CN111572331B - 一种电动轮磁流变扭转减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动轮磁流变扭转减振器，包括可与轮毂电机的动力输出端连接的电机转子和可与轮毂固定的轮毂转子；电机转子包括电机转子连接盘，电机转子连接盘的周向侧表面上间隔设有电机转子轴齿，轮毂转子包括轮毂转子环和间隔设置于轮毂转子环周向内表面上的轮毂转子轴齿，轮毂转子轴齿设置于相邻两个电机转子轴齿之间，电机转子轴齿的侧表面和与该电机转子轴齿相邻的轮毂转子轴齿的侧表面之间固定有连接弹簧，电机转子轴齿和轮毂转子轴齿二者形成的空间内封闭设置有磁流变液。通过轮毂转子与电机转子的相对转动，使磁流变液产生与轮毂轴扭矩波动相反的阻尼力，减少了车轮跳动和冲击对减速器和电机正常工作的影响。

Description

一种电动轮磁流变扭转减振器
技术领域
本发明涉及汽车减振器技术领域，具体地指一种电动轮磁流变扭转减振器。
背景技术
随着近年来的化石能源的日益消耗和不断恶化，现代汽车工业迎来了新的发展方向。纯电动汽车以其使用过程中废弃物的“零排放”、高效的能源利用率和较为方便且智能的控制成为了汽车设计及制造的研究热点，并且成为汽车技术及产业发展的主要方向。轮毂电机驱动作为电动汽车的一种主要驱动形式，省去了变速器、传动轴、万向节和差速器的汽车传动系统，实现了汽车轻量化的目标，也大大提高了传动效率，根据以上优点，轮毂电机驱动被视为电动汽车的发展方向，成为了纯电动汽车的研究热点。但是，轮毂电机在驱动工作中，电机直接与车轮毂或减速器相连，车轮与路面接触并且轮毂系统并无减振器，导致了电机处于较为恶劣的工作环境中，降低了电机工作性能和寿命，同时对汽车NVH性能带来影响。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种可控制扭矩振动、改善电机工作环境的电动轮磁流变扭转减振器。
为实现此目的，本发明所设计的电动轮磁流变扭转减振器，其特征在于：包括可与轮毂电机的动力输出端连接的电机转子和可与轮毂固定的轮毂转子；所述电机转子包括电机转子连接盘，所述电机转子连接盘的周向侧表面上间隔设有电机转子轴齿，所述轮毂转子包括轮毂转子环和间隔设置于所述轮毂转子环周向内表面上的轮毂转子轴齿，所述轮毂转子轴齿设置于相邻两个所述电机转子轴齿之间，所述电机转子轴齿的侧表面和与该所述电机转子轴齿相邻的所述轮毂转子轴齿的侧表面之间固定有连接弹簧，所述电机转子轴齿和所述轮毂转子轴齿二者形成的空间内封闭设置有磁流变液。
进一步的，所述电机转子连接盘的中部固定连接有与其垂直、可与所述轮毂电机的减速器输出轴固定的连接轴。
进一步的，所述轮毂转子环上缠绕有励磁线圈。
进一步的，所述轮毂转子环同轴设置于轮毂转子壳体内，所述轮毂转子壳体为远离所述电机转子的一侧封闭的柱形筒。
进一步的，所述电机转子连接盘的表面上固定有用于封闭所述轮毂转子壳体、所述电机转子轴齿和所述轮毂转子轴齿三者形成的空间的密封垫。
进一步的，所述电机转子轴齿为固定连接于所述电机转子连接盘侧表面、与所述电机转子轴齿啮合的工字型轴齿的工字型轴齿(两个轴齿之间轴向距离小，连接弹簧稳定性高，作用力大)，所述轮毂转子轴齿为固定连接于所述轮毂转子环内表面上的工字型轴齿，所述电机转子轴齿的侧表面中部和与所述电机转子轴齿相邻的所述轮毂转子轴齿的侧表面中部之间为所述连接弹簧的固定空间。
进一步的，所述电机转子轴齿包括固定连接于所述电机转子连接盘的侧表面上的第一梯形轴齿段，所述第一梯形轴齿段远离所述电机转子连接盘的一侧表面中部固定连接有第一梯形连接轴齿段，所述第一梯形连接轴齿段远离所述第一梯形轴齿段的一侧表面中部固定连接有第二梯形轴齿段；所述连接弹簧的一端固定于所述第一梯形连接轴齿段的中部。
更进一步的，所述轮毂转子轴齿包括固定连接于所述轮毂转子环内表面上的第三梯形轴齿段，所述第三梯形轴齿段远离所述轮毂转子环内表面的一侧表面固定连接有第二梯形连接轴齿段，所述第二梯形连接轴齿段远离所述第三梯形轴齿段的一侧表面固定连接有第四梯形轴齿段；所述连接弹簧的另一端固定于所述第二梯形连接轴齿段的中部。
本发明的有益效果是：1、通过轮毂转子与电机转子的相对转动，使磁流变液产生与轮毂轴扭矩波动相反的阻尼力，减少了车轮跳动和冲击对减速器和电机正常工作的影响。2、减振器改善了轮毂轴扭矩波动等情况，提高了轮毂部件使用寿命和工作性能。3、减振器阻尼力的调节控制范围及最大可控阻尼力大，能满足轴段高速旋转时的阻尼控制和调节。
附图说明
图1为本发明中电机转子与轮毂转子配合的立体图；
图2为本发明中减振器的横向截面图；
图3为本发明中减振器的纵向截面图；
其中，1—电机转子连接盘，2—电机转子轴齿(2.1—第一梯形轴齿段，2.2—第一梯形连接轴齿段，2.3—第二梯形轴齿段)，3—轮毂转子壳体，4—轮毂转子轴齿(4.1—第三梯形轴齿段，4.2—第二梯形连接轴齿段，4.3—第四梯形轴齿段)，5—连接弹簧，6—磁流变液，7—连接轴，8—密封垫，9—励磁线圈，10—轮毂转子环。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1—3所示的电动轮磁流变扭转减振器，包括与轮毂电机的动力输出端连接的电机转子和与轮毂固定的轮毂转子。
电机转子包括电机转子连接盘1，电机转子连接盘1的周向侧表面上间隔设有电机转子轴齿2，电机转子连接盘1的中部固定连接有与其垂直、与轮毂电机的减速器输出轴固定的连接轴7。
轮毂转子包括轮毂转子环10和间隔设置于轮毂转子环10周向内表面上的轮毂转子轴齿4，轮毂转子轴齿4设置于相邻两个电机转子轴齿2之间。
电机转子轴齿2为固定连接于电机转子连接盘1侧表面上的工字型轴齿，包括固定连接于电机转子连接盘1的侧表面上的第一梯形轴齿段2.1，第一梯形轴齿段2.1远离电机转子连接盘1的一侧表面中部固定连接有第一梯形连接轴齿段2.2，第一梯形连接轴齿段2.2远离第一梯形轴齿段2.1的一侧表面中部固定连接有第二梯形轴齿段2.3。
轮毂转子轴齿4为固定连接于轮毂转子环10内表面上的工字型轴齿，包括固定连接于轮毂转子环10内表面上的第三梯形轴齿段4.1，第三梯形轴齿段4.1远离轮毂转子环10内表面的一侧表面固定连接有第二梯形连接轴齿段4.2，第二梯形连接轴齿段4.2远离第三梯形轴齿段4.1的一侧表面固定连接有第四梯形轴齿段4.3。
第一梯形连接轴齿段2.2的侧表面中部和与电机转子轴齿2相邻的第二梯形连接轴齿段4.2的侧表面中部之间固定连接弹簧5。
轮毂转子环10上缠绕有励磁线圈9。轮毂转子环10同轴设置于轮毂转子壳体3内，轮毂转子壳体3为远离电机转子的一侧封闭的柱形筒。电机转子连接盘1的表面上固定有用于封闭轮毂转子壳体3、电机转子轴齿2和轮毂转子轴齿4三者形成的空间的密封垫8。轮毂转子壳体3、电机转子轴齿2和轮毂转子轴齿4三者形成的空间内封闭设置有磁流变液6。
本发明中，轮毂转子环10外绕有励磁线圈9，在轮毂转子内部根据通电电流大小形成不同强度的磁场。当汽车ECU系统控制器检测到电机输出转矩和车轮毂负载转矩相等时，即轮毂转子和电机转子几乎不发生相对转动，连接弹簧5仅进行刚度支撑，此时线圈电流为0，减振器不提供阻尼；而当电机输出转矩产生波动或车轮毂负载转矩发生波动时，轮毂转子和电机转子发生一定的相对转动，此时，连接弹簧5进行被动刚度缓冲，同时汽车ECU系统可以根据波动剧烈程度调节励磁线圈9中电流大小进行磁场强度控制，磁流变液6在间隙中进行流动和剪切两种运动形式，并且在外部磁场的作用下产生流动和剪切两种工作模式，形成相应的阻尼，降低转矩波动幅值直至输出转矩和车轮毂负载转矩相等，实现扭转振动控制。本装置能实现实时、快速、连续、有效的电动轮转矩脉冲和波动控制。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种电动轮磁流变扭转减振器，其特征在于：包括可与轮毂电机的动力输出端连接的电机转子和可与轮毂固定的轮毂转子；所述电机转子包括电机转子连接盘(1)，所述电机转子连接盘(1)的周向侧表面上间隔设有电机转子轴齿(2)，所述轮毂转子包括轮毂转子环(10)和间隔设置于所述轮毂转子环(10)周向内表面上的轮毂转子轴齿(4)，所述轮毂转子轴齿(4)设置于相邻两个所述电机转子轴齿(2)之间，所述电机转子轴齿(2)的侧表面和与该所述电机转子轴齿(2)相邻的所述轮毂转子轴齿(4)的侧表面之间固定有连接弹簧(5)，所述电机转子轴齿(2)和所述轮毂转子轴齿(4)二者形成的空间内封闭设置有磁流变液(6)；
所述电机转子轴齿(2)为固定连接于所述电机转子连接盘(1)侧表面上的工字型轴齿，所述轮毂转子轴齿(4)为固定连接于所述轮毂转子环(10)内表面、与所述电机转子轴齿(2)啮合的工字型轴齿；所述电机转子轴齿(2)的侧表面中部和与所述电机转子轴齿(2)相邻的所述轮毂转子轴齿(4)的侧表面中部之间为所述连接弹簧(5)的固定空间；
所述电机转子轴齿(2)包括固定连接于所述电机转子连接盘(1)的侧表面上的第一梯形轴齿段(2.1)，所述第一梯形轴齿段(2.1)远离所述电机转子连接盘(1)的一侧表面中部固定连接有第一梯形连接轴齿段(2.2)，所述第一梯形连接轴齿段(2.2)远离所述第一梯形轴齿段(2.1)的一侧表面中部固定连接有第二梯形轴齿段(2.3)；所述连接弹簧(5)的一端固定于所述第一梯形连接轴齿段(2.2)的中部。
2.如权利要求1所述的电动轮磁流变扭转减振器，其特征在于：所述电机转子连接盘(1)的中部固定连接有与其垂直、可与所述轮毂电机的减速器输出轴固定的连接轴(7)。
3.如权利要求1所述的电动轮磁流变扭转减振器，其特征在于：所述轮毂转子环(10)上缠绕有励磁线圈(9)。
4.如权利要求3所述的电动轮磁流变扭转减振器，其特征在于：所述轮毂转子环(10)同轴设置于轮毂转子壳体(3)内，所述轮毂转子壳体(3)为远离所述电机转子的一侧封闭的柱形筒。
5.如权利要求4所述的电动轮磁流变扭转减振器，其特征在于：所述电机转子连接盘(1)的表面上固定有用于封闭所述轮毂转子壳体(3)、所述电机转子轴齿(2)和所述轮毂转子轴齿(4)三者形成的空间的密封垫(8)。
6.如权利要求1所述的电动轮磁流变扭转减振器，其特征在于：所述轮毂转子轴齿(4)包括固定连接于所述轮毂转子环(10)内表面上的第三梯形轴齿段(4.1)，所述第三梯形轴齿段(4.1)远离所述轮毂转子环(10)内表面的一侧表面固定连接有第二梯形连接轴齿段(4.2)，所述第二梯形连接轴齿段(4.2)远离所述第三梯形轴齿段(4.1)的一侧表面固定连接有第四梯形轴齿段(4.3)；所述连接弹簧(5)的另一端固定于所述第二梯形连接轴齿段(4.2)的中部。
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