[发明专利]一种馈能式混合电磁减振系统

说明书

本发明提供了一种馈能式混合电磁减振系统，包括线性电磁阻尼器/作动器和线性电磁车轮动力吸振器，线性电磁阻尼器/作动器包括动子和定子，动子包括实心轴和线性电磁车身动力吸振器。本发明的线性电磁车轮动力吸振器能够阻隔车轮传递至车身的振动，并将车辆车身与车轮相对运动形成的机械功率转化为电功率；线性电磁车身动力吸振器将车身振动吸收为车轮吸振子的振动，同时提高系统的馈能功率。

技术领域

本发明涉及车辆系统减振技术领域，具体涉及一种馈能式混合电磁减振系统。

背景技术

悬架系统是汽车的关键子系统，用于传递车身和车轮之间的力和力矩，缓和冲击、衰减振动，关系到汽车的舒适性、安全性等所有动力学性能。传统“弹簧-阻尼”结构的被动/半主动悬架难以有效改善汽车的动力学性能，并且产生的振动能量都以热能的形式耗散掉，造成了能量浪费；电液式主动悬架和空气主动悬架虽然能够大幅提升汽车的动力学性能，但结构上始终受限于执行器的固有特性，普遍存在能耗高、响应滞后、可控带宽小等共性问题。因此，现有悬架结构体系的综合性能(包括动力学性能和节能性能)难以满足未来汽车“更舒适、更安全、更节能”的发展需要。解决这一技术难题需要从悬架系统结构创新入手。电磁悬架采用旋转电机或直线电机作为系统执行器，具有能量再生和主动控制双重功能，能够有效解决车辆减振系统动力学性能与节能性能之间的矛盾关系。

虽然引入线性电机的减振系统为解决车辆减振系统动力学性能与节能性能之间的矛盾关系提供了思路，但当前的研究重点主要聚焦于如何最大限度地提高能量再生模式下的馈能功率，这主要是因为主动控制模式下的良好动力学控制效果总是以高能耗为代价的，与汽车节能的发展主题相悖。但如果从另一个角度来看待悬架系统主动控制模式高能耗的问题，其实可以得到一个有趣的观点：正因为主动悬架的能耗高，因此具备更大的节能潜力与研究空间。若能从结构上或是控制方法上降低主动控制模式的能耗，协调其与改善汽车动力学性能间的矛盾关系，将能够进一步促进主动悬架的发展与应用。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种馈能式混合电磁减振系统，提高能量再生模式下的馈能功率。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种馈能式混合电磁减振系统，包括线性电磁阻尼器/作动器和线性电磁车轮动力吸振器，所述线性电磁车轮动力吸振器与线性电磁阻尼器/作动器的定子通过缸体刚性连接；

所述线性电磁阻尼器/作动器包括动子和定子，定子和动子之间留有第一气隙；

所述动子包括实心轴和线性电磁车身动力吸振器，所述线性电磁车身动力吸振器包括第一环形滑动轴承、第二环形滑动轴承、第一永磁体、第一弹性材料和第二弹性材料；所述第一弹性材料、第二弹性材料分别固定在动子内部的上端和下端，所述第一永磁体设置在第一弹性材料和第二弹性材料之间，所述第一环形滑动轴承嵌套在实心轴和第一永磁体之间，所述第二环形滑动轴承嵌套在第一永磁体和定子之间；

所述定子上开设有第一线槽，第一线槽用于绕制第一线圈绕组；

所述线性电磁车轮动力吸振器包括车轮吸振子，车轮吸振子包括第二永磁体、第四环形滑动轴承、第五环形滑动轴承、第三弹性材料和第四弹性材料；所述第三弹性材料和第四弹性材料分别固定在缸体内部的上端和下端，所述第二永磁体设置在第三弹性材料和第四弹性材料之间，所述第四环形滑动轴承嵌套在第二永磁体和缸体内壁之间，所述第五环形滑动轴承嵌套在第二永磁体和导向轴之间；

所述缸体内部上下端之间固定有导向轴，导向轴与车轮吸振子之间留有第二气隙，导向轴外壁固定第六环形滑动轴承；所述导向轴上开设有第二线槽，第二线槽用于绕制第二线圈绕组。

进一步，所述定子与动子之间嵌套第三环形滑动轴承，定子通过第三环形滑动轴承与动子保持相对移动。

更进一步，所述定子内部底端固定有缓冲块。