一种主动液压互联式馈能悬架制造技术

本发明专利技术提供了一种主动液压互联式馈能悬架，左右悬架通过连接管路实现反向互联，互联管路上装有液压马达。被动模式下，系统中油液流动，液压马达通过齿轮传动机构将油液的动能转化为直线电机初级的机械能，直线电机初级在次级中来回运动切割磁感线，产生电流，电流通过馈能电路储存在车载电池中。另外，馈能控制模块的ECU通过位移传感器采集的数据可以对悬架作用力实现主动控制。通过两种工作模式的切换，既改善了车辆乘坐舒适性，又回收了部分振动能量，实现节能减排的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种主动液压互联式馈能悬架，属于车辆悬架

技术介绍
在重心较高的重型车上一般安有液压互联悬架，与传统独立式悬架相比不仅可以降低车辆的固有频率，还可以有效改善车辆的操纵稳定性。如采用液压反向互联式悬架的车辆，在转向时，侧倾角要小于其他车辆，从而提高行车安全性。互联悬架虽然可以改善车辆性能，但油液在系统管道的传动过程中，油液与管壁之间存在摩擦，油液分子间存在内摩擦，管道方向、断面积的改变都会造成系统压力的损失。随着车速的提高，路面等级变差，互联悬架功耗占发动机输出功率比重也会不断增大。中国专利CN201410555080公开提供了一种并联式液电馈能悬架系统；该专利技术可将由路面引起的振动能量部分转化为电能，且悬架系统中引入了液压整流桥，使得液压马达维持单向转动，从而提高了馈能的效率。但由于液压整流桥的引入，使得悬架系统的主动控制效果大大减弱，因为单向阀的止回作用使得其下游的油液很难对上游的流态产生影响，并且大量单向阀的引入也使得系统的压力损失进一步增大，设备安装和维护的成本也相应增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种主动液压互联式馈能悬架，该系统可以有效回收由路面激励产生的振动能量，并可以通过驱动电路对悬架实施主动控制。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种主动液压互联式馈能悬架，其特征在于，包括两个悬架系统，所述悬架系统包括第一双作用液压缸、第二双作用液压缸、弹簧、液压马达、齿轮、双齿齿轮齿条、上吊耳、直线电机固定板、直线电机、位移传感器、馈能控制模块，所述第一双作用液压缸、第二双作用液压缸分别与弹簧并联，并联后的上端与簧载质量铰接，下端与簧下质量铰接，所述第一双作用液压缸、第二双作用液压缸内均设置有活塞，所述活塞固定在活塞杆内，所述第一双作用液压缸、第二双作用液压缸分别设置在悬架系统的左右两侧，第一双作用液压缸的上腔与第二双作用液压缸的下腔、第一双作用液压缸的下腔与第二双作用液压缸的上腔分别通过一连接管路连通，所述两条连接管路上各安有一个液压马达，每个液压马达均通过传动轴与一个齿轮同轴连接，两个齿轮之间设有一双齿齿轮齿条，所述双齿齿轮齿条与两个齿轮啮合、且其上部与直线电机初级相连；所述直线电机外壳的上端固定于直线电机固定板下部，所述直线电机固定板上端与上吊耳连接；第一双作用液压缸、第二双作用液压缸的上部分别安装有位移传感器；所述馈能控制模块包括ECU，以及分别与ECU相连的车载电源、馈能电路、驱动电路，所述馈能电路还与车载电源相连，所述直线电机通过电路与馈能控制模块的馈能电路相连，两个所述位移传感器与馈能控制模块的ECU相连，分别用于采集左右悬架上端点位移信息，并将采集到的位移信息输入到馈能控制模块的ECU中；所述ECU根据位移信息与预设阀值信息的比照，输出控制指令控制驱动电路和馈能电路的闭合和开断；所述馈能电路用于将直线电机产生的电能传输到车载电源中；所述驱动电路用于将车载电源中的电能传输到直线电机中，从而驱动直线电机产生主动控制力。进一步地，所述双齿齿轮齿条与两个齿轮圆心的连线相垂直。进一步地，所述直线电机外壳的下端安有防尘罩及缓冲块。进一步地，所述齿轮、双齿齿轮齿条置于防尘罩的空腔内，且齿轮转动及齿条上下移动均不会与防尘罩发生接触。进一步地，所述缓冲块中间设有圆形开孔，所述双齿齿轮齿条穿过缓冲块。所述主动液压互联式馈能悬架具有主动减震、被动馈能两种模式；当车辆在平坦的路面上行驶时，馈能控制模块中ECU根据位移传感器采集到的位移信息与预设阀值信息进行对比，如果低于阀值且持续时间超过预设时长，则ECU导通馈能电路、断开驱动电路，此时主动液压互联式馈能悬架处于馈能模式，油液在连接管路中流动，流动的油液驱动位于连接管路上的液压马达转动，由于本新型悬架连接方式采用反向互联结构，同一悬架系统的两个液压马达的转速大小相等、方向相反，液压马达通过传动轴带动齿轮转动，两个齿轮与双齿齿轮齿条啮合，使得双齿齿轮齿条上下移动，带动直线电机初级在次级中来回运动切割磁感线，产生电流，电流通过馈能电路储存在车载电池中，从而实现活塞上下往复的机械能至电池中电能的转化。当车辆在较差路面上行驶时，馈能控制模块中ECU根据位移传感器采集到的位移信息与预设阀值信息进行对比，如果高于阀值或低于阀值的持续时间短于预设时长，则ECU导通驱动电路，断开馈能电路，此时主动液压互联式馈能悬架处于主动模式，同时ECU根据采集信息按照设计的控制逻辑计算出悬架所需的控制力，并输出相应的控制指令调节直线电机的运动状态，直线电机带动左右液压马达同步转动，从而改变系统的阻尼力，实现缓冲和衰减车身振动的主动控制。本专利技术与现有技术相比具有以下的主要优点：其一，结构简单紧凑，馈能效率高。所述新型悬架具有主动减震、被动馈能两种模式。被动模式下，左右悬架共用一台直线电机馈能，可以有效降低生产成本。同时，所述新型悬架避免了整流装置的引入，一定程度上减少了系统中油液的局部损失，从而提高馈能效率。其二，方便实现对悬架的主动控制。主动模式下，位移传感器实时将采集到的位移信息传递给ECU，由ECU根据采集信息按照设计的控制逻辑计算出悬架所需的控制力，并输出相应的控制指令调节直线电机的运动状态，直线电机带动左右液压马达同步转动，从而改变系统的阻尼力，实现缓冲和衰减车身振动的主动控制。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为馈能控制模块示意图。图中：1-簧载质量；2-上吊耳；3-直线电机固定板；4-直线电机；5-直线电机次级；6-缓冲块；7-位移传感器；8-活塞杆；9-活塞；10-第一双作用液压缸；11-齿轮；12-液压马达；13-双齿齿轮齿条；14-防尘罩；15-连接管路；16-轮胎等效弹簧；17-簧下质量；18-弹簧；19-第二双作用液压缸；20-馈能控制模块；21-直线电机初级；22-馈能电路；23-车载电源；24-ECU；25-驱动电路。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，本专利技术所述的主动液压互联式馈能悬架，包括前悬和后悬，所述前悬和后悬的结构相同，现以后悬的结构为例来说明主动液压互联式馈能悬架的结构。后悬包括上吊耳2、直线电机固定板3、直线电机4、缓冲块6、位移传感器7、活塞杆8、活塞9、第一双作用液压缸10、齿轮11、液压马达12、双齿齿轮齿条13、防尘罩14、连接管路15、弹簧18、第二双作用液压缸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动液压互联式馈能悬架，其特征在于，包括两个悬架系统，所述悬架系统包括第一双作用液压缸(10)、第二双作用液压缸(19)、液压马达(12)、齿轮(11)、双齿齿轮(11)齿条、上吊耳(2)、直线电机固定板(3)、直线电机(4)、位移传感器(7)、馈能控制模块(20)，所述上吊耳(2)上端与簧载质量(1)铰接，所述第一双作用液压缸(10)、第二双作用液压缸(19)分别与弹簧(18)并联，并联后的上端与簧载质量(1)铰接，下端与簧下质量(17)铰接，所述第一双作用液压缸(10)、第二双作用液压缸(19)内均设置有活塞(9)；所述活塞(9)固定在活塞杆(8)内所述第一双作用液压缸(10)、第二双作用液压缸(19)分别设置在悬架系统的左右两侧，第一双作用液压缸(10)的上腔与第二双作用液压缸(19)的下腔、第一双作用液压缸(10)的下腔与第二双作用液压缸(19)的上腔分别通过一连接管路(15)连通，所述两条连接管路(15)上各安有一个液压马达(12)，每个液压马达(12)均通过传动轴与一个齿轮(11)同轴连接，两个齿轮(11)之间设有一双齿齿轮(11)齿条，所述双齿齿轮(11)齿条与两个齿轮(11)啮合、且其上部与直线电机初级(21)相连；所述直线电机(4)外壳的上端固定于直线电机固定板(3)下部，，所述直线电机固定板(3)上端与上吊耳(2)连接；第一双作用液压缸(10)、第二双作用液压缸(19)的上部分别安装有位移传感器(7)；所述馈能控制模块(20)包括ECU(24)，以及分别与ECU(24)相连的车载电源(23)、馈能电路(22)、驱动电路(25)，所述馈能电路(22)还与车载电源(23)相连，所述直线电机(4)通过电路与馈能控制模块(20)的馈能电路(22)相连，两个所述位移传感器(7)与馈能控制模块(20)的ECU(24)相连，分别用于采集左右悬架上端点位移信息，并将采集到的位移信息输入到馈能控制模块(20)的ECU(24)中；所述ECU(24)根据位移信息与预设阀值信息的比照，输出控制指令控制驱动电路(25)和馈能电路(22)的闭合和开断；所述馈能电路(22)用于将直线电机(4)产生的电能传输到车载电源(23)中；所述驱动电路(25)用于将车载电源(23)中的电能传输到直线电机(4)中，从而驱动直线电机(4)产生主动控制力。...

【技术特征摘要】
1.一种主动液压互联式馈能悬架，其特征在于，包括两个悬架系统，所述悬架系统包括
第一双作用液压缸(10)、第二双作用液压缸(19)、液压马达(12)、齿轮(11)、双齿齿轮
(11)齿条、上吊耳(2)、直线电机固定板(3)、直线电机(4)、位移传感器(7)、馈能控
制模块(20)，所述上吊耳(2)上端与簧载质量(1)铰接，所述第一双作用液压缸(10)、
第二双作用液压缸(19)分别与弹簧(18)并联，并联后的上端与簧载质量(1)铰接，下端
与簧下质量(17)铰接，所述第一双作用液压缸(10)、第二双作用液压缸(19)内均设置有
活塞(9)；所述活塞(9)固定在活塞杆(8)内所述第一双作用液压缸(10)、第二双作用液
压缸(19)分别设置在悬架系统的左右两侧，第一双作用液压缸(10)的上腔与第二双作用
液压缸(19)的下腔、第一双作用液压缸(10)的下腔与第二双作用液压缸(19)的上腔分
别通过一连接管路(15)连通，所述两条连接管路(15)上各安有一个液压马达(12)，每个
液压马达(12)均通过传动轴与一个齿轮(11)同轴连接，两个齿轮(11)之间设有一双齿
齿轮(11)齿条，所述双齿齿轮(11)齿条与两个齿轮(11)啮合、且其上部与直线电机初
级(21)相连；所述直线电机(4)外壳的上端固定于直线电机固定板(3)下部，，所述直线
电机固定板(3)上端与上吊耳(2)连接；第一双作用液压缸(10)、第二双作用液压缸(19)
的上部分别安装有位移传感器(7)；
所述馈能控制模块(20)包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙，张承龙，汪若尘，叶青，江浩斌，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32