[实用新型]汽车悬架系统及其混合型执行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种汽车悬架系统及其混合型执行器。

背景技术

目前先进车辆开始采用主动悬架，可实现在不同的行驶条件下悬架性能最优，显著改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性，主动悬架的减振器是实现主动控制的关键部件。

目前，液力式主动悬架执行器已经广泛应用在高端乘用车和商用车上，但其缺点为成本较高、能耗大、结构复杂和附加系统(供油系统等)质量较大。性能介于被动悬架与主动悬挂之间的半主动悬架，采用阻尼可调的液力减振器（执行器），也能较好改善汽车性能，比主动悬架的结构更简单，更节能，成本更低，而且技术也已相对成熟，广泛应用于各类中高端车辆上。汽车传统液压减振器耗散了大量的振动能量，由于能量回馈是减低能耗和减少使用成本的一个重要手段，目前的主动或半主动悬架的液力减振器均无法回收这些能量，因此，电磁馈能型主动悬架应运而生，其目标是在保持传统悬架各项性能要求下尽可能回收由不平路面激励引起的振动能量，用以提供主动减振之用。

电磁式馈能型悬架是指利用电磁感应定律通过悬架的伸长和拉伸切割磁力线产生感应电动势（即发电机原理），将悬架的振动能量转化为可储存和再利用的电能，同时也达到减振性能目标，实现半主动悬架功能。反过来，如果向此馈能电机供电，产生主动的电动力，干预车身与车轮的运动，两种方式综合起来则可以实现主动控制悬架功能。目前，电磁馈能主动悬架的电磁减振器在结构上可分为直线电机式和旋转电机式两类。其中，旋转电机式主要有采用“滚珠丝杠+旋转电机”式电磁作动器和“齿轮齿条+旋转电机”式电磁减振器。

现有主动悬架电磁减振器设计主要存在以下问题：

1）效率低。由于汽车行驶路况和工况的复杂性，乘用车减振器的最大阻尼力约在2000-3000N，最大耗散功率能达到2000W以上，但是大部分的行车路况下，减振器平均的耗散功率在100W以下，而馈能电机要满足减振能力必须按最大的功率要求来选择，即达到千瓦级别以上，致使馈能系统成本增加，而且馈能电机也无法在高效区进行能量回收。

2）减振器尺寸及重量大幅增加。跟目前传统汽车的减振器相比，不管是采用直线电机的电磁减振器，还是采用旋转电机式的电磁减振器方案，要达到相同的减振能力（即1000W级别以上），减振器重量及尺寸均大幅增加，并且在短期内也无法实现小型化及轻量化，这给整车布置及节能带来新的难题。

3）可靠性及耐久性差。采用旋转电机式的电磁减振器方案，还存在因摩擦力带来的馈能效率低，惯性质量大以及承受长期振动冲击的可靠性和耐久性较差等问题。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供一种汽车悬架系统及其混合型执行器，其结构简单紧凑，能够实现多种适用于减振的工作模式，其高效、安全、可靠、耐久。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种混合型执行器，包括：同一直线上排列的、且相互联动设置的直线电机及液压缸；所述液压缸包括被活塞分为第一腔室和第二腔室的缸体，所述缸体外壁设置有旁通管，所述旁通管两端分别连通至所述第一腔室和所述第二腔室，所述旁通管上设置有可调节所述旁通管的节流面积大小的电磁阀。

进一步地，所述活塞上设置有与所述第一腔室和所述第二腔室连通的节流孔。

进一步地，所述混合型执行器可选择性地实现电磁馈能、电磁主动、液力被动、液力半主动、或电磁力与液力混合全主动的工作模式。

进一步地，所述活塞中心设置有向其两端延伸并可伸出所述缸体的活塞杆；所述直线电机包括筒状的壳体、固设于所述壳体内壁的定子、联接于所述壳体上端的安装座、以及支承于所述安装座上的动子，所述动子可以在所述壳体内与所述定子发生轴向相对运动；其中，所述动子远离所述安装座的一端与所述活塞杆一端相对固定连接，进而使得所述动子与所述活塞杆联动。

进一步地，所述缸体两端供所述活塞杆伸缩的开口处分别安装有密封圈。

进一步地，所述壳体内壁设置有用于检测所述动子相对于所述定子位移的位置传感器。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种汽车悬架系统，包括如上述任一项实施例所述的混合型执行器，还包括：控制终端；与所述控制终端电连接的驱动及蓄能控制电路；及与所述驱动及蓄能控制电路电连接的可充电电源；其中，所述驱动及蓄能控制电路分别与所述混合型执行器中的直线电机及电磁阀电连接。

进一步地，所述汽车悬架系统包括悬架弹簧，所述悬架弹簧与所述混合型执行器并列设置、或者套设于所述混合型执行器外。