CN103089889B - 一种磁流变泵式变阻尼减振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于各种车辆悬架系统的磁流变泵式变阻尼减振器。该减振器具有一个上下封装的外缸筒，筒内设有液压工作缸，工作缸内装有带流通孔的活塞和与活塞连接的活塞杆以及设置的限位器，工作缸的下部端口处与底阀座连接，上部端口处连接有导向器和与导向器连接的油封座，导向器内布置有一个或多个电磁线圈，工作缸与外筒壁之间设置有磁流变液体导流罩，导流罩的外壁与外缸筒内壁之间的间隙构成环形回油通道，在底阀座和活塞上的液流通道口处分别设有阻尼单向阀。减振器内填充的是磁流变液体，其阻尼特性可通过调整线圈中的电流强度来能适应各种路面状况的减振性能需要。

Description

一种磁流变泵式变阻尼减振器

技术领域

本发明属于车辆悬架装置的配置技术领域，是一种适用于各种车辆悬架系统的磁流变泵式变阻尼减振器。

背景技术

常见的车辆悬架用的减振器中设置有伸张阀、压缩阀、补偿阀和流通阀。当车架（或者承载式车身）与车桥相对运动时，减振器的活塞将在缸筒内作往复运动，工作腔中的油液将会通过各阀系，从而产生阻尼力来衰减来自地面和发动机的振动与冲击。其阻尼的大小取决于各阀件阀片组弹性的大小；一旦将各阀片组调整安装好后，该减振器各阀件的阻尼特性以及减振器的减振性能也就确定，其适应路面状况的范围也随之确定。当车辆行驶的路面状况超出适应范围时，就会出现减振阻尼力过大或过小而达不到匹配的减振效果，减振器的减振性能在车辆行驶过程中更不能依据工况需要进行自动调整；而且，所用阀件结构复杂，油液在工作缸内不能循环，散热效果差，密封元件往往因受过高温度的影响而过早失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够简化结构、阻尼可根据车辆的状态随机自动调节，而且反应灵敏，工作可靠，散热效果好，适用于各种不同路面条件的磁流变泵式变阻尼减振器。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：该减振器包括一个上下封装的外缸筒、设置在外缸筒内的液压工作缸、设置在工作缸内其上带有流通孔的活塞、与活塞连接的活塞杆、与工作缸的下部端口处连接的底阀座、设置在工作缸上部端口处的导向器和与导向器连接的油封座，所述的工作缸与外缸筒之间设置有磁流变液体导流罩，磁流变液体导流罩的外壁与外缸筒内壁之间留有间隙，并由该间隙构成环形回油通道，在底阀座和活塞上的每个流通道口处分别设有阻尼单向阀，所述导向器内设有至少一个电磁线圈，用于控制磁场强度，进而控制减振器的阻尼特性。

所述阻尼单向阀是由一个或多个叠置的环状阀片或碟状弹簧阀片构成，其阀片压紧件外缘为倒角或圆弧状。

所述导向器设有卸荷排油通道和回游通道，导向器内设置至少一个电磁线圈，可利用外缸筒、油封座或者外加的套筒来形成闭合磁路。

所述导向器内布置有线圈和导线，线圈的数量和安装位置可根据空间和实际需要合理选取，将用于控制磁场强度。

本发明具有以下优点和积极效果：

1、按照上述方案制成的磁流变泵式变阻尼减振器为一阻尼可根据车辆的状态自动调整的半主动减振器，结构简单，而且阻尼的大小可实现大范围调节，对悬架的振动反应灵敏，调节迅速，能适应各种路面状况的减振性能需要，尤其能避免汽车在恶劣道路上大幅强烈振动的冲击。

2、该减振器的工作磁流变液体全部在工作缸内、外连续环流循环，并与外筒壁大面积接触，由此使减振器能够获得极佳的散热效果，避免密封元件的过早失效。

3、本发明用于提供磁场的线圈布置在导向器内，导线布置较为方便，可避免在活塞杆上加工长孔的工艺。

4、该减振器适用于各种车辆对减振阻尼有较高要求的悬架系统的配置，具有设计合理、构造简单、工作可靠性强、减振效果好、使用寿命长等优点。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是图1的局部结构放大示意图；

图3是图1中阻尼单向阀的局部结构放大示意图；

图4是本发明实施方式一的结构示意图；

图5是本发明实施方式二的结构示意图；

图6是本发明实施方式三的结构示意图；

图7是本发明实施方式四的结构示意图；

图8是本发明工作状态阻尼特性示意图。

具体实施方式

参看图1和图2：本发明的泵式变阻尼减振器是由油封1、油封座2、导向器3、套筒4（是否安装，取决于磁场布置需要）、外缸筒5、工作缸6、导流罩7、活塞杆8、活塞9、底阀座10及两端与悬架系统连接的连接件11组成。其中：在外缸筒5内的工作缸6中装有活塞9及与活塞9连接的活塞杆8，工作缸6的下部端口处与底阀座10密封连接，上部端口处设置有导向器3和与导向器3连接的油封座2，活塞9上和底阀座10的液流通孔处分别装有阻尼单向阀9a和10a。参见图3，阻尼单向阀9a分别由一个或多个环状阀片或碟状弹簧阀片9a1和预紧凸台9a2组成。

参见图4至图7：导向器3上设有一个或多个卸荷通道孔3b，并在导向器3上装有线圈3c和用于回油的通道3a,导向器3与油封座2和外缸筒5形成有效的磁场回路和磁场工作区6a。可以通过调整线圈中的电流强度的方式来控制产生的磁场强度和通过磁场工作区6a的磁流变液体的屈服应力，进而达到控制阻尼大小的目的。为了增加有效磁场作用的区域，也就是使用较少的能量获得较大的阻尼调节范围，合理的利用有限的空间，线圈的布置主要有以下几种实施方式及其相互组合。

参看图4，是本发明的实时方式一，电磁线圈3c安装在导向器3上，有效磁场集中在外缸筒5、导流罩7和导向器3的侧面之间。

参看图5，是本发明的实施方式二，电磁线圈3c安装在导向器3上，有效磁场分为两部分：一部分集中在油封座2和导向器3的上端面之间；另一部分集中在外缸筒5、导流罩7和导向器3的侧面之间。

参看图6，是本发明的实施方式三，三个（或多个）电磁线圈3c安装在导向器3上，有效磁场集中在外缸筒5、导流罩7和导向器3的侧面之间。

参看图7，是本发明的实施方式四，三个（或多个）电磁线圈3c安装在导向器3上，实施方式四综合了实施方式二和实施方式三的特点，有效磁场分为两部分：一部分集中在油封座2和导向器3的上端面之间，另一部分有效磁场集中在外缸筒5、导流罩7和导向器3的侧面之间。

当减振器工作时，活塞9上移，磁流变液由储油腔6c通过底阀座10上的阻尼单向阀10a进入活塞9下部的工作腔；同时活塞9上部的油液被迫通过导向器上3的卸荷排油通道3b、磁场工作区6a、导流罩7外周的环形通道流入储油腔6c。当活塞9下移时底阀座10上的阻尼单向阀10a关闭，活塞9下部的油液被迫通过活塞9上的阻尼单向阀9a补充活塞9上方容积的增加，其剩余部分被挤过导向器3上的卸荷排油通道3b、磁场工作区6a、导流罩7外周的环形通道流入储油腔6c。因此，本发明减振器在工作缸6内部油液自下而上不断“泵油”，从导向器卸排油通道3b排出的用于卸压的油液总是自上而下，经导流罩7外周的环形通道流入储油腔6c的下部。工作缸6与外缸筒5之间设置有磁流变液体导流罩7，导流罩7的外壁与外缸筒5内壁之间的间隙6b构成环状截面的回油通道，使回油与外缸筒5内壁有较大的接触面积，有利于工作磁流变液体的散热。

结合图2和图4，参看图8，是本发明磁流变泵式变阻尼减振器工作状态的阻尼力特性示意图。其工作原理是：磁流变液体是一种在磁场作用下，其流变特性会发生改变的智能材料。这种特性主要表现为磁流变液体的屈服应力会随着磁场的增强而单调增加。利用这一特性可以根据车辆的状态来调整电磁线圈中的电流强度来改变磁场工作区6a的磁场强度，从而改变流经此区域的磁流变液体的屈服强度，进而控制减振器的阻尼特性。当车辆在较好的路面行驶时，振动较小，这时需要较小的阻尼，可以通过减小回路中的电流强度来实现；当车辆行驶至较差的路面时，车辆的振动加强，增强回路中的电流即可提升减振器的阻尼。

Claims (3)

1.一种磁流变泵式变阻尼减振器，该减振器包括一个上下封装的外缸筒、设置在外缸筒内的液压工作缸、设置在工作缸内其上带有流通孔的活塞、与活塞连接的活塞杆、与工作缸的下部端口处连接的底阀座、设置在工作缸上部端口处的导向器和与导向器连接的油封座，其特征在于：所述的工作缸与外缸筒之间设置有磁流变液体导流罩，磁流变液体导流罩的外壁与外缸筒内壁之间留有间隙，并由该间隙构成环形回油通道，在底阀座和活塞上的每个流通道口处分别设有阻尼单向阀，所述导向器内设有至少一个用于控制磁场强度、进而控制减振器的阻尼特性的电磁线圈。

2.根据权利要求1所述的磁流变泵式变阻尼减振器，其特征在于：所述阻尼单向阀是由一个或多个叠置的环状阀片或碟状弹簧阀片构成，其阀片压紧件外缘为倒角或圆弧状。

3.根据权利要求1所述的磁流变泵式变阻尼减振器，其特征在于：所述导向器设有卸荷排油通道，导向器内设置至少一个电磁线圈，可利用外缸筒、油封座或者外加的套筒来形成闭合磁路。