一種主動液壓互聯(lián)式饋能懸架的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，左右懸架通過連接管路實(shí)現(xiàn)反向互聯(lián)，互聯(lián)管路上裝有液壓馬達(dá)。被動模式下，系統(tǒng)中油液流動，液壓馬達(dá)通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)將油液的動能轉(zhuǎn)化為直線電機(jī)初級的機(jī)械能，直線電機(jī)初級在次級中來回運(yùn)動切割磁感線，產(chǎn)生電流，電流通過饋能電路儲存在車載電池中。另外，饋能控制模塊的ECU通過位移傳感器采集的數(shù)據(jù)可以對懸架作用力實(shí)現(xiàn)主動控制。通過兩種工作模式的切換，既改善了車輛乘坐舒適性，又回收了部分振動能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的功能。
【專利說明】
一種主動液壓互聯(lián)式饋能懸架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，屬于車輛懸架技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在重心較高的重型車上一般安有液壓互聯(lián)懸架，與傳統(tǒng)獨(dú)立式懸架相比不僅可以降低車輛的固有頻率，還可以有效改善車輛的操縱穩(wěn)定性。如采用液壓反向互聯(lián)式懸架的車輛，在轉(zhuǎn)向時，側(cè)傾角要小于其他車輛，從而提高行車安全性。
[0003]互聯(lián)懸架雖然可以改善車輛性能，但油液在系統(tǒng)管道的傳動過程中，油液與管壁之間存在摩擦，油液分子間存在內(nèi)摩擦，管道方向、斷面積的改變都會造成系統(tǒng)壓力的損失。隨著車速的提高，路面等級變差，互聯(lián)懸架功耗占發(fā)動機(jī)輸出功率比重也會不斷增大。
[0004]中國專利CN201410555080公開提供了一種并聯(lián)式液電饋能懸架系統(tǒng);該實(shí)用新型可將由路面引起的振動能量部分轉(zhuǎn)化為電能，且懸架系統(tǒng)中引入了液壓整流橋，使得液壓馬達(dá)維持單向轉(zhuǎn)動，從而提高了饋能的效率。但由于液壓整流橋的引入，使得懸架系統(tǒng)的主動控制效果大大減弱，因為單向閥的止回作用使得其下游的油液很難對上游的流態(tài)產(chǎn)生影響，并且大量單向閥的引入也使得系統(tǒng)的壓力損失進(jìn)一步增大，設(shè)備安裝和維護(hù)的成本也相應(yīng)增加。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，該系統(tǒng)可以有效回收由路面激勵產(chǎn)生的振動能量，并可以通過驅(qū)動電路對懸架實(shí)施主動控制。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，其特征在于，包括兩個懸架系統(tǒng)，所述懸架系統(tǒng)包括第一雙作用液壓缸、第二雙作用液壓缸、彈簧、液壓馬達(dá)、齒輪、雙齒齒輪齒條、上吊耳、直線電機(jī)固定板、直線電機(jī)、位移傳感器、饋能控制模塊，所述第一雙作用液壓缸、第二雙作用液壓缸分別與彈簧并聯(lián)，并聯(lián)后的上端與簧載質(zhì)量鉸接，下端與簧下質(zhì)量鉸接，所述第一雙作用液壓缸、第二雙作用液壓缸內(nèi)均設(shè)置有活塞，所述活塞固定在活塞桿內(nèi)，所述第一雙作用液壓缸、第二雙作用液壓缸分別設(shè)置在懸架系統(tǒng)的左右兩側(cè)，第一雙作用液壓缸的上腔與第二雙作用液壓缸的下腔、第一雙作用液壓缸的下腔與第二雙作用液壓缸的上腔分別通過一連接管路連通，所述兩條連接管路上各安有一個液壓馬達(dá)，每個液壓馬達(dá)均通過傳動軸與一個齒輪同軸連接，兩個齒輪之間設(shè)有一雙齒齒輪齒條，所述雙齒齒輪齒條與兩個齒輪嚙合、且其上部與直線電機(jī)初級相連;所述直線電機(jī)外殼的上端固定于直線電機(jī)固定板下部，所述直線電機(jī)固定板上端與上吊耳連接;第一雙作用液壓缸、第二雙作用液壓缸的上部分別安裝有位移傳感器；
[0008]所述饋能控制模塊包括ECU，以及分別與ECU相連的車載電源、饋能電路、驅(qū)動電路，所述饋能電路還與車載電源相連，所述直線電機(jī)通過電路與饋能控制模塊的饋能電路相連，兩個所述位移傳感器與饋能控制模塊的ECU相連。
[0009]進(jìn)一步地，所述雙齒齒輪齒條與兩個齒輪圓心的連線相垂直。
[0010]進(jìn)一步地，所述直線電機(jī)外殼的下端安有防塵罩及緩沖塊。
[0011]進(jìn)一步地，所述齒輪、雙齒齒輪齒條置于防塵罩的空腔內(nèi)，且齒輪轉(zhuǎn)動及齒條上下移動均不會與防塵罩發(fā)生接觸。
[0012]進(jìn)一步地，所述緩沖塊中間設(shè)有圓形開孔，所述雙齒齒輪齒條穿過緩沖塊。
[0013]所述主動液壓互聯(lián)式饋能懸架具有主動減震、被動饋能兩種模式；當(dāng)車輛在平坦的路面上行駛時，饋能控制模塊中ECU根據(jù)位移傳感器采集到的位移信息與預(yù)設(shè)閥值信息進(jìn)行對比，如果低于閥值且持續(xù)時間超過預(yù)設(shè)時長，則ECU導(dǎo)通饋能電路、斷開驅(qū)動電路，此時主動液壓互聯(lián)式饋能懸架處于饋能模式，油液在連接管路中流動，流動的油液驅(qū)動位于連接管路上的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動，由于本新型懸架連接方式采用反向互聯(lián)結(jié)構(gòu)，同一懸架系統(tǒng)的兩個液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速大小相等、方向相反，液壓馬達(dá)通過傳動軸帶動齒輪轉(zhuǎn)動，兩個齒輪與雙齒齒輪齒條嚙合，使得雙齒齒輪齒條上下移動，帶動直線電機(jī)初級在次級中來回運(yùn)動切割磁感線，產(chǎn)生電流，電流通過饋能電路儲存在車載電池中，從而實(shí)現(xiàn)活塞上下往復(fù)的機(jī)械能至電池中電能的轉(zhuǎn)化。當(dāng)車輛在較差路面上行駛時，饋能控制模塊中ECU根據(jù)位移傳感器采集到的位移信息與預(yù)設(shè)閥值信息進(jìn)行對比，如果高于閥值或低于閥值的持續(xù)時間短于預(yù)設(shè)時長，則E⑶導(dǎo)通驅(qū)動電路，斷開饋能電路，此時主動液壓互聯(lián)式饋能懸架處于主動模式，同時ECU根據(jù)采集信息按照設(shè)計的控制邏輯計算出懸架所需的控制力，并輸出相應(yīng)的控制指令調(diào)節(jié)直線電機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)，直線電機(jī)帶動左右液壓馬達(dá)同步轉(zhuǎn)動，從而改變系統(tǒng)的阻尼力，實(shí)現(xiàn)緩沖和衰減車身振動的主動控制。
[0014]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的主要優(yōu)點(diǎn):
[0015]其一，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，饋能效率高。
[0016]所述新型懸架具有主動減震、被動饋能兩種模式。被動模式下，左右懸架共用一臺直線電機(jī)饋能，可以有效降低生產(chǎn)成本。同時，所述新型懸架避免了整流裝置的引入，一定程度上減少了系統(tǒng)中油液的局部損失，從而提高饋能效率。
[0017]其二，方便實(shí)現(xiàn)對懸架的主動控制。
[0018]主動模式下，位移傳感器實(shí)時將采集到的位移信息傳遞給ECU，由ECU根據(jù)采集信息按照設(shè)計的控制邏輯計算出懸架所需的控制力，并輸出相應(yīng)的控制指令調(diào)節(jié)直線電機(jī)的運(yùn)動狀態(tài)，直線電機(jī)帶動左右液壓馬達(dá)同步轉(zhuǎn)動，從而改變系統(tǒng)的阻尼力，實(shí)現(xiàn)緩沖和衰減車身振動的主動控制。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為饋能控制模塊示意圖。
[0021 ]圖中:1-簧載質(zhì)量;2-上吊耳;3-直線電機(jī)固定板;4-直線電機(jī);5-直線電機(jī)次級；6-緩沖塊;7-位移傳感器;8-活塞桿;9-活塞；10-第一雙作用液壓缸；11-齒輪；12-液壓馬達(dá);113-雙齒齒輪齒條;114-防塵罩;115-連接管路;116-輪胎等效彈簧;117-簧下質(zhì)量;18-彈簧；19-第二雙作用液壓缸;20-饋能控制模塊;21-直線電機(jī)初級；22-饋能電路;23-車載電源;24-ECU; 25-驅(qū)動電路。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，包括前懸和后懸，所述前懸和后懸的結(jié)構(gòu)相同，現(xiàn)以后懸的結(jié)構(gòu)為例來說明主動液壓互聯(lián)式饋能懸架的結(jié)構(gòu)。后懸包括上吊耳2、直線電機(jī)固定板3、直線電機(jī)4、緩沖塊6、位移傳感器7、活塞桿8、活塞9、第一雙作用液壓缸10、齒輪11、液壓馬達(dá)12、雙齒齒輪齒條13、防塵罩14、連接管路15、彈簧18、第二雙作用液壓缸19、饋能控制模塊20。
[0024]第一雙作用液壓缸10內(nèi)設(shè)置有活塞9;所述活塞9固定在活塞桿8內(nèi)。兩個雙作用液壓缸，即第一雙作用液壓缸10、第二雙作用液壓缸19，分別設(shè)置在懸架系統(tǒng)的左右兩側(cè)，活塞桿8與彈簧18并聯(lián)，并聯(lián)后的上端與簧載質(zhì)量I鉸接，下端與簧下質(zhì)量17鉸接。第一雙作用液壓缸10、第二雙作用液壓缸19上下腔通過兩條連接管路15進(jìn)行反向互聯(lián)，即第一雙作用液壓缸10的上腔與第二雙作用液壓缸19的下腔、第一雙作用液壓缸10的下腔與第二雙作用液壓缸19的上腔分別通過一連接管路15連通。所述兩條連接管路15上各安有一個液壓馬達(dá)11，每個液壓馬達(dá)12均通過傳動軸與一個齒輪11同軸連接。兩個齒輪11之間設(shè)有一雙齒齒輪齒條13，所述雙齒齒輪齒條13與兩個齒輪11圓心的連線相垂直。所述雙齒齒輪齒條13與兩個齒輪11嚙合、且其上部與直線電機(jī)初級21相連;所述直線電機(jī)4外殼的上端固定于直線電機(jī)固定板3下部，所述直線電機(jī)固定板3上端與上吊耳2連接。上吊耳2的上端與簧載質(zhì)量I鉸接，第一雙作用液壓缸10、第二雙作用液壓缸19的上部分別安裝有位移傳感器7。所述饋能控制模塊20包括ECU24，以及分別與E⑶24相連的車載電源23、饋能電路22、驅(qū)動電路25，所述饋能電路22還與車載電源23相連，所述直線電機(jī)4通過電路與饋能控制模塊20的饋能電路22相連，兩個所述位移傳感器7與饋能控制模塊20的ECU24相連，分別用于采集左右懸架上端點(diǎn)位移信息，并將采集到的位移信息輸入到饋能控制模塊的ECU中；所述ECU24根據(jù)位移信息與預(yù)設(shè)閥值信息的比照，輸出控制指令控制驅(qū)動電路25和饋能電路22的閉合和開斷;所述饋能電路22用于將直線電機(jī)4產(chǎn)生的電能傳輸?shù)杰囕d電源23中；所述驅(qū)動電路25用于將車載電源23中的電能傳輸?shù)街本€電機(jī)4中，從而驅(qū)動直線電機(jī)4產(chǎn)生主動控制力。
[0025]所述直線電機(jī)4外殼的下端安有防塵罩14及緩沖塊6。所述齒輪11、雙齒齒輪齒條13置于防塵罩14的空腔內(nèi)，齒輪11轉(zhuǎn)動及齒條13上下移動均不會與防塵罩14發(fā)生接觸。所述緩沖塊6中間設(shè)有圓形開孔，所述雙齒齒輪齒條13穿過緩沖塊6。
[0026]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型具體實(shí)施過程作進(jìn)一步說明。
[0027]本實(shí)用新型提供的主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，其工作過程是:車輛在行駛時，第一雙作用液壓缸10、第二雙作用液壓缸19內(nèi)的活塞桿8隨路面激勵上下移動，由于第一雙作用液壓缸10、第二雙作用液壓缸19采用反向互聯(lián)結(jié)構(gòu)，左右活塞桿8的運(yùn)動保持同步，假設(shè)左右活塞桿8同時向下運(yùn)動，第一雙作用液壓缸10、第二雙作用液壓缸19下腔內(nèi)油液均處于高壓狀態(tài)，第一雙作用液壓缸10下腔的油液通過連接管路15進(jìn)入第二雙作用液壓缸19上腔，同時第二雙作用液壓缸19下腔的油液通過連接管路15進(jìn)入第一雙作用液壓缸10上腔，通過油液的交互，使左右輪原本獨(dú)立的運(yùn)動產(chǎn)生相互干涉，有效減小了左右懸架的動行程差，從而提高防側(cè)傾性能。
[0028]當(dāng)車輛在較好路面上行駛時，采用被動饋能模式。饋能控制模塊中，饋能電路導(dǎo)通，驅(qū)動電路斷開。油液在系統(tǒng)中的流動，從而驅(qū)動液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動，由于本新型懸架連接方式采用反向互聯(lián)結(jié)構(gòu)，左右液壓馬達(dá)12轉(zhuǎn)速大小相等，方向相反，液壓馬達(dá)12通過傳動軸帶動齒輪11轉(zhuǎn)動，左右齒輪11與雙齒齒輪齒條13嚙合，使得雙齒齒輪齒條13上下移動，直線電機(jī)初級16與雙齒齒輪齒條12相連，直線電機(jī)初級21在直線電機(jī)次級5中來回運(yùn)動切割磁感線，產(chǎn)生電流，電流通過饋能電路22儲存在車載電池23中，從而實(shí)現(xiàn)活塞9上下往復(fù)的機(jī)械能至電池中電能的轉(zhuǎn)化。
[0029]當(dāng)車輛在較差路面上行駛時，采用主動模式。饋能控制模塊20中，饋能電路22斷開，驅(qū)動電路25導(dǎo)通，位移傳感器實(shí)時將采集到的位移信息傳遞給ECU 24，由ECU 24根據(jù)采集信息按照設(shè)計的控制邏輯計算出懸架所需的控制力，并輸出相應(yīng)的控制指令調(diào)節(jié)直線電機(jī)4的運(yùn)動狀態(tài)，直線電機(jī)4帶動左右液壓馬達(dá)12同步轉(zhuǎn)動，從而改變系統(tǒng)的阻尼力，實(shí)現(xiàn)緩沖和衰減車身振動的主動控制。
[0030]本實(shí)用新型專利在反向互聯(lián)懸架的基礎(chǔ)上引入了直線電機(jī)和液壓馬達(dá)，使得懸架具備了被動饋能和主動控制兩種工作模式，通過兩種工作模式的切換，既改善了車輛乘坐舒適性，同時回收了部分振動能量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的功能。
[0031]所述實(shí)施例為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，其特征在于，包括兩個懸架系統(tǒng)，所述懸架系統(tǒng)包括第一雙作用液壓缸(10)、第二雙作用液壓缸(19)、液壓馬達(dá)(12)、齒輪(11)、雙齒齒輪(11)齒條、上吊耳(2)、直線電機(jī)固定板(3)、直線電機(jī)(4)、位移傳感器(7)、饋能控制模塊(20)，所述上吊耳(2)上端與簧載質(zhì)量(I)鉸接，所述第一雙作用液壓缸(10)、第二雙作用液壓缸(19)分別與彈簧(18)并聯(lián)，并聯(lián)后的上端與簧載質(zhì)量(I)鉸接，下端與簧下質(zhì)量(17)鉸接，所述第一雙作用液壓缸(10)、第二雙作用液壓缸(19)內(nèi)均設(shè)置有活塞(9);所述活塞(9)固定在活塞桿(8)內(nèi)所述第一雙作用液壓缸(10)、第二雙作用液壓缸(19)分別設(shè)置在懸架系統(tǒng)的左右兩側(cè)，第一雙作用液壓缸(10)的上腔與第二雙作用液壓缸(19)的下腔、第一雙作用液壓缸(10)的下腔與第二雙作用液壓缸(19)的上腔分別通過一連接管路(15)連通，所述兩條連接管路(15)上各安有一個液壓馬達(dá)(12)，每個液壓馬達(dá)(12)均通過傳動軸與一個齒輪(11)同軸連接，兩個齒輪(11)之間設(shè)有一雙齒齒輪(11)齒條，所述雙齒齒輪(11)齒條與兩個齒輪(11)嚙合、且其上部與直線電機(jī)初級(21)相連;所述直線電機(jī)(4)外殼的上端固定于直線電機(jī)固定板(3)下部，所述直線電機(jī)固定板(3)上端與上吊耳(2)連接;第一雙作用液壓缸(10)、第二雙作用液壓缸(19)的上部分別安裝有位移傳感器(7); 所述饋能控制模塊(20)包括ECU (24),以及分別與ECU( 24)相連的車載電源(23)、饋能電路(22)、驅(qū)動電路(25)，所述饋能電路(22)還與車載電源(23)相連，所述直線電機(jī)(4)通過電路與饋能控制模塊(2 O)的饋能電路(2 2)相連，兩個所述位移傳感器(7)與饋能控制模塊(20)的ECU(24)相連。2.如權(quán)利要求1所述的主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，其特征在于:所述雙齒齒輪(II)齒條與兩個齒輪(11)圓心的連線相垂直。3.如權(quán)利要求1所述的主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，其特征在于:所述直線電機(jī)(4)外殼的下端安有防塵罩(14)及緩沖塊(6)。4.如權(quán)利要求3所述的主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，其特征在于:所述齒輪(11)、雙齒齒輪(11)齒條置于防塵罩(14)的空腔內(nèi)，且齒輪(11)轉(zhuǎn)動及齒條上下移動均不會與防塵罩(14)發(fā)生接觸。5.如權(quán)利要求4所述的主動液壓互聯(lián)式饋能懸架，其特征在于:所述緩沖塊(6)中間設(shè)有圓形開孔，所述雙齒齒輪(11)齒條穿過緩沖塊(6)。
【文檔編號】H02K7/18GK205498541SQ201620173707
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月7日
【發(fā)明人】陳龍, 張承龍, 汪若塵, 葉青, 江浩斌
【申請人】江蘇大學(xué)