CN111788409B - 具有电磁致动器的阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于车辆的阻尼器系统，所述阻尼器系统包括外管、活塞杆和活塞组件，所述活塞组件安装到所述活塞杆并且将所述外管分成第一工作室和第二工作室。安装到所述活塞组件的阀组件控制所述第一工作室与所述第二工作室之间的流体流动。磁转子固定到所述外管并围绕所述外管环向延伸。定子组件通过球形轴承组件联接到所述活塞杆。所述定子组件包括多个线圈，所述多个线圈在通电时向所述活塞杆施加有源阻尼力。所述线圈还可通过所述活塞杆相对于所述外管的轴向移动产生电力。一个或多个滑移轴承以滑动配合径向设置在所述线圈与所述磁转子之间以稳定所述定子组件。

Description

具有电磁致动器的阻尼器
技术领域
本公开涉及机动车减震器/阻尼器。更具体地讲，本公开涉及有源减震器/阻尼器，该有源减震器/阻尼器使用电磁致动器基于频率以及对该减震器/阻尼器的输入速度来提供不同量值的阻尼。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且不一定构成现有技术。
减震器通常与机动车悬架系统或其他悬架系统结合使用，以吸收在该悬架系统的移动期间发生的不需要的振动。为了吸收这些不需要的振动，机动车减震器通常连接在车辆的簧载质量(主体)与非簧载质量(悬架/动力传动系统)之间。
无论输入的频率如何，典型的无源减震器提供相同量值的阻尼力。无论输入的频率如何，对于给定的输入速度，由常规的无源减震器产生的阻尼力都保持相同。通常，客运车辆的主乘坐频率在1赫兹至2赫兹的范围内。当车辆以较低频率的输入越过道路表面时，优选使用较高阻尼量来管理道路输入。在操作事件期间(其中方向稳定性是关键的)，较高阻尼量也是优选的。例如，车辆可在操作事件期间经受车身侧倾。典型客运车辆中车身侧倾的频率通常在2赫兹至4赫兹的范围内，这取决于侧倾刚度和车辆重心的高度。当阻尼器系统经受较大的激发力时，需要较高的阻尼力。当使用常规的无源减震器时，较高的阻尼力导致更大的不平顺性以及降低的行驶质量。
有源减震器实时改变减震器的阻尼以解决不同的车辆悬架输入。存在许多类型的有源减震器。一种类型的有源减震器利用电磁致动器，该电磁致动器向减震器的活塞杆施加磁力，而不受压缩阀和回弹阀所产生的阻尼力的影响。此类电磁致动器通常包括彼此同轴布置的永磁体和多个线圈的组合。永磁体可安装到减震器的外管，并且多个线圈可联接到活塞杆或反之亦然。当向该多个线圈供应电力时，该多个线圈产生与永磁体的磁场相互作用并向活塞杆施加磁力的电磁场。该磁力有效地增大或减小减震器的阻尼力，从而使悬架硬化或软化。
与无源减震器不同，电磁减震器可独立于活塞杆输入的速度产生阻尼力。因此，大的激发力不需要来自减震器的更多液压阻尼，并且因此不引入增加的不平顺性。这是电磁减震器的主要优点，因为它解决了液压阻尼器系统在主车身控制(其需要大的阻尼力)与次级舒适度(其需要低的阻尼力)之间的权衡。虽然有源减震器可提供行驶和操纵方面的改进，但是由于在电磁致动器中使用的电磁材料的高成本，有源减震器比传统的无源减震器昂贵得多。电磁减震器也是昂贵的，因为它们通常需要重新设计减震器以适应永磁体和电磁致动器的多个线圈所需的空间。
发明内容
本部分提供本公开内容的总体概述，并且并非是本发明的完整范围或其所有特征的完整公开。
根据本主题公开的一个方面，提供了一种用于车辆的阻尼器系统。所述阻尼器系统包括外管，所述外管沿纵向轴线在杆侧端部与闭合端部之间延伸。活塞组件能够滑动地装配在所述外管中。活塞杆在所述外管内沿所述纵向轴线在设置在所述外管内的近侧端部与设置在所述外管之外的远侧端部之间延伸。所述活塞组件联接到所述活塞杆的所述近侧端部。所述外管包含液压流体，并且所述活塞组件将所述外管分成第一工作室和第二工作室。所述活塞组件包括阀组件，所述阀组件操作以控制所述液压流体在所述第一工作室与所述第二工作室之间的流动。磁转子在与所述外管的所述杆侧端部纵向相邻的位置处固定到所述外管并围绕所述外管环向延伸。定子组件联接到所述活塞杆。所述定子组件包括定子支架、多个线圈和至少一个滑移轴承。所述定子支架联接到所述活塞杆。所述多个线圈支撑在所述定子支架上并且围绕所述磁转子环向延伸。所述一个或多个滑移轴承径向设置在所述多个线圈与所述磁转子之间。所述一个或多个滑移轴承与所述定子组件一起纵向移动并且被布置成与所述磁转子滑动配合。
根据本主题公开的另一方面，所述定子支架通过球形轴承组件联接到所述活塞杆。根据本主题公开的又一方面，所述定子支架包括面向所述磁转子的内表面和与所述内表面相对的外表面。所述定子组件包括所述定子支架的所述内表面上的容纳所述多个线圈的多个环形狭槽。所述多个环形狭槽将由所述多个线圈产生的电磁场朝向所述磁转子集中。
有利的是，本主题发明的所述阻尼器系统以比其他有源阻尼器更低的成本提供具有有源阻尼和能量收集能力的减震器，因为所述磁转子和所述定子组件的构型可改装到现有的无源阻尼器设计，并且可与几乎没有修改的不同减震器一起使用。由于所述设计的模块化，所述电磁致动器可安装在宽范围的减震器上，这降低了生产成本。与所述电磁致动器并联的液压阻尼系统的存在降低了所述电磁致动器的负载要求，并且减小了所述电磁致动器的尺寸并因此降低了所述成本。与无源减震器相比，所述有源减震器在高频运动(例如，颠簸、抖动、滤波)上实现了乘坐舒适度的改善，并且还实现了改善的车身运动控制(例如，俯仰、起伏和侧倾)。同时，所述液压阻尼系统还在所述电磁致动器故障的情况下提供故障安全功能。所述滑移轴承、球形轴承组件和所述位置传感器还提供行驶质量、操作和耐久性的改善。
根据本文提供的描述，其他适用领域和优点将变得显而易见。应当理解，具体实施方式和特定示例仅是为了说明的目的，并且不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅用于所选实施方案的说明性目的，而不是所有可能的实施方式，并且不旨在限制本公开的范围。
图1是根据本公开的教导内容的配备有减震器的示例性车辆的图示；
图2是根据本公开的教导内容构造的减震器的侧剖视图；
图3是图2所示减震器的局部透视图；
图4是描绘图2所示减震器的定子组件的一部分的局部透视图；
图5是描绘图2所示减震器的定子组件和滑移轴承的局部透视图；
图6是描绘图2所示减震器的球形轴承组件和定子支架的侧剖视图；以及
图7是将由根据本公开的教导内容构造的减震器实现的舒适度与由其他减震器实现的舒适度进行比较的车身加速度与频率的曲线图。
贯穿附图的若干视图，相对应的附图标号指示相对应的部件。
具体实施方式
上述描述本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开、应用或用途。
提供了示例性实施方案，使得本公开内容将是彻底的，并且将充分地将范围传达给本领域的技术人员。阐述了众多具体细节(诸如特定部件、装置和方法的示例)以提供对本公开内容的实施方案的彻底理解。对于本领域技术人员来说显而易见的是，不需要采用特定的细节，示例性实施方案可以许多不同的形式来体现，并且这两者不应该被解释为限制本公开的范围。在一些示例性实施方案中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构以及众所周知的技术。
本文所用的术语仅用于描述特殊的示例性实施方案的目的，并不旨在是限制性的。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也可以旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地说明。术语“包含”、“包含的”、“包括”和“具有”是包含性的，并且因此指定了所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。除非被具体地标识为执行顺序，否则本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序执行。还应当理解，可以采用附加的或代替性的步骤。
当元件或层被称为“在……上”、“被接合到……”、“被连接到……”或“被联接到……”另一元件或层时，其可直接在、接合、连接或联接到另一元件或层上，或者可以存在中间元件或层。相比之下，当元件被称为“直接在……上”、“被直接接合到……”、“被直接连接到……”或“被直接联接到……”另一元件或层时，不可能存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”，“相邻”与“直接相邻”等)。如本文所用，术语“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。
尽管本文可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区分开。除非上下文明确指明，否则当用于本文时，术语诸如“第一”、“第二”和其他数值并不意味着序列或顺序。因此，在不脱离示例性实施方案的教导内容的情况下，下文所讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可被称为第二元件、部件、区域、层或部分。
为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语(诸如“内部”、“外部”、“下方”、“之下”、“下部”、“上方”、“上部”等)来如图所示来描述一个元件或特征与其他(多个)元件或(多个)特征的关系。除了图中所描绘的取向之外，空间相对术语可以旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”的元件然后将被取向为在其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方的取向两者。该装置可以其他方式被取向(旋转90度或以其他方向取向)，并且本文所用的空间相对描述符被相应地解释。
参考图1，示出了包括后悬架12、前悬架14和车身16的车辆10。后悬架12具有适于操作地支撑车辆的后车轮18的横向延伸的后车轴组件(未示出)。后车轴组件通过一对减震器20和一对螺旋形盘簧22操作地连接到车身16。类似地，前悬架14包括操作地支撑车辆的前车轮24的横向延伸的前车轴组件(未示出)。前车轴组件通过第二对减震器26和一对螺旋形盘簧28操作地连接到车身16。减震器20和减震器26用于抑制车辆10的非簧载部分(即，分别为前悬架14和后悬架12)和簧载部分(即，车身16)的相对运动。虽然已将车辆10描述为具有前车轴组件和后车轴组件的客运车辆，但是减震器20和减震器26可与其他类型的车辆或机器一起使用，或者可用于其他类型的应用中，诸如结合了独立前悬架系统和/或独立后悬架系统的车辆。此外，如本文所用的术语“减震器”意指一般的减震器和减震器系统，并且因此将包括麦弗逊悬架。还应当理解，本主题公开的范围旨在包括独立式减震器20和盘绕式减震器26的减震器系统。
另外参考图2，更详细地示出了减震器26。虽然图2仅示出了减震器26，但应当理解，减震器20还包括下文针对减震器26所述的活塞组件。减震器20与减震器26的不同之处仅在于它适于连接到车辆10的簧载部分和非簧载部分以及盘簧28相对于减震器26的安装位置。
减震器26包括外管30、活塞组件32和活塞杆34。外管30和活塞杆34沿纵向轴线35同轴延伸。外管30限定内部腔体42。活塞组件32以能够滑动的方式被设置在外管30的内部腔体42内，并且将内部腔体42分成第一工作室44和第二工作室46。密封件48设置在活塞组件32与外管30之间，以允许活塞组件32相对于外管30滑动移动且不产生过度的摩擦力以及将第一工作室44与第二工作室46密封。
活塞杆34附接到活塞组件32并且延伸穿过第一工作室44并且穿过外管30的杆侧端部51。活塞杆34在设置在外管30的内部腔体42内并连接到活塞组件32的近侧端部52与定位在外管30之外的远侧端部53之间纵向延伸。在例示的实施方案中，活塞杆34的远侧端部53连接到车身16(即，车辆10的簧载部分)。外管30填充有液压流体并且包括在外管30的闭合端部55处的附接配件54。在例示的实施方案中，附接配件54连接到悬架12和悬架14的非簧载部分。因此，第一工作室44定位在外管30的杆侧端部51与活塞组件32之间，并且第二工作室46定位在外管30的闭合端部55与活塞组件32之间。车辆10的悬架移动将引起活塞组件32相对于外管30的延伸/回弹或压缩移动。活塞组件32内的阀在活塞组件32在外管30内的移动期间控制第一工作室44与第二工作室46之间的液压流体的移动。应当理解，减震器26能够以反向取向安装，其中活塞杆34的远侧端部53连接到悬架12和悬架14的非簧载部分并且附接配件54连接到车身16(即，车辆10的簧载部分)。
活塞组件32包括附接到活塞杆34的近侧端部52的活塞主体60、压缩阀组件62和回弹阀组件64。活塞主体60限定多个压缩流动通道74和多个回弹流动通道76。压缩阀组件62操作以控制液压流体通过活塞主体60中的多个压缩流动通道74的流体流动，并且回弹阀组件64操作以控制液压流体通过活塞主体60中的多个回弹流动通道76的流体流动。因此，压缩阀组件62和回弹阀组件64两者控制第一工作室44和第二工作室46之间的流体流动。
压缩阀组件62包括多个压缩阀板78。压缩阀板78邻近活塞主体60设置以覆盖多个压缩流动通道74。在减震器26的压缩冲程期间，流体压力在第二工作室46中积聚，直到通过多个压缩流动通道74施加到压缩阀板78的流体压力克服使多个压缩阀板78偏转所需的负载。压缩阀板78弹性偏转以打开压缩流动通道74，并且允许液压流体从第二工作室46流动到第一工作室44，如图2中的箭头82所示。
回弹阀组件64包括多个回弹阀板86。回弹阀板86邻近活塞主体60设置以覆盖多个回弹流动通道76，从而闭合多个回弹流动通道76。在减震器26的延伸或回弹冲程期间，流体压力在第一工作室44中积聚，直到通过回弹流动通道76施加到回弹阀板86的流体压力克服了使回弹阀板86偏转所需的负载。多个回弹阀板86弹性偏转，从而打开回弹流动通道76以允许液压流体从第一工作室44流动到第二工作室46，如图2中的箭头92所示。
另外参考图3，减震器26包括电磁致动器100，该电磁致动器独立于由回弹阀组件62和压缩阀组件64产生的阻尼力而有源控制活塞杆34相对于外管30的纵向移动。换句话讲，电磁致动器100与减震器26的回弹阀组件62和压缩阀组件64平行地操作。电磁致动器100完全位于减震器26的外管30之外。电磁致动器100包括磁转子102和定子组件104的组合。
减震器26包括弹簧座106，该弹簧座从外管30径向向外延伸远离纵向轴线35。弹簧座106纵向定位在外管30的杆侧端部51与闭合端部55之间。减震器26还包括联接到活塞杆34的远侧端部53的上部撑条安装架108。弹簧座106和上部撑条安装架108均具有环向的盘状形状。弹簧110围绕活塞杆34和电磁致动器100环向地/螺旋地延伸，并且在弹簧座106与上部撑条安装架108之间纵向地延伸。弹簧110被构造成将弹簧力施加到活塞杆34的远侧端部53。在例示的实施方案中，弹簧110是以盘绕构型示出的盘簧。然而，应当理解，可使用其他类型的弹簧。此外，应当理解，本主题公开同样适用于不具有盘绕构型的减震器20，其中弹簧110不与外管30和活塞杆34同轴安装。此类减震器20缺少图2和图3所示的弹簧座106和上部撑条安装架108。
减震器26还包括位置传感器112，该位置传感器被布置用于测量活塞杆34相对于外管30的纵向位置。位置传感器112电连接到控制器(未示出)。可使用各种类型的位置传感器。作为非限制性示例，位置传感器112可以是线性电位差计、霍尔效应传感器或光学编码器。虽然可使用各种类型的位置传感器，但优选地，位置传感器112具有0.1毫米(mm)或更小的分辨率以确保能够接受的精度水平。控制器电连接到电源(未示出)，该电源继而电连接到定子组件104。控制器控制电源以选择性地向定子组件104供应电流。这样，控制器能够操作以至少部分地基于由位置传感器112提供的位置(即，高度)测量来控制电磁致动器100施加到活塞杆34的力的量。电池(未示出)也能够电连接到定子组件104。如将在下文更详细地解释，定子组件104可任选地用于将活塞杆34相对于外管30的纵向移动转换成电流。由定子组件104生成的电流可用于对电池充电或运行车辆10的其他电子部件。因此，控制器能够被编程以提供多种操作模式，该多种操作模式包括有源阻尼操作模式和能量收集操作模式。
电磁致动器100的磁转子102在与外管30的杆侧端部51纵向相邻的位置处固定到外管30并围绕该外管环向延伸。在例示的实施方案中，磁转子102包括固定到支架套管116的永磁体114阵列。永磁体114具有环向形状并且以纵向堆叠排列布置在支架套管116上(即，永磁体114在支架套管116上堆叠在彼此的顶部上)。永磁体114由磁化的材料制成。以举例的方式而非限制地，永磁体114可表现出Halbach、准Halbach或开槽磁化图案。支架套管116固定到外管30并且围绕该外管环向延伸，使得支架套管116径向定位在永磁体114阵列与外管30之间。支架套管116由铁磁材料制成。以举例的方式而非限制地，支架套管116由铁或铁素体不锈钢制成。由于支架套管116的铁磁材料和永磁体114阵列的磁化图案，由永磁体114阵列产生的磁场集中在磁转子102的面向定子组件104的一侧上。
支架套管116支撑永磁体114阵列，并且可使用紧固件、粘合剂或焊接容易地在外管30的杆侧端部51上方滑动并固定到该杆侧端部。可任选地将涂层或薄的非磁性套管117施加到磁转子102，以保护永磁体114阵列免受腐蚀和磨损，并且为滑移轴承122提供平滑、笔直的接触表面。作为非限制性示例，涂层或薄的非磁性套管117可由酚醛树脂制成。有利的是，上述磁转子102的构造降低了组装成本，并且允许电磁致动器100在不需要重新设计减震器的情况下改装到现有的无源减震器。
定子组件104联接到邻近远侧端部53的活塞杆34，另外参考图4和图5。定子组件104包括定子支架118、多个线圈120和一个或多个滑移轴承122。如将在下文更详细地解释，定子支架118通过球形轴承组件124联接到活塞杆34。定子支架118支撑多个线圈120并且由铁磁材料诸如铁素体不锈钢制成。定子支架118包括围绕多个线圈120环向延伸的定子主体126以及从定子主体126径向向内延伸到活塞杆34的横向部分128。任选地，端部止挡件129(图2)定位在活塞杆34上的某一位置处并围绕该活塞杆环向延伸，该位置位于定子支架118的横向部分128与活塞组件32之间。端部止动件129可以由弹性体材料诸如聚氨酯制成，并且防止外管30的杆侧端51与定子支架118的横向部分128之间的金属与金属接触。多个线圈120围绕磁转子102环向延伸并且径向定位在定子主体126的内侧。多个线圈120与永磁体114阵列径向向外间隔开，使得定子组件104相对于磁转子102自由地纵向滑动。
当活塞杆34(并且因此定子组件104)沿纵向轴线35相对于外管30(并且因此磁转子102)纵向移动时，永磁体114阵列具有在多个线圈120中产生电流的永久磁场。当减震器26以能量收集操作模式操作时，该电流可用于对车辆10的电池充电或为其他电子部件供电。另一方面，在有源阻尼操作模式下，电源将电流发送到多个线圈120。当发生这种情况时，多个线圈120产生与永磁体114的永久磁场相互作用的电磁场，以将磁阻尼力施加到活塞杆34。电磁场与永久磁场之间的相互作用导致活塞组件32被朝向或远离外管30的闭合端部55推动，这取决于电磁场和永久磁场的极性方向。
多个线圈120能够以各种方式构造。在例示的实施方案中，多个线圈120包括彼此并联电连接的两组三相绕组130、132。每组三相绕组130、132包括第一电流相绕组130a、132a、第二电流相绕组130b、132b以及第三电流相绕组130c、132c。第一电流相绕组130a、132a通过第一桥134a电连接，第二电流相绕组130b、132b通过第二桥134b电连接，并且第三电流相绕组130c、132c通过第三桥134c电连接。电源发送到第一电流相绕组130a、132a的电流的相位不同于电源发送到第二电流相绕组130b、132b以及第三电流相绕组130c、132c的电流的相位，反之亦然。以举例的方式而非限制地，电流的每个相位可延迟120度。这提供了更大的功率密度和更高的效率，使得更小、更轻的绕组130、132可用于产生与更大、单相绕组相同量的电磁力。
第一电流相绕组130a、132a、第二电流相绕组130b、132b以及第三电流相绕组130c、132c中的每一者由铜线环形成并且由间隔块136纵向间隔开，这些间隔块布置在多个线圈120中的每个线圈之间。多个垫块136可以或可以不与定子支架118成一整体，并且因此可以或可以不由与定子支架118相同的材料制成。以举例的方式而非限制地，定子支架118可由铁磁材料诸如钢制成。根据一个实施方案，多个线圈120和间隔块136嵌入在树脂中，该树脂将多个线圈120和间隔块136作为单个单元保持在一起。任选地，一个或多个温度传感器138可嵌入在与间隔块136相邻的树脂中，以监测定子组件104内的操作温度。温度传感器138电连接到控制器，这可以基于温度传感器138的温度读数改变或中断操作模式和/或激活冷却系统(未示出)，以防止定子组件104过热。
定子支架118包括面向磁转子102的内表面139以及与内表面139相对布置并且面向弹簧110的外表面141。定子组件104包括定子支架118的内表面139上的容纳多个线圈120的多个环形狭槽143。多个环形狭槽143具有U形横截面，该U形横截面沿定子支架118的内表面139打开并且在其他三个侧面上闭合，以将由多个线圈120产生的电磁场朝向磁转子102集中/引导。多个环形狭槽143能够以若干种方式形成。以举例的方式而非限制地，多个环形狭槽143可被切割或铸造到定子支架118中。另选地，定子支架118可具有圆柱形形状，并且单独形成的间隔块136能够堆叠以形成多个环形狭槽143。此外，为了便于定子组件104的制造和/或组装，定子支架118可具有两件式设计，其中定子支架118的两个半部以蛤壳布置结合在一起以包封多个线圈120。
定子组件104的滑移轴承122径向地设置在多个线圈120与磁转子102的永磁体114之间。滑移轴承122与定子组件104一起纵向移动，并且被布置成与磁转子102滑动配合，使得磁转子102和定子组件104可相对于彼此纵向滑动。滑移轴承122减小摩擦并且引导磁转子102和定子组件104在平行于纵向轴线35的方向上的平移。当与磁转子102接触时，滑移轴承122的材料可具有小于0.25的摩擦系数。滑移轴承122的材料也可为具有小于0.000005亨/米(H/m)的磁导率的非磁性材料，以避免永久磁场和电磁场的磁通线变形。作为非限制性示例，滑移轴承122可由材料诸如酚醛树脂、玻璃增强聚酰胺或聚四氟乙烯(PTFE)制成。
如图5所示，定子组件104可任选地包括多个滑移轴承122a、122b、122c，这些滑移轴承通过在多个线圈120与磁转子102的永磁体114之间径向延伸的环形间隙140彼此纵向间隔开。定子组件104还可包括清洁环142，该清洁环以滑动配合接触磁转子102，从而防止污染物进入定子组件104。尽管若干构型是可能的，但在例示的实施方案中，清洁环142在定子支架118的与定子支架118的横向部分128相对的端部145处装配在滑移轴承122上。
另外参考图6，球形轴承组件124将定子支架118联接到活塞杆34，同时允许定子支架118相对于活塞杆34的万向运动。球形轴承组件124包括近侧杆螺母144、近侧轴承146、远侧杆螺母148以及远侧轴承150，它们配合以在邻近活塞杆34的远侧端部53的位置处将定子支架118的横向部分128固定到活塞杆34。近侧杆螺母144能够与活塞杆34螺纹接合并且纵向定位在定子支架118的横向部分128与活塞组件32之间。近侧轴承146纵向定位在近侧杆螺母144与定子支架118的横向部分128之间。近侧轴承146包括邻接在定子支架118的横向部分128上的凹形表面154的凸形轴承表面152。远侧杆螺母148能够与活塞杆34螺纹接合并且纵向定位在定子支架118的横向部分128与活塞杆34的远侧端部53之间。远侧轴承150纵向定位在远侧杆螺母148与定子支架118的横向部分128之间。远侧轴承150包括邻接在定子支架118的横向部分128上的凸形表面158的凹形轴承表面156。在悬架关节运动期间，活塞杆34可相对于外管30偏离中心(即，弹性变形)。有利的是，球形轴承组件124允许定子组件104相对于纵向轴线35略微枢转/万向支架，且不会对电磁致动器100造成损坏或过度磨损。
图7是将减震器26的车身16的加速度的功率谱密度与其他减震器(即，具有一个或多个电控制阀的无源减震器和液压式减震器)的车身16的加速度的功率谱密度进行比较的曲线图。曲线A示出了传统无源减震器的车身16的加速度的功率谱密度。曲线B示出了具有一个或多个电控制阀的液压减震器的车身16的加速度的功率谱密度。曲线C示出了本主题公开的减震器26的车身16的加速度的功率谱密度，该减震器是有源的并且包括电磁致动器100。曲线图的竖轴或y轴表示以分贝/赫兹(dB/Hz)表示的功率谱密度，并且曲线图的横轴或x轴表示施加到活塞杆34的输入的频率，以赫兹(Hz)表示。功率谱密度(y轴)表示针对给定道路输入的车身16的加速度，并且用于评估车辆的乘坐舒适度。曲线图的x轴以对数标度表示。考虑不同频带来评估乘坐舒适度的不同度量，包括垂直运动幅度、垂直加速度感、颠簸、抖动和道路滤波。与传统的无源和半有源减震器相比，本公开的减震器26降低了振动水平。如在图7中可见，在高频率(高于100赫兹的频率)下，半有源减震器的功率谱密度值(曲线B)低于传统无源减震器的功率谱密度值(曲线A)，但高于传统无源减震器在低频率(低于100赫兹的频率)下的功率谱密度值(曲线A)。这意味着半有源减震器降低高频率(高于100赫兹的频率)下的振动，但牺牲低频率(低于100赫兹的频率)下的乘坐舒适度。本主题公开的减震器26的功率谱密度值(曲线C)低于传统无源减震器在高频率(高于100赫兹的频率)和低频率(低于100赫兹的频率)下的功率谱密度值(曲线A)。这意味着本主题公开的减震器26在所有频率下提供改善的乘坐舒适度，而无需在高频阻尼和低频阻尼之间进行任何权衡。
为了说明和描述的目的，已经提供实施方案的前述描述。它并非旨在是穷举性的或限制本公开。特定实施方案的各个元件或特征通常不限于该特定实施方案，而是在适用的情况下是可互换的，并且即使未具体示出或描述也可以在所选实施方案中使用。同样的元件或特征也可以以许多方式变化。这样的变型不被认为是背离本主题公开，并且所有这样的修改旨在被包括在本主题公开的范围内。

Claims (10)

1.一种用于车辆的阻尼器系统，包括：
外管，所述外管沿纵向轴线在闭合端部与杆侧端部之间延伸；
活塞杆，所述活塞杆沿所述纵向轴线在近侧端部与远侧端部之间延伸，所述活塞杆延伸穿过所述外管中的所述杆侧端部，使得所述活塞杆的所述近侧端部设置在所述外管内并且所述活塞杆的所述远侧端部在所述外管之外；
活塞组件，所述活塞组件能够滑动地装配在所述外管中以用于沿所述纵向轴线的移动；
磁转子，所述磁转子在与所述外管的所述杆侧端部纵向相邻的位置处固定到所述外管并围绕所述外管环向延伸；以及
定子组件，所述定子组件邻近所述远侧端部联接到所述活塞杆，所述定子组件包括联接到所述活塞杆的定子支架、支撑在所述定子支架上并围绕所述磁转子环向延伸的多个线圈，以及径向设置在所述多个线圈与所述磁转子之间的至少一个滑移轴承，其中所述至少一个滑移轴承与所述定子组件一起纵向移动并且被布置成与所述磁转子滑动配合；
其中，所述定子支架与所述活塞杆一起纵向移动。
2.根据权利要求1所述的阻尼器系统，其中所述磁转子包括固定到支架套管的永磁体阵列，所述支架套管固定到所述外管并围绕所述外管环向延伸，使得所述支架套管径向定位在所述永磁体阵列与所述外管之间。
3.根据权利要求2所述的阻尼器系统，其中所述支架套管由铁磁材料制成，并且所述永磁体阵列以纵向堆叠排列围绕所述支架套管环向延伸。
4.根据权利要求1所述的阻尼器系统，其中所述至少一个滑移轴承包括多个滑移轴承，所述多个滑移轴承通过在所述多个线圈与所述磁转子之间径向延伸的环形间隙彼此纵向间隔开。
5.根据权利要求1所述的阻尼器系统，其中所述定子支架包括定子主体和横向部分，所述定子主体围绕所述多个线圈环向延伸并支撑所述多个线圈，所述横向部分从所述定子主体径向向内延伸到所述活塞杆。
6.根据权利要求1所述的阻尼器系统，其中所述磁转子包括永磁体阵列，所述永磁体阵列具有永久磁场，当所述活塞杆在所述阻尼器系统的能量收集操作模式下相对于所述外管纵向移动时，所述永久磁场在所述多个线圈中产生电流，并且所述多个线圈响应于将电流施加到所述多个线圈而产生电磁场，所述电磁场与所述永磁体的所述永久磁场相互作用，以在所述阻尼器系统的有源阻尼操作模式下将磁阻尼力施加到所述活塞杆。
7.根据权利要求1所述的阻尼器系统，其中所述定子组件包括清洁环，所述清洁环围绕所述磁转子环向延伸并且以滑动配合接触所述磁转子以防止污染物进入所述定子组件。
8.根据权利要求1所述的阻尼器系统，还包括：
弹簧座，所述弹簧座在位于所述外管的所述闭合端部与所述杆侧端部之间的纵向位置处从所述外管径向向外延伸；
上部撑条安装架，所述上部撑条安装架联接到所述活塞杆的所述远侧端部；以及
弹簧，所述弹簧围绕所述活塞杆和所述定子组件环向延伸并且在所述弹簧座与所述上部撑条安装架之间纵向延伸，所述弹簧向所述活塞杆施加弹簧力。
9.根据权利要求1所述的阻尼器系统，还包括：球形轴承组件，所述球形轴承组件将所述定子支架联接到所述活塞杆，同时允许所述定子支架相对于所述活塞杆的万向运动，所述球形轴承组件包括：
近侧杆螺母，所述近侧杆螺母能够与所述活塞杆螺纹接合并且纵向定位在所述定子支架的横向部分与所述活塞组件之间；
近侧轴承，所述近侧轴承纵向定位在所述近侧杆螺母与所述定子支架的所述横向部分之间，所述近侧轴承包括邻接在所述定子支架的所述横向部分上的凹形表面的凸形轴承表面；
远侧杆螺母，所述远侧杆螺母能够与所述活塞杆螺纹接合并且纵向定位在所述定子支架的所述横向部分与所述活塞杆的所述远侧端部之间；以及
远侧轴承，所述远侧轴承纵向定位在所述远侧杆螺母与所述定子支架的所述横向部分之间，所述远侧轴承包括邻接在所述定子支架的所述横向部分上的凸形表面的凹形轴承表面。
10.根据权利要求1所述的阻尼器系统，其中所述定子支架包括面向所述磁转子的内表面，并且其中所述定子组件包括所述定子支架的所述内表面上的容纳所述多个线圈的多个环形狭槽。
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