CN110630475A - 一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置及方法，用于压缩机，包括控制器、加速度传感器、阻尼装置、悬臂梁、磁盘、位移传感器、电磁驱动器、磁铁、储电器和轴孔板，通过加速度传感器获取压缩机的振动频率，并将震动频率信息发送至控制器；控制器根据振动频率信息控制电磁驱动器产生驱动力改变磁盘的位置；磁盘的位置改变使悬臂梁的振动频率改变为与压缩机的振动频率一致。本发明有效减少车辆运行时路面激励对压缩机的影响，提升压缩机的使用寿命；还减少了压缩机振动对压缩机管路的影响，提高了空调管路的可靠性；并降低压缩机对车内振动的贡献量，提升车辆乘坐的舒适性。

Description

一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置及方法

技术领域

本发明涉及电动车减振技术领域，具体涉及一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置及方法。

背景技术

随着科技的发展和时代的进步，新能源电动车正在不断地应用与普及。电动车与燃油车相比，没有了发动机带来的强烈振动，因此电动车上的空调压缩机成为了主要的振动源之一，减少空调压缩机的振动有利于提高空调系统的可靠性以及车辆乘坐的舒适性。

目前针对振动减隔振理论和技术和器件研究非常广泛。由于动力吸振器在不影响主振动体 ( 被控对象 ) 任何结构情况下通过表面吸附等方式安装便可实现振动控制效果的方式，结构设计简单，安装使用非常便利，因此受到了普遍重视。但是，动力吸振器当设计结构确定后，其减隔振的频率就确定了，基于与被控对象实现共振的吸振原理，当被控制对象的振动频率发生变化，那么动力吸振器吸振效果就会受到很大影响。

因此，需要一种吸振频率可调的吸振装置来降低空调压缩机的振动频率，以提高空调系统的可靠性以及车辆乘坐的舒适性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足之处而提供电动车空调压缩机主动调频吸振装置及方法，实现一种吸振频率可调的吸振装置，提高空调系统的可靠性以及车辆乘坐的舒适性。

本发明的目的通过以下两个方面的技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，用于压缩机，所述主动调频吸振装置包括控制器、加速度传感器、阻尼装置、悬臂梁、磁盘、位移传感器、电磁驱动器，所述磁盘滑动连接于所述调频吸振装置内部，所述悬臂梁的一端固定连接所述磁盘上，所述悬臂梁的另一端连接所述阻尼装置，所述加速度传感器、所述位移传感器和所述电磁驱动器都与所述控制器电连接。

进一步地，所述主动调频吸振装置还包括磁铁，所述阻尼装置处于所述磁铁产生的磁场中。

进一步地，所述主动调频吸振装置还包括轴孔板，所述轴孔板上设有轴孔。

进一步地，本发明的技术方案还包括储电器，所述储电器与所述控制器、所述加速度传感器、所述位移传感器、所述电磁驱动器和所述阻尼装置电连接。

进一步地，所述阻尼装置包括质量块和线圈，所述线圈环绕所述质量块，所述线圈外接一个电阻形成闭合回路。

进一步地，所述悬臂梁材料分布均匀，当所述悬臂梁长度越大时，其刚度越低，固有频率越小；当所述悬臂梁长度越小时，其刚度越高，固有频率越大。

进一步地，所述悬梁臂一端连接所述磁盘，所述悬梁臂另一端穿过所述轴孔后连接所述阻尼装置。

进一步地，所述悬臂梁为空心管，所述空心管的一端封闭，另一端打开。

进一步地，所述空心管打开的一端固定在所述轴孔上，所述磁盘与所述轴孔板之间的空间和所述空心管内的空间的内部充满弹性液体。。

第二方面，本发明还提供了一种电动车空调压缩机主动调频吸振方法，所述电动车空调压缩机主动调频吸振方法通过第一方面所述的电动车空调压缩机主动调频吸振装置实现，所述电动车空调压缩机主动调频吸振方法包括:

加速度传感器获取压缩机的振动频率，并将震动频率信息发送至控制器；

控制器根据振动频率信息控制电磁驱动器产生驱动力改变磁盘的位置；

磁盘的位置改变使悬臂梁的振动频率改变为与压缩机的振动频率一致。

从以上两个方面的技术方案可以看出，本发明至少具有以下有益效果：本发明有效减少车辆运行时路面激励对压缩机的影响，提升压缩机的使用寿命；还减少了压缩机振动对压缩机管路的影响，提高了空调管路的可靠性；并降低压缩机对车内振动的贡献量，提升车辆乘坐的舒适性。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是本发明的一个实施例的压缩机主动调频吸振装置的结构示意图。

图2是本发明的一个实施例的压缩机主动调频吸振装置的工作原理图。

附图说明：1.控制器，2.位移传感器，3.电磁驱动器，4.磁盘，5.轴孔板，6.储电器，

7.悬臂梁，8.阻尼装置，9.磁铁，10.加速度传感器。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1。

如图1所示，本实施例的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，用于压缩机，包括控制器1、加速度传感器10、阻尼装置8、悬臂梁7、磁盘4、位移传感器2、电磁驱动器3、磁铁9、储电器6和轴孔板5，轴孔板5上设有轴孔，压缩机主动调频吸振装置的底板和压缩机壳体为完全接触式装配，控制器1和加速度传感器10固定于压缩机主动调频吸振装置的内部底板上，储电器6固定于压缩机主动调频吸振装置的内部顶板上，磁盘4滑动连接于调频吸振装置内部，磁盘4上固定连接悬臂梁7的一端，悬臂梁7的另一端穿过轴孔连接阻尼装置8，加速度传感器10、位移传感器2和电磁驱动器3都与控制器1电连接，阻尼装置8处于磁铁9产生的磁场中，储电器6与控制器1、加速度传感器10、位移传感器2、电磁驱动器3和阻尼装置8电连接。

悬臂梁7材料分布均匀，当悬臂梁7长度越大时，其刚度越低，固有频率越小；当悬臂梁7长度越小时，其刚度越高，固有频率越大,因此通过调节悬臂梁7的长度可调节其固有频率。

阻尼装置8包括质量块和线圈，线圈环绕质量块，线圈外接一个电阻形成闭合回路，阻尼装置8始终处于一个由磁铁9形成稳定的磁场当中，当吸振器工作时，质量块随悬臂梁7一起振动，导线在磁场中做切割磁感线运动，从而产生电流，阻尼装置8将吸收的振动能量转化为电能，并将电能储存值储电器6。

控制器1由储电器6供电，可以获取悬臂梁7的长度和压缩机的振动频率，并可以控制电磁驱动器3的工作效率，从而控制电磁驱动力产生不同大小和方向的力。

加速度传感器10是一种高灵敏度的传感器，可以准确的获取到压缩机的振动频率，并将压缩机的振动频率转化为电信号发送值控制器1。

位移传感器2获取到磁盘4的距离L，位移传感器2至轴孔板5的距离为L2，悬梁臂的总长度为L3，悬梁臂的工作长度为L4，其中

L4 = L3-（L2-L1） （1）

式（1）中的L2、L3为确定值，则根据位移传感器2获取到磁盘4的距离L就可以得出悬梁臂的工作长度L4。

电磁驱动器3包括铁芯和线圈，线圈中不同的电流大小和/或方向可以使电磁驱动器3产生不同大小和/或方向的力，通过改力可以使磁盘4滑动，从而改变磁盘4的位置。

磁盘4可以滑动，从而改变悬臂梁7的位置，因此改变悬臂梁7的工作长度L4。

轴孔板5中间贯穿有悬臂梁7，轴孔板5的轴孔成为悬臂梁7工作时的支点，支点到阻尼装置8的距离为悬臂梁7的工作长度L4。

储电器6为控制器1、加速度传感器10、位移传感器2、电磁驱动器3提供电能，使它们正常工作。

磁铁9，在压缩机主动调频吸振装置的上下方各设有一颗磁铁9，两颗磁铁9形成一个强力的组合磁场，使处于该磁场中的阻尼装置8方便产生电能。

如图2所示，本实施例的工作原理：当压缩机发生振动时，加速度传感器10测得压缩机的振动频率，同时位移传感器2测得此刻磁盘4的距离，控制器1根据两个传感器反馈的信号控制输出至电磁驱动器3的电流大小及方向，从而精确控制电磁驱动器3产生力的大小及方向。当磁盘4受到电磁驱动器3的推力或拉力时，产生移动，从而改变悬臂梁7的工作长度，使悬臂梁7的振动频率与压缩机的振动频率一致，从而达到吸振的作用。吸振的时候阻尼装置8将吸收的振动能量转化为电能，为储电器6提供备用电能。

本实施例还提供一种电动车空调压缩机主动调频吸振方法，电动车空调压缩机主动调频吸振方法通过本实施例的电动车空调压缩机主动调频吸振装置实现，包括:

加速度传感器10获取压缩机的振动频率，并将震动频率信息发送至控制器1；

控制器1根据振动频率信息控制电磁驱动器3产生驱动力改变磁盘4的位置；

磁盘4的位置改变使悬臂梁7的振动频率改变，使悬臂梁7的振动频率与压缩机的振动频率一致。

本实施例通过主动调节吸振装置的固有频率，能够吸收压缩机在不同振动频率下的振动，具有更加良好的减振效果；在车辆运行时，路面激励会传递至压缩机，吸振器通过主动调频，吸收路面传递过来的不同频率的能量，减小路面激励对压缩机的影响；压缩机运行时，自身会产生振动，吸振装置通过主动调频吸收压缩机自身的振动，从而减少压缩机对压缩机管路及车内的振动贡献量，不仅对管路进行了有效保护，还提高了车内的舒适性；并通过吸振装置中的阻尼装置8将振动能量转化成电能。

本实施例有效减少车辆运行时路面激励对压缩机的影响，提升压缩机的使用寿命；还减少了压缩机振动对压缩机管路的影响，提高了空调管路的可靠性；并降低压缩机对车内振动的贡献量，提升车辆乘坐的舒适性。

实施例2。

本实施例的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，用于压缩机，包括控制器1、加速度传感器10、阻尼装置8、悬臂梁7、磁盘4、位移传感器2、电磁驱动器3、磁铁9、储电器6和轴孔板5，轴孔板5上设有轴孔，压缩机主动调频吸振装置的底板和压缩机壳体为完全接触式装配，控制器1和加速度传感器10固定于压缩机主动调频吸振装置的内部底板上，储电器6固定于压缩机主动调频吸振装置的内部顶板上，磁盘4滑动连接于调频吸振装置内部，悬臂梁7为空心管，空心管悬臂梁7一端封闭，一端打开，空心管悬臂梁7打开的一端固定在轴孔上，不能轴向移动，空心管悬臂梁7封闭的一端连接阻尼装置8，加速度传感器10、位移传感器2和电磁驱动器3都与控制器1电连接，阻尼装置8处于磁铁9产生的磁场中，储电器6与控制器1、加速度传感器10、位移传感器2、电磁驱动器3和阻尼装置8电连接。

磁盘4与轴孔板5形成的空间和空心管悬臂梁7的内部空间相连，两个空间组成密闭空间，密闭空间内充满弹性液体；当磁盘4运动时，弹性液体的密度发生改变，由于空心管内充满弹性液体，因此空心管的质量发生改变，从而达到改变频率的效果。

阻尼装置8包括质量块和线圈，线圈环绕质量块，线圈外接一个电阻形成闭合回路，阻尼装置8始终处于一个由磁铁9形成稳定的磁场当中，当吸振器工作时，质量块随悬臂梁7一起振动，导线在磁场中做切割磁感线运动，从而产生电流，阻尼装置8将吸收的振动能量转化为电能，并将电能储存值储电器6。

控制器1由储电器6供电，可以获取悬臂梁7的长度和压缩机的振动频率，并可以控制电磁驱动器3的工作效率，从而控制电磁驱动力产生不同大小和方向的力。

加速度传感器10是一种高灵敏度的传感器，可以准确的获取到压缩机的振动频率，并将压缩机的振动频率转化为电信号发送值控制器1。

位移传感器2获取到磁盘4的距离L，位移传感器2至轴孔板5的距离为L2，悬梁臂的总长度为L3，悬梁臂的工作长度为L4，其中

L4 = L3-（L2-L1） （1）

式（1）中的L2、L3为确定值，则根据位移传感器2获取到磁盘4的距离L就可以得出悬梁臂的工作长度L4。

电磁驱动器3包括铁芯和线圈，线圈中不同的电流大小和/或方向可以使电磁驱动器3产生不同大小和/或方向的力，通过改力可以使磁盘4滑动，从而改变磁盘4的位置。

磁盘4可以滑动，从而改变悬臂梁7的位置，因此改变悬臂梁7的工作长度L4。

轴孔板5中间贯穿有悬臂梁7，轴孔板5的轴孔成为悬臂梁7工作时的支点，支点到阻尼装置8的距离为悬臂梁7的工作长度L4。

储电器6为控制器1、加速度传感器10、位移传感器2、电磁驱动器3提供电能，使它们正常工作。

磁铁9，在压缩机主动调频吸振装置的上下方各设有一颗磁铁9，两颗磁铁9形成一个强力的组合磁场，使处于该磁场中的阻尼装置8方便产生电能。

如图2所示，本实施例的工作原理：当压缩机发生振动时，加速度传感器10测得压缩机的振动频率，同时位移传感器2测得此刻磁盘4的距离，控制器1根据两个传感器反馈的信号控制输出至电磁驱动器3的电流大小及方向，从而精确控制电磁驱动器3产生力的大小及方向。当磁盘4受到电磁驱动器3的推力或拉力时，产生移动，从而改变空心管悬臂梁7内部弹性液体的密度，从而改变悬臂梁7的质量，使悬臂梁7的振动频率与压缩机的振动频率一致，从而达到吸振的作用。吸振的时候阻尼装置8将吸收的振动能量转化为电能，为储电器6提供备用电能。

本实施例还提供一种电动车空调压缩机主动调频吸振方法，电动车空调压缩机主动调频吸振方法通过本实施例的电动车空调压缩机主动调频吸振装置实现，包括:

加速度传感器10获取压缩机的振动频率，并将震动频率信息发送至控制器1；

控制器1根据振动频率信息控制电磁驱动器3产生驱动力改变磁盘4的位置；

磁盘4的位置改变使悬臂梁7的振动频率改变，使悬臂梁7的振动频率与压缩机的振动频率一致。

本实施例通过主动调节吸振装置的固有频率，能够吸收压缩机在不同振动频率下的振动，具有更加良好的减振效果；在车辆运行时，路面激励会传递至压缩机，吸振器通过主动调频，吸收路面传递过来的不同频率的能量，减小路面激励对压缩机的影响；压缩机运行时，自身会产生振动，吸振装置通过主动调频吸收压缩机自身的振动，从而减少压缩机对压缩机管路及车内的振动贡献量，不仅对管路进行了有效保护，还提高了车内的舒适性；并通过吸振装置中的阻尼装置8将振动能量转化成电能。

本实施例相较于实施例1的最大不同点在于：实施例1通过改变悬臂梁7的长度从而改变其振动频率，本实施例通过改变悬臂梁7的质量从而改变其的振动频率。

本实施例有效减少车辆运行时路面激励对压缩机的影响，提升压缩机的使用寿命；还减少了压缩机振动对压缩机管路的影响，提高了空调管路的可靠性；并降低压缩机对车内振动的贡献量，提升车辆乘坐的舒适性。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，用于压缩机，其特征在于，所述主动调频吸振装置包括控制器、加速度传感器、阻尼装置、悬臂梁、磁盘、位移传感器、电磁驱动器，所述磁盘滑动连接于所述调频吸振装置内部，所述悬臂梁的一端固定连接所述磁盘上，所述悬臂梁的另一端连接所述阻尼装置，所述加速度传感器、所述位移传感器和所述电磁驱动器都与所述控制器电连接。

2.如权利要求1所述的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，其特征在于，所述主动调频吸振装置还包括磁铁，所述阻尼装置处于所述磁铁产生的磁场中。

3.如权利要求1所述的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，其特征在于，所述主动调频吸振装置还包括轴孔板，所述轴孔板上设有轴孔。

4.如权利要求1所述的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，其特征在于，所述主动调频吸振装置还包括储电器，所述储电器与所述控制器、所述加速度传感器、所述位移传感器、所述电磁驱动器和所述阻尼装置电连接。

5.如权利要求1所述的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，其特征在于，所述阻尼装置包括质量块和线圈，所述线圈环绕所述质量块，所述线圈外接一个电阻形成闭合回路。

6.如权利要求3所述的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，其特征在于，所述悬臂梁材料分布均匀，当所述悬臂梁长度越大时，其刚度越低，固有频率越小；当所述悬臂梁长度越小时，其刚度越高，固有频率越大。

7.如权利要求6所述的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，其特征在于，所述悬梁臂一端连接所述磁盘，所述悬梁臂另一端穿过所述轴孔后连接所述阻尼装置。

8.如权利要求3所述的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，其特征在于，所述悬臂梁为空心管，所述空心管的一端封闭，另一端打开。

9.如权利要求8所述的一种电动车空调压缩机主动调频吸振装置，其特征在于，所述空心管打开的一端固定在所述轴孔上，所述磁盘与所述轴孔板之间的空间和所述空心管内的空间的内部充满弹性液体。

10.一种电动车空调压缩机主动调频吸振方法，其特征在于，所述电动车空调压缩机主动调频吸振方法通过权利要求1至9任意一项所述的电动车空调压缩机主动调频吸振装置实现，所述主动调频吸振方法包括:

加速度传感器获取压缩机的振动频率，并将震动频率信息发送至控制器；

控制器根据振动频率信息控制电磁驱动器产生驱动力改变磁盘的位置；

磁盘的位置改变使悬臂梁的振动频率改变为与压缩机的振动频率一致。

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