铁芯(202)上缠绕有控制线圈(203)，定子铁芯(202)正对转子铁芯(104)；
所述分离式磁力模块包括成对的第一永磁体(311)和第一混合磁性环(321)、第二永磁体(312)和第二混合磁性环(322)、第三永磁体(313)和第三混合磁性环(323)、第四永磁体(314)和第四混合磁性环(324)，第一永磁体(311)设置在内圈左侧端部挡板(103)的内侧，第一混合磁性环(321)设置在外圈(2)外侧，第一混合磁性环(321)正对第一永磁体(311)，且为同性相斥；第二永磁体(312)设置在内圈右侧端部挡板(102)的内侧，第二混合磁性环(322)设置在外圈(2)外侧，第二混合磁性环(322)正对第二永磁体(312)，且为同性相斥；第三永磁体(313)和第四永磁体(314)嵌于内圈轴颈(101)上的两个凹槽中，且位于转子铁芯(104)两侧，第三混合磁性环(323)和第四混合磁性环(324)分别设置在外圈(2)相对内圈轴颈(101)的一面上，第三永磁体(313)正对第三混合磁性环(323)，且为同性相斥，第四永磁体(314)正对第四混合磁性环(324)，且为同性相斥；
所述磁力控制模块包括一个加速度传感器，一个控制器，一个执行器，其中，加速度传感器安装于汽车质心位置，用于测量汽车的侧向加速度ay，控制器与加速度传感器相连，用于确定轮胎径向轮胎载荷FZR和FZL，以及轮胎轴向载荷FYL和FYR的大小；执行器与控制器相连，用于改变四个混合磁性环的磁性力大小，以保证内圈和外圈之间有安全间隙。
2.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)固定在外圈(2)上，不可转动，第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)在过轴承中心孔轴线以上的部分和轴承中心孔轴线以下的部分的磁力大小能够分别控制，以改变第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)在上半部和下半部的磁力大小和方向。
3.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述第三永磁体(313)与第三混合磁性环(323)之间的斥力和第四永磁体(314)与第四混合磁性环(324)之间的斥力互不影响，两组磁力单元分开分布，以分别控制这两个磁力的大小以及方向。
4.根据权利要求1或2所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)结构相同，其是由弧状轴向充磁的永磁体(301)和轴向控制线圈组(302)组成的阵列，相邻控制线圈和永磁体之间的角度为1度，第一混合磁性环(321)和第二混合磁性环(322)的相位相同。
5.根据权利要求1或3所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述第三混合磁性环(323)和第四混合磁性环(324)的结构相同，其是由弧状径向充磁的永磁体(303)和径向控制线圈(304)组成的阵列，周向上分6等份，永磁体(303)和控制线圈(304)间隔分布，相邻永磁体与控制线圈之间的角度为1度，第三混合磁性环(323)和第四混合磁性环(324)的相位互补。
6.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述转子铁芯(104)的宽度以能够保证控制线圈(203)中的磁场完全穿过转子铁芯转子铁芯(104)。
7.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述外圈(2)中设置有4个由定子铁芯(202)及控制线圈(203)构成的定子线圈结构，4个定子线圈结构在外圈(2)周向上均匀分布，每一个都垂直于外圈(2)的轴心。
8.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述转子铁芯(104)为截面为工字型的环状结构，环绕内圈轴颈(101)一圈。
9.根据权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承，其特征在于：所述转子铁芯(104)与定子铁芯(202)为同心圆，两者之间间隙为2～3mm。
10.一种权利要求1所述的磁悬浮轮毂轴承的磁力控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
通过磁力控制模块中的加速度传感器将监测到的汽车的侧向加速度信号传递至控制器，控制器通过执行器来改变四个混合磁性环中不同位置的控制线圈中电流的大小，使得分离式磁力模块能够产生不同大小的的合力，从而抵消由于轮胎径向载荷和轴向载荷产生的力对于该磁悬浮轴承产生的不利影响，保持正常的工作间隙；
加速度传感器安装于汽车的质心位置处，用于监测汽车的侧向加速度ay，根据汽车刚性转弯模型得到汽车左/右轮的径向载荷FZL/FZR,和左/右轮轴向载荷FYL/FYR；
其中，W为前(或后)轴质量，H为汽车质心高度，T为轮距，g为重力加速度；
由于汽车轮胎竖直方向的中心轴线与该磁悬浮轴承的中心轴线不在同一条直线上，因而在汽车转弯时作用于地面与汽车轮胎之间的径向载荷和轴向载荷会对磁悬浮轴承径向和轴向产生一个翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩对轴承的不利影响，不同的磁力模块上的磁力大小也不相同，在汽车转弯时，在轴承上有：
汽车转弯时左轮磁悬浮上轴承受到汽车左轮轮胎正中径向力FZL对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出：
其中，竖直向下为正，FL1/FL2分别为第三永磁体(313)和第三混合磁性环(323)以及第四永磁体(314)和第四混合磁性环(324)在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FZL所产生的翻转力矩的力,L为左侧轮胎竖直方向中心轴线与磁悬浮竖直方向中心轴线之间的距离，L1为磁悬浮竖直方向中心轴线与第三混合磁性环(323)中心线的距离，L2磁悬浮竖直方向中心轴线与第四混合磁性环(324)中心线的距离；
汽车右轮磁悬浮上轴承受到汽车右轮轮胎正中径向力FZR对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出:
其中，竖直向下为正，FR1/FR2分别为第三永磁体(313)和第三混合磁性环(323)以及第四永磁体(314)和第四混合磁性环(324)在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FZR所产生的翻转力矩的力,L为右侧轮胎竖直方向中心轴线与磁悬浮竖直方向中心轴线之间的距离，L1为磁悬浮竖直方向中心轴线与第三混合磁性环(323)中心线的距离，L2磁悬浮竖直方向中心轴线与第四混合磁性环(324)中心线的距离；
汽车左轮磁悬浮上轴承受到汽车左轮轮胎轴向载荷FYL对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识得出：
其中，水平向右为正，FYL1/FYL2分别为第一永磁体(311)和第一混合磁性环(321)和第二永磁体(312)和第二混合磁性环(322)在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FYR所产生的翻转力矩的合力,R为轮胎半径，h1为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第一混合磁性环(321)环状带中心的距离，h2为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第二混合磁性环(322)环状带中心的距离，h1,h2在数值上相等；
汽车右轮磁悬浮上轴承受到汽车右轮轮胎轴向载荷FYR对磁悬浮轴承的翻转力矩的作用，为平衡该翻转力矩，要由力学知识可得出:
其中，水平向左为正，FYR1/FYR2分别为第一永磁体(311)和第一混合磁性环(321)以及第二永磁体(312)和第二混合磁性环(322)在该种工况下应该额外产生的用来抵抗FYL所产生的翻转力矩的合力,R为轮胎半径，h1为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第一混合磁性环(321)环状带中心的距离，h2为磁悬浮轴承轴向中心轴线与第二混合磁性环(322)环状带中心的距离，h1,h2在数值上相等；
最后根据上述公式中各个磁力的大小，调整分离式磁力模块中混合磁性环中的电流大小，保证汽车在转弯时能够精准的调整同一磁悬浮轴承中不同位置的磁力大小，消除外部力矩对轴承工作的影响，保证轴承的安全工作间隙。
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