CN110985624A - 一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器 - Google Patents

一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器，包括ECU、传感器、液压马达、从动滑轮轴、从动可移滑轮、压力控制阀、压力调节阀、金属带、液压油泵、主动滑轮轴、主动可移滑轮、主动滑轮液压控制缸以及从动滑轮液压控制缸。ECU结合车辆基本参数处理车辆运行信息数据通过压力控制阀与压力调节阀驱动主、从动滑轮液压控制缸实现主、从动可移滑轮轴向移动，进行两滑轮分开与拉近的动作，将金属带升高或降低，呈反向调节，从而迅速加大传动比的变化。该装置能通过液压控制实时调整主动滑轮与从动滑轮之间的传动比，实现了无级调速，继而实现了惯质系数的连续可调。

Description

一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯 容器
技术领域
本发明涉及车辆悬架，特指一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器。
背景技术
悬架系统作为汽车的重要组成部分，直接影响整车的乘坐舒适性和操纵稳定性，而汽车这两项性能的进一步改善受到传统悬架系统“弹簧—阻尼”固有结构的制约。英国剑桥大学SMITH教授提出了惯容器的概念，构建了基于“惯容—弹簧—阻尼”结构的悬架系统新体系，突破了传统悬架系统形式，为悬架系统提供了新的设计思路和发展方向。目前惯容器的结构实现形式主要有齿轮齿条式、滚珠丝杠式与液力式。液力式惯容器相较机械式惯容器不仅具有结构简单、承载能力大以及加工成本低等优点，而且还可以避免机械式惯容器存在的“击穿”和间隙问题，同时液压系统摩擦较小，布置方便，可以广泛应用于大型车辆和建筑物隔振，是惯容器研究的重要发展方向。
目前设计的液力式惯容器，其惯质系数为定值，不能根据实际车辆行驶状态而进行调节，可应用主动悬架、半主动悬架的可变惯质系数的液力式惯容器还没有得到足够的重视与研发。
发明内容
为了有效解决惯容器惯质系数不可调的问题，本发明提出了一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器。
本发明是利用以下技术手段实现上述技术目的的。
一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器，包括液压马达(4)、从动滑轮液压控制缸(6)、从动可移滑轮(7)、金属带(8)、从动滑轮轴(9)、压力控制阀a(11)、压力调节阀(12)、液压油泵(14)、压力控制阀b(16)、主动滑轮液压控制缸(17)、主动可移滑轮(18)、ECU(19)、主动滑轮轴(20)与传感器(21)；
所述液压马达(4)通过液压管路d(5)和液压缸(1)相连；液压马达(4)的输出轴作为主动滑轮轴(20)，所述主动滑轮轴(20)由一体成型的传动轴和滑轮组成；所述主动可移滑轮(18)采用轴间隙的方式装配在主动滑轮轴(20)上，所述从动滑轮轴(9)由一体成型的传动轴和滑轮组成；所述从动可移滑轮(7)采用轴间隙的方式装配在从动滑轮轴(9)上，所述主动可移滑轮(18)和从动可移滑轮(7)之间设置有具有弹性的金属带(8)进行传动；
所述主动滑轮液压控制缸(17)通过液压管路a(15)与液压油泵(14)相连；所述从动滑轮液压控制缸(6)通过液压管路b(10)与液压油泵(14)相连；所述主动滑轮液压控制缸(17)与从动滑轮液压控制缸(6)通过液压管路c(13)连接；
所述液压管路b(10)上装有压力控制阀a(11)；所述液压管路a(15)上装有压力控制阀b(16)；所述液压管路c(13)上装有压力调节阀(12)；
所述压力控制阀a(11)、压力控制阀b(16)、压力调节阀(12)与ECU(19)相连；所述ECU(19)与传感器(21)相连。
进一步，主动可移滑轮(18)的两轮配合形成V型槽，该两轮间距可调，靠近主动滑轮液压控制缸(17)一侧的轮和主动滑轮液压控制缸(17)形成油腔；从动可移滑轮(7)的两轮配合形成V型槽，该两轮间距可调，靠近从动滑轮液压控制缸(6)一侧的轮和从动滑轮液压控制缸(6)形成油腔；两个V型槽中设置有具有弹性的金属带(8)进行传动。
进一步，所述主动可移滑轮(18)、从动可移滑轮(7)分别由主动滑轮液压控制缸(17)以及从动滑轮液压控制缸(6)驱动，通过液压控制实时调整主动可移滑轮(18)与从动可移滑轮(7)之间的传动比，进行无级调速，继而实现了惯质系数的连续可调。
进一步，ECU(19)根据结合车辆基本参数处理车辆运行信息数据通过压力控制阀a(11)、压力控制阀b(16)和压力调节阀(12)驱动主动滑轮液压控制缸(6)以及从动滑轮液压控制缸(17)实现主动可移滑轮(7)、从动可移滑轮(18)在轴向的移动，进行两滑轮分开与拉近的动作，V型槽也随之变宽或变窄，将金属带(8)升高或降低，从而改变金属带(8)与滑轮接触的直径；两V型槽呈反向调节，即其中一个V型槽逐渐变宽时，另一个V型槽逐渐变窄，从而迅速加大传动比的变化。
本发明的有益效果为：本发明中的液压缸(1)可以解决承载高压，消除背隙，减小摩擦的问题，ECU(19)结合车辆基本参数处理车辆运行信息数据通过压力控制阀a(11)、压力控制阀b(16)和压力调节阀(12)驱动主动滑轮液压控制缸(17)以及从动滑轮液压控制缸(6)实现主动可移滑轮(7)和从动可移滑轮(18)的轴向移动，进行两滑轮分开与拉近的动作，V型槽也随之变宽或变窄，将金属带(8)升高或降低，从而改变金属带(8)与滑轮接触的直径，相当于齿轮变速中切换不同直径的齿轮。两槽呈反向调节，即其中一个V型槽逐渐变宽时，另一个V型槽逐渐变窄，从而迅速加大传动比的变化。该装置能通过液压控制实时调整主动可移滑轮(7)与从动可移滑轮(18)之间的传动比，实现了无级调速，继而实现了惯质系数的连续可调。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1为本发明所述基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器的结构图；
图2为本发明所述基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器的局部结构图；
图3为本发明所述基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器的传动示意图；(a)为俯视图；(b)为正面图；
图4为本发明所述根据车辆行驶状态信息调节液力式惯容器惯质系数的流程图。
图中：1、液压缸，2、活塞，3、液压缸筒，4、液压马达，5、液压管路d，6、从动滑轮液压控制缸，7、从动可移滑轮，8、金属带，9、从动滑轮轴，10、液压管路b，11、压力控制阀a，12、压力调节阀，13、液压管路c，14、液压油泵，15、液压管路a，16、压力控制阀b，17、主动滑轮液压控制缸，18、主动可移滑轮，19、ECU，20、主动滑轮轴，21、传感器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。如图1-2所示，一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器，包括液压马达5、从动滑轮液压控制缸6、从动可移滑轮7、金属带8、从动滑轮轴9、压力控制阀11、压力调节阀12、液压油泵14、压力控制阀16、主动滑轮液压控制缸17、主动可移滑轮18、ECU19、主动滑轮轴20与传感器21；所述液压马达4通过液压管路d5和液压缸1相连；液压马达4的输出轴作为主动滑轮轴20；所述主动滑轮轴20由一体成型的传动轴和滑轮组成；所述主动可移滑轮18采用轴间隙的方式装配在主动滑轮轴20上，所述从动滑轮轴9由一体成型的传动轴和滑轮组成；所述从动可移滑轮7采用轴间隙的方式装配在从动滑轮轴9上，所述主动可移滑轮18和从动可移滑轮7之间设置有具有弹性的金属带8进行传动；
所述主动滑轮液压控制缸17通过液压管路a15与液压油泵14相连；所述从动滑轮液压控制缸6通过液压管路b10与液压油泵14相连；所述主动滑轮液压控制缸17与主动滑轮液压控制缸6通过液压管路c13连接；
所述液压管路b10上装有压力控制阀a11；所述液压管路a15上装有压力控制阀b16；所述液压管路c13上装有压力调节阀12；
所述压力控制阀a11、压力控制阀b16、压力调节阀12与ECU19相连；所述ECU19与传感器21相连；
所述主动可移滑轮18、从动可移滑轮7分别由主动滑轮液压控制缸17以及从动滑轮液压控制缸6驱动，使之轴向移动，调整传动比。
进一步，主动可移滑轮18的两轮配合形成V型槽，该两轮间距可调，靠近主动滑轮液压控制缸17一侧的轮和主动滑轮液压控制缸17形成油腔；从动可移滑轮7的两轮配合形成V型槽，该两轮间距可调，靠近从动滑轮液压控制缸6一侧的轮和从动滑轮液压控制缸6形成油腔；两个V型槽中设置有具有弹性的金属带8进行传动。
进一步，该液力式惯容器能通过液压控制实时调整主动可移滑轮18与从动可移滑轮7之间的传动比，进行无级调速，继而实现了惯质系数的连续可调。
进一步，ECU19根据结合车辆基本参数处理车辆运行信息数据通过压力控制阀a11、压力控制阀b16和压力调节阀12驱动主动滑轮液压控制缸6以及从动滑轮液压控制缸17实现主动可移滑轮7、从动可移滑轮18在轴向的移动，如图3所示，进行两滑轮分开与拉近的动作，V型槽也随之变宽或变窄，将金属带8升高或降低，从而改变金属带8与滑轮接触的直径；两V型槽呈反向调节，即其中一个V型槽逐渐变宽时，另一个V型槽逐渐变窄，从而迅速加大传动比的变化。
如图4所示，所述根据车辆行驶状态信息调节液力式惯容器惯质系数的流程图包括以下步骤：
步骤一：传感器21包括压力传感器、节气门开度传感器和主、从动滑轮转速传感器等，分别采集主、从动滑轮液压控制缸液压，节气门开度，主、从动滑轮转速；
步骤二：ECU19结合车辆基本参数处理车辆运行信息数据，计算出适合当前工况的惯质系数值；
步骤三：ECU19发出指令对压力控制阀a11、压力控制阀b16和压力调节阀12进行调节；
步骤四：传感器21继续采集车辆信息，ECU19对信息进行评价，如需调整转至步骤三；
步骤五：若车辆出行结束，结束本次服务，否则转至步骤一；
具体工作过程如下：
液压马达4带动主动滑轮轴20转动，液压油泵14开始工作，传感器21采集运行信息，ECU19发出指令对压力控制阀a11、压力控制阀b16和压力调节阀12进行调节，其中压力控制阀b16打开，由液压油泵14泵出的液压油经压力控制阀b16进入主动滑轮液压控制缸6，压力控制阀a11关闭，从动滑轮液压控制缸6与主动滑轮液压控制缸17的液压调节阀12进行调节，使液压油从从动滑轮液压控制缸17进入主动滑轮液压控制缸6，推动主动可移滑轮18向右移动，推动从动可移滑轮7向右移动，两个滑轮呈反向调节，主动可移滑轮啮合半径7增大，从动可移滑轮18啮合半径减小，从而主动可移滑轮7和从动可移滑轮18间的传动比迅速减小，惯质系数减小。
液压马达4带动主动滑轮轴20转动，液压油泵14开始工作，传感器21采集运行信息，ECU19发出指令对压力控制阀a11、压力控制阀b16和压力调节阀12进行调节，其中压力控制阀a11打开，由液压油泵14泵出的液压油经压力控制阀a11进入从动滑轮液压控制缸6，压力控制阀b16关闭，主动滑轮液压控制缸17与从动滑轮液压控制缸6的液压调节阀12进行调节，使液压油从主动滑轮液压控制缸压6进入从动滑轮液压控制缸17，推动主动可移滑轮7向左移动，推动从动可移滑轮18向左移动，两个滑轮呈反向调节，从动可移滑轮7啮合半径增大，主动可移滑轮18啮合半径减小，从而主动可移滑轮7和从动可移滑轮18间的传动比迅速增大，惯质系数增大。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器，其特征在于，包括液压马达(4)、从动滑轮液压控制缸(6)、从动可移滑轮(7)、金属带(8)、从动滑轮轴(9)、压力控制阀a(11)、压力调节阀(12)、液压油泵(14)、压力控制阀b(16)、主动滑轮液压控制缸(17)、主动可移滑轮(18)、ECU(19)、主动滑轮轴(20)与传感器(21)；
所述液压马达(4)通过液压管路d(5)和液压缸(1)相连；液压马达(4)的输出轴作为主动滑轮轴(20)，所述主动滑轮轴(20)由一体成型的传动轴和滑轮组成；所述主动可移滑轮(18)采用轴间隙的方式装配在主动滑轮轴(20)上，所述从动滑轮轴(9)由一体成型的传动轴和滑轮组成；所述从动可移滑轮(7)采用轴间隙的方式装配在从动滑轮轴(9)上，所述主动可移滑轮(18)和从动可移滑轮(7)之间设置有具有弹性的金属带(8)进行传动；
所述主动滑轮液压控制缸(17)通过液压管路a(15)与液压油泵(14)相连；所述从动滑轮液压控制缸(6)通过液压管路b(10)与液压油泵(14)相连；所述主动滑轮液压控制缸(17)与从动滑轮液压控制缸(6)通过液压管路c(13)连接；
所述液压管路b(10)上装有压力控制阀a(11)；所述液压管路a(15)上装有压力控制阀b(16)；所述液压管路c(13)上装有压力调节阀(12)；
所述压力控制阀a(11)、压力控制阀b(16)、压力调节阀(12)与ECU(19)相连；所述ECU(19)与传感器(21)相连。
2.根据权利要求1所述的基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器，其特征在于，主动可移滑轮(18)的两轮配合形成V型槽，该两轮间距可调，靠近主动滑轮液压控制缸(17)一侧的轮和主动滑轮液压控制缸(17)形成油腔；从动可移滑轮(7)的两轮配合形成V型槽，该两轮间距可调，靠近从动滑轮液压控制缸(6)一侧的轮和从动滑轮液压控制缸(6)形成油腔；两个V型槽中设置有具有弹性的金属带(8)进行传动。
3.根据权利要求2所述的基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器，其特征在于，所述主动可移滑轮(18)、从动可移滑轮(7)分别由主动滑轮液压控制缸(17)以及从动滑轮液压控制缸(6)驱动，通过液压控制实时调整主动可移滑轮(18)与从动可移滑轮(7)之间的传动比，进行无级调速，继而实现了惯质系数的连续可调。
4.根据权利要求3所述的基于无级变速机构实现惯质系数连续可调的液力式惯容器，其特征在于，ECU(19)根据结合车辆基本参数处理车辆运行信息数据通过压力控制阀a(11)、压力控制阀b(16)和压力调节阀(12)驱动主动滑轮液压控制缸(6)以及从动滑轮液压控制缸(17)实现主动可移滑轮(7)、从动可移滑轮(18)在轴向的移动，进行两滑轮分开与拉近的动作，V型槽也随之变宽或变窄，将金属带(8)升高或降低，从而改变金属带(8)与滑轮接触的直径；两V型槽呈反向调节，即其中一个V型槽逐渐变宽时，另一个V型槽逐渐变窄，从而迅速加大传动比的变化。
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