RU167627U1

RU167627U1 - Электромеханическая подвеска

Info

Publication number: RU167627U1
Application number: RU2015144249U
Authority: RU
Inventors: Игорь Николаевич Ефимов; Евгений Александрович Морозов; Андрей Сергеевич Гущин
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к подвескам транспортных средств. Подвеска применяется для соединения колес с несущей системой транспортного средства, передает силы и моменты, возникающие при взаимодействии колес с дорогой, обеспечивает перемещение колес относительно корпуса или рамы и плавность хода. Электромеханическая подвеска транспортного средства, содержащая два или более линейных электродвигателей-генераторов, закрепленных на корпусе транспортного средства, подвижные элементы электродвигателей-генераторов, датчики величины перемещения и ускорения оси колеса, подключенные к системе автоматического управления, отличающаяся тем, что подвижные элементы электродвигателей-генераторов соединены с корпусом и между собой пружинами. В пассивном варианте электродвигатели-генераторы работают в режиме генерации электрического тока и выполняют функцию электромагнитных демпферов, а пружины работают в режиме обычной механической подвески аналога. Пассивный режим работы используется при стоянке автомобиля, а также во время движения по ровной дороге. В активном варианте подвеска работает следующим образом. Датчики фиксируют величину горизонтального смещения оси колеса относительно корпуса автомобиля и его вертикальное ускорение. На основе полученных значений система автоматического управления задает закон движения подвижных элементов электродвигателей-генераторов, и обеспечивают движение корпуса в противофазе движению оси колеса. При этом при движении оси колеса по направлению силы тяжести электродвигатели-генераторы работают в режиме генераторов, а

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к подвескам транспортных средств. Подвеска осуществляет упругую связь рамы или несущего кузова с осями или мостами транспортного средства и обеспечивает его плавность хода и устойчивость движения. Для быстрого гашения колебаний в систему подвески вводят демпфер. Адаптивные подвески отличаются способностью изменять степень жесткости и демпфирования в процессе движения.

Аналогом полезной модели является автомобильная подвеска «Макферсон», выполненная в виде амортизаторной стойки [http://www.repcar.ru/library/podv/macpherson.html]. В качестве упругого элемента используется винтовая цилиндрическая пружина, роль демпфирующего элемента выполняет масляный амортизатор. Недостатком аналога является невозможность изменения степени упругодемпфирующих характеристик в процессе движения.

Прототипом предлагаемой конструкции является адаптивная электромагнитная подвеска компании Bose [bose.ru/knowarticle/?ELEMENT_ID=489], состоящая из линейного электродвигателя-генератора, датчиков величины вертикального перемещения и ускорения оси колеса, а также системы автоматического управления. В прототипе электродвигатель-генератор располагается вертикально, его подвижный элемент соединен с осью колеса, а неподвижный элемент - с корпусом автомобиля, прототип представлен на фиг. 1: 1 - корпус, 2 - неподвижный элемент линейного электродвигателя-генератора, 3 - подвижный элемент линейного электродвигателя-генератора, 4 - колесо, 5 - дорожное покрытие. Система автоматического управления электродвигателем-генератором, на основе текущих значений перемещения и ускорения подвижного элемента, получаемого с датчиков, обеспечивает возвратно-поступательное движение подвижного элемента электродвигателя в противофазе перемещению колеса, вызванного неровностями дороги. При движении оси колеса в направлении, противоположном силе тяжести, электродвигатель-генератор работает в режиме двигателя, а при движении по направлению силы тяжести - в режиме генератора. Работа в режиме генератора обеспечивает частичную рекуперацию электрической энергии.

Основным недостатком прототипа является необходимость расхода электроэнергии для компенсации силы тяжести, действующей на подрессоренную массу. В частности, четыре линейных электродвигателя адаптивной электромагнитной подвески легкового автомобиля, компенсирующих его вес, потребляют 20-25 кВт.

Целью заявленной полезной модели является снижение расхода электроэнергии на компенсацию силы тяжести автомобиля.

Указанная цель достигается тем, что в электромеханической подвеске осуществлено соединение электромагнитных и механических упругих элементов в одной конструкции (фиг. 2): 1 - корпус, 2 - неподвижный элемент линейного электродвигателя-генератора, 3 - подвижный элемент линейного электродвигателя-генератора, 4 - колесо, 5 - дорожное покрытие, 6 - пружина.

Электромеханическая подвеска представляет собой два или более линейных электродвигателей-генераторов, датчиков положения оси колеса относительно корпуса и его ускорения, а также системы автоматического управления электродвигателями-генераторами (на фигуре не показана). Неподвижные элементы электродвигателей-генераторов (2) располагаются последовательно и соединены с корпусом транспортного средства (1), образуя жесткую конструкцию. Подвижные элементы электродвигателей-генераторов (3) соединены с корпусом транспортного средства (1) и между собой пружинами (6) и образуют единый магнитно-механический упругий элемент, соединенный с осью колеса (4). На фигуре 2 показан вариант электромеханической подвески при использовании трех линейных электродвигателей-генераторов и трех пружин.

Конструкция предусматривает пассивный и активный вариант работы.

В пассивном варианте электродвигатели-генераторы работают в режиме генерации электрического тока и выполняют функцию электромагнитных демпферов, а пружины работают в режиме обычной механической подвески аналога. Пассивный режим работы используется при стоянке автомобиля, а также во время движения по ровной дороге.

В активном варианте подвеска работает следующим образом. Датчики фиксируют величину горизонтального смещения оси колеса относительно корпуса автомобиля и его вертикальное ускорение. На основе полученных значений система автоматического управления задает закон движения подвижных элементов электродвигателей-генераторов, которые вместе с пружинами обеспечивают движение корпуса в противофазе вертикальному движению оси колеса. При движении оси колеса по направлению силы тяжести электродвигатели-генераторы работают в режиме генераторов, а при движении против силы тяжести - в режиме двигателей, что обеспечивает частичную рекуперацию энергии.

Положительный технически результат электромеханической подвески по сравнению с аналогом заключается в значительном снижении расхода энергии на поддержание веса транспортного средства в статическом состоянии и при движении по ровному дорожному покрытию.

Авторам не известна конструкция подвесок, использующая указанные конструктивные решения, вследствие этого предлагаемая полезная модель соответствует критерию «новизна».

Claims

Электромеханическая подвеска транспортного средства, содержащая линейные электродвигатели-генераторы, закрепленные на корпусе транспортного средства, подвижные элементы электродвигателей-генераторов, датчики величины перемещения и ускорения оси колеса, подключенные к системе автоматического управления, отличающаяся тем, что подвижные элементы электродвигателей-генераторов соединены с корпусом и между собой пружинами.