一種液電饋能式半主動控制減振器系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于車輛懸架減振器系統技術領域，尤其涉及一種液電饋能式半主動控制減振器系統。
【背景技術】
[0002]車輛在行駛過程中會受到不平路面的持續激勵，引起簧上質量的垂直振動和輪胎動載荷的連續變化，直接影響車輛的平順性和操縱穩定性。傳統液力減振器是將簧上質量與簧下質量的相對運動機械能通過阻尼作用轉化為熱能耗散。而饋能懸架是將這部分振動機械能轉化為液壓能或者電能，供給車輛上其他設備使用，從而達到降低車輛能量消耗的目的。
[0003]目前車輛饋能懸架系統的結構形式主要分為機械液壓式饋能(包括曲柄連桿式、靜液蓄能式)、電磁式饋能(包括電磁線圈感應式、齒輪齒條式、滾珠絲桿式、直線電機式)以及液電復合式饋能。液電饋能式半主動控制減振器屬于液電復合式，包括雙筒液壓減振模塊和液電饋能控制模塊，利用工作油液在油道里的運動推動液壓馬達旋轉，從而帶動旋轉電機的回轉運動，從而將車身與車輪間的機械振動能量轉化為電能。經過科研人員的大量研宄，現存的各種饋能懸架仍有若干缺點，無法達到傳統減振器的使用要求；本發明所提出的液電饋能式半主動控制減振器的綜合性能好，實用性強。
[0004]中國專利1626370A設計采用滾珠絲桿機構，將簧載質量與非簧載質量之間的直線運動轉化為電機的旋轉運動。饋能裝置由滾珠絲桿機構和電機組成，在車輛的行駛過程中，將回收的能量儲存在電池。隨著不平路面的持續激勵，饋能減振器作壓縮運動和伸張運動，滾珠螺母沿軸向上下移動，帶動滾珠絲桿和電機轉子作正反轉動。根據車身振動狀態，電機控制電路使電機處于電動或者制動狀態，從而主動衰減不平路面產生的車身振動和沖擊。滾珠絲桿式饋能懸架將傳統的液力裝置替換成機械裝置，這種結構形式的缺點是由于傳動系統內部間隙的存在，饋能裝置對高頻信號的頻率響應函數不為零。因此，滾珠絲桿式饋能懸架在低頻大振幅激勵下，懸架特性和能量回收效率較好，而受到高頻激勵時，懸架特性不理想，能量回收效率較低。
[0005]中國專利CN101749353A設計采用四個單向閥組成的液壓整流橋，形成“機-電-液” 一體化液電饋能裝置，將簧載質量與非簧載質量之間的直線運動轉化為液體的流動。無論是壓縮運動和伸張運動，經過單向閥液壓整流橋后，液體都沿同一方向通過液壓馬達，帶動發電機發電。該方案可以使液壓馬達始終沿同一方向旋轉，發電機處于較高的工作效率，液電饋能裝置的整體效率較高。然而，單向閥的開閉完全依靠前后端的液體壓力，活塞運動換向時，液體對單向閥的沖擊較大，影響單向閥的工作壽命。由于液壓缸有桿腔和無桿腔的體積變化不同，造成壓縮行程的阻尼力大于伸張形成的阻尼力，與傳統液力減振器的外特性相反，不便于實際工程應用。
[0006]中國專利CN103244495A設計采用電控整流閥，控制單元通過比較活塞上、下腔壓力傳感器采集的壓力信號，判斷整流閥前端液體流向，通過電磁閥對整流閥閥芯位置進行控制，對減振器缸筒中流出的液體進行整流，整流后的液流驅動液壓馬達始終沿一個方向旋轉，帶動發電機處于較高效率狀態下發電，從而實現振動機械能量轉化為電能。然而，車輛在行駛過程中受到不平路面的持續激勵，造成簧載質量的往復壓縮運動和伸張運動，電控整流閥處于連續的調整狀態，大大降低了其使用壽命。同時，一旦電控整流閥工作失效，該減振器的使用性能難以滿足車輛的行駛要求。
[0007]以上將振動機械能量進行饋能回收的裝置當中，中國專利1626370A存在電機轉子隨著懸架的往復運動旋轉方向正反交替切換的問題，產生大量的慣量損失，降低了電機的發電效率。中國專利CN101749353A和中國專利CN103244495A采用閥的結構解決了電機轉子旋轉方向正反切換的問題，提高了發電機的工作效率，但是液壓整流橋的某個單向閥工作實效，會造成系統無法正常工作，同時不便于維修；利用電控整流閥可以減少液壓整流橋產生的液壓能量損失，不過對其使用壽命提出了較高要求，不適用于長時間實際使用。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，而提供一種液電饋能式半主動控制減振器系統，可基于傳統雙筒液壓減振器改造而成，在達到車輛對減振器阻尼特性基本要求前提下，能夠回收懸架振動耗散的機械能，使其轉換為電能，達到車輛節能的目的；并且可以實現阻尼力的半主動控制，提升車輛的行駛平順性。
[0009]本發明的目的是通過如下技術方案來完成的。這種液電饋能式半主動控制減振器系統，主要包括由液壓工作缸、儲油缸、活塞、空心活塞桿、壓縮閥、補償閥所構成的雙筒液壓減振模塊和由空心活塞桿轉接頭、蓄能器、儲油缸轉接頭、液壓饋能管路、液壓馬達、發電機、負載控制電路所構成的液電饋能控制模塊，所述的儲油缸的一側外壁上鉆有一圓孔，通過該圓孔焊接儲油缸轉接頭；所述的位于液壓工作缸內的空心活塞桿的頂端處徑向引出一個出油口，并在出油口處焊接空心活塞桿轉接頭；所述的液壓馬達的前端通過液壓管路與空心活塞桿的空心活塞桿轉接頭相連，液壓回路中采用三通管接頭連接一個蓄能器；所述的液壓馬達的后端通過液壓管路與儲油缸的儲油缸轉接頭相連，液壓回路中連接有一個低壓蓄能器；所述的液壓馬達通過聯軸器與發電機相連，發電機與負載控制電路連接并調節；所述的空心活塞桿的頂端與上吊耳相連，所述的儲油缸的底端與下吊耳相連。所述的空心活塞桿的無油道末端相連有一個活塞，該活塞位于液壓工作缸之中；活塞的上方空間部分為液壓缸有桿腔，下方空間部分為液壓缸無桿腔。
[0010]作為優選，所述的儲油缸位于液壓工作缸的外部，儲油缸的上方外部套有防塵罩；液壓工作缸的下端設置有支承座，該支承座上安裝有壓縮閥和補償閥，且該支承座位于儲油缸的下方內部。
[0011]作為優選，所述的空心活塞桿的軸向芯部設有不貫穿的中心孔，在空心活塞桿下部沿徑向開一通孔，并與中心孔連通。
[0012]作為優選，所述的活塞分為有閥系活塞和無閥系活塞，有閥系活塞內設置有流通閥，該流通閥連通于液壓缸有桿腔與液壓缸無桿腔；無閥系活塞其外部的液壓馬達的液壓管路上并聯一個單向閥，單向閥的開啟方向與液壓馬達的旋轉方向相反。
[0013]作為優選，所述的蓄能器和低壓蓄能器采用皮囊式蓄能器。
[0014]本發明的有益效果為:
[0015]其一，饋能減振器的阻尼特性符合車輛對減振器拉伸以及壓縮行程阻尼力的配比要求，壓縮行程達到傳統減振器的被動減振效果，在拉伸行程進行振動能量回收以及阻尼力的半主動控制；饋能效果以及平順性到達一定程度上的平衡；
[0016]其二，能夠有效回收車輛懸架振動所耗散的機械能量，系統“慣量損失”低于其他方案的饋能減振器，電機旋轉方向固定，能量回收效率高；
[0017]其三，可在傳統液壓減振器基礎上進行改造，利用其膜片閥組，其彈性特性曲線平滑，減振器的外特性優良，可應用于不同的車型，調校方便；
[0018]其四，對傳統液力減振器的零部件改動較小，結構簡單，易于安裝、拆卸和維修，同時發電機的使用壽命長，系統實用性強。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的主要實施例具體結構示意圖。
[0020]圖2為本發明的基本原理圖。
[0021]圖3為本發明中空心活塞桿的結構示意圖。
[0022]圖4為本發明的另一實施例的結構示意圖。
[0023]圖5為本發明的另一實施例的基本原理圖。
[0024]附圖中的標號分別為:1、上吊耳；2、空心活塞桿轉接頭；3、蓄能器；4、三通管接頭；5、液壓馬達；6、發電機；7、負載控制電路；8、液壓管路；9、儲油缸轉接頭；10、下吊耳；11、壓縮閥；12、補償閥；13、支承座；14、液壓工作缸；15、有閥系活塞；16、流通閥；17、空心活塞桿；18、儲油缸；19、防塵罩；20、液壓缸有桿腔；21、低壓蓄能器；22、單向閥；23、無閥系活塞；24、液壓缸無桿腔；171、中心孔；172、通孔。
【具體實施方式】
[0025]下面將結合附圖對本發明做詳細的介紹:如附圖1、2所示，本發明主要包括由液壓工作缸14、儲油缸18、活塞15、空心活塞桿17、壓縮閥11、補償閥12所構成的雙筒液壓減振模塊和由空心活塞桿轉接頭2、蓄能器3、儲油缸轉接頭9、液壓饋能管路8、液壓馬達5、發電機6、負載控制電路7所構成的液電饋能控制模塊，所述的儲油缸18的一側外壁上鉆有一圓孔，通過該圓孔焊接儲油缸轉接頭9 ;所述的位于液壓工作缸14內的空心活塞桿17的頂端處徑向引出一個出油口，并在出油口處焊接空心活塞桿