CN104132091A - 一种剪切式双筒磁流变减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪切式双筒磁流变减振器，包括上剪切板和下剪切板，上剪切板与车架连接，下剪切板与振动轮连接，下剪切板上有一四面板围挡形成的容纳腔，容纳腔的顶部设有顶板，顶板中部开设有一开口槽，容纳腔自开口槽的两侧为左容纳腔、右容纳腔，左容纳腔和右容纳腔内分别设置有一活塞缸，活塞缸内填充有磁流变液体，活塞缸开口用带有密封圈的缸盖密封；一双头活塞杆的两端分别伸进左容纳腔和右有容纳腔的活塞缸内，双头活塞杆的两端缠绕有磁线圈；上剪切板的中部向下延伸有连接杆，连接杆与双头活塞杆的中部连接；上剪切板在连接杆和双头活塞杆的作用下，相对于下剪切板在平面内做纵向、横向双方向的运动。本发明实现了振动压路机一级减振区，可根据需求实现阻尼可调。

Description

一种剪切式双筒磁流变减振器

技术领域

本发明涉及汽车减振设备技术领域，具体的说，本发明涉及一种剪切式双筒磁流变减振器。

背景技术

磁流变减振器处于工作状态时，在钢轮平衡状态下，位移为零，速度为零，弹簧的弹性力刚好等于车架的重力，阻尼力为零。当振动钢轮由平衡位置向上振动时，钢轮速度从最大变化到最小，激振力与速度反向，由小变大，钢轮是以较大的惯性向减振器作冲击。通过磁场强度的调节，使阻尼力变大，弹簧弹力随着变形的增大而逐渐变大，弹簧和阻尼吸收来自钢轮对车架的冲击能量，而车架因其极大的质量，较大的惯性，所以在弹簧和阻尼吸收冲击时，自身振动极小。相反，当钢轮由平衡位置向下振动时，阻尼调节为最小，以弹簧的伸展来补充伸出的空隙，弹簧的弹力与阻尼力平衡车架的重量，使车架的位移最小。钢轮从最高位置向平衡位置从最低位置向平衡位置的振动也是同样的道理。总的来说，减振器是车架与钢轮之间的柔性联结处。

在振动压路机中，一方面要引入振动，使振动轮产生激振力，通过振动更好的压实路基，并且最大程度的利用振动的能量；另一方面要采取减振，通过减振器减小振动轮对车架和座椅振动能量的传递。也就是说，我们要减小对振动轮的束缚，减小对其阻尼力，提高振动效率，同时增强上车与振动轮间的减振效果，使其较小的传递振动。

通常，减振是通过抑制振源强度、隔振、消振等方法，减小振动体向减振体振动能量的传递。具体减振原理如下：

A、抑制振源强度。例如，对高速转子进行完善的动平衡，减小其不平衡质量产生的激振力。或者，把路面铺得尽可能平坦，减轻它对运动车轮的激励。还有减小高层建筑的迎风面积.减轻它承受的风载。所有这些都是抑制振源强度的技术措施。

B、隔振。在振源和减振体之间插进柔软的衬垫，依靠它的变形减轻振源对减振体的激励，通常称为隔振。用于隔振的装置叫做隔振器。例如，汽车车轮外缘的充气轮胎，铅锤底座下的木块基础，仪器包装箱内的泡沫塑料填充物等，都是常见的隔振器。

C、消振。在减振体上附加特殊装置，依靠它和减振体相互作用，吸收振动系统的动能。从而降低减振体的振动强度，这就是消振。用于消振的装置叫做消振器。例如，粘贴在发动机舱壁上的高阻尼率粘弹性材料，安装在高挠性建筑物顶部的活动质量都是消振器。

随着技术的进步和人们对减振效果要求的提高，减振理念已从消极隔振转向主动减振。而所有的减振方式都是从两点(K,刚度；C,阻尼)切入。磁流变阻尼器有着优良的品质，其特性如下：

1)阻尼力大；2)阻尼可调节，且调节范围宽；3)温度适应性强，环境适应性好；4)响应速度快；5)能耗低；6)高效；7)使用寿命长；8)维护方便等特点，既可作为常规的被动耗能器又是理想的半主动控制驱动器。

鉴于磁流变技术独特的流变特性和磁流变阻尼器优良品质，所以将磁流变技术引入振动压路机的减振方面，以代替目前橡胶减振器阻尼不可调的缺点。

现有技术的减振器包括以下：

(1)橡胶减振器：通常，振动压路机使用的橡胶减振器的材料有两种，一是天然橡胶，另—种是丁腈橡胶。天然橡胶制成的减振器具有良好的机械性能，加工方便，具有良好的弹性、稳定性及耐日照性。因此，一些振动压路机的减振器使用天然橡胶制造。但是，天然橡胶阻尼小，通过共振区时不很安全。在通过共振区时，振动压路机的上车振幅很大。另外，天然橡胶的耐油性能差，当振动压路机的减振器接触油污后，橡胶发生变形，失去弹性，严重者减振器将报废。鉴于这种情况，目前使用天然橡胶制造的减振器已很少。丁腈橡胶具有良好的耐油性和较大的阻尼等优点，是良好的制造减振器的材料。目前，振动压路机的减振器已广泛地采用丁腈橡胶制造，但丁腈橡胶的价格比较高。现在市面在用的就是橡胶减振器，技术方案橡胶减振器的缺点如下：1)耐高温、低温性能差；2)耐日照性能差；3)耐油性能差；4)使用寿命低，长期使用后弹性降低，减振性能变差；5)阻尼不可调；6)减振效率低；7)不可再生，不环保等等。

(2)针对所列技术问题，本专利申请人在前期提出一种磁流变-橡胶复合的剪切式磁流变减振器，并获得发明专利授权发明专利授权(发明专利号：200810070631.5，授权公告号：CN101235864)。

以一维磁流变阻尼器为出发点进行剪切式磁流变减振器的设计，减振器主要由前后侧板、活塞杆、缸体、橡胶以及附属零件组成，其中活塞杆与一个侧板固定，缸体通过橡胶与另一块侧板固定，橡胶一方面用来产生阻尼，另一方面起剪切复位的作用；减振器的两侧板分别与待减振装置的两个部分连接。当减振器工作时，两侧板沿缸体轴线方向平行移动，使活塞杆和缸体之间产生相对运动，通过改变活塞杆上激励线圈的工作电流，来改变磁场回路的磁场强度，实现减振器阻尼力大小的可调。

现有技术方案(2)由于是磁流变-橡胶组合，所以也在一定程度上存在除“5)阻尼不可调”之外的上述其它缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调控阻尼力且应用条件广泛的磁流变减振器，通过磁场强度的改变来控制阻尼力的变化，进行振动系统的半主动控制。

本发明提供的技术方案是：一种剪切式双筒磁流变减振器，包括上剪切板和下剪切板，上剪切板与车架连接，下剪切板与振动轮连接，所述下剪切板上有一四面板围挡形成的容纳腔，容纳腔的顶部设有顶板，顶板中部开设有一开口槽，容纳腔自开口槽的两侧为左容纳腔、右容纳腔，左容纳腔和右容纳腔内分别设置有一活塞缸，活塞缸内填充有磁流变液体，活塞缸开口用带有密封圈的缸盖密封；一双头活塞杆的两端分别伸进左容纳腔和右有容纳腔的活塞缸内，双头活塞杆的两端缠绕有磁线圈；上剪切板的中部向下延伸有连接杆，连接杆与双头活塞杆的中部连接；上剪切板在连接杆和双头活塞杆的作用下，相对于下剪切板在平面内做纵向、横向双方向的运动。

所述的活塞缸和容纳腔之间填充有橡胶块。

所述的上剪切板位于连接杆的两侧设有可在开口槽内滑动的限位导向肋板。

所述的双头活塞杆的中部设有一安装部，安装部设有一安装孔，连接杆的末端穿过安装孔，并通过螺纹螺母连接固定。

所述的容纳腔的四面板围挡为三面一体设置、一面为活动板用螺钉可拆卸的连接形成。

本发明具有如下优点：

本发明实现了振动压路机一级减振区，可根据需求实现阻尼可调；本发明由两个活塞缸组成，可提供可靠调控可变阻尼力，这样可以为磁流变液提供较大范围的磁场强度变化区域，磁路效率大大提高。

(1)工作平面为上剪切板，可在水平方向上双向运动；

(2)两个活塞缸共同工作，相反的工作状态为一压缩、一拉伸，提供更大且更为稳定的可调阻尼力；

(3)减少橡胶使用量，更多的利用磁流变流体特性，性能稳定、可靠。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，其中：

图1是本发明的外部结构立体图；

图2是本发明的纵截面剖视图；

图3是本发明的横截面剖视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

结合图1、图2以及图3对本发明详细说明如下：

本发明的一种剪切式双筒磁流变减振器，包括上剪切板1和下剪切板2，上剪切板1与车架连接，下剪切板2与振动轮连接，下剪切板2上有一四面板围挡形成的容纳腔20，容纳腔20的顶部设有顶板21，顶板21中部开设有一开口槽22，容纳腔20自开口槽22的两侧为左容纳腔201、右容纳腔202，左容纳腔201和右容纳腔202内分别设置有一活塞缸3，活塞缸3内填充有磁流变液体30，活塞缸3开口用带有密封圈的缸盖31密封；一双头活塞杆32的两端分别伸进左容纳腔201和右有容纳腔202的活塞缸3内，双头活塞杆32的两端缠绕有磁线圈33，活塞缸3和容纳腔20之间填充有橡胶块4；上剪切板1的中部向下延伸有连接杆10，连接杆10与双头活塞杆32的中部连接，具体连接是，双头活塞杆30的中部设有一安装部34，安装部34设有一安装孔35，连接杆10的末端穿过安装孔35，并通过螺纹螺母36连接固定；上剪切板1在连接杆10和双头活塞杆32的作用下，相对于下剪切板2在平面内做纵向、横向双方向的运动。上剪切板1位于连接杆10的两侧设有可在开口槽22内滑动的限位导向肋板(图中未示出)。

其中，容纳腔20的四面板围挡5为三面一体设置、一面为活动板50用螺钉51可拆卸的连接形成。

装配时，先将磁线圈33，磁流变液体30，左、活塞缸3，右缸盖31装配好，再将上剪切板1与之前装配好的用两个螺纹螺母36连接好。将橡胶块4装于下剪切板1，再装上上剪切板2，活塞缸系统，再装另一块橡胶块，最后将围挡5的活动板50用四个螺钉51装上。

工作过程是：

上剪切板1与压路机机架固定链接，下剪切板2与压路机振动轮链接，振动轮产生振动力的能量经减振器作用被缩放传递到机架，达到减振作用。振动轮根据不同的路况振动频率是不同的，依据振动的频率改变磁线圈33电流大小，从而改变磁场强度，达到改变磁流变液的状态，改变阻尼，达到减振效果。依图的结构可知，振动源通过上剪切板1的连接杆10传递到活塞，当剪切板1上下剪切时减振器的两个活塞缸的工作状态是相反，一个压缩、一个拉伸。通过双头活塞杆32与磁流变液30阻尼接触达到减振的目的，橡胶块4主要是保持活塞缸3的位置度及一定的减振效果，双头活塞杆32作用于上剪切板1，降低机架振动幅度。

以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种剪切式双筒磁流变减振器，包括上剪切板和下剪切板，上剪切板与车架连接，下剪切板与振动轮连接，其特征在于，所述下剪切板上有一四面板围挡形成的容纳腔，容纳腔的顶部设有顶板，顶板中部开设有一开口槽，容纳腔自开口槽的两侧为左容纳腔、右容纳腔，左容纳腔和右容纳腔内分别设置有一活塞缸，活塞缸内填充有磁流变液体，活塞缸开口用带有密封圈的缸盖密封；一双头活塞杆的两端分别伸进左容纳腔和右有容纳腔的活塞缸内，双头活塞杆的两端缠绕有磁线圈；上剪切板的中部向下延伸有连接杆，连接杆与双头活塞杆的中部连接；上剪切板在连接杆和双头活塞杆的作用下，相对于下剪切板在平面内做纵向、横向双方向的运动。

2.根据权利要求1所述的一种剪切式双筒磁流变减震器，其特征在于，所述的活塞缸和容纳腔之间填充有橡胶块。

3.根据权利要求1所述的一种剪切式双筒磁流变减震器，其特征在于，所述的上剪切板位于连接杆的两侧设有可在开口槽内滑动的限位导向肋板。

4.根据权利要求1所述的一种剪切式双筒磁流变减震器，其特征在于，所述的双头活塞杆的中部设有一安装部，安装部设有一安装孔，连接杆的末端穿过安装孔，并通过螺纹螺母连接固定。

5.根据权利要求1所述的一种剪切式双筒磁流变减震器，其特征在于，所述的容纳腔的四面板围挡为三面一体设置、一面为活动板用螺钉可拆卸的连接形成。