CN203543574U - 一种汽车悬架用作动器及具有其的主动悬架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车悬架用作动器及具有其的主动悬架，作动器包括电动机、与电动机连接的控制系统、发动机排气管道中设置的涡轮和丝杆作直线运动的丝杆传动机构，电动机通过齿轮减速器与丝杆传动机构的螺母连接，电动机由蓄电池组提供电力，蓄电池组由发电机进行充电，涡轮通过传动机构与发电机连接。与现有技术相比，本作动器利用发动机排出的废气作用于涡轮，产生动力进行发电，给电动机供电，不用从外界充电获能，而且，电动机通过机械式的齿轮减速器将动力传递至丝杆，驱动丝杆作直线移动，结构简单，效率高，易于保养与维护。

Description

一种汽车悬架用作动器及具有其的主动悬架

技术领域

本实用新型涉及汽车技术，具体地说，本实用新型涉及一种汽车悬架用作动器及具有其的主动悬架。

背景技术

目前，汽车上通常采用被动悬架，由于无外部控制能量输入，弹簧刚度和减振器阻尼不可调，随着高速公路网的发展，汽车车速有了较大提高，传统被动悬架阻碍了汽车性能的进一步提高，因而有必要推广应用性能更好的主动/半主动悬架。

半主动悬架能通过消耗少量控制能量来连续调节减振器阻尼，由于半主动悬架没有主动控制力输入，控制力的设计受到较多限制，因而影响到行驶平顺性和操纵稳定性的改善程度。

现已少量应用的主动悬架大多采用高压油缸式作动器，通过压力控制阀来连续调节作动器的输出力，由于这种作动器主要采用液力式结构，故不可避免地存在响应慢、能耗大、蓄能效率低且液压结构复杂等缺陷，因而难以大批量推广应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能耗低且响应快的汽车悬架用作动器。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种汽车悬架用作动器，包括电动机、与电动机连接的控制系统、发动机排气管道中设置的涡轮和丝杆作直线运动的丝杆传动机构，电动机通过齿轮减速器与丝杆传动机构的螺母连接，电动机由蓄电池组提供电力，蓄电池组由发电机进行充电，涡轮通过传动机构与发电机连接。

所述涡轮的涡轮轴通过圆柱齿轮传动机构与所述发电机连接，在圆柱齿轮传动机构的从动轮和发电机的电机轴之间设有与所述控制系统连接的单向离合器。

所述齿轮减速器包括壳体和设在壳体中的蜗轮蜗杆传动机构，蜗杆与所述电动机的电机轴连接，涡轮与所述丝杆传动机构的螺母连接。

所述控制系统包括用于检测汽车振动信号的传感器和控制单元，控制单元与传感器、电动机和单向离合器连接，传感器将检测的信号传递至控制单元。

本实用新型还提供了一种主动悬架，包括上述的作动器。

本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，本作动器利用发动机排出的废气作用于涡轮，产生动力进行发电，给电动机供电，不用从外界充电获能，而且，电动机通过机械式的齿轮减速器将动力传递至丝杆，驱动丝杆作直线移动，结构简单，效率高，易于保养与维护。

附图说明

图1为本实用新型的作动器的结构简图；

图2为蜗轮蜗杆传动机构与丝杆传动机构连接的结构示意图；

上述图中的标记均为：1、排气管道；2、涡轮；3、飞轮；4、小齿轮；5、单向离合器；6、发电机；7、蓄电池组；8、电动机；9、蜗杆；10、蜗轮；11、滚珠丝杆套筒；12、丝杆；13、壳体；14、传感器；15、电路控制单元。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的一种汽车悬架用作动器，包括电动机8、与电动机8连接的控制系统、涡轮2和丝杆传动机构。丝杆传动机构包括螺母和与螺母配合的丝杆12，螺母即为图2中所示的滚珠丝杆套筒11，滚珠丝杆套筒11内攻有内螺纹，其与丝杆12的外螺纹相互配合。电动机8通过齿轮减速器与丝杆传动机构的螺母连接，将动力传递至滚珠丝杆套筒11，滚珠丝杆套筒11从而驱动丝杆12作直线移动，产生主动悬架工作所需的控制力，丝杆12用于与汽车的车桥连接。电动机8由蓄电池组7提供电力，蓄电池组7由发电机6进行充电，涡轮2通过传动机构与发电机6连接，涡轮2安装在发动机的排气管道1中，在发动机排气管道1中的废气作用下，涡轮2能够转动，并通过传动机构将动力传递至发电机6，由发电机6对蓄电池组7进行充电，从而为电动机8提供电力。

具体地说，涡轮2的涡轮轴通过圆柱齿轮传动机构与发电机6连接，圆柱齿轮传动机构包括安装在涡轮轴上的飞轮3和与飞轮3啮合的小齿轮4，在小齿轮4和发电机6的电机轴之间设有与控制系统连接的单向离合器5，单向离合器5在控制系统的作用下，控制小齿轮4和飞轮3的结合与分离，从而控制动力的传递和中断。发电机6安装在与发动机紧邻的车架上，蓄电池组7紧靠发电机6安装在车架或车身上。

如图1所示，齿轮减速器包括壳体13和设在壳体13中的蜗轮蜗杆传动机构，壳体13安装在车架或车身上，丝杆传动机构也位于壳体13中，丝杆12的端部并从壳体13中伸出。蜗轮蜗杆传动机构的蜗杆9与电动机8的电机轴连接，蜗轮10通过转轴安装在壳体13中，滚珠丝杆套筒11和丝杆12在蜗轮10的中心贯穿蜗轮10和转轴，滚珠丝杆套筒11并通过四根螺栓在蜗轮10上进行固定，使得滚珠丝杆套筒11可以与蜗轮10同步转动。

控制系统包括用于检测汽车振动信号的传感器14和电路控制单元15，电路控制单元15与传感器14、电动机8、蓄电池组7和单向离合器5连接，传感器14将检测的信号传递至电路控制单元15，电路控制单元15将接收到的信号进行处理后，发送信号至电动机8，控制电动机8正转或反转，最终驱动丝杆12上升或下降。

控制系统并控制单向离合器5进行动作，当电路控制单元15检测蓄电池组7电量不足时，单向离合器5驱动小齿轮4与飞轮3啮合，发电机6工作，对蓄电池组7进行充电；当检测蓄电池组7充满电时，电路控制单元15控制单向离合器5驱动小齿轮4与飞轮3分离，涡轮2提供的动力中断，发电机6停止发电。

本作动器的工作过程如下：

当汽车行驶在坑洼路面时，地面会传给轮胎剧烈振动，此时，振动会经由轮胎传给悬架，假定悬架只做上下振动，当汽车做向下运动时，车身内部的传感器14会检测到这种振动，并且发布指令到电路控制单元15，控制电动机8转向，电动机8转动，带动蜗杆9，再经由蜗轮蜗杆减速器将动力传到丝杆12，丝杆12向下做直线运动，丝杆12给车桥一个向下的力，此时，就相当于车桥给车身一个向上的力，阻碍车身向下运动，这大大降低了汽车向下振动的幅度。向上振动的原理同上。

采用上述结构的作动器包括如下的几个优点：

1、利用废气产生动力来发电，给电动机8供电，不用从外界充电获能；

2、采用蜗轮蜗杆减速机构代替传统高压油缸式驱动，从而减少了作动器组成元件的数量，可以达到简化机构、提高效率、减小转动惯量、节约汽车电能的目的；

3、以交流异步电机代替传统的无刷直流电机作为机电作动器的主动件，从而降低系统成本，使维护更加方便、实用性更强；

4、结构简单、重量轻、效率高、易于保养与维护等。

一种汽车主动悬架，包括减振器、弹簧和上述的作动器。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种汽车悬架用作动器，其特征在于：包括电动机、与电动机连接的控制系统、发动机排气管道中设置的涡轮和丝杆作直线运动的丝杆传动机构，电动机通过齿轮减速器与丝杆传动机构的螺母连接，电动机由蓄电池组提供电力，蓄电池组由发电机进行充电，涡轮通过传动机构与发电机连接。

2.根据权利要求1所述的汽车悬架用作动器，其特征在于：所述涡轮的涡轮轴通过圆柱齿轮传动机构与所述发电机连接，在圆柱齿轮传动机构的从动轮和发电机的电机轴之间设有与所述控制系统连接的单向离合器。

3.根据权利要求2所述的汽车悬架用作动器，其特征在于：所述齿轮减速器包括壳体和设在壳体中的蜗轮蜗杆传动机构，蜗杆与所述电动机的电机轴连接，涡轮与所述丝杆传动机构的螺母连接。

4.根据权利要求2或3所述的汽车悬架用作动器，其特征在于：所述控制系统包括用于检测汽车振动信号的传感器和控制单元，控制单元与传感器、电动机和单向离合器连接，传感器将检测的信号传递至控制单元。

5.一种主动悬架，包括权利要求1至4任一所述的作动器。

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