CN120056676A - 一种集成直线电机的汽车悬架系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述悬架系统包括：直线电机，直线电机包括定子总成和动子总成，定子总成和动子总成磁场耦合可用于发电或驱动相对运动；单筒式油缸减振器，单筒式油缸减振器置于定子总成的中空腔体内，单筒式油缸减振器的油缸筒与车桥连接，单筒式油缸减振器的活塞杆与车身连接。空气弹簧，空气弹簧的一端固定至车身，另一端固定至动子总成的动子外套筒，实现随动调节。由此，提高了悬架系统响应速度、减振效果和能量回收性能，且在单筒式油缸减振器或空气弹簧故障时仍能正常工作，避免了悬架系统的损坏和失效，提高了悬架系统的可靠性。

Description

一种集成直线电机的汽车悬架系统

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种集成直线电机的汽车悬架系统。

背景技术

在相关技术领域，汽车的电磁主动悬架系统常结合磁流变减振器与弹簧结构，相较于传统悬挂系统，具备快速响应与精准控制路面颠簸的优势，显著增强了驾驶的稳定性和乘坐的舒适性。然而，与集成直线电机的汽车悬架系统相比较，现有悬架系统在能量回收效率上存在不足，且在减振器或弹簧结构出现故障时无法提供足够的调节能力。直线电机的引入，不仅能够大幅提升系统的响应速度，实现振动能量的有效回收，还能作为悬架系统的辅助手段，增强减振效果和车身稳定性，因此，被视为汽车主动悬架技术的一个重要发展方向。

发明内容

本发明旨在解决现有主动悬架技术中存在的问题，提供一种集成直线电机的汽车悬架系统，该汽车悬架系统在正常工作时具有较高的减振效果，且能在车辆行驶过程中回收振动能量，同时在空气弹簧或单筒式油缸减振器故障时，悬架系统仍可保持工作，实现减振和车身支撑功能。

根据本发明实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，包括：直线电机、单筒式油缸减振器和空气弹簧。所述直线电机包括沿垂直于车身的方向相对移动的定子总成和动子总成，所述定子总成与车身连接，所述动子总成与车桥连接，所述定子总成和所述动子总成通过电磁耦合实现垂向往复运动驱动或能量回收，所述定子总成内部设有轴向贯通的中空腔体，所述定子总成的中空腔体内集成有减振器组件，减振器组件与所述直线电机同轴布置，形成悬架系统的复合式机电一体化结构；所述单筒式油缸减振器包括油缸筒、活塞杆、活塞和活动阻尼块四部分，所述单筒式油缸减振器置于所述定子总成的中空腔体内，所述单筒式油缸减振器的油缸筒与车桥连接，所述单筒式油缸减振器的活塞杆与车身连接；所述空气弹簧包括空气弹簧气囊、空气弹簧上端板、腰环和空气弹簧下端板四部分，所述空气弹簧置于所述动子总成的外侧实现同轴布置，所述空气弹簧的一端通过所述空气弹簧上端板固定至车身，另一端通过所述空气弹簧下端板固定至所述动子总成。

根据本发明实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，通过将所述直线电机、单筒式油缸减振器和空气弹簧相互配合，提高了悬架系统响应速度、减振效果和能量回收性能，且在所述单筒式油缸减振器或空气弹簧故障时仍能正常工作，避免了悬架系统的损坏和失效，提高了悬架系统的可靠性。

另外，根据本发明的一种集成直线电机的汽车悬架系统还具有如下附加的技术特征：

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述定子总成包括永磁体、定子外套筒、定子内套筒、定子上端板和定子下端板，所述定子外套筒的内壁设有内螺纹，所述定子内套筒的外壁设有外螺纹，且所述定子内套筒同轴套设于所述定子外套筒内，所述定子上端板通过螺纹连接固定于所述定子外套筒和所述定子内套筒的上端开口处，所述定子下端板通过螺纹连接固定于所述定子外套筒和所述定子内套筒的下端开口处，所述永磁体固定设置于由所述定子外套筒、定子内套筒、定子上端板和定子下端板共同围合成的封闭空腔内，所述定子上端板、定子下端板均为环形。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述动子总成包括线圈绕组、动子外套筒、动子内套筒、动子上端板和动子下端板，所述动子外套筒的内壁设有内螺纹，所述动子内套筒的外壁设有外螺纹，且所述动子内套筒同轴套设于所述动子外套筒内，所述动子上端板通过螺纹连接固定于所述动子外套筒和所述动子内套筒的上端开口处，所述动子下端板通过螺纹连接固定于所述动子外套筒和所述动子内套筒的下端开口处，所述线圈绕组固定设置于由所述动子外套筒、动子内套筒、动子上端板和动子下端板共同围合成的封闭空腔内，且所述线圈绕组固定至所述动子内套筒的外周壁，所述动子上端板为环形。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述定子总成穿过所述动子上端板的环形孔，且所述定子总成伸入至所述动子内套筒内部，所述动子内套筒内壁与所述定子外套筒外壁之间设有精密直线轴承，实现所述动子总成沿所述定子总成轴向的精密直线往复运动。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述单筒式油缸减振器的活塞杆与活塞固定连接，所述活塞沿油缸筒往复运动，所述活塞将油缸内腔分隔为工作腔和储油腔，所述活动阻尼块可滑动地设于储油腔下部，所述活动阻尼块下端与油缸筒形成密闭气室；所述活塞运动时通过油液压力驱动活动阻尼块轴向移动，气室体积随之变化以平衡油液容积，三者协同确保减振器的减振性能。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述空气弹簧的空气弹簧气囊为充气密闭结构，所述空气弹簧气囊顶部通过硫化粘接与所述空气弹簧上端板密封固定，所述空气弹簧气囊底部通过螺栓连接或硫化工艺与所述空气弹簧下端板刚性连接，所述腰环采用金属或高强度复合材料制成，包覆固定于所述空气弹簧气囊外侧壁。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述单筒式油缸减振器穿过所述定子上端板的环形孔，且所述单筒式油缸减振器安装在所述定子总成的定子内套筒的内部，所述油缸筒外壁与所述定子内套筒内壁之间设有精密直线轴承，实现所述油缸筒沿所述定子内套筒轴向的精密直线往复运动。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述活塞杆与所述定子上端板分别通过螺栓连接固定至车身，所述油缸筒与所述动子下端板通过螺栓固定连接，且所述油缸筒与所述动子下端板通过螺栓连接共同固定至车桥。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述油缸筒底部套设有防撞块，且所述防撞块下端通过硫化粘接至动子下端板内壁，所述防撞块限制出所述定子总成和动子总成的端部空间。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述空气弹簧下端板为环形，所述空气弹簧通过所述空气弹簧下端板的环形孔套设在所述直线电机的外侧，且所述空气弹簧下端板与所述动子外套筒固定连接，所述空气弹簧上端板与车身通过螺栓固定连接。

根据本发明一些实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，所述动子外套筒外周壁上设置有支撑座，所述空气弹簧下端板与所述支撑座通过螺栓连接。

根据本发明实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，通过将直线电机、单筒式油缸减振器和空气弹簧进行集成设计，以使悬架系统可以具有较好的减振效果，且在路况较好时可以实现能量回收，在单筒式油缸减振器或者空气弹簧出现故障时能够保证悬架系统正常工作，进而实现了悬架系统的可靠性，提升了车辆的整体性能，为直线电机真正应用到悬架系统提供了思路。

本发明的附加方面和优点将在下面的具体实施方式中部分给出，部分将从下面的实施方式中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体装配结构示意图；

图2为本发明一个实施例的直线电机的结构示意图。

附图标记：

1、直线电机；11、定子总成；111、永磁体；112、定子外套筒；113、定子内套筒；114、定子上端板；115、定子下端板；12、动子总成；121、线圈绕组；122、动子外套筒；123、动子内套筒；124、动子上端板；125、动子下端板；126、支撑座；2、单筒式油缸减振器；21、油缸筒；22、活塞杆；23、活塞；24、活动阻尼块；3、空气弹簧；31、空气弹簧气囊；32、空气弹簧上端板；33、腰环；34、空气弹簧下端板；4、防撞块。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1所示，根据本发明实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，包括：直线电机1、单筒式油缸减振器2和空气弹簧3。直线电机1包括沿垂直于车身的方向相对移动的定子总成11和动子总成12，定子总成11与车身连接，动子总成12与车桥连接，定子总成11和动子总成12通过电磁耦合实现垂向往复运动驱动或能量回收，定子总成11内部设有轴向贯通的中空腔体，定子总成11的中空腔体内集成有减振器组件，减振器组件与直线电机1同轴布置，形成悬架系统的复合式机电一体化结构；包括油缸筒21、活塞杆22、活塞23和活动阻尼块24四部分，单筒式油缸减振器2置于定子总成11的中空腔体内，单筒式油缸减振器2的油缸筒21与车桥连接，单筒式油缸减振器2的活塞杆22与车身连接；空气弹簧3包括空气弹簧气囊31、空气弹簧上端板32、腰环33和空气弹簧下端板34四部分，空气弹簧3置于动子总成12的外侧实现同轴布置，空气弹簧3的一端通过空气弹簧上端板32固定至车身，另一端通过空气弹簧下端板34固定至动子总成12。

由此，悬架系统通过精密的部件集成与协同工作，不仅提升了悬架系统的主动调节能力，还实现了能量的有效回收；同时，在单筒式油缸减振器2或空气弹簧3故障时，可以避免悬架系统损坏或失效，悬架系统仍可工作，提高悬架系统可靠性。

例如，参照图1-图2所示，悬架系统用于连接在车身与车桥之间，削减道路不平度传递到车身的振动效果。悬架系统包括直线电机1，直线电机1包括定子总成11和动子总成12，定子总成11和单筒式油缸减振器2的活塞杆22共同固定至车身200，动子总成12和单筒式油缸减振器2的油缸筒21共同固定至车桥，以使直线电机1和单筒式油缸减振器一起伴随车桥与车身的相对运动而同步运动，共同为车辆提供减振。

在本发明的一些实施例中，定子总成11包括永磁体111、定子外套筒112、定子内套筒113、定子上端板114和定子下端板115，定子外套筒112的内壁设有内螺纹，定子内套筒113的外壁设有外螺纹，且定子内套筒113同轴套设于定子外套筒112内，定子上端板114通过螺纹连接固定于定子外套筒112和定子内套筒113的上端开口处，定子下端板115通过螺纹连接固定于定子外套筒112和定子内套筒113的下端开口处，永磁体111固定设置于由定子外套筒112、定子内套筒113、定子上端板114和定子下端板115共同围合成的封闭空腔内，定子上端板114、定子下端板115均为环形。。

在本发明的一些实施例中，动子总成12包括线圈绕组121、动子外套筒122、动子内套筒123、动子上端板124和动子下端板125，动子外套筒122的内壁设有内螺纹，动子内套筒123的外壁设有外螺纹，且动子内套筒123同轴套设于动子外套筒122内，动子上端板124通过螺纹连接固定于动子外套筒122和动子内套筒123的上端开口处，动子下端板125通过螺纹连接固定于动子外套筒122和动子内套筒123的下端开口处，线圈绕组121固定设置于由动子外套筒122、动子内套筒123、动子上端板124和动子下端板125共同围合成的封闭空腔内，且线圈绕组121固定至动子内套筒123的外周壁，动子上端板124为环形。

进一步地，圆筒形的永磁体111按照不同的阵列轴向顺序排布在外套筒112和内套筒113间形成的封闭空间中，例如轴向阵列、径向阵列或者Halbach阵列。动子总成12套设在定子总成11的外侧，当动子总成12中的绕组线圈通电时便可以产生行波磁场，行波磁场与永磁体111所产生的永磁磁场耦合便可以驱动动子总成12与定子总成11之间产生相对运动，以辅助悬架系统减振和提供支撑力。另外，当直线电机1处于发电机模式下时，车桥与车身之间的相对运动带动定子总成11和动子总成12产生相对运动，通过绕组线圈切割永磁体111产生的永磁磁场感应出感应电动势而发电。

需要说明的是，可以将定子总成11构造为圆筒状、方筒状和三角筒状等形式中任意一种，直线电机1结构形式可以不是圆筒型直线电机，本发明对此不作限制。可以理解的是，定子总成11中的永磁体阵列在选用时要考虑磁场影响，避免对悬架系统其余部件的干扰。例如，当定子内套筒113内部集成磁流变式减振器时，为防止外部磁场对减振器的影响，要尽量选用类似Halbach阵列的永磁体阵列。

在本发明的一些实施例中，定子总成11穿过动子上端板124的环形孔，且定子总成11伸入至动子内套筒123内部，动子内套筒123内壁与定子外套筒112外壁之间设有精密直线轴承，实现动子总成12沿定子总成11轴向的精密直线往复运动。例如，参照图1和图2所示，直线电机1的下端通过动子下端板124封闭，直线电机1的上端则敞开，定子总成11可以沿动子总成12的动子上端板124的敞开端伸入到内套筒123内与动子总成12配合。通过上述设置，可以使直线电机1更能适配悬架系统，提高悬架系统实用性。

悬架系统还包括减振器，减振器可以选用磁流变减振器、液压减振器、油缸减振器。例如，参照图1所示，减振器选用的单筒式油缸减振器2，结构简单紧凑、反应迅速，使其既能够满足悬架系统快速响应的要求，又能够更好的集成到悬架系统中。上述实施例并非对本发明的限制，其余不同部件的搭配方式均在本发明的保护范围内。

在本发明的一些实施例中，单筒式油缸减振器2的活塞杆22与活塞23固定连接，活塞23沿油缸筒21往复运动，所述活塞23将油缸内腔分隔为工作腔和储油腔，所述活动阻尼块24可滑动地设于储油腔下部，所述活动阻尼块24下端与油缸筒21形成密闭气室；所述活塞23运动时通过油液压力驱动活动阻尼块24轴向移动，气室体积随之变化以平衡油液容积，三者协同确保减振器的减振性能。

具体地，活塞23上设置有流通孔和阀门，随着车桥与车身之间的相对运动，活塞23在油缸筒21内往复运动，油液可以穿过流通孔和阀门在活塞上下流动，从而产生阻尼力，抑制车身200的振动幅度，实现悬架系统对车辆的减振作用。

需要说明的是，单筒式油缸减振器2还包括O型密封圈，O型密封圈用于防止油液在工作过程中的泄漏，确保油缸内部压力的稳定及阻尼性能的持久可靠。此外，在直线电机1的定子总成11和动子总成12之间以及定子总成11与油缸筒21之间均设置有直线轴承，以降低运动部件之间的摩擦阻力，有利于提高悬架系统的运行效率与精度，有效延长直线电机1及单筒式油缸减振器2的使用寿命，保证悬架系统的高效、平稳运行。

悬架系统还包括弹簧，弹簧可以选用空气弹簧3或螺旋弹簧。例如，参照图1所示，弹簧选用的空气弹簧3，负载能力大、运行可靠稳定、弹簧的刚度和硬度能够根据路况的变化调整，减少车身的颠簸和振动，提升驾乘舒适性。上述实施例并非对本发明的限制，其余不同部件的搭配方式均在本发明的保护范围内。

在本发明的一些实施例中，空气弹簧3的空气弹簧气囊31为充气密闭结构，空气弹簧气囊31顶部通过硫化粘接与空气弹簧上端板32密封固定，空气弹簧气囊31底部通过螺栓连接或硫化工艺与空气弹簧下端板34刚性连接，腰环33采用金属或高强度复合材料制成，包覆固定于空气弹簧气囊31外侧壁。

悬架系统集成了直线电机1，具备电动模式、发电模式和故障应对模式，能够适应多样化的行驶条件和驾驶需求。在电动模式下，直线电机1作为动力源，和单筒式油缸减振器2共同为悬架系统提供必要的阻尼和支撑能力。当车辆行驶在不平坦的路面上时，车桥会相对于车身产生一定的运动。此时，直线电机1通过精确的电磁控制，产生与车桥运动方向相反的力，由此，可以有效吸收和减缓路面的冲击能量，提高车身的稳定性和乘坐舒适性。

在发电模式下，直线电机1转变为能量回收装置。当路况较好时，直线电机1切换到发电模式，车桥相对于车身的运动可以被直线电机1转换为电能，并储存在车辆的电池系统中，此时车辆减振功能主要依靠单筒式油缸减振器2来实现直线电机1只提供有限的涡流阻尼力。由此，有助于延长车辆的续航里程。

悬架系统中的直线电机1还具备故障模式下的应对能力，当空气弹簧3内压不足时，空气弹簧3的支撑能力会大幅下降，进而影响车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性，在这种情况下，直线电机1会立即进入故障应对模式，直线电机1持续出力，以提供部分支撑力，弥补空气弹簧3支撑能力的不足，直线电机1通过增加电磁力，与剩余的空气弹簧3支撑力共同作用，确保车辆在短时间内仍能维持相对稳定的行驶姿态；当单筒式油缸减振器2阻尼力不足时，直线电机1会立即进入故障应对模式，通过增加电磁输出力来补充缺失的阻尼效果，确保悬架系统能够维持良好的稳定性和减振效果。

具体地，当直线电机1处于电动模式下时，直线电机1和单筒式油缸减振器2共同为车身提供阻尼力进行减振作用，当遇到路面颠簸导致车桥向上运动时，此时活塞23向下运动，油腔内活塞23下部的工作腔油压升高，油液通过活塞23上的流通孔和阀门流到活塞上部的储油腔中，从而产生阻尼力，当遇到路面颠簸导致车桥向下运动时，此时活塞23向上运动，油腔内活塞23上部的油液又会从活塞23上的流通孔和阀门流到活塞23下部，此时的直线电机1也通电产生与活塞23运动相反方向的阻尼力去阻碍活塞23的运动；当直线电机1处于发电模式下时，阻尼力主要由单筒式油缸减振器2提供，直线电机1因自身涡流效应只提供极小部分的阻力；当空气弹簧3内压不足或单筒式油缸减振器2阻尼力不足时，直线电机1处于故障应对模式，直线电机1增大输出功率，保证车身高度处于安全范围内，同时提供足够的阻尼力来减少车身振动幅度，从而使车辆运行的安全性和平稳性更好。

进一步地，若空气弹簧3内压不足，车身高度降低会提高车辆运行的危险性，则直线电机1进入故障运行模式后，直线电机1所产生的推力中有部分用于平衡车辆的车身高度，剩余推力则与单筒式油缸减振器2共同为车身提供减振阻尼力；若路况较好时，则直线电机1的推力只用于与空气弹簧3共同作用来平衡车身高度。由此，是的车辆可以保持正常行驶状态，且保证了车辆的舒适度。

根据本发明实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，通过将直线电机1、单筒式油缸减振器2和空气弹簧3相互配合，并且直线电机1工作模式灵活切换，显著提升车辆的行驶稳定性、乘坐舒适性以及能量利用效率。在故障情况下，直线电机1能及时提供支撑，提高悬架系统的可靠性。

在本发明的一些实施例中，单筒式油缸减振器2穿过定子上端板114的环形孔，且单筒式油缸减振器2安装在定子总成11的定子内套筒113的内部，油缸筒21外壁与定子内套筒113内壁之间设有精密直线轴承，实现油缸筒21沿定子内套筒113轴向的精密直线往复运动。

需要说明的是，也可以将直线电机1的动子总成的下端板设置为环形，定子总成11从下方伸入到动子内套筒123内与动子总成12配合。上述实施例并非对本发明的限制，其余不同部件的搭配方式均在本发明的保护范围内。

在本发明的一些实施例中，活塞杆22与定子上端板114分别通过螺栓连接固定至车身，油缸筒21与动子下端板125通过螺栓固定连接，且油缸筒21与动子下端板125通过螺栓连接共同固定至车桥。通过上述配置，可以实现单筒式油缸减振器2和直线电机1同步运动，提高了悬架系统的集成化程度和可靠性。

在本发明的一些实施例中，参照图1所示，油缸筒21底部套设有防撞块4，且防撞块4下端通过硫化粘接至动子下端板125内壁，防撞块4限制出定子总成11和动子总成12的端部空间。通过上述设置，当车辆发生剧烈颠簸导致悬架行程过大时，防撞块4可以避免定子总成11直接撞击动子总成12的下端板125，吸收一定的冲击能量，且一定程度上阻碍车身200的下沉，提高了悬架系统的可靠性。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，空气弹簧下端板34为环形，空气弹簧3通过空气弹簧下端板34的环形孔套设在直线电机1的外侧，且空气弹簧下端板34与动子外套筒123固定连接，空气弹簧上端板32与车身通过螺栓固定连接。通过上述设置，可以实现空气弹簧3与直线电机1的集成化布置，提高了悬架系统的实用性。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示所示，动子外套筒122外周壁上设置有支撑座126，空气弹簧下端板125与支撑座126通过螺栓连接。通过上述设置，使得空气弹簧3与直线电机1可以沿轴向具有部分重合，有效利用了轴向空间，减小了悬架系统沿径向方向上的整体尺寸，实现悬架系统的小型化设计，提高了悬架系统的可靠性。

根据本发明实施例的一种集成直线电机的汽车悬架系统，通过将直线电机1、单筒式油缸减振器2和空气弹簧3进行集成设计，以使悬架系统可以具有较好的减振效果，且在路况较好时可以实现能量回收，在单筒式油缸减振器2或者空气弹簧3出现故障时能够保证悬架系统正常工作，进而实现了悬架系统的可靠性，提升了车辆的整体性能，为直线电机1真正应用到悬架系统提供了思路。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，包括：

直线电机（1），所述直线电机（1）包括沿垂直于车身的方向相对移动的定子总成（11）和动子总成（12），所述定子总成（11）与车身连接，所述动子总成（12）与车桥连接，所述定子总成（11）和所述动子总成（12）通过电磁耦合实现垂向往复运动驱动或能量回收，所述定子总成（11）内部设有轴向贯通的中空腔体，所述定子总成（11）的中空腔体内集成有减振器组件，减振器组件与所述直线电机（1）同轴布置，形成悬架系统的复合式机电一体化结构；

单筒式油缸减振器（2），所述单筒式油缸减振器（2）包括油缸筒（21）、活塞杆（22）、活塞（23）和活动阻尼块（24）四部分，所述单筒式油缸减振器（2）置于所述定子总成（11）的中空腔体内，所述单筒式油缸减振器（2）的油缸筒（21）与车桥连接，所述单筒式油缸减振器（2）的活塞杆（22）与车身连接；

空气弹簧（3），所述空气弹簧（3）包括空气弹簧气囊（31）、空气弹簧上端板（32）、腰环（33）和空气弹簧下端板（34）四部分，所述空气弹簧（3）置于所述动子总成（12）的外侧实现同轴布置，所述空气弹簧（3）的一端通过所述空气弹簧上端板（32）固定至车身，另一端通过所述空气弹簧下端板（34）固定至所述动子总成（12）。

2.根据权利要求1所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述定子总成（11）包括永磁体（111）、定子外套筒（112）、定子内套筒（113）、定子上端板（114）和定子下端板（115），所述定子外套筒（112）的内壁设有内螺纹，所述定子内套筒（113）的外壁设有外螺纹，且所述定子内套筒（113）同轴套设于所述定子外套筒（112）内，所述定子上端板（114）通过螺纹连接固定于所述定子外套筒（112）和所述定子内套筒（113）的上端开口处，所述定子下端板（115）通过螺纹连接固定于所述定子外套筒（112）和所述定子内套筒（113）的下端开口处，所述永磁体（111）固定设置于由所述定子外套筒（112）、定子内套筒（113）、定子上端板（114）和定子下端板（115）共同围合成的封闭空腔内，所述定子上端板（114）、定子下端板（115）均为环形。

3.根据权利要求1所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述动子总成（12）包括线圈绕组（121）、动子外套筒（122）、动子内套筒（123）、动子上端板（124）和动子下端板（125），所述动子外套筒（122）的内壁设有内螺纹，所述动子内套筒（123）的外壁设有外螺纹，且所述动子内套筒（123）同轴套设于所述动子外套筒（122）内，所述动子上端板（124）通过螺纹连接固定于所述动子外套筒（122）和所述动子内套筒（123）的上端开口处，所述动子下端板（125）通过螺纹连接固定于所述动子外套筒（122）和所述动子内套筒（123）的下端开口处，所述线圈绕组（121）固定设置于由所述动子外套筒（122）、动子内套筒（123）、动子上端板（124）和动子下端板（125）共同围合成的封闭空腔内，且所述线圈绕组（121）固定至所述动子内套筒（123）的外周壁，所述动子上端板（124）为环形，所述动子外套筒（122）外周壁上设置有支撑座（126），所述空气弹簧下端板（125）与所述支撑座（126）通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述定子总成（11）穿过所述动子上端板（124）的环形孔，且所述定子总成（11）伸入至所述动子内套筒（123）内部，所述动子内套筒（123）内壁与所述定子外套筒（112）外壁之间设有精密直线轴承，实现所述动子总成（12）沿所述定子总成（11）轴向的精密直线往复运动。

5.根据权利要求1所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述单筒式油缸减振器（2）的活塞杆（22）与活塞（23）固定连接，所述活塞（23）沿油缸筒（21）往复运动，所述活塞（23）将油缸内腔分隔为工作腔和储油腔，所述活动阻尼块（24）可滑动地设于储油腔下部，所述活动阻尼块（24）下端与油缸筒（21）形成密闭气室；所述活塞（23）运动时通过油液压力驱动活动阻尼块（24）轴向移动，气室体积随之变化以平衡油液容积，三者协同确保减振器的减振性能。

6.根据权利要求1所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述空气弹簧（3）的空气弹簧气囊（31）为充气密闭结构，所述空气弹簧气囊（31）顶部通过硫化粘接与所述空气弹簧上端板（32）密封固定，所述空气弹簧气囊（31）底部通过螺栓连接或硫化工艺与所述空气弹簧下端板（34）刚性连接，所述腰环（33）采用金属或高强度复合材料制成，包覆固定于所述空气弹簧气囊（31）外侧壁。

7.根据权利要求1所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述活塞杆（22）与所述定子上端板（114）分别通过螺栓连接固定至车身，所述油缸筒（21）与所述动子下端板（125）通过螺栓固定连接，且所述油缸筒（21）与所述动子下端板（125）通过螺栓连接共同固定至车桥。

8.根据权利要求7所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述油缸筒（21）底部套设有防撞块（4），且所述防撞块（4）下端通过硫化粘接至动子下端板（125）内壁，所述防撞块（4）限制出所述定子总成（11）和动子总成（12）的端部空间。

9.根据权利要求5所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述单筒式油缸减振器（2）穿过所述定子上端板（114）的环形孔，且所述单筒式油缸减振器（2）安装在所述定子总成（11）的定子内套筒（113）的内部，所述油缸筒（21）外壁与所述定子内套筒（113）内壁之间设有精密直线轴承，实现所述油缸筒（21）沿所述定子内套筒（113）轴向的精密直线往复运动。

10.根据权利要求9所述的一种集成直线电机的汽车悬架系统，其特征在于，所述空气弹簧下端板（34）为环形，所述空气弹簧（3）通过所述空气弹簧下端板（34）的环形孔套设在所述直线电机（1）的外侧，且所述空气弹簧下端板（34）与所述动子外套筒（123）固定连接，所述空气弹簧上端板（32）与车身通过螺栓固定连接。