超磁致伸縮車輛懸架減振裝置的制造方法
【專利說明】超磁致伸縮車輛懸架減振裝置
[0001 ] 本申請為中國申請日2014年11月14日，申請號201410642922.2，名稱為“多模式車輛懸架減振裝置”的分案申請。
技術領域
[0002]本發明涉及一種超磁致伸縮車輛懸架減振裝置。
【背景技術】
[0003]車輛懸架系統由于彈性元件受到沖擊會產生振動，影響車輛行駛的安全性和平順性。為了避免車輛懸架系統振動帶來不利的影響，可以在車輛懸架安裝減振器以達到減振的目的。
[0004]車輛懸架系統的減振器多是液力減振器，其工作原理是當車架(或車身)和車橋間受到振動出現相對運動時，減振器內的活塞上下移動，減振器腔內的油液便反復地從一個腔經過不同的孔隙流入另一個腔內。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內摩擦對振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉化為油液熱能，再由減振器吸收散發到空氣中。
[0005]上述傳統的彈簧一質量一阻尼式車輛懸架系統減振器的剛度及振動特性疊加于車輛懸架系統上，而車輛懸架系統的頻率響應特性附加于減振器之上，并在減振器的固定自由共振頻率表現出反共振特點。減振器的阻尼可以影響振動頻率超過系統反共振響應帶寬時的衰減特性，從而改變系統的振動特性，實現有效的減振。但上述車輛懸架系統減振器頻帶寬度較窄且其阻尼系數固定，當負載等環境因素發生變化時會導致減振系統的共振頻率發生變化，致使減振器減振效果變差。
[0006]中國發明專利2011101578636提出了一種通過電動調節系統調節滑動頂針的螺紋配合段上的通孔關閉或打開以實現減振器阻尼大小控制。美國專利US7112474B2提出了一種磁流變自適應減振裝置，通過調節磁場改變磁流變液粘度，實現減振器阻尼大小控制。上述結構雖然實現了減振器阻尼的調節，但是減振器結構復雜，組裝和維護不變，而且上述結構調節阻尼時存在時滯，無法實現主動減振。
【發明內容】
[0007]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種超磁致伸縮車輛懸架減振裝置，可以對振動頻率進行自跟蹤，使減振裝置在較寬的頻率范圍內都能有效地減小車輛懸架系統振動，且結構簡單，響應迅速。
[0008]為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是:包括外筒和軟磁體內筒，所述的；軟磁體內筒的兩端分別與導向活塞和活塞桿相連，導向活塞通過彈簧元件固定在外筒，夕卜筒內側為設有一銅壁層，用于防漏磁，
軟磁體內筒安裝有GMM，其GMM的上下兩端分別與下永磁體和上永磁體相連，其外圍繞有線圈，
控制電路系統包括振動分析控制電路和GMM控制電路； 振動分析控制電路由線圈、信號調理放大電路、鑒頻電路和減振控制電路構成；
所述的GMM控制電路由線圈、電阻R、電流源1、可調電容Cx構成，
電阻R的e端連接單刀雙擲開關K的公共端，單刀雙擲開關K的一個輸出端連接電流源i的a端，單刀雙擲開關K的另一個輸出端c端連接，c端通過導線連接可調電容Cx，
電阻R的f端通過開關K連接d端，d端與電容Cx的g端連接有LRC電路，所述的LRC電路包括LC振蕩電路、R2、電容C2。
[0009]所述的彈簧元件為矩形彈簧。
[0010]所述的LC振蕩電路為相互并聯的電感L和可調電容Cx2。
[0011]所述的GMM 為 Terfeol-D。
[0012]本發明基于GMM的換能原理，集成振動信號鑒頻技術，形成了一種諧振頻率自跟蹤的超磁致伸縮車輛懸架系統減振新技術。本發明的被動GMM分路阻尼控制利用諧振電路在諧振點時GMM具有最大換能效率的特點，將車輛懸架系統振動能量轉化為熱能耗散。本發明的主被動GMM分路阻尼控制采用GMM實現了主動減振，與被動減振共同作用使主被動GMM分路阻尼控制的減振效果更加理想。上述車輛懸架系統減振技術可以對振動頻率進行自跟蹤，使減振裝置在較寬的頻率范圍內都能有效地減小車輛懸架系統振動，且結構簡單，響應迅速，和傳統車輛懸架系統減振方法相比的優勢明顯，本發明能夠通過單刀雙擲開關以及普通開關實現三種GMM分路阻尼控制模式的相互轉換。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構框圖。
[0014]圖2是減振控制器工作流程圖。
[0015]圖3是諧振頻率自跟蹤的超磁致伸縮車輛懸架減振裝置結構圖。
[0016]圖4是單模被動GMM分路阻尼控制示意圖。
[0017]圖5是單模態被動GMM分路阻抗-頻率特性圖。
[0018]圖6是主被動雜交GMM分路阻尼控制示意圖。
[0019]圖7是多模態被動GMM分路阻抗-頻率特性圖。
[0020]圖8是多模態被動GMM分路阻尼控制示意圖
圖中:1、外筒，2、彈簧，3、導向活塞，4、軟磁體內筒，5、下永磁體，6、線圈，7、GMM，8、上永磁體，9、活塞桿，1、單刀雙擲開關。
【具體實施方式】
[0021 ]下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0022]如圖1所示是本發明的結構框圖，包括車輛懸架系統、信號調理放大電路、鑒頻電路、減振控制器;所述的車輛懸架系統通過發送GMM傳感信號傳遞給信號調理放大電路，并依此通過鑒頻電路、減振控制器;減振控制器通過主動減振信號發生器和諧振耗能電路來實現主動GMM分路阻尼和被動GMM分路阻尼。
[0023]車輛懸架系統的振動會在GMM7中通過逆磁致伸縮效應產生磁場變化，導致線圈6中產生感應電壓。感應電壓信號通過信號調理放大電路處理后，由鑒頻電路來確定車輛懸架系統的振動頻率。減振控制器根據車輛懸架系統的振動頻率調節主動減振信號發生器和諧振耗能電路，實現主被動GMM分路阻尼控制。
[0024]如圖3所示，諧振頻率自跟蹤的超磁致伸縮車輛懸架系統減振裝置的外筒I內安裝有軟磁體內筒4，軟磁體內筒4的兩端分別與導向活塞3和活塞桿9相連，通過彈簧2固定在外筒I中，外筒I內側為設有一銅壁層，用于防漏磁，安裝在軟磁體內筒4中的GMM7的上下兩端分別與下永磁體5和上永磁體8相連，其外圍繞有線圈6。GMM7，下永磁體5、軟磁體內筒4和上永磁體8構成了磁回路。線圈6、信號調理放大電路、鑒頻電路和減振控制電路構成了振動分析控制電路。
[0025]電阻R的e端連接單刀雙擲開關K的公共端，單刀雙擲開關10的一個輸出端連接電流源i的a端，單刀雙擲開關10的另一個輸出端c端連接，c端通過導線連接可調電容Cx，
電阻R的f端通過開關K連接d端，d端與電容Cx的g端連接有LRC電路，所述的LRC電路包括LC振蕩電路、R2、電容C2。
[0026]所述的彈簧元件為矩形彈簧。
[0027]所述的LC振蕩電路為相互并聯的電感L和可調電容Cx2
線圈6、電阻R、可調電容Cx構成了被動GMM分路阻尼控制電路。線圈6、電阻R、電流源i，可調電容Cx構成了主被動雜交GMM分路阻尼控制電路。
[0028]本發明的工作過程如下:
斷開開關K，并將單刀雙擲開關10的輸出端連接C端，形成單模態被動GMM分路阻尼控制，過程如圖4所示，初始狀態時，GMM7在下永磁體5、上永磁體8的作用下，其磁疇沿軸向發生偏轉。預壓載荷F通過活塞桿9施加到減振器上，并通過彈簧2提供支持反力。車輛懸架系統產生振動時，振動載荷疊加到預壓載荷F上，使GMM7內部的磁疇發生偏轉，通過GMM7的磁通量發生變化，進而在線圈中產生感應電壓。將感應電壓調理放大后，通過鑒頻電路獲得車輛懸架系統的振動頻率。當振動頻率發生變化時，通過調節RC電路中的可調電容Cx值，使RC電路始終處于諧振狀態，確保線圈中的感應電流盡可能轉化為熱能消耗。
[0029]閉合開關K，并將單刀雙擲開關10的輸出端連接c端，形成多模態被動GMM分路阻尼控制，過程如圖8所示，其工作過程與單模態被動GMM分路類似。在RC電路基礎上，多模態被動GMM分路采用隔流電路原理實現多模態分路阻尼振動控制，可以同時對振動的多個振動頻率分量進行有效抑制。
[0030]主被動雜交GMM分路阻尼控制過程如圖6所示，其電路在RC電路中串入主動電流源。該電路的被動控制工作過程與上述的被動GMM分路阻尼控制過程類似，其主動控制過程則是根據感應到的振動信號發生減振控制信號，施加到線圈6后驅動GMM7以實現振動的主動控制。主被動雜交GMM分路阻尼控制的被控控制可使結構更穩定，而主動控制可實現更好的控制效果。
[0031 ]本文中提到的GMM為超磁致伸縮材料，如Terf eol-D，上述【具體實施方式】用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明做出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
【主權項】
1.超磁致伸縮車輛懸架減振裝置，其特征在于，包括車輛懸架系統、信號調理放大電路、鑒頻電路、減振控制器;所述的車輛懸架系統通過發送GMM傳感信號傳遞給信號調理放大電路，并依此通過鑒頻電路、減振控制器;減振控制器通過主動減振信號發生器和諧振耗能電路來實現主動GMM分路阻尼和被動GMM分路阻尼。2.超磁致伸縮車輛懸架減振裝置，其特征在于，包括外筒和軟磁體內筒，所述的；軟磁體內筒的兩端分別與導向活塞和活塞桿相連，導向活塞通過彈簧元件固定在外筒，外筒內側為設有銅壁層，軟磁體內筒安裝有GMM，GMM為超磁致伸縮材料Terfeol-D。3.根據權利要求2的一種超磁致伸縮車輛懸架減振裝置，其特征在于所述的其GMM的上下兩端分別與下永磁體和上永磁體相連，其外圍繞有線圈，控制電路系統包括振動分析控制電路和GMM控制電路；振動分析控制電路由線圈、信號調理放大電路、鑒頻電路和減振控制電路構成；所述的GMM控制電路由線圈、電阻R、電流源1、可調電容Cx構成，電阻R的e端連接單刀雙擲開關K的公共端，單刀雙擲開關K的一個輸出端連接電流源i的a端，單刀雙擲開關K的另一個輸出端c端連接，c端通過導線連接可調電容Cx，電阻R的f端通過開關K連接d端，(1端與電容Cx的g端連接有LRC電路，所述的LRC電路包括LC振蕩電路、R2、電容C2，線圈、電阻R、可調電容Cx構成了被動GMM分路阻尼控制電路。4.線圈、電阻R、電流源i，可調電容Cx構成了主被動雜交GMM分路阻尼控制電路。5.根據權利要求2的一種超磁致伸縮車輛懸架減振裝置，其特征在于所述的LC振蕩電路為相互并聯的電感L和可調電容Cx2。6.根據權利要求2的一種超磁致伸縮車輛懸架減振裝置，其特征在于所述的彈簧元件為矩形彈簧。
【專利摘要】本發明公開了一種超磁致伸縮車輛懸架減振裝置，利用超磁致伸縮材料能量密度大，轉換效率高，響應速度快的優點，將超磁致伸縮材料嵌入車輛懸架系統，通過控制電路來發出減振控制信號，通過磁致伸縮效應驅動GMM抵消振動實現減振。本發明的有益效果是，結構簡單，響應迅速，減振系統好。
【IPC分類】B60G17/015
【公開號】CN105667240
【申請號】CN201610130111
【發明人】孫欣
【申請人】孫欣
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2014年11月14日