一種電動汽車用半主動懸架阻尼調節裝置的製作方法

2023-06-03 13:34:26

本發明涉及車輛節能減排技術領域，特別涉及一種電動汽車用半主動懸架阻尼調節裝置。

背景技術：

隨著汽車保有量的持續增加以及國家對於節能環保要求的提高，汽車節能減排成為汽車產業發展面臨的首要問題。電動汽車因其零排放的優勢已經成為國家重點發展的對象，但是汽車充電時間長及其行駛裡程相對較短的問題限制了其發展和應用。如果能夠將汽車行駛過程中，車身的振動能量進行回收利用，將會有效提升其行駛裡程，進而提高汽車的經濟性。

當前，汽車懸架系統往往採用液壓減振器或者磁流變減振器等傳統減振器調節懸架系統的阻尼力，很難實現汽車不同運行路況下阻尼力的連續調節，同時將車身上下運動的振動能量轉換成熱能消耗掉，不利於汽車經濟性能的提高。

技術實現要素：

為了解決現有技術所存在的汽車懸架阻尼不能連續調節，車身振動能量不能回收利用的缺陷，本發明提供一種實現阻尼力連續調節並實現振動能量回收的電動汽車用半主動懸架阻尼調節裝置。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：

一種電動汽車用半主動懸架阻尼調節裝置，包括與汽車車身連接的螺旋絲槓機構，所述的螺旋絲槓機構下方連接有cvt輸入軸，螺旋絲槓機構將汽車車身的上下振動轉換成cvt輸入軸的轉動，還包括發電機，所述的發電機連接有cvt輸出軸，cvt輸入軸和cvt輸出軸之間通過無級變速裝置連接。

進一步的，所述的螺旋絲槓機構包括與汽車車身固定的螺旋螺母和與螺旋螺母螺紋連接的螺旋螺杆，所述的螺旋螺杆和cvt輸入軸固定連接。

進一步的，所述的無級變速裝置包括與cvt輸入軸連接的主動帶輪盤組和與cvt輸出軸連接的從動帶輪盤組，所述的主動帶輪盤組和從動帶輪盤組之間設有傳動v帶。

進一步的，所述的主動帶輪盤組包括主動帶輪定盤和主動帶輪動盤，所述的cvt輸入軸和主動帶輪定盤固定，所述的主動帶輪動盤上連接有驅動主動帶輪動盤沿軸向運動的第一驅動裝置，所述的從動帶輪盤組包括從動帶輪定盤和從動帶輪動盤，所述的cvt輸出軸和從動帶輪定盤固定，所述的從動帶輪動盤上連接有驅動從動帶輪動盤沿軸向運動的第二驅動裝置。

進一步的，所述的發電機的輸出軸通過聯軸器與cvt輸出軸連接。

有益效果：

(1)本發明採用直流發電機與帶式無級變速裝置相結合，通過調節帶式無級變速裝置的速比實現懸架系統阻尼的調節，可實現阻尼的連續調節，提高汽車行駛的平順性；

(2)本發明利用直流發電機可實現車身振動能量的回收利用，可提高電動汽車的經濟性，從而提高電動汽車的行駛裡程。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明的半主動懸架阻尼調節裝置結構示意圖；

圖2是本發明的直流發電機電路圖。

其中，1、發電機，2、發電機輸出軸，3、聯軸器，4、從動帶輪定盤，5、從動帶輪動盤，6、cvt輸出軸，7、傳動v帶，8、cvt輸入軸，9、主動帶輪動盤，10、主動帶輪定盤，11、螺旋螺母，12、螺旋螺杆，13、汽車車身。

具體實施方式

一種電動汽車用半主動懸架阻尼調節裝置，包括與汽車車身13連接的螺旋絲槓機構，螺旋絲槓機構下方連接有cvt輸入軸8，螺旋絲槓機構將汽車車身13的上下振動轉換成cvt輸入軸8的轉動，還包括發電機1，發電機1連接有cvt輸出軸6，cvt輸入軸8和cvt輸出軸6之間通過無級變速裝置連接。具體的，發電機1的發電機輸出軸2通過聯軸器3與cvt輸出軸6連接。

螺旋絲槓機構包括與汽車車身13固定的螺旋螺母11和與螺旋螺母11螺紋連接的螺旋螺杆12，螺旋螺杆12和cvt輸入軸8固定連接。也可以採用汽車車身13固定連接螺杆，cvt輸入軸8固定螺母的形式，只要能將汽車車身13的上下振動轉換成cvt輸入軸的螺旋絲槓機構均可。

無級變速裝置包括與cvt輸入軸8連接的主動帶輪盤組和與cvt輸出軸6連接的從動帶輪盤組，主動帶輪盤組和從動帶輪盤組之間設有傳動v帶7。

主動帶輪盤組包括主動帶輪定盤10和主動帶輪動盤9，cvt輸入軸8和主動帶輪定盤10固定，主動帶輪動盤9上連接有驅動主動帶輪動盤9沿軸向運動的第一驅動裝置，從動帶輪盤組包括從動帶輪定盤4和從動帶輪動盤5，cvt輸出軸6和從動帶輪定盤4固定，從動帶輪動盤5上連接有驅動從動帶輪動盤5沿軸向運動的第二驅動裝置。

cvt即為無級變速傳動，本發明的主動帶輪定盤10和主動帶輪動盤9之間形成v形槽，從動帶輪定盤4和從動帶輪動盤5也形成v形槽，傳動v帶7卡在v形槽中，當第一驅動裝置驅動主動帶輪動盤9靠近主動帶輪定盤10時，傳動v帶7被向外擠壓，主動帶輪盤的工作半徑變大，當第一驅動裝置驅動主動帶輪動盤9遠離主動帶輪定盤10時，傳動v帶7向內運動，主動帶輪盤的工作半徑變小，同理，從動帶輪盤組的工作半徑也是這樣調整的，從而實現傳動比的調整。

直流發電機負載轉矩與轉角的關係為：

負載轉矩:

其中，ke和kt分別代表發電機轉矩和轉速常數，負載轉矩τi用於產生半主動懸架的阻尼力，θ代表電機轉角，rint和rload分別代表發電機的內阻和充電負載的電阻。

車身上下振動作用在螺旋絲槓上的力：

其中，

綜合公式(4)、(5)和(6)，可以得到作用在螺旋絲槓上的力與車身的相對速度和加速度的關係如下：

式中，jm，和ja分別代表發電機輸出軸、無級變速裝置輸出軸、無級變速裝置輸入軸以及螺旋絲槓螺杆的轉動慣量；z為車身相對輪胎的相對運動；rs和rp分別代表無級變速裝置從動帶輪和主動帶輪的工作半徑；p為螺旋絲槓的螺距。

包含該阻尼調節裝置和彈簧的半主動懸架系統的動力學方程如下：

對其簡化可得：

其中：

yt＝m·y·ω2.m是簧載質量

k懸架彈簧的剛度。

由公式(9)可看出，可以通過控制帶式無級變速裝置的速比，實現懸架阻尼力的調節；而帶式無級變速裝置速比的調節，可以採用單個直流電機及其相應的傳動執行機構實現。

本發明採用直流發電機，可將汽車的上下振動能量轉換成電能，儲存到電池裡面，並為電動汽車行駛提供能量，提升電動汽車的行駛裡程。

應當理解，以上所描述的具體實施例僅用於解釋本發明，並不用於限定本發明。由本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處於本發明的保護範圍之中。