CN104723823A - 谐振频率自跟踪超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种谐振频率自跟踪超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置，外筒内安装有软磁体内筒，软磁体内筒的上下两端分别与活塞杆、导向活塞相连，导向活塞通过弹簧固定在外筒中，安装在软磁体内筒中的GMM的上下两端分别与上永磁体、下永磁体相连，GMM的外围绕有线圈，线圈的一端依次连接信号调理放大电路、鉴频电路、减振控制电路后连接至线圈的另一端，线圈的一端还依次连接电阻R、电流源i、可调电容Cx后连接至线圈另一端，电阻R末端设置有开关将电流源i从电路中接通或断开。本发明的有益效果是车辆悬架系统减振技术可以对振动频率进行自跟踪，使减振装置在较宽的频率范围内都能有效地减小车辆悬架系统振动。
Description
技术领域
本发明属于汽车悬挂技术领域，涉及一种谐振频率自跟踪超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置。
背景技术
车辆悬架系统由于弹性元件受到冲击会产生振动，影响车辆行驶的安全性和平顺性。为了避免车辆悬架系统振动带来不利的影响，可以在车辆悬架安装减振器以达到减振的目的。
车辆悬架系统的减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架(或车身)和车桥间受到振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到空气中。
上述传统的弹簧-质量-阻尼式车辆悬架系统减振器的刚度及振动特性叠加于车辆悬架系统上，而车辆悬架系统的频率响应特性附加于减振器之上，并在减振器的固定自由共振频率表现出反共振特点。减振器的阻尼可以影响振动频率超过系统反共振响应带宽时的衰减特性，从而改变系统的振动特性，实现有效的减振。但上述车辆悬架系统减振器频带宽度较窄且其阻尼系数固定，当负载等环境因素发生变化时会导致减振系统的共振频率发生变化，致使减振器减振效果变差。
中国发明专利“减震器的阻尼调节机构”(申请号201110157863.6，公开日2012年1月4日)提出了一种通过电动调节系统调节滑动顶针的螺纹配合段上的通孔关闭或打开以实现减振器阻尼大小控制。美国专利US7112474B2提出了一种磁流变自适应减振装置，通过调节磁场改变磁流变液粘度，实现减振器阻尼大小控制。上述结构虽然实现了减振器阻尼的调节，但是减振器结构复杂，组装和维护不变，而且上述结构调节阻尼时存在时滞，无法实现主动减振。
发明内容
本发明的目的是提供一种谐振频率自跟踪超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置，解决了现有技术中存在的悬架系统减振器结构复杂，调节阻尼时存在时滞等缺点。
本发明所采用的技术方案是，一种谐振频率自跟踪超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置，外筒内安装有软磁体内筒，软磁体内筒的上下两端分别与活塞杆、导向活塞相连，导向活塞通过弹簧固定在外筒中，安装在软磁体内筒中的GMM的上下两端分别与上永磁体、下永磁体相连，GMM的外围绕有线圈，线圈的一端依次连接信号调理放大电路、鉴频电路、减振控制电路后连接至线圈的另一端，线圈的一端还依次连接电阻R、电流源i、可调电容Cx后连接至线圈另一端，电阻R末端设置有开关将电流源i从电路中接通或断开。
本发明的有益效果是基于GMM换能原理，集成振动信号鉴频技术，形成了一种谐振频率自跟踪的超磁致伸缩车辆悬架系统减振新技术。本发明的被动GMM分路阻尼控制利用谐振电路在谐振点时GMM具有最大换能效率的特点，将车辆悬架系统振动能量转化为热能耗散。本发明的主被动GMM分路阻尼控制采用GMM实现了主动减振，与被动减振共同作用使主被动GMM分路阻尼控制的减振效果更加理想。上述车辆悬架系统减振技术可以对振动频率进行自跟踪，使减振装置在较宽的频率范围内都能有效地减小车辆悬架系统振动，且结构简单，响应迅速，和传统车辆悬架系统减振装置相比的优势不言而喻。
附图说明
图1是谐振频率自跟踪的超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置的结构图。
图2是本发明的原理框图。
图3是单模态被动GMM分路阻尼控制示意图。
图4是多模态被动GMM分路阻尼控制示意图。
图5是主被动杂交GMM分路阻尼控制示意图。
图中：1、外筒，2、弹簧，3、导向活塞，4、软磁体内筒，5、下永磁体，6、线圈，7、GMM，8、上永磁体，9、活塞杆，10.信号调理放大电路，11.鉴频电路，12.减振控制电路。
具体实施方式
谐振频率自跟踪的超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置，结构如图1所示，外筒1内安装有软磁体内筒4，软磁体内筒4的上下两端分别与活塞杆9、导向活塞3相连，导向活塞3通过弹簧2固定在外筒1中。安装在软磁体内筒4中的GMM7的上下两端分别与上永磁体8、下永磁体5相连，GMM7的外围绕有线圈6。线圈6的一端依次连接信号调理放大电路10、鉴频电路11、减振控制电路12后连接至线圈6的另一端。
GMM7、下永磁体5、软磁体内筒4和上永磁体8构成了磁回路。
线圈6、信号调理放大电路10、鉴频电路11和减振控制电路12构成了振动分析控制电路。
线圈6、电阻R、可调电容Cx构成了单模态被动GMM分路阻尼控制电路。
线圈6、电阻R、电流源i、可调电容Cx构成了主被动杂交GMM分路阻尼控制电路。
本发明的工作过程如下：
单模态被动GMM分路阻尼控制过程如图3所示，初始状态时，GMM7在下永磁体5、上永磁体8的作用下，其磁畴沿轴向发生偏转。预压载荷F通过活塞杆9施加到减振装置上，并通过弹簧2提供支持反力。车辆悬架系统产生振动时，振动载荷叠加到预压载荷F上，使GMM7内部的磁畴发生偏转，通过GMM7的磁通量发生变化，进而在线圈中产生感应电压。将感应电压调理放大后，通过鉴频电路11获得车辆悬架系统的振动频率。当振动频率发生变化时，通过调节RC电路(RC电路包括：线圈6、电阻R、可调电容Cx)中的可调电容Cx值，使RC电路始终处于谐振状态，确保线圈6中的感应电流尽可能转化为热能消耗。
多模态被动GMM分路阻尼控制过程如图4所示，其工作过程与单模态被动GMM分路类似。在RC电路基础上，多模态被动GMM分路采用隔流电路原理实现多模态分路阻尼振动控制，可以同时对振动的多个振动频率分量进行有效抑制。
主被动杂交GMM分路阻尼控制过程如图5所示，其电路在RC电路中串入主动电流源i。该电路的被动控制工作过程与上述的被动GMM分路阻尼控制过程类似，其主动控制过程则是根据感应到的振动信号发生减振控制信号，施加到线圈6后驱动GMM7以实现振动的主动控制。主被动杂交GMM分路阻尼控制的被控控制可使结构更稳定，而主动控制可实现更好的控制效果。
本发明的减振装置利用超磁致伸缩材料(如Terfeol-D)能量密度大，转换效率高，响应速度快的优点，将超磁致伸缩材料嵌入车辆悬架系统，构成谐振频率自跟踪超磁致伸缩减振器。
如图2所示是本发明的原理图，车辆悬架系统的振动会在GMM7中通过逆磁致伸缩效应产生磁场变化，导致线圈6中产生感应电压。感应电压信号通过信号调理放大电路10处理后，由鉴频电路11来确定车辆悬架系统的振动频率。减振控制器根据车辆悬架系统的振动频率调节主动减振信号发生器和谐振耗能电路，实现主被动GMM分路阻尼控制。
谐振频率自跟踪的超磁致伸缩车辆悬架系统减振方法，具体按照以下步骤进行：
采用本发明的谐振频率自跟踪超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置；GMM7、下永磁体5、软磁体内筒4和上永磁体8构成了磁回路。线圈6、信号调理放大电路10、鉴频电路11和减振控制电路12构成了振动分析控制电路。线圈6、电阻R、可调电容Cx构成了被动GMM分路阻尼控制电路。线圈6、电阻R、电流源i、可调电容Cx构成了主被动杂交GMM分路阻尼控制电路，通过被动和主被动杂交GMM分路阻尼控制实现车辆悬架系统减振。
振动分析控制电路，将GMM中由振动带来的磁畴偏转在线圈感应出来的电压信号进行调理放大，通过鉴频电路分析确定振动信号的频率成分，在此基础上根据振动情况确定适当的减振策略。
被动GMM分路阻尼控制电路，通过可调电容Cx使线圈、电阻R、可调电容Cx构成的谐振电路处于谐振点。车辆悬架系统振动能量通过逆磁致伸缩效应转化成的电能在谐振点能以最大程度地以热能的形式耗散，从而实现减振的目标。
主被动杂交GMM分路阻尼控制电路的被动控制过程与上述被动GMM分路阻尼控制类似，不同之处是：主动控制则是根据振动信号产生减振控制信号，通过磁致伸缩效应驱动GMM抵消振动。主被动杂交GMM分路阻尼控制的被控控制可使结构更稳定，而主动控制可实现更好的控制效果。
Claims (1)
1.一种谐振频率自跟踪超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置，其特征在于，外筒(1)内安装有软磁体内筒(4)，软磁体内筒(4)的上下两端分别与活塞杆(9)、导向活塞(3)相连，导向活塞(3)通过弹簧(2)固定在外筒(1)中，安装在软磁体内筒(4)中的GMM(7)的上下两端分别与上永磁体(8)、下永磁体(5)相连，GMM(7)的外围绕有线圈(6)，线圈(6)的一端依次连接信号调理放大电路(10)、鉴频电路(11)、减振控制电路(12)后连接至线圈(6)的另一端，线圈(6)的一端还依次连接电阻R、电流源i、可调电容Cx后连接至线圈(6)另一端，电阻R末端设置有开关将电流源i从电路中接通或断开。
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| CN105162361A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-12-16 | 陈巨根 | 低功耗永磁力控制系统 |
| CN108725121A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-02 | 西南交通大学 | 一种永磁和电磁交联悬浮型馈能式主动悬架作动器 |
| CN113124221A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-07-16 | 中国矿业大学 | 一种复合驱动式磁流变阀 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105162361A (zh) * | 2015-07-21 | 2015-12-16 | 陈巨根 | 低功耗永磁力控制系统 |
| CN108725121A (zh) * | 2018-07-26 | 2018-11-02 | 西南交通大学 | 一种永磁和电磁交联悬浮型馈能式主动悬架作动器 |
| CN108725121B (zh) * | 2018-07-26 | 2023-06-13 | 西南交通大学 | 一种永磁和电磁交联悬浮型馈能式主动悬架作动器 |
| CN113124221A (zh) * | 2021-04-22 | 2021-07-16 | 中国矿业大学 | 一种复合驱动式磁流变阀 |
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Application publication date: 20150624 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |