一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构及方法技术

本发明专利技术公开了一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构及方法。该动力吸振结构发动机侧悬置支架、动力吸振器弹性单元、动力吸振器质量块，动力吸振器质量块的外侧设置有施力装置，施力装置可以对动力吸振器质量块施加沿其振动方向的大小和方向均可调的电磁力，发动机侧悬置支架的主体上设置有加速度传感器，加速度传感器电连接有控制器。通过控制器控制施力装置实时调节作用在动力吸振器质量块上的电磁力，进而改变动力吸振器的共振频率，使其与机械系统瞬时的振动频率相同，从而实现动力吸振器共振频率的实时、快速调整，并与机械系统振动频率的迅速匹配，达到更好的吸振效果，且满足发动机工作频率快速连续变化时的吸振要求，适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构及方法


[0001]本专利技术涉及动力吸振器领域，具体涉及一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构及方法。

技术介绍

[0002]动力吸振器是利用共振系统吸收物体的振动能量以减小物体振动的设备，如图1所示，其原理是在振动的机械系统上附加质量块弹性体共振系统，这种附加系统在共振时产生的反作用力可使振动物体的振动减小。当激发力以单频为主，或频率很低，不宜采用一般隔振器时，动力吸振器特别有用。如附加一系列的这种吸振器，还可以抵销不同频率的振动。
[0003]现有的动力吸振器，主要用于汽车发动机悬置支架等领域。如图2和图3所示，动力吸振器大部分都只针对单一共振频率进行吸振，当出现多个共振频率峰值时，现有的动力吸振器很难满足其吸振要求；此时，频率可调式动力吸振器则更能适应发动机的各种复杂工况。
[0004]现有的频率可调式动力吸振器的共振频率调节方式主要包括机械式刚度调节法、人工式质量调节法、流体式质量调节法等，存在调节速度慢、无法满足共振频率连续快速变化工况的要求等问题。
[0005]例如公开号的CN103267085A的中国专利技术专利，就公开了旋转机械转子液力多频动力吸振器，该动力吸振器通过质量的实时连续调节，使得调谐质量阻尼器(TMD)子系统的频率始终与转子主系统频率保持一致。该动力吸振器设计了特有的流体质量结构，通过改变流体的质量从而改变动力吸振器的质量，从而满足旋转机械转子对多种频率成分振动形成连续实时吸振的要求。通过改变流体的质量，可以连续改变动力吸振器的共振频率；但该技术方案中动力吸振器质量的改变需要较长的时间完成，由于质量改变的时间过长，该动力吸振器工作频率无法匹配主系统共振频率改变的节奏，导致该吸振器无法实现较好的吸振效果，其应用范围将受到大幅限制。
[0006]公开号为CN103206474A的中国专利技术专利，公开了一种可快速调节共振频率的动力吸振器，该专利技术通过将质量块和橡胶弹性体装入一端可活动调节的连杆中，通过移动或旋转质量块，改变实际起作用的橡胶弹性体尺寸，从而改变动力吸振器的刚度值；质量块可作为一个整体或多个质量块通过螺纹螺栓连接为一体，可改变动力吸振器的质量；通过以上两种调节方式，最终完成动力吸振器共振频率的调节。该专利技术通过机械方式改变刚度，或通过人工方式改变质量，可以连续改变动力吸振器的共振频率；但该专利技术中动力吸振器刚度和质量的改变需要消耗较长的时间，同时质量的调节需要系统停止工作，动力吸振器共振频率调节的效率低和速度慢，同样难以满足主系统共振频率连续快速变化的工况，难以取得较好的吸振效果，其应用范围将受到大幅限制。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构及方法，能够快速完成动力吸振器共振频率的调整，及时自适应匹配机械系统的振动频率，具有更好的吸振效果。
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构，包括发动机侧悬置支架、动力吸振器弹性单元、动力吸振器质量块，所述发动机侧悬置支架与所述动力吸振器质量块之间通过所述动力吸振器弹性单元弹性连接，所述动力吸振器质量块的外侧设置有施力装置，所述施力装置可以对所述动力吸振器质量块施加沿其振动方向的大小和方向均可调的电磁力，所述发动机侧悬置支架的主体上设置有加速度传感器，所述加速度传感器电连接有控制器，所述控制器的输出端与所述施力装置电连接。
[0009]在上述共振频率自适应快速可调的动力吸振结构中，通过安装在发动机侧悬置支架上的加速度传感器测量其振动时的瞬时加速度，并计算得到发动机侧悬置支架的实时振动频率，再通过控制器控制施力装置实时调节作用在动力吸振器质量块上的电磁力，改变动力吸振器的共振频率，使其与机械系统当时的振动频率相同，从而实现动力吸振器共振频率的实时、快速调整，并使动力吸振器与机械系统振动频率迅速匹配，达到更好的吸振效果，且满足发动机工作频率快速连续变化时的吸振要求，适用范围广。
[0010]作为本专利技术共振频率自适应快速可调的动力吸振结构的改进，所述施力装置包括电磁线圈保持架和电磁线圈，所述电磁线圈保持架的内侧面设置有电磁线圈，所述动力吸振器质量块伸入所述电磁线圈的内部，且可以自由振动。通过电磁线圈产生电磁力，再由控制器根据需要调节电磁线圈电流大小，实现电磁力的实时、快速可调，进而实现动力吸振器共振频率的实时、快速可调，自适应匹配发动机侧悬置支架的实时振动频率。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术一种共振频率自适应快速可调的动力吸振方法，包括如下步骤：
[0012]获取机械系统的振动加速度信号；
[0013]根据所述机械系统的振动加速度信号计算机械系统的振动频率；
[0014]计算使动力吸振器的共振频率与所述机械系统的振动频率相同时，对动力吸振器质量块所需施加的电磁力大小和方向；
[0015]调节作用在动力吸振器质量块上的电磁力达到所述电磁力大小和方向，改变动力吸振器的共振频率与所述机械系统的振动频率相同。
[0016]在上述共振频率自适应快速可调的动力吸振方法中，通过实时监测机械系统的振动加速度，计算机械系统的振动频率，以及需要作用在动力吸振器质量块上的电磁力，从而调节电磁力的大小，快速改变动力吸振器的共振频率，快速实现自适应匹配机械系统振动频率，达到更好的吸振效果，也能够适用机械系统的振动频率快速连续变化时的较佳吸振要求。
[0017]作为本专利技术共振频率自适应快速可调的动力吸振方法的改进，计算使动力吸振器的共振频率与所述机械系统的振动频率相同时，对动力吸振器质量块所需施加的电磁力大小和方向包括：获取动力吸振器弹性单元的刚度和动力吸振器质量块的质量；获取机械系统的激振力幅值大小；根据所述机械系统的振动频率和所述激振力幅值大小，以及所述动力吸振器弹性单元的刚度和所述动力吸振器质量块的质量，计算动力吸振器的共振频率与
所述机械系统的振动频率相同时，对动力吸振器质量块所需施加的电磁力。通过机械系统的实时振动频率和其激振力幅值大小，以及动力吸振器的刚度和动力吸振器质量块质量，推到计算得到所需的电磁力大小。
[0018]综上所述，采用上述共振频率自适应快速可调的动力吸振结构及方法，通过控制作用在动力吸振器质量块上的电磁力，实现动力吸振器共振频率的实时自适应调整，可以有效解决机械系统振动频率快速连续变化工况下的吸振问题，并无需人力干预，较好地解决了现有技术存在的动力吸振器共振频率调节效率低和速度慢的问题，极大扩展了动力吸振器的应用范围。
附图说明
[0019]在附图中：
[0020]图1为动力吸振器结构原理图。
[0021]图2为现有发动机悬置支架的动力吸振器结构图。
[0022]图3为现有发动机悬置支架的动力吸振器拆分结构图。
[0023]图4为本专利技术的吸振结构示意图。
[0024]图5为本专利技术的吸振结构拆分示意图。
[0025]图中：1、发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构，其特征在于，包括发动机侧悬置支架(1)、动力吸振器弹性单元(2)、动力吸振器质量块(3)，所述发动机侧悬置支架(1)与所述动力吸振器质量块(3)之间通过所述动力吸振器弹性单元(2)弹性连接，所述动力吸振器质量块(3)的外侧设置有施力装置，所述施力装置可以对所述动力吸振器质量块(3)施加沿其振动方向的大小和方向均可调的电磁力，所述发动机侧悬置支架(1)的主体上设置有加速度传感器(6)，所述加速度传感器(6)电连接有控制器(7)，所述控制器(7)的输出端与所述施力装置电连接。2.根据权利要求1所述的一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构，其特征在于，所述施力装置包括电磁线圈保持架(4)和电磁线圈(5)，所述电磁线圈保持架(4)的内侧面设置有电磁线圈(5)，所述动力吸振器质量块(3)伸入所述电磁线圈(5)的内部，且可以自由振动。3.根据权利要求2所述的一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构，其特征在于，所述电磁线圈保持架(4)和所述动力吸振器质量块(3)均为圆柱型结构，且同轴布置。4.根据权利要求1所述的一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构，其特征在于，所述动力吸振器弹性单元(2)包括支撑销(21)和弹性体(22)，所述支撑销(21)的底端固定于所述发动机侧悬置支架(1)的顶面，所述弹性体(22)套设在所述支撑销(21)的外侧，所述动力吸振器质量块(3)套设在所述弹性体(22)的外侧。5.根据权利要求4所述的一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构，其特征在于，所述弹性体(22)采用橡胶材料制成。6.根据权利要求4所述的一种共振频率自适应快速可调的动力吸振结构，其特征在于，所述动力吸振器质量块(3)的中部设置有贯通的中央槽孔(31)，所述中央槽孔(31)为圆柱孔。7.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李星，田鑫，尹磊磊，姚璐，杨航，
申请(专利权)人：东风汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：