[0023] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明,但是本发明的保护范围并不限于此。
[0024] 如图1所示,一种惯质系数多级可调的惯容装置,包括液压缸2、液压马达18、第一单向阀7、第二单向阀9、第三单向阀14、第四单向阀16、飞轮箱19、直线电机20、ECU13和传感器12。
[0025] 所述液压缸2中设有活塞4,活塞4把液压缸缸体分为腔A3和腔B5,活塞4与活塞杆1相连,腔A3内靠近缸体顶端设有油口A10,腔B5内靠近缸体底端设有油口B6。液压马达18的出油口一路通过第三高压软管15、第三单向阀14与油口A10连通,另一路通过第四高压软管17、第四单向阀16与油口B6连通;液压马达18的进油口一路通过第一高压软管8、第一单向阀7与油口B6连通,另一路通过第二高压软管11、第二单向阀9与油口A10连通。液压马达输出轴25与飞轮箱19固定连接,飞轮箱19中的拨叉轴29与直线电机20的电机轴固定连接,直线电机20与ECU13、ECU13与传感器12均为信号连接。
[0026] 如图2所示,飞轮箱19由壳体27与飞轮箱盖26通过螺栓固定而成,液压马达输出轴25穿过飞轮箱盖26后,穿入壳体27中,且液压马达输出轴25由轴承固定在飞轮箱盖26和壳体27上。液压马达输出轴25通过滚针轴承24固定飞轮A28和飞轮B31。两飞轮之间的液压马达输出轴25的凸台上套设同步器,如图3所示,同步器包括花键毂35、滑块33、锁止环23和接合套21;花键毂35套设在液压马达输出轴25的凸台上,花键毂35外部依次设有锁止环23、滑块33和接合套21,且锁止环23、滑块33和接合套21通过定位销32和弹簧34固定在花键毂35上。两飞轮可以独立在液压马达输出轴25上转动,且飞轮A28靠近同步器设有第一结合齿圈
22、飞轮B31靠近同步器设有第二结合齿圈30,第一结合齿圈22、第二结合齿圈30可与接合套21啮合,接合套21最多只能与一个飞轮上的接合齿圈啮合。接合套21与拨叉轴29连接,拨叉轴29穿过壳体27与直线电机20的电机轴固定连接,直线电机20驱动拨叉轴29进行轴向运动。
[0027] 本实施例中,飞轮A28与飞轮B31的转动惯量不同,传感器12可以为加速度传感器、和位移传感器,加速度传感器设置在车身重心上,用于采集车身加速度;位移传感器设置在悬架限位块上,用于采集悬架动位移。
[0028] 如图4所示,本发明一种惯质系数多级可调的惯容装置的运行流程,包括以下步骤:
[0029] 步骤(1),传感器12采集车辆运行信息(车身加速度、悬架动位移),发送给ECU13。
[0030] 步骤(2),ECU13结合车辆基本参数(簧上质量、簧下质量、悬架杠杆比、轮胎刚度、蓄能器初始气压、阻尼器阻尼系数等)、车辆运行信息,得到适合当前工况惯容装置的惯质系数值B。
[0031] 步骤(3),接合套21和第一结合齿圈22啮合时,惯容装置的惯质系数值为B1;接合套21和第二结合齿圈30啮合时,惯容装置的惯质系数值为B2;接合套21与第一结合齿圈22、第二结合齿圈30均不啮合时,惯容装置的惯质系数值为B3;B1、B2和B3均存储在ECU13中。ECU13获取B与B1的差值Δ1、B与B2的差值Δ2、B与B3的差值Δ3,并判断Δ1、Δ2和Δ3的大小,由较小值确定第一结合齿圈22还是第二结合齿圈30与接合套21啮合或者均不啮合;然后ECU13发出指令控制直线电机20驱动拨叉轴29移动,使接合套21与确定的接合齿圈啮合或者均不啮合,从而使液压马达输出轴带动不同的飞轮转动,进而改变整个惯容装置的惯质系数,提高车辆舒适性与稳定性。
[0032] 步骤(4),重复步骤(1)‑(3),直至车辆停止运行。
[0033] 其中惯容装置的惯质系数值的确定过程为:
[0034] 当地面和车身的外力F沿液压缸2轴向方向施加在活塞杆1时,活塞4相对缸体作直线运动,腔A3和腔B5形成压差ΔP,假设活塞4横截面积为A,活塞4位移为x。根据牛顿定律,在液压缸2中:
[0035] F=AΔP (1)
[0036] 假设液压马达18的流量为Q,则
[0037]
[0038] 由于液压马达18存在泄漏问题,实际作用于液压马达18的有效流量为:
[0039] Qin=Qηv (3)
[0040] 式中:ηv为液压马达18的容积效率。
[0041] 而液压马达18的有效流量与液压马达18的转速存在以下关系:
[0042]
[0043] 即
[0044] 式中:D为液压马达18的流量与角速度之比;为液压马达18的转速。
[0045] 设ηv和D为常数,对(5)式关于时间求导,得:
[0046]
[0047] 即液压马达18角加速度为:
[0048]
[0049] 假设此时接合套21与第一结合齿圈22啮合,液压马达输出轴25带动飞轮A28转动,则:
[0050]
[0051] 式中:T为惯容装置的理想转矩,ηm为惯容装置机械效率,Jm为液压马达输出轴25和液压马达18中油液的总转动惯量,JA为飞轮A28的转动惯量。
[0052] 由于液压马达18输入功率等于输出功率,即:
[0053]
[0054] 则:
[0055]
[0056] 将式(5)、(7)、(8)代入式(10)得:
[0057]
[0058] 联立式(1)和(11),可得:
[0059]
[0060] 由此可得,惯容装置的惯质系数为:
[0061]
[0062] 以上依据本发明的技术方案详细描述了具体实施方式。根据本发明的技术方案在不变更本发明的实质精神下,本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此,上文描述的具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明,而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。