[发明专利]一种基于压电自感知的可调阻尼减振器

说明书

技术领域

本发明属于减振器领域，具体涉及一种基于压电自感知的可调阻尼减振器。

背景技术

目前，大部分车辆悬架部分仍使用传统的双筒式减振器，其阻尼系数不可随行驶工况进行调节，设计时只能保证在某种特定行驶工况下达到良好的减振条件，难以适应不同的道路状况，因而减振性能有限。此外，目前阻尼可调的减振器除了执行器外，大多需要额外设置传感器，这样不仅增加了能耗，不利于节能减排，并且使得装置复杂程度变高，稳定性降低。另外，如果执行器和传感器的距离较近，还会产生电容耦合，从而影响控制的精确性。

一个器件兼有传感器和执行器两种功能，称为自感知执行器，其优点是真正实现了同位控制：传感器的减少使被控对象附加质量降低；并且能够在致动过程中提取出独立于执行器控制信号的运动状态信息。

压电材料是近些年来发展起来的新型智能材料，在抑制结构振动方面也有着显著作用。其正逆压电效应都非常显著，广泛用于制作传感器和执行器，当压电材料承受应力时，会产生感应电荷，若是此时对压电材料再施加控制电荷和电压，则压电材料又可同时作为执行器，产生形变。通过电桥电路，可以将作为传感器的感应电压，和外部施加的控制电压分离，实现同一材料既作传感器又作执行器。

中国专利CN201410507596.4公开了一种压电自适应调节阻尼减振器，将两块压电陶瓷分别用作执行器与传感器，通过作动器的伸长与缩短，进行振动的抑制。虽然将压电材料分别用作传感器与作动器，但未实现压电执行器的自感知，并且结构复杂、可能出现电容耦合现象、输出的阻尼力十分有限。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于压电自感知的可调阻尼减振器，集成传感与作动功能，实现压电执行器的自感知；本发明在简化结构的同时，降低了响应时间，避免了电容耦合现象，提高了输出阻尼力，另外还改善了汽车行驶的平顺性问题。

本发明是通过以下技术方案实现上述目的的。

一种基于压电自感知的可调阻尼减振器，包括上吊耳、防尘罩、活塞杆、导向座总成、油液、工作缸筒、工作活塞总成、密封圈、浮动活塞、密闭气室和下吊耳；

所述导向座总成安装在所述工作缸筒顶部；

所述工作活塞总成，包括：压紧块、限位块、限位杆、压电阀片、活塞、流通阀、活塞密封环、伸张阀、预设常通孔及压紧螺母；

所述上吊耳焊接在防尘罩顶端，所述防尘罩内部焊接有活塞杆，所述活塞杆下端伸入工作缸筒内，且与工作活塞总成相连，并用压紧螺母固定；

所述活塞上下两端对称依次设有压电阀片、限位杆、限位块；

所述压电阀片由多个压电位移单元串联而成，所述压电位移单元由压电堆叠层与位移放大机构组成；

所述压电阀片一端固连在活塞杆上，另一端自由；所述的限位杆一端焊接在被压紧块固定的限位块上，另一端与压电阀片的各个压电位移单元连接节点固连，限制压电阀片的轴向位移；

所述活塞上设有流通阀、伸张阀及预设常通孔，所述压电阀片用于压紧覆盖流通阀和伸张阀，所述预设常通孔用于流通油液；活塞密封环装在所述活塞外围，其外径紧贴工作缸筒筒壁；

所述油液下部装有浮动活塞，所述浮动活塞与工作缸筒底端之间形成密闭气室，所述密闭气室充有气体，所述浮动活塞上装有O形密封圈，将油液和密闭气室内的气体分开。

进一步，所述压电堆叠层为多片压电材料堆叠而成；所述位移放大机构利用正交三角放大原理，设计成菱形对称结构，通过菱形两对角线的不等长来实现位移放大，其内设有与压电材料相连的通电导线。

进一步，所述导向座总成，包括：骨架油封、油封垫圈、油封弹簧及导向座。

更进一步，所述骨架油封与活塞杆配合，由油封弹簧压紧，所述骨架油封与油封弹簧之间设有油封垫圈；所述导向座与活塞杆配合紧贴工作缸筒筒壁设置。

本发明的有益效果为：

1.将压电材料与位移放大机构集成制成阀片,通过改变阀片电压大小，实现阀尺寸的改变，从而改变流通面积，实现阻尼系数调节的目的。

2.利用压电材料的自感知特征，使得压电阀片既作执行器又作传感器，节省材料，控制稳定性更好，能避免电容耦合。

3.采用浮动活塞与气室的结构，与传统双筒式减振器比较，结构简化，能更好的减少高频振动，整体阻尼系数调节范围更广。

附图说明

图1为本发明一种基于压电自感知的可调阻尼减振器的结构示意图；

图2为本发明中工作活塞总成的放大图；

图3为压电位移单元的结构示意图；