CN110486411A - 一种主动减振支撑装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发动机减震技术领域，具体是一种主动减振支撑装置，包括主动悬置作动器本体和控制电路；所述主动悬置作动器本体由连接内芯骨架、橡胶主簧、外套、振动解耦膜及惯性流道、底膜和电磁作动器组件组成；所述控制电路包括单片机、电源模块、升压电路、电流传感器和安装在主动悬置作动器本体上的ACM加速度传感器。本发明将动力消振技术应用于常规的液压悬置,通过电磁作动器与液压悬置的振动膜相连接,通过电磁作动器动子的上下移动振动直接影响悬置上液室内液体的体积刚度,进而改变悬置的动刚度,起到主动减振降噪的作用。

Description

一种主动减振支撑装置
技术领域
本发明涉及发动机减震技术领域，具体是一种主动减振支撑装置。
背景技术
发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，最早诞生在英国，其既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器（如：汽油发动机、航空发动机）。其种类包括如内燃机（汽油发动机等）、外燃机（斯特林发动机、蒸汽机等）、电动机等。
现市场普通遍运用的发动机支撑装置分为三大类:
1、橡胶金属悬置:结构简单成本低,但存在高频动态硬化缺点；
2、被动式液压悬置:隔振性能比橡胶金属悬置有较大改善,但仍然存在低频动刚度不足,高频易出现硬化的缺点；
3、半主动式液压悬置:性能优于被动式液压悬置,但只能通过控制电磁阀的通/断实现两种状态的切换,无法应对复杂的振动工况环境。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种主动减振支撑装置，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种主动减振支撑装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种主动减振支撑装置，包括主动悬置作动器本体和控制电路；所述主动悬置作动器本体由连接内芯骨架、橡胶主簧、外套、振动解耦膜及惯性流道、底膜和电磁作动器组件组成，电磁作动器组件包括压缩弹簧、垫套A、垫套B、磁力线圈、定子、动子、固定螺母、防松螺柱和橡胶垫，所述动子通过固定螺母与防松螺柱连接，所述橡胶主簧通过橡胶与连接内芯骨架和外圈硫化连接，所述振动解耦膜及惯性通道通过橡胶与连接内芯骨架硫化连接成整体,所述底膜与防松螺柱通过橡胶硫化连接,底膜通过冷硫化与振动解耦膜及惯性流道的外骨架粘接,连接螺柱与振动解耦膜及惯性通道通过铆接连接且连接螺柱的下部通过压缩弹簧及固定螺母与电磁作动器动子连接；
所述控制电路包括单片机、电源模块、升压电路、电流传感器和安装在主动悬置作动器本体上的ACM加速度传感器，所述电源模块通过升压电路、ACM加速度传感器和ECU模块与单片机的输入端连接，单片机的输出端与电流传感器模块连接，所述升压电路和单片机的输出端连接有驱动电流模块。
作为本发明进一步的方案：所述主动悬置作动器本体上下两端分别通过防松螺柱与发动机机体和车架相连。
作为本发明进一步的方案：所述主动悬置作动器本体上设置有用于与控制电路连接的接线端子。
作为本发明进一步的方案：所述单片机包括数据采集模块、A/D转换模块和D/A转换模块。
作为本发明进一步的方案：所述单片机内置有PID控制算法，PID的控制算法中反馈信号为传感器测得的车架端力的误差信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将动力消振技术应用于常规的液压悬置,通过电磁作动器与液压悬置的振动膜相连接,控制电路输出的电流大小，方向，变化频率的变化通过电感作用对中间动子产生相应的驱动力值大小及移动方向，电磁作动器中间动子与振动膜相连接，所以驱动振动膜的振动幅值及振动频率，通过电磁作动器动子的上下移动振动直接影响悬置上液室内液体的体积刚度,控制振动膜产生的主动振动与悬置所受的振动幅值相同，频率相同，相位相反 从而起到主动减振降噪的作用，不仅解决了现有悬置装置不能满足复杂工况下对悬置隔振要求的问题,隔振性能高，而且结构紧凑,能耗小,安全可靠,反应灵敏,实用性高。
附图说明
图1为主动减振支撑装置中主动悬置作动器本体的结构示意图。
图2为主动减振支撑装置中控制电路的结构示意图。
图3为主动减振支撑装置的控制流程图。
图中：1-连接内芯骨架、2-橡胶主簧、3-主动悬置作动器本体、4-控制电路、5-限位盖板A、6-外圈、7-振动解耦膜及惯性流道、8-连接螺柱、9-垫套A、10-压缩弹簧、11-底膜、12-垫套B、13-动子、14-限位盖板B、15-定子、16-挡圈、17-磁力线圈、18-外套、19-固定螺母、20-防松螺柱、21-堵盖、22-橡胶垫、23-堵盖板、24-接线端子、25-电源模块、26-升压电路、27-ECU模块、28-单片机、29-驱动电流、30-ACM加速度传感器、31-电流传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种主动减振支撑装置，包括主动悬置作动器本体3和控制电路4；所述主动悬置作动器本体3由连接内芯骨架1、橡胶主簧2、外套18、振动解耦膜及惯性流道7、底膜11和电磁作动器组件组成，所述电磁作动器组件包括压缩弹簧10、垫套A9、垫套B12、磁力线圈17、定子15、动子13、固定螺母19、防松螺柱20和橡胶垫22，所述动子13通过固定螺母19与防松螺柱20连接；所述橡胶主簧2通过橡胶与连接内芯骨架1和外圈6硫化连接，所述振动解耦膜及惯性通道7通过橡胶与连接内芯骨架1硫化连接成整体,所述底膜11与防松螺柱20通过橡胶硫化连接,底膜11通过冷硫化与振动解耦膜及惯性流道7的外骨架粘接,连接螺柱8与振动解耦膜及惯性通道7通过铆接连接且连接螺柱8的下部通过压缩弹簧10及固定螺母19与电磁作动器动子13连接；所述主动悬置作动器本体3上下两端分别通过防松螺柱20与发动机机体和车架相连，发动机工作时使主动悬置作动器本体3振动，通过电磁作动器动子13的上下移动振动直接影响悬置上液室内液体的体积刚度,控制振动解耦膜产生的主动振动与悬置所受的振动幅值相同，频率相同，相位相反 从而起到主动减振降噪的作用；
具体的，本实施例中，所述主动悬置作动器本体3上设置有用于与控制电路4连接的接线端子24；
所述控制电路4包括单片机28、电源模块25、升压电路26、电流传感器31和安装在主动悬置作动器本体3上的ACM加速度传感器30，所述电源模块25通过升压电路26、ACM加速度传感器30和ECU模块27与单片机28的输入端连接，用于提供单片机28所需要的电流，单片机28的输出端与电流传感器模块31连接；所述升压电路26和单片机28的输出端连接有驱动电流模块29，驱动电流模块29将控制电路4产生的电流输入到主动悬置作动器本体3，主动悬置作动器本体3的车架端的ACM加速度传感器30将产生的误差反馈给单片机28；
具体的，本实施例中，所述单片机28包括数据采集模块、A/D转换模块、D/A转换模块等。
实施例2
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种主动减振支撑装置，包括主动悬置作动器本体3和控制电路4；所述主动悬置作动器本体3由连接内芯骨架1、橡胶主簧2、外套18、振动解耦膜及惯性流道7、底膜11和电磁作动器组件组成，所述电磁作动器组件包括压缩弹簧10、垫套A9、垫套B12、磁力线圈17、定子15、动子13、固定螺母19、防松螺柱20和橡胶垫22，所述动子13通过固定螺母19与防松螺柱20连接；所述橡胶主簧2通过橡胶与连接内芯骨架1和外圈6硫化连接，所述振动解耦膜及惯性通道7通过橡胶与连接内芯骨架1硫化连接成整体,所述底膜11与防松螺柱20通过橡胶硫化连接,底膜11通过冷硫化与振动解耦膜及惯性流道7的外骨架粘接,连接螺柱8与振动解耦膜及惯性通道7通过铆接连接且连接螺柱8的下部通过压缩弹簧10及固定螺母19与电磁作动器动子13连接；所述主动悬置作动器本体3上下两端分别通过防松螺柱20与发动机机体和车架相连；
具体的，本实施例中，所述主动悬置作动器本体3上设置有用于与控制电路4连接的接线端子24；
所述控制电路4包括单片机28、电源模块25、升压电路26、电流传感器31和安装在主动悬置作动器本体3上的ACM加速度传感器30，所述电源模块25通过升压电路26、ACM加速度传感器30和ECU模块27与单片机28的输入端连接，用于提供单片机28所需要的电流，单片机28的输出端与电流传感器模块31连接；所述升压电路26和单片机28的输出端连接有驱动电流模块29，驱动电流模块29将控制电路4产生的电流输入到主动悬置作动器本体3，主动悬置作动器本体3的车架端的ACM加速度传感器30将产生的误差反馈给单片机28；
具体的，本实施例中，所述单片机28包括数据采集模块、A/D转换模块、D/A转换模块等。
本实施例与实施例1的不同之处在于，所述单片机28内置有PID控制算法，PID的控制算法中反馈信号实际为传感器测得的车架端力的误差信号，而主动悬置作动器本体3的控制目标是使传递到车架端的力为零，考虑到随机信号的干扰，在控制模型中添加随机扰动信号，根据汽车ECU得到发动机的激励输入到悬置主动特性中，通过误差反馈得到输入到单片机的电流值，根据主动悬置作动器本体3的主动特性调整PID的参数，达到主动减振的目的。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.一种主动减振支撑装置，其特征在于，包括主动悬置作动器本体（3）和控制电路（4）；所述主动悬置作动器本体（3）由连接内芯骨架（1）、橡胶主簧（2）、外套（18）、振动解耦膜及惯性流道（7）、底膜（11）和电磁作动器组件组成，电磁作动器组件包括压缩弹簧（10）、垫套A（9）、垫套B（12）、磁力线圈（17）、定子（15）、动子（13）、固定螺母（19）、防松螺柱（20）和橡胶垫（22），所述动子（13）通过固定螺母（19）与防松螺柱（20）连接，所述橡胶主簧（2）通过橡胶与连接内芯骨架（1）和外圈（6）硫化连接，所述振动解耦膜及惯性通道（7）通过橡胶与连接内芯骨架（1）硫化连接成整体,所述底膜（11）与防松螺柱（20）通过橡胶硫化连接,底膜（11）通过冷硫化与振动解耦膜及惯性流道（7）的外骨架粘接,连接螺柱（8）与振动解耦膜及惯性通道（7）通过铆接连接且连接螺柱（8）的下部通过压缩弹簧（10）及固定螺母（19）与电磁作动器动子（13）连接；
所述控制电路（4）包括单片机（28）、电源模块（25）、升压电路（26）、电流传感器（31）和安装在主动悬置作动器本体（3）上的ACM加速度传感器（30），所述电源模块（25）通过升压电路（26）、ACM加速度传感器（30）和ECU模块（27）与单片机（28）的输入端连接，单片机（28）的输出端与电流传感器模块（31）连接，所述升压电路（26）和单片机（28）的输出端连接有驱动电流模块（29）。
2.根据权利要求1所述的主动减振支撑装置，其特征在于，所述主动悬置作动器本体（3）上下两端分别通过防松螺柱（20）与发动机机体和车架相连。
3.根据权利要求2所述的主动减振支撑装置，其特征在于，所述主动悬置作动器本体（3）上设置有用于与控制电路（4）连接的接线端子（24）。
4.根据权利要求1所述的主动减振支撑装置，其特征在于，所述单片机（28）包括数据采集模块、A/D转换模块和D/A转换模块。
5.根据权利要求1-4任一所述的主动减振支撑装置，其特征在于，所述单片机（28）内置有PID控制算法，PID的控制算法中反馈信号为传感器测得的车架端力的误差信号。
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