CN104373500B - 外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，涉及通过改变流体粘稠性调整阻尼性质的装置技术领域。所述阻尼器包括多个外置圆孔阻尼通道、磁流变液腔体、蓄能腔体、活塞组件、电磁线圈组件，与常规的环装阀结构磁流变阻尼器相比，本发明所提出的结构在磁流变液腔体外设置多个均布圆孔阻尼通道，磁流变液通流面积大，具有零磁场条件下阻尼力小的特点，同时通过设置多个电磁线圈组件，可以提高磁场作用条件下的阻尼力，因而具有阻尼力调节范围宽的优点。

Description

外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器

技术领域

本发明涉及通过改变流体粘稠性调整阻尼性质的装置技术领域，尤其涉及一种外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器是基于磁流变液可控特性的一种新型阻尼器，具有温度适应性强、响应速度快、体积小、阻尼力调节范围宽和能耗低等优点，是一种理想的半主动控制阻尼器件，在振动控制领域具有广泛的应用前景。

常见磁流变阻尼器的电磁线圈置于工作缸内，活塞上设置环状通道或者活塞与缸体之间设置环状通道，工作时磁流变液从环状通道流过产生阻尼力。电磁线圈通电时环状通道产生垂直于磁流变液流动方向的磁场，调节磁场强度就可以控制磁流变液流变特性，改变流动阻力，实现磁流变阻尼器的阻尼力调节，当磁场达到饱和时，磁流变阻尼器的阻尼力达到最大。要提高上述结构磁流变阻尼器的最大阻尼力可以通过增大缸体内径、减小环状通道间隙和采用多级活塞等措施，但通过改变上述参数提高最大阻尼力时，会使得零磁场条件下的线性阻尼力显著增加，不利于实现半主动控制策略的要求，降低振动控制效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，所述阻尼器在零磁场条件下，磁流变液通流面积大，阻尼力小，同时设置多个电磁线圈组件，磁场作用时，阻尼力大，因而具有阻尼力调节范围宽的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，包括磁流变液腔体组件、蓄能腔体组件、活塞组件以及一个或多个电磁线圈组件，所述磁流变液腔体组件和蓄能腔体组件之间固定连接，活塞组件中的浮动活塞位于磁流变液腔和蓄能腔之间，所述电磁线圈组件沿所述磁流变液腔体组件的外周设置，其特征在于：所述阻尼器还包括若干个沿所述磁流变液腔体组件的轴向方向延伸并沿磁流变液腔体组件的外周间隔设置的外置阻尼通道，所述外置阻尼通道穿过所述电磁线圈组件，外置阻尼通道包括下段钢管、连接钢管、上段钢管，各段钢管之间焊接连接，其中上段钢管采用不导磁材料制作，拉杆活塞将磁流变液腔分为上、下两部分，外置阻尼通道的上端与磁流变液腔的上部分腔体连通，外置阻尼通道的下端与磁流变液腔的下部分连通，当拉杆活塞向上运动时，上腔的磁流变液经若干个外置阻尼通道回流到下腔，当拉杆活塞向下运动时，下腔的磁流变液经若干个外置阻尼通道回流到上腔。

进一步的技术方案在于：所述磁流变液腔体组件包括缸盖、磁流变液缸筒和蓄能缸筒，所述缸盖包括缸盖本体和上磁流变液缸筒承接台，缸盖本体和上磁流变液缸筒承接台的中部设有同心的过孔，缸盖本体上的过孔为活塞杆通过孔，磁流变液缸筒承接台上的过孔为磁流变液通过孔，缸盖本体和上磁流变液缸筒承接台之间通过第一圆环形连接板固定连接，所述第一圆环形连接板上设有上外置阻尼通道通过孔，所述磁流变液缸筒的上端与上磁流变液缸筒承接台固定连接，所述蓄能缸筒包括蓄能缸筒本体和下磁流变液缸筒承接台，蓄能缸筒本体和下磁流变液缸筒承接台的中部设有同心的过孔，下磁流变液缸筒承接台上的过孔为磁流变液通过孔，蓄能缸筒本体和下磁流变液缸筒承接台之间通过第二圆环形连接板连接，所述第二圆环形连接板上设有下外置阻尼通道通过孔，所述磁流变液缸筒的下端与下磁流变液缸筒承接台固定连接。

进一步的技术方案在于：所述蓄能腔体组件包括将所述蓄能缸筒本体中部的过孔封闭的缸底。

进一步的技术方案在于：所述活塞组件包括活塞杆、拉杆活塞和浮动活塞，所述拉杆活塞位于所述磁流变液缸筒内，活塞杆的一端与拉杆活塞连接，另一端经上磁流变液缸筒承接台和缸盖本体中部的过孔延伸到缸盖的外侧，缸盖本体中部的过孔与活塞杆相适配，所述浮动活塞位于所述蓄能缸筒的内部，并可在下磁流变液缸筒承接台与缸底之间运动，所述缸盖本体与浮动活塞之间为磁流变液腔，浮动活塞与缸底之间为蓄能腔。

进一步的技术方案在于：所述电磁线圈组件包括若干个铁芯、与铁芯数量相同的电磁线圈、两个封磁半环及若干个封磁盖，铁芯采用高磁导率软磁材料制作，铁芯的数量与外置阻尼通道个数相同，沿圆周方向间隔设置于若干个上段钢管之间，电磁线圈缠绕于铁芯上，封磁环及封磁盖采用不导磁材料制作，封磁盖分为封磁上盖和封磁下盖，其数量与铁芯数量相同，分别位于电磁线圈的上方和下方，并沿圆周方向间隔设置于若干个上段钢管之间，封磁半环上对应每个电磁线圈设置穿线孔，两个封磁半环将铁芯、电磁线圈和封磁盖包围。

进一步的技术方案在于：所述活塞杆通过孔的外周设有活塞杆密封圈，所述上外置阻尼通道通过孔和下外置阻尼通道通过孔的外周设有钢管密封圈，所述拉杆活塞的外周设有拉杆活塞密封圈，所述浮动活塞的外周设有浮动活塞密封圈。

进一步的技术方案在于：所述活塞杆延伸到磁流变液缸筒外侧的端部设有活塞杆耳环。

进一步的技术方案在于：所述缸底的底部设有缸底耳环。

进一步的技术方案在于：所述外置阻尼通道设有四个以上，均匀的沿所述磁流变液腔体组件的外周设置。

进一步的技术方案在于：所述电磁线圈组件沿上段钢管的轴向设置两个以上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述阻尼器通过在磁流变液腔体组件的外侧设置多个外置阻尼通道，在零磁场条件下，磁流变液通流面积大，阻尼力小，同时设置多个电磁线圈组件，以增加阻尼通道的有效长度，磁场作用时，增大阻尼力，因而所述阻尼器具有阻尼力调节范围宽的特点。

附图说明

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。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A向的剖视结构示意图；

图3是图1的B-B向的剖视结构示意图；

图4是图1的C-C向的剖视结构示意图；

图5是本发明中铁芯的结构示意图；

图6是本发明中封磁盖的结构示意图；

图7-8是本发明中封磁环的结构示意图；

图9-10是本发明中缸盖的结构示意图；

图11-12是本发明蓄能缸筒的结构示意图；

其中：1、下段钢管2、连接钢管3、上段钢管4、铁芯5、电磁线圈6、封磁环7、封磁盖8、磁流变液缸筒9、缸盖10、浮动活塞11、钢管密封圈12、活塞杆密封圈13、浮动活塞密封圈14、缸底耳环15、缸底16、蓄能缸筒17、拉杆活塞18、活塞杆19、活塞杆耳环20、拉杆活塞密封圈91、缸盖本体92、上磁流变液缸筒承接台93、活塞杆通过孔94、第一圆环形连接板95、上外置阻尼通道通过孔161、蓄能缸筒本体162、下磁流变液缸筒承接台163、第二圆环形连接板164、下外置阻尼通道通过孔。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面的描述阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明公开了一种外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，包括磁流变液腔体组件、蓄能腔体组件、活塞组件和多个电磁线圈组件。

如图1所示，所述磁流变液腔体组件包括缸盖9、磁流变液缸筒8和蓄能缸筒16。如图1、9和10所示，所述缸盖9包括缸盖本体91和上磁流变液缸筒承接台92。缸盖本体91和上磁流变液缸筒承接台92的中部设有同心的过孔，缸盖本体91上的过孔为活塞杆通过孔93，磁流变液缸筒承接台92上的过孔为磁流变液通过孔。缸盖本体91和上磁流变液缸筒承接台92之间通过第一圆环形连接板94固定连接，所述第一圆环形连接板94上设有上外置阻尼通道通过孔95，所述磁流变液缸筒8的上端与上磁流变液缸筒承接台92固定连接。

如图1、11和12所示，所述蓄能缸筒16包括蓄能缸筒本体161和下磁流变液缸筒承接台162。蓄能缸筒本体161和下磁流变液缸筒承接台162的中部设有同心的过孔，下磁流变液缸筒承接台162上的过孔为磁流变液通过孔，蓄能缸筒本体161和下磁流变液缸筒承接台162之间通过第二圆环形连接板163连接，所述第二圆环形连接板163上设有下外置阻尼通道通过孔164，所述磁流变液缸筒8的下端与下磁流变液缸筒承接台162固定连接。磁流变液缸筒8与缸盖9和蓄能缸筒16连为一体。

如图1所示，所述蓄能腔体组件包括将所述蓄能缸筒本体161中部的过孔封闭的缸底15。所述活塞杆18延伸到磁流变液缸筒8外侧的端部设有活塞杆耳环19，所述缸底15的底部设有缸底耳环14，活塞杆耳环19和缸底耳环14用于与其他部件连接。

如图1所示，所述活塞组件包括活塞杆18、拉杆活塞17和浮动活塞10。所述拉杆活塞17位于所述磁流变液缸筒8内，活塞杆18的一端与拉杆活塞17连接，另一端经上磁流变液缸筒承接台92和缸盖本体91中部的过孔延伸到缸盖9的外侧，缸盖本体91中部的过孔与活塞杆18相适配，所述浮动活塞10位于所述蓄能缸筒16的内部，并可在下磁流变液缸筒承接台162与缸底15之间运动，所述缸盖本体91与浮动活塞10之间为磁流变液腔，浮动活塞10与缸底15之间为蓄能腔。

如图1-8所示，所述电磁线圈组件包括若干个铁芯4、与铁芯数量相同的电磁线圈5、两个封磁半环6及若干个封磁盖7，铁芯4采用高磁导率软磁材料制作，铁芯4的数量与外置阻尼通道个数相同，沿圆周方向间隔设置于若干个上段钢管3之间，电磁线圈5缠绕于铁芯4上，封磁环6及封磁盖7采用不导磁材料制作，封磁盖7分为封磁上盖和封磁下盖，其数量与铁芯数量相同，分别位于电磁线圈5的上方和下方，并沿圆周方向间隔设置于若干个上段钢管3之间，封磁半环上对应每个电磁线圈5设置穿线孔，两个封磁半环6将铁芯4、电磁线圈5和封磁盖7包围。

如图1所示，为了防止磁流变液向外流出，本发明在一些部件之间设置了密封圈，具体设置如下：所述活塞杆通过孔93的外周设有活塞杆密封圈12，所述上外置阻尼通道通过孔95和下外置阻尼通道通过孔164的外周设有钢管密封圈11，所述拉杆活塞17的外周设有拉杆活塞密封圈20，所述浮动活塞10的外周设有浮动活塞密封圈13。

如图1所示，所述磁流变液腔体组件和蓄能腔体组件之间固定连接，活塞组件中的浮动活塞10位于磁流变液腔和蓄能腔之间，所述电磁线圈组件沿所述磁流变液腔体组件的外周设置，所述阻尼器还包括若干个沿所述磁流变液腔体组件的轴向方向延伸并沿磁流变液腔体组件的外周间隔设置的外置阻尼通道，外置阻尼通道的个数可以根据实际需要进行设置。所述外置阻尼通道穿过所述电磁线圈组件，外置阻尼通道包括下段钢管1、连接钢管2、上段钢管3，各段钢管之间焊接连接，其中上段钢管3采用不导磁材料制作，拉杆活塞17将磁流变液腔分为上、下两部分，外置阻尼通道的上端与磁流变液腔的上部分腔体连通，外置阻尼通道的下端与磁流变液腔的下部分连通，当拉杆活塞17向上运动时，上腔的磁流变液经若干个外置阻尼通道回流到下腔，当拉杆活塞17向下运动时，下腔的磁流变液经若干个外置阻尼通道回流到上腔。

当电磁线圈5通电时，所产生的磁力线被封闭在磁流变液缸筒8、封磁环6及封磁盖7所包围的环形空间内，并穿过其间的上段钢管3，产生垂直于上段钢管3的轴线（磁流变液流动方向）的磁场，从而产生磁流变效应。

下段钢管1、连接钢管2、上段钢管3之间焊接，磁流变液缸筒8与缸盖9焊接，蓄能缸筒16与磁流变液缸筒8焊接，缸底耳环、缸底及蓄能缸筒之间焊接，封磁盖7的内圆与磁流变液缸筒8焊接或胶结，封磁盖7的外圆与封磁半环6焊接或胶结，两个封磁半环6通过焊接或胶结成为封闭圆环。

阻尼器的装配顺序如下：浮动活塞10置于蓄能缸筒16，拉杆活塞17、活塞杆18置于磁流变液缸筒8内，将蓄能缸筒16与磁流变液缸筒8焊接在一起，焊接磁流变液缸筒8与缸盖9，上段钢管3与缸盖9装配，下段钢管1与蓄能缸筒16装配，连接钢管2与下段钢管1、上段钢管3焊接（边转动边焊接），封磁盖7（包括封磁上盖与封磁下盖）的内圆与磁流变液缸筒8焊接或胶结，封磁盖7之间放置已缠绕电磁线圈5的铁芯4，封磁盖7的外圆与两个封磁半环6焊接或胶结，两个封磁半环6焊接或胶结为封闭圆环，同时电磁线圈5的引线从两个封磁半环6穿出，电磁线圈5的引线在封磁半环6外串联连接。

所述阻尼器通过在磁流变液腔体组件的外侧设置多个外置阻尼通道，在零磁场条件下，磁流变液通流面积大，阻尼力小，同时设置多个电磁线圈组件，以增加阻尼通道的有效长度，磁场作用时，增大阻尼力，因而所述阻尼器具有阻尼力调节范围宽的特点。

Claims (10)

1.一种外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，包括磁流变液腔体组件、蓄能腔体组件、活塞组件以及一个或多个电磁线圈组件，所述磁流变液腔体组件和蓄能腔体组件之间固定连接，活塞组件中的浮动活塞（10）位于磁流变液腔和蓄能腔之间，所述电磁线圈组件沿所述磁流变液腔体组件的外周设置，其特征在于：所述阻尼器还包括若干个沿所述磁流变液腔体组件的轴向方向延伸并沿磁流变液腔体组件的外周间隔设置的外置阻尼通道，所述外置阻尼通道穿过所述电磁线圈组件，外置阻尼通道包括下段钢管（1）、连接钢管（2）、上段钢管（3），各段钢管之间焊接连接，其中上段钢管（3）采用不导磁材料制作，拉杆活塞（17）将磁流变液腔分为上、下两部分，外置阻尼通道的上端与磁流变液腔的上部分腔体连通，外置阻尼通道的下端与磁流变液腔的下部分连通，当拉杆活塞（17）向上运动时，上腔的磁流变液经若干个外置阻尼通道回流到下腔，当拉杆活塞（17）向下运动时，下腔的磁流变液经若干个外置阻尼通道回流到上腔。

2.根据权利要求1所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述磁流变液腔体组件包括缸盖（9）、磁流变液缸筒（8）和蓄能缸筒（16），所述缸盖（9）包括缸盖本体（91）和上磁流变液缸筒承接台（92），缸盖本体（91）和上磁流变液缸筒承接台（92）的中部设有同心的过孔，缸盖本体（91）上的过孔为活塞杆通过孔（93），磁流变液缸筒承接台（92）上的过孔为磁流变液通过孔，缸盖本体（91）和上磁流变液缸筒承接台（92）之间通过第一圆环形连接板（94）固定连接，所述第一圆环形连接板（94）上设有上外置阻尼通道通过孔（95），所述磁流变液缸筒（8）的上端与上磁流变液缸筒承接台（92）固定连接，所述蓄能缸筒（16）包括蓄能缸筒本体（161）和下磁流变液缸筒承接台（162），蓄能缸筒本体（161）和下磁流变液缸筒承接台（162）的中部设有同心的过孔，下磁流变液缸筒承接台（162）上的过孔为磁流变液通过孔，蓄能缸筒本体（161）和下磁流变液缸筒承接台（162）之间通过第二圆环形连接板（163）连接，所述第二圆环形连接板（163）上设有下外置阻尼通道通过孔（164），所述磁流变液缸筒（8）的下端与下磁流变液缸筒承接台（162）固定连接。

3.根据权利要求2所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述蓄能腔体组件包括将所述蓄能缸筒本体（161）中部的过孔封闭的缸底（15）。

4.根据权利要求3所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞组件包括活塞杆（18）、拉杆活塞（17）和浮动活塞（10），所述拉杆活塞（17）位于所述磁流变液缸筒（8）内，活塞杆（18）的一端与拉杆活塞（17）连接，另一端经上磁流变液缸筒承接台（92）和缸盖本体（91）中部的过孔延伸到缸盖（9）的外侧，缸盖本体（91）中部的过孔与活塞杆（18）相适配，所述浮动活塞（10）位于所述蓄能缸筒（16）的内部，并可在下磁流变液缸筒承接台（162）与缸底（15）之间运动，所述缸盖本体（91）与浮动活塞（10）之间为磁流变液腔，浮动活塞（10）与缸底（15）之间为蓄能腔。

5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述电磁线圈组件包括若干个铁芯（4）、与铁芯数量相同的电磁线圈（5）、两个封磁半环（6）及若干个封磁盖（7），铁芯（4）采用高磁导率软磁材料制作，铁芯（4）的数量与外置阻尼通道个数相同，沿圆周方向间隔设置于若干个上段钢管（3）之间，电磁线圈（5）缠绕于铁芯（4）上，封磁环（6）及封磁盖（7）采用不导磁材料制作，封磁盖（7）分为封磁上盖和封磁下盖，其数量与铁芯数量相同，分别位于电磁线圈（5）的上方和下方，并沿圆周方向间隔设置于若干个上段钢管（3）之间，封磁半环上对应每个电磁线圈（5）设置穿线孔，两个封磁半环（6）将铁芯（4）、电磁线圈（5）和封磁盖（7）包围。

6.根据权利要求4所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞杆通过孔（93）的外周设有活塞杆密封圈（12），所述上外置阻尼通道通过孔（95）和下外置阻尼通道通过孔（164）的外周设有钢管密封圈（11），所述拉杆活塞（17）的外周设有拉杆活塞密封圈（20），所述浮动活塞（10）的外周设有浮动活塞密封圈（13）。

7.根据权利要求4所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞杆（18）延伸到磁流变液缸筒（8）外侧的端部设有活塞杆耳环（19）。

8.根据权利要求4所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述缸底（15）的底部设有缸底耳环（14）。

9.根据权利要求1所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述外置阻尼通道设有四个以上，均匀的沿所述磁流变液腔体组件的外周设置。

10.根据权利要求1所述的外置多圆孔阻尼通道磁流变阻尼器，其特征在于：所述电磁线圈组件沿上段钢管（3）的轴向设置两个以上。