[发明专利]一种具有回中功能的旋转式磁流变减摆器及其减摆方法

说明书

本发明公开了一种具有回中功能的旋转式磁流变减摆器及其减摆方法。本发明包括外壳、旋转阻尼模块、泄压补偿模块、外部连接模块和角度传感器。旋转阻尼模块包括移动隔板、第一固定隔板、第二固定隔板、中心旋转轴、第一回位弹簧、第二回位弹簧、储液仓、第一阻尼孔、第二阻尼孔、第一挡板和第二挡板。泄压补偿模块包括储液罐、第一补偿单元和第二补偿单元。储液罐内装有阻尼液；第一补偿单元、第二补偿单元分别控制第一阻尼腔、第二阻尼腔与储液罐之间的通断。本发明通过角度传感器对移动隔板所在位置的检测，动态控制两个补偿单元的通断，从而实现对车轮提供回中的推力，能够有效抑制车轮受摆振的影响发生偏转，提高了行车安全性。

技术领域

本发明属于汽车车轮减摆技术领域，具体涉及一种具有回中功能的旋转式磁流变减摆器。

背景技术

汽车的摆振是众多影响汽车行车安全的因素之一。摆振是指汽车在平坦路面上以一定的车速行驶时，车轮绕主销持续振动从而引起车轮摆动的现象。这种振动会通过转向系统反馈回到驾驶员操纵的方向盘上。当振动幅度较大时，驾驶员可能不能立刻控制住方向盘，进而引起车身的摆动，甚至使车辆蛇行前行。因此摆振对于汽车是非常有害的，它使汽车的操纵稳定性变坏，降低行驶的安全可靠性，严重时还会影响汽车的平顺性。

产生汽车前轮摆振现象的原因主要与转向系统、悬架系统和车轮相关。转向系统对车轮摆振的影响主要体现在拉杆的刚度、系统固有阻尼、减振器的阻尼、转向系统干摩擦力矩、转向管柱、万向节、球头副的间隙及与悬架与转向的运动干涉量；悬架系统则主要是由于弹簧、衬套的刚度及减振器匹配不合适导致车轮摆振。当弹簧刚度较小时，容易造成车轮摆振；车轮定位参数主要包括车轮前束角、车轮外倾角、主销内倾角和主销后倾角，其中主销内倾角、车轮前束角对车轮摆振有显著影响。车轮总成主要是由于动平衡超差，造成汽车高速时强迫摆振。车轮总成动平衡超差主要是由于生产制造、轮辋变形、轮胎修补等因素造成。轮毂轴承安装松动或磨损间隙，也会导致车轮摆振。除此之外，轮胎的刚度和阻尼特性参数，也对车轮自激摆振有显著影响。

针对汽车前轮的摆振现象所采取的有效措施，目前多采用被动控制的方法。目前市面上应用最广泛的减摆器为液压减摆器。液压减摆器又分活塞式和旋板式两种类型，其中活塞式应用较为广泛。活塞式减摆器的活塞上有若干阻尼孔。减摆器的缸筒一般铰接在汽车车桥上，同时，连接杆的外端与汽车上的转向横拉杆铰接。缸筒内充满了油液，当前轮左右偏转时，减震支柱外筒通过一个连杆迫使减摆器活塞杆左右移动。因为活塞上开有小孔，所以活塞左右移动必然迫使油液来回流过小孔，产生液体阻尼。操纵前轮转弯时，因为前轮偏转速度较慢，活塞移动速度也较慢，油液流过小孔时产生的阻尼很小，不妨碍前轮转弯操纵。发生摆振时，因为前轮左右高频率振荡，活塞左右移动的速度很快，所以油液流过小孔时产生很大的摩擦阻尼，阻尼机轮的高速偏摆，同时因油液与小孔摩擦产生大量的热，也就是将摆振的能力转换为热量，并通过减摆器筒壁散失掉，从而减弱或消除摆振。此方法的减摆器通用性较差，阻尼工作范围小，且工作中阻尼力不可调，另外对于较大的摆振，必须通过减小节流孔和增大活塞体的形式来实现摆振控制，使得减摆器体积增大，同时因为节流孔很小，在长期使用中容易产生堵塞或失效等故障。

近年来还出现了橡胶减摆器，这种减摆器中没有液压油，只依靠橡胶活塞与减摆器缸筒的摩擦来耗散摆振能量，但橡胶容易受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变坏，老化较快。

发明内容

为了解决上述减摆器阻尼力不可调且容易老化的问题。本发明设计了一种具有回中功能的旋转式磁流变减摆器。

本发明一种具有回中功能的旋转式磁流变减摆器，包括外壳、旋转阻尼模块、泄压补偿模块、外部连接模块和角度传感器。角度传感器检测旋转阻尼模块内的中心旋转轴的转动角度。外部连接模块与旋转阻尼模块内的中心旋转轴连接。所述的旋转阻尼模块包括移动隔板、第一固定隔板、第二固定隔板、永磁体、中心旋转轴、第一回位弹簧、第二回位弹簧、储液仓、第一阻尼孔、第二阻尼孔、第一挡板、第二挡板、充气嘴和双向泄压阀。所述的中心旋转轴支承在外壳的内腔中心位置；移动隔板的一侧边缘与中心旋转轴固定。移动隔板的另一侧边缘抵住外壳的内侧壁；