CN115143229B - 一种传动轴减震装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及车辆传动技术领域，具体而言，涉及一种传动轴减震装置及控制方法。减震装置包括减震环、固定支架、轴承、线圈。其中，减震环，包括中空的圆环体、设置在所述圆环体内的磁粉腔、设置在所述磁粉腔中的磁粉；固定支架套设在所述减震环周侧；所述轴承外圈与所述固定支架连接；所述线圈设置在所述圆环体的周侧。通过对线圈进行通断电的方式可以改变减震环内磁粉的位置分步。由于磁粉位置分步的不同，实现了减震装置重量布置的不同，从而实现的减震装置固有频率的调整和变化。这样就解决了减震装置减震过程中固有频率无法调整的问题，最终实现对传动轴不同震动工况的减震需求。

Description

一种传动轴减震装置及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆传动技术领域，具体而言，涉及一种传动轴减震装置及控制方法。

背景技术

在车辆的行驶过程中，通常使用传动轴将力矩进行传递。传动轴是汽车传动系统的关键部件，负责车辆动力从变速箱到轮端的传递。由于发动机或电机的激励，在特定工况下传动轴会产生振动噪声，影响驾驶和乘坐舒适性。在传动轴上加装减震装置可解决或者改善振动噪声问题。

减震装置通过卡箍固定在传动轴轴杆上。一旦生产出来，其固有频率无法改变。在设计、生产中稍有偏差就不能达到最佳减振效果，或者没有减震效果。不同的车型往往需要匹配不同结构的减震装置，导致减震装置规格繁多，生产和使用成本高。

发明内容

为解决减震装置减震过程中固有频率无法调整的问题，第一方面本发明提供了一种传动轴减震装置，包括：

减震环，包括中空的圆环体、设置在所述圆环体内的磁粉腔、设置在所述磁粉腔中的磁粉；

固定支架，所述固定支架套设在所述减震环周侧；

轴承，所述轴承外圈与所述固定支架连接；

线圈，所述线圈设置在所述圆环体的周侧。

在一些实施例中，所述固定支架包括内环骨架和外环骨架；其中，所述内环骨架设置在所述圆环体周侧的内周侧；所述外环骨架设置在所述圆环体周侧的外周侧。

在一些实施例中，所述线圈包括外线圈；所述外线圈套设在所述外环骨架和/或所述圆环体上。

在一些实施例中，所述外线圈包括多个外线圈组，其中，所述外线圈组沿所述减震环轴向布置；和/或，所述外线圈组沿所述减震环外圆周侧布置。

在一些实施例中，所述线圈包括内线圈；所述内线圈套设在所述内环骨架和/或所述圆环体上。

在一些实施例中，所述内线圈包括多个内线圈组，所述内线圈组沿所述减震环轴向布置；和/或，所述内线圈组沿所述减震环内圆周侧布置。

在一些实施例中，所述圆环体内设置隔断部；所述隔断部将所述圆环体分隔为多个所述磁粉腔。

在一些实施例中，所述磁粉腔外周侧至少设置一个所述线圈；所述线圈通电后独立控制所述磁粉腔内的磁粉沿径向和/或轴向移动。

在一些实施例中，所述圆环体设置为橡胶材质。

第二方面，本发明提供了一种传动轴减震装置的控制方法，包括：

所述传动轴减震装置包括如第一方面中任一项实施例所述的传动轴减震装置、传动轴、震动传感器、电流控制器、固定座；其中，传动轴减震装置的轴承套设在所述传动轴上；传动轴减震装置的外环骨架与所述固定座连接；所述震动传感器与所述电流控制器电连接或信号连接；

所述电流控制器基于所述震动传感器检测所述传动轴的震动幅度大于等于设定值，控制线圈通电和/或线圈通过电流的大小；

所述电流控制器基于所述震动传感器检测所述传动轴的震动幅度小于设定值，断开所述线圈的电流。

为解决减震装置减震过程中固有频率无法调整的问题，本发明有以下优点：

1. 通过设置通电线圈来改变减震环中磁粉位置，这样改变了整个减震环的重量分布，从而使得减震装置的固有频率发生改变，进一步来减少传送轴的震动。

2. 中空的圆环体在传动轴震动过程中发生形变，从而减少传送轴的震动。

3. 通过控制线圈电流的方式来改变减震装置的固有频率，使得减少传动轴的震动控制方便。

附图说明

图1示出了一种实施例的传动轴减震装置示意图；

图2示出了另一种实施例的传动轴减震装置示意图；

图3示出了一种实施例的传动轴减震装置轴向多线圈示意图；

图4示出了另一种实施例的传动轴减震装置轴向多线圈示意图；

图5示出了一种实施例的传动轴减震装置周向多线圈示意图；

图6示出了另一种实施例的传动轴减震装置周向多线圈示意图；

图7示出了一种实施例的传动轴减震装置控制方法示意图。

附图标记说明：

10 传动轴；

20 固定座；

30 轴承；

40 固定支架；

41 内环骨架；

42 外环骨架；

50 减震环；

51 圆环体；

52 隔断部；

53 磁粉腔；

54 磁粉；

60 内线圈；

61 内线圈组；

70 外线圈；

71 外线圈组。

具体实施方式

现在将参照若干示例性实施例来论述本公开的内容。应当理解，论述了这些实施例仅是为了使得本领域普通技术人员能够更好地理解且因此实现本公开的内容，而不是暗示对本公开的范围的任何限制。

如本文中所使用的，术语“包括”及其变体要被解读为意味着“包括但不限于”的开放式术语。术语“基于”要被解读为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一种实施例”要被解读为“至少一个实施例”。术语“另一个实施例”要被解读为“至少一个其他实施例”。

本实施例公开了一种传动轴10减震装置，如图1和图2所示，可以包括：

减震环50，包括中空的圆环体51、设置在圆环体51内的磁粉54腔53、设置在磁粉54腔53中的磁粉54；

固定支架40，固定支架40套设在减震环50周侧；

轴承30，轴承30外圈与固定支架40连接；

线圈，线圈设置在圆环体51的周侧。

在本实施例中，如图1和图2所示，传动轴10减震装置可以包括减震环50、固定支架40、轴承30、线圈。其中，减震环50可以包括中空的圆环体51。如图1所示，圆环体51在自由状态下的横截面外轮廓可以是椭圆形；也可以，如图5所示，圆环体51在自由状态下的横截面外轮廓可以大致接近圆形或圆形。由于圆环体51设置为中空结构，在传动轴10减震过程中圆环体51的中空结构会发生变形，吸收传动轴10的震动，从而减少传动轴10的震动。圆环体51内部中空部分可以设置磁粉54腔53，磁粉54腔53中设置磁粉54。由于需要调整磁粉54的位置来改变减震环50的重量分布，所以磁粉54可以选择颗粒度较小，这样更有利于磁粉54集中聚集，使得减震环50重量分布差异更大，从而可以满足传动轴10更为复杂的震动工况。固定支架40可以套设在减震环50周侧，从而保持减震环50外周侧的固定位置，进一步吸收减震后的震动力。轴承30的外圈可以与固定支架40连接，轴承30的内圈可以套设在传动轴10上。这样可以将转动的传动轴10的震动力通过轴承30传递到减震环50上，实现传动轴10的减震。线圈可以设置在圆环体51的周侧。但线圈通电时，线圈产生的磁场将磁粉54腔53中磁粉54吸附到靠近线圈的圆环体51内壁，从而改变了磁粉54在磁粉54腔53中的布置，从而改变了减震环50的重量分布。当减震环50的重量分布发生变化是，其减震环50的固有频率也相应变化，从而可以满足传动轴10不同的震动工况的减震需求。

在一些实施例中，如图1所示，固定支架40包括内环骨架41和外环骨架42；其中，内环骨架41设置在圆环体51周侧的内周侧；外环骨架42设置在圆环体51周侧的外周侧。

在本实施例中，如图1所示，固定支架40可以包括内环骨架41和外环骨架42。其中，内环骨架41可以设置在震动环的圆环体51周侧的内周侧，这样可以对圆环体51内周侧形成一定支撑和加固。为了使内环骨架41与圆环体51连接牢固，可以将内环骨架41的部分设置在圆环体51的壁体内。外环骨架42可以设置在震动环的圆环体51周侧的外周侧，这样可以对圆环体51内周侧形成一定支撑和加固，用来吸收传动轴10传递的震动力。同样为了使外环骨架42与圆环体51连接牢固，也可以将外环骨架42的部分设置在圆环体51的壁体内。

在一些实施例中，如图1、3、4所示，线圈包括外线圈70；外线圈70套设在外环骨架42和/或圆环体51上。

在本实施例中，如图1、图3、图4所示，线圈可以包括外线圈70，其中，外线圈70可以设置在外环骨架42和/或圆环体51上。外环骨架42可以将其部分设置在圆环体51的壁体中，可以将线圈的一部分与外环骨架42连接，线圈的另一部分与圆环体51连接。这样即可以使得线圈与整个固定支架40和减震环50的组件牢固连接，还可以使得线圈与圆环体51内的磁粉54腔53有更小的距离，从而使得磁粉54跟紧密的吸附在圆环体51内部，避免在减震过程中，磁粉54发生移位。

在一些实施例中，如图3、图4、图5、图6所示，外线圈70包括多个外线圈组71，其中，外线圈组71沿减震环50轴向布置；和/或，外线圈组71沿减震环50外圆周侧布置。

在本实施例中，如图3、图4、图5、图6所示，外线圈70可以包括多个外线圈组71。每个外线圈70的电流的供给可以单独控制。但每个外线圈70单独供电时，减震环50可以形成不同形式的重量分布，从而适应传动轴10不同的震动工况。如图3和图4所示，外线圈组71可以沿减震环50的轴向布置。外线圈组71可以沿圆环体51的对称面向两侧对称布置，这样在不同位置外线圈70通电后，将磁粉54吸附在距离中心轴远端的圆环体51的内壁侧，这样在轴向方向上可以形成平铺或局部聚集的形态。从而通过圆环体51轴向设置多个可以单独供电的外线圈组71，实现了减震环50在轴向上的不同重量分布。如图5和图6所示，外线圈组71可以沿减震环50外圆周侧布置。外线圈组71可以是沿减震环50外圆周侧均匀的连续布置或均匀的间隔布置。在减震环50外圆周侧布置的外线圈组71还可以是对称设置。在外线圈组71通电后，可以将磁粉54在圆环体51外圆周内部上形成平铺或局部聚集的形态。从而通过圆环体51轴向设置多个可以单独供电的外线圈组71，实现了减震环50在外圆周侧的不同重量分布。

在一些实施例中，如图1、3、4所示，线圈包括内线圈60；内线圈60套设在内环骨架41和/或圆环体51上。

在本实施例中，如图1、图3、图4所示，线圈可以包括内线圈60，其中，内线圈60可以设置在内环骨架41和/或圆环体51上。内环骨架41可以将其部分设置在圆环体51的壁体中，可以将线圈的一部分与内环骨架41连接，线圈的另一部分与圆环体51连接。这样即可以使得线圈与整个固定支架40和减震环50的组件牢固连接，还可以使得线圈与圆环体51内的磁粉54腔53有更小的距离，从而使得磁粉54跟紧密的吸附在圆环体51内部，避免在减震过程中，磁粉54发生移位。

在一些实施例中，内线圈60包括多个内线圈组61，内线圈组61沿减震环50轴向布置；和/或，内线圈组61沿减震环50内圆周侧布置。

在本实施例中，如图3、图4、图5、图6所示，内线圈60可以包括多个内线圈组61。每个内线圈60的电流的供给可以单独控制。但每个内线圈60单独供电时，减震环50可以形成不同形式的重量分布，从而适应传动轴10不同的震动工况。如图3和图4所示，内线圈组61可以沿减震环50的轴向布置。内线圈组61可以沿圆环体51的对称面向两侧对称布置，这样在不同位置内线圈60通电后，将磁粉54吸附在距离中心轴远端的圆环体51的内壁侧，这样在轴向方向上可以形成平铺或局部聚集的形态。从而通过圆环体51轴向设置多个可以单独供电的内线圈组61，实现了减震环50在轴向上的不同重量分布。在另一些实施例中，内线圈组61可以关于圆环体51的对称面向两侧非对称布置。在针对某些传动轴10在特定方向的有明显振幅时，这样可以将内线圈组61非对称设置，实现在减震装置减震过程中，对传动轴10在特定方向的明显振幅起到较大抑制效果。如图5和图6所示，内线圈组61可以沿减震环50内圆周侧布置。内线圈组61可以是沿减震环50内圆周侧均匀的连续布置或均匀的间隔布置。在减震环50内圆周侧布置的内线圈组61还可以是对称设置。在内线圈组61通电后，可以将磁粉54在圆环体51内圆周内部上形成平铺或局部聚集的形态。从而通过圆环体51轴向设置多个可以单独供电的内线圈组61，实现了减震环50在内圆周侧的不同重量分布。在另一些实施例中，内线圈组61可以在减震环50内圆周侧非对称布置，其实现的效果与其关于圆环体51的对称面向两侧非对称布置效果类似，在此不详细说明。

在一些实施例中，如图5和图6所示，圆环体51内设置隔断部52；隔断部52将圆环体51分隔为多个磁粉54腔53。

在本实施例中，如图5和图6所示，圆环体51内可以设置隔断部52。隔断部52将圆环体51分隔为多个磁粉54腔53。这些磁粉54腔53室可以是在圆环体51周向上连续或间隔布置的，还可以是在圆环体51径向上连续布置。通过设置多个磁粉54腔53，可以将磁粉54分散布置在圆环体51的多个部位，防止磁粉54全部聚集在一处，从而实现减震装置的重量布置多种形式。

在一些实施例中，如图3、图4、图5和图6所示，磁粉54腔53外周侧至少设置一个线圈；线圈通电后独立控制磁粉54腔53内的磁粉54沿径向和/或轴向移动。

在本实施例中，磁粉54腔53外周侧可以至少设置一个线圈。如图3，每个磁粉54腔53轴向外侧设置至少8个线圈，包括至少4个外线圈70和至少4个内线圈60。每个外线圈70或内线圈60可以单独通电，并吸引该磁粉54腔53内的磁粉54沿径向和/或轴向朝该磁粉54腔53的外或内周侧壁聚集。如图5和图6所示，每个磁粉54腔53外周侧至少设置了两个线圈，至少包括了一个内线圈60和一个外线圈70。当至少一个内线圈60通电时，产生的电磁力单独吸引该磁粉54腔53内的磁粉54沿径向和/或轴向朝该磁粉54腔53的内周侧壁聚集。当至少一个外线圈70通电时，产生的电磁力单独吸引该磁粉54腔53内的磁粉54沿径向和/或轴向朝该磁粉54腔53的外周侧壁聚集。

在一些实施例中，圆环体51设置为橡胶材质。

在本实施例中，圆环体51可以设置为橡胶材质。由于圆环体51在减震装置减震过程中，会沿震动方向往复收缩和伸展来吸收震动，将圆环体51的材料选择为橡胶可以增加圆环体51的使用寿命。当然其他一些可伸展和收缩的材料也可以设置成圆环体51的材质。

本实施例还公开了一种传动轴10减震装置的控制方法，如图7所示，可以包括：

传动轴10减震装置包括上述实施例中任一项的传动轴10减震装置、传动轴10、震动传感器、电流控制器、固定座20；其中，传动轴10减震装置的轴承30套设在传动轴10上；传动轴10减震装置的外环骨架42与固定座20连接；震动传感器与电流控制器电连接或信号连接；

电流控制器基于震动传感器检测传动轴10的震动幅度大于等于设定值，控制线圈通电和/或线圈通过电流的大小；

电流控制器基于震动传感器检测传动轴10的震动幅度小于设定值，断开线圈的电流。

在本实施例中，传动轴10减震装置可以包括上述实施例中任一项的传动轴10减震装置、传动轴10、震动传感器、电流控制器、固定座20。传动轴10减震装置的轴承30套设在传动轴10上，传动轴10的震动力通过轴承30传递至减震环50上。同时减震环50通过外环骨架42与固定座20相连接。这里的固定座20可以是设置在车身上用于固定减震环50的部件。震动传感器可以设置在传动轴10上靠近轴承30的位置，这样可以准确的测量出传动轴10的震动大小。当震动传感器测量到传动轴10的震动幅度大于等于设定值后，震动传感器给电流控制器发出需要减震信号。电流控制器接收到减震信号给线圈供给电流，使得减震装置有效的抑制传动轴10的震动。依据震动传感器可以实时检测传动轴10各个方位的震动幅度的大小，电流控制器通过给不同位置的线圈供给不同大小的电流或者断开供电，使得减震装置的重量分布能更有效的抑制传动轴10的震动。当震动传感器测量到传动轴10的震动幅度小于设定值后，震动传感器给电流控制器发出停止减震信号。电流控制器接收到停止减震信号断开线圈电流供给。此时可以通过圆环体51的变形量以及减震装置的自身重量来进行传动轴10的减震。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体案例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开的精神和范围。

Claims (6)

1.一种传动轴减震装置，其特征在于，包括：

减震环，包括中空的圆环体、设置在所述圆环体内的磁粉腔、设置在所述磁粉腔中的磁粉；所述圆环体设置为橡胶材质；

固定支架，所述固定支架套设在所述减震环周侧；所述固定支架包括内环骨架和外环骨架；其中，所述内环骨架设置在所述圆环体周侧的内周侧；所述外环骨架设置在所述圆环体周侧的外周侧；

轴承，所述轴承外圈与所述固定支架连接；所述轴承内圈套设在传动轴上；

固定座，所述固定座与所述外环骨架连接；所述固定座与车身连接；

线圈，所述线圈设置在所述圆环体的周侧；所述线圈包括外线圈；所述外线圈套设在所述外环骨架和/或所述圆环体上；所述外线圈通电后，所述磁粉靠近所述外线圈；所述线圈还包括内线圈；所述内线圈套设在所述内环骨架和/或所述圆环体上；所述内线圈通电后，所述磁粉靠近所述内线圈。

2.根据权利要求1所述的一种传动轴减震装置，其特征在于，

所述外线圈包括多个外线圈组，其中，所述外线圈组沿所述减震环轴向布置；和/或，所述外线圈组沿所述减震环外圆周侧布置。

3.根据权利要求1所述的一种传动轴减震装置，其特征在于，

所述内线圈包括多个内线圈组，所述内线圈组沿所述减震环轴向布置；和/或，所述内线圈组沿所述减震环内圆周侧布置。

4.根据权利要求2或3中任一项所述的一种传动轴减震装置，其特征在于，

所述圆环体内设置隔断部；所述隔断部将所述圆环体分隔为多个所述磁粉腔。

5.根据权利要求4所述的一种传动轴减震装置，其特征在于，

所述磁粉腔外周侧至少设置一个所述线圈；所述线圈通电后独立控制所述磁粉腔内的磁粉沿径向和/或轴向移动。

6.一种传动轴减震装置控制方法，其特征在于，

所述传动轴减震装置是如权利要求1~5中任一项所述的传动轴减震装置，所述传动轴减震装置还包括震动传感器、电流控制器；其中，所述传动轴减震装置的轴承套设在所述传动轴上；传动轴减震装置的外环骨架与所述固定座连接；所述震动传感器与所述电流控制器电连接或信号连接；

所述电流控制器基于所述震动传感器检测所述传动轴的震动幅度大于等于设定值，控制线圈通电和/或线圈通过电流的大小；

所述电流控制器基于所述震动传感器检测所述传动轴的震动幅度小于设定值，断开所述线圈的电流。

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