一种车辆液电混合可馈能主动悬架的制作方法

本发明属于车辆主动悬架技术领域，尤其是液电混合主动悬架。

背景技术：

现有车辆液电混合主动悬架技术几乎都是基于机电设备用电液伺服系统的设计思路发展而来的。理论与实验均已证明，液电混合主动悬架对提升车辆动力学性能效果优异，但是由于系统复杂、重量体积大、成本高、能耗大，长期以来被公认为没有实用价值。

技术实现要素：

为解决现有技术方案存在的上述问题，本发明提出了一种车辆液电混合可馈能主动悬架，具有系统较简、重量体积较小、成本较低、能耗较少、部分能量可分时回收、安全可靠等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种车辆液电混合可馈能主动悬架，包括电动/发电机、双向液压泵、液压缸、电磁阀和悬架弹簧，所述液压缸被活塞分为上、下两个腔，所述液压缸的活塞杆、筒体分别与簧下质量件、簧上质量件连接；所述簧下质量件、簧上质量件之间设置所述悬架弹簧；

所述双向液压泵的一个油口与电磁阀的一个油口连接，双向液压泵的另一个油口与液压缸的一个油口连接，电磁阀的另一个油口与液压缸的另一个油口连接；所述液压缸的上油腔、双向液压泵、电磁阀、液压缸的下油腔通过所述的油路相互连通，形成一个与大气隔绝的内部空间，所述内部空间充满油液或油气混合液；

所述电动/发电机的转子轴与双向液压泵的驱动轴连接，所述电动/发电机的绕组与电力电子系统连接。

进一步，所述电磁阀是一种两位两通电磁阀，其中一位是直通阀，另一位是阻尼阀。

优选的，所述的阻尼阀中，双向阻尼相同或不相同。

再进一步，所述液压缸的上、下两个油腔分别设置了油压传感器。

更进一步，所述液压缸设有独立的气室，通过浮动活塞与油液隔离。

或者是：所述液压缸设有独立的气室，通过囊皮与油液隔离。

所述气室充有一定压力的惰性气体，如氮气。

所述双向液压泵是齿轮泵，所述电动/发电机是永磁电机，作为电动机时控制方式为力矩控制。

所述悬架弹簧为金属螺旋弹簧、空气弹簧、钢板弹簧。

所述液压缸的活塞杆与簧上质量件连接，所述液压缸的筒体与簧下质量件连接，或者是：所述液压缸的活塞杆与簧下质量件连接，所述液压缸的筒体与簧上质量件连接。

本发明的有益效果主要表现在：系统较简、重量体积较小、成本较低、能耗较少、部分能量可分时回收、安全可靠，对于乘用车、商用车、特种车、轨道车辆等均具有实用价值。

附图说明

图1是本发明所述的车辆液电混合可馈能主动悬架的一个实施例示意图。

图2是本发明所述的车辆液电混合可馈能主动悬架另一个实施例示意图。

图3是本发明所述的车辆液电混合可馈能主动悬架又一个实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

实施例1

参照图1，一种车辆液电混合可馈能主动悬架，包括电动/发电机6、双向液压泵5、液压缸4、电磁阀7、油路8～10和悬架弹簧3，所述液压缸4被活塞13分为上、下两个油腔。

所述液压缸4的活塞杆14与簧下质量件1连接，所述液压缸4的筒体与簧上质量件2连接。或者，倒过来安装也可以，所述液压缸4的活塞杆14与簧上质量件2连接，所述液压缸4的筒体与簧下质量件1连接。

所述双向液压泵5的一个油口与电磁阀7的一个油口连接，双向液压泵5的另一个油口与液压缸的一个油口12连接，电磁阀7的另一个油口与液压缸4的另一个油口11连接。

通过所述的油路8～10，所述液压缸4的上油腔、双向液压泵4、电磁阀7、液压缸4的下油腔相互连通，形成一个与大气隔绝的内部空间，所述内部空间充满油气混合液。

所述电动/发电机6的转子轴与双向液压泵5的驱动轴连接。

所述电动/发电机6的绕组与相应的电力电子系统连接。

作为图1最佳实施方案，所述电磁阀7是一种两位两通电磁阀，其中一位是直通阀，另一位是阻尼阀，所述的阻尼阀可以设置为双向阻尼相同，也可以不相同。

所述的上、下两个油腔分别设置了油压传感器18和19。

所述双向液压泵5是齿轮泵。

所述电动/发电机6是永磁电机，作为电动机时控制方式为力矩控制。

所述悬架弹簧3为金属螺旋弹簧、空气弹簧、钢板弹簧。

所述活塞杆14与15直径相等。

所述筒体16与液压缸4固接成一体，所述筒体16上设置了通气孔17。

图1实施例的工作原理：

所述电磁阀7的功用是根据控制系统指令进行悬架的主动工况与被动工况的切换，当电磁阀7的直通阀接通时，悬架进入主动工况；当电磁阀7的阻尼阀接通时，悬架进入被动工况。何时需要进行主动与被动切换，完全由控制系统决定；当主动悬架系统出现断电或故障时，悬架可立刻切换到被动工况。

主动工况时，电磁阀7切换为直通阀：

当簧上质量件2需要得到一个向上推力时，电动/发电机6拖动双向液压泵5将液压缸4下腔的油液泵入上腔，上腔的压力升高，下腔的压力降低，簧上质量件2得到了向上推力。推力的大小完全由控制系统决定。

当簧上质量件2需要得到一个向下拉力时，电动/发电机6拖动双向液压泵5将液压缸4上腔的油液泵入下腔，下腔的压力升高，上腔的压力降低，簧上质量件2得到了向下拉力。拉力的大小完全由控制系统决定。

当簧上质量件2不需要推力和拉力时，控制系统立刻切换为发电工况，此时簧上质量件2与簧下质量件1的相对运动将使油液在油路8～10中来回流动，带动电动/发电机6转子旋转，实现发电。

被动工况时，电磁阀7切换为阻尼阀：

此时液压缸4、双向液压泵4、电磁阀7的阻尼阀通过油路8～10构成了阻尼器，实现了传统减振器的功能。

此时控制系统可切换为发电工况，簧上质量件2与簧下质量件1的相对运动同样将使油液在油路8～10中来回流动，带动电动/发电机6转子旋转，实现发电。

实施例2

参照图，一种车辆液电混合可馈能主动悬架，包括电动/发电机6、双向液压泵5、液压缸4、电磁阀7、油路8～10和悬架弹簧3，所述液压缸4被活塞13分为上、下两个油腔。

所述液压缸4的活塞杆14与簧下质量件1连接，所述液压缸4的筒体与簧上质量件2连接。或者，倒过来安装也可以，所述液压缸4的活塞杆14与簧上质量件2连接，所述液压缸4的筒体与簧下质量件1连接。

所述双向液压泵5的一个油口与电磁阀7的一个油口连接，双向液压泵5的另一个油口与液压缸的一个油口12连接，电磁阀7的另一个油口与液压缸4的另一个油口11连接。

通过所述的油路8～10，所述液压缸4的上油腔、双向液压泵4、电磁阀7、液压缸4的下油腔相互连通，形成一个与大气隔绝的内部空间，所述内部空间充满油液。

所述电动/发电机6的转子轴与双向液压泵5的驱动轴连接。

所述电动/发电机6的绕组与相应的电力电子系统连接。

作为图2最佳实施方案，所述电磁阀7是一种两位两通电磁阀，其中一位是直通阀，另一位是阻尼阀，所述的阻尼阀可以设置为双向阻尼相同，也可以不相同。

所述液压缸4的上、下两个油腔分别设置了油压传感器18和19。

所述液压缸4还设有独立的气室21，通过浮动活塞20与油液隔离。

所述气室21充有一定压力的惰性气体，如氮气。

所述双向液压泵5是齿轮泵。

所述电动/发电机6是永磁电机，作为电动机时控制方式为力矩控制。

所述悬架弹簧3为金属螺旋弹簧、空气弹簧、钢板弹簧。

图2实施例的工作原理：

所述电磁阀7的功用是根据控制系统指令进行悬架的主动工况与被动工况的切换，当电磁阀7的直通阀接通时，悬架进入主动工况；当电磁阀7的阻尼阀接通时，悬架进入被动工况。何时需要进行主动与被动切换，完全由控制系统决定；当主动悬架系统出现断电或故障时，悬架可立刻切换到被动工况。

主动工况时，电磁阀7切换为直通阀：

当簧上质量件2需要得到一个向上推力时，电动/发电机6拖动双向液压泵5将液压缸4上腔的油液泵入下腔，下腔的压力升高，上腔的压力降低，簧上质量件2得到了向上推力。推力的大小完全由控制系统决定。

当簧上质量件2需要得到一个向下拉力时，电动/发电机6拖动双向液压泵5将液压缸4下腔的油液泵入上腔，上腔的压力升高，下腔的压力降低，簧上质量件2得到了向下拉力。拉力的大小完全由控制系统决定。

当簧上质量件2不需要推力和拉力时，控制系统立刻切换为发电工况，此时簧上质量件2与簧下质量件1的相对运动将使油液在油路8～10中来回流动，带动电动/发电机6转子旋转，实现发电。

所述浮动活塞20与气室21中的压力气体在所述活塞13上下运动时，可补偿所述液压缸4上下油腔需要流入流出的油量差。

被动工况时，电磁阀7切换为阻尼阀：

此时液压缸4、双向液压泵4、电磁阀7的阻尼阀通过油路8～10构成了阻尼器，实现了传统减振器的功能。

此时控制系统可切换为发电工况，簧上质量件2与簧下质量件1的相对运动同样将使油液在油路8～10中来回流动，带动电动/发电机6转子旋转，实现发电。

所述浮动活塞20与气室21中的压力气体在所述活塞13上下运动时，可补偿所述液压缸4上下油腔需要流入流出的油量差。

实施例3

参照图3，一种车辆液电混合可馈能主动悬架，包括电动/发电机6、双向液压泵5、液压缸4、电磁阀7、油路8～10和悬架弹簧3，所述液压缸4被活塞13分为上、下两个油腔。

所述液压缸4的活塞杆14与簧下质量件1连接，所述液压缸4的筒体与簧上质量件2连接。或者，倒过来安装也可以，所述液压缸4的活塞杆14与簧上质量件2连接，所述液压缸4的筒体与簧下质量件1连接。

所述双向液压泵5的一个油口与电磁阀7的一个油口连接，双向液压泵5的另一个油口与液压缸的一个油口12连接，电磁阀7的另一个油口与液压缸4的另一个油口11连接。

通过所述的油路8～10，所述液压缸4的上油腔、双向液压泵4、电磁阀7、液压缸4的下油腔相互连通，形成一个与大气隔绝的内部空间，所述内部空间充满油液。

所述电动/发电机6的转子轴与双向液压泵5的驱动轴连接。

所述电动/发电机6的绕组与相应的电力电子系统连接。

作为图3最佳实施方案，所述电磁阀7是一种两位两通电磁阀，其中一位是直通阀，另一位是阻尼阀，所述的阻尼阀可以设置为双向阻尼相同，也可以不相同。

所述液压缸4的上、下两个油腔分别设置了油压传感器18和19。

所述液压缸4还设有独立的气室21，通过皮囊22与油液隔离。

所述气室21与所述皮囊22之间充有一定压力的惰性气体，如氮气。

所述双向液压泵5是齿轮泵。

所述电动/发电机6是永磁电机，作为电动机时控制方式为力矩控制。

所述悬架弹簧3为金属螺旋弹簧、空气弹簧、钢板弹簧。

图3实施例的工作原理：

所述电磁阀7的功用是根据控制系统指令进行悬架的主动工况与被动工况的切换，当电磁阀7的直通阀接通时，悬架进入主动工况；当电磁阀7的阻尼阀接通时，悬架进入被动工况。何时需要进行主动与被动切换，完全由控制系统决定；当主动悬架系统出现断电或故障时，悬架可立刻切换到被动工况。

主动工况时，电磁阀7切换为直通阀：

当簧上质量件2需要得到一个向上推力时，电动/发电机6拖动双向液压泵5将液压缸4上腔的油液泵入下腔，下腔的压力升高，上腔的压力降低，簧上质量件2得到了向上推力。推力的大小完全由控制系统决定。

当簧上质量件2需要得到一个向下拉力时，电动/发电机6拖动双向液压泵5将液压缸4下腔的油液泵入上腔，上腔的压力升高，下腔的压力降低，簧上质量件2得到了向下拉力。拉力的大小完全由控制系统决定。

当簧上质量件2不需要推力和拉力时，控制系统立刻切换为发电工况，此时簧上质量件2与簧下质量件1的相对运动将使油液在油路8～10中来回流动，带动电动/发电机6转子旋转，实现发电。

所述皮囊22与气室21中的压力气体在所述活塞13上下运动时，可补偿所述液压缸4上下油腔需要流入流出的油量差。

被动工况时，电磁阀7切换为阻尼阀：

此时液压缸4、双向液压泵4、电磁阀7的阻尼阀通过油路8～10构成了阻尼器，实现了传统减振器的功能。

此时控制系统可切换为发电工况，簧上质量件2与簧下质量件1的相对运动同样将使油液在油路8～10中来回流动，带动电动/发电机6转子旋转，实现发电。

所述皮囊22与气室21中的压力气体在所述活塞13上下运动时，可补偿所述液压缸4上下油腔需要流入流出的油量差。

图1～图3示出的是一个(组)车轮及其对应的悬架系统；对于双轴汽车，该示意图是四分之一车的悬架系统。