CN104791410A - 一种磁流变液减振器 - Google Patents

Abstract

一种磁流变液减振器，包括连接件、工作缸、储油缸总成、中间缸总成和外极筒，储油缸总成与连接件连接，工作缸安装在储油缸总成内腔，其上端通过导向器与储油缸总成上体配合，腰部与储油缸总成腰身内壁连接，底端连接底阀总成，储油缸总成与工作缸之间的空腔形成储油腔，工作缸内腔安装活塞阀总成，并将工作缸内腔分割为工作缸上腔和工作缸下腔，中间缸总成位于储油缸总成与工作缸之间的空腔，其外缘与储油缸总成内壁之间的空隙形成与工作缸上腔和储油腔连通的流通通道，外极筒安装在储油缸总成腰身外周，从而使位于该段的流通通道形成磁场工作区。该减振器阻尼力可调范围大，控制简便、精确、快速，散热效果好，结构精简，加工成本低。

Description

一种磁流变液减振器

技术领域

本发明涉及一种应用于车辆悬架系统中的零部件，特别涉及一种磁流变液减振器。

背景技术

当前普通悬架所用的减振器存在如下不足：

1．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，由于其阻尼不可调，所以悬架系统的阻尼特性不能很好地随车辆运行工况的变化而变化，使车辆性能受到严重影响，不能同时兼顾汽车的舒适性与操纵稳定性；

2．磁流变液是一种“智能材料”，利用其在不同磁场强度的作用下其流变特性会发生变化的特性可以改变减振器的阻尼力，但现有的单筒磁流变减振器需要进行活塞杆的细长孔加工，不仅加工难度大，而且磁流变液内部循环不好，不易散热，容易造成磁流变液因温度过高而造成性能严重的衰减；

3．申请公告号为CN102364154A公开的发明专利申请《无源阻尼可调磁流变液减振器》采用感应线圈切割永磁体磁力线，产生感应电流可以达到改变阻尼力的目的，通过将阻尼通道剖面边线改为螺旋状以增大阻尼通道的长度，但同样存在结构复杂、加工难度大、磁流变液内部循环不好、不易散热的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁流变液减振器，以克服已有技术所存在的上述不足。

本发明采取的技术方案是：一种磁流变液减振器，包括连接件、工作缸、储油缸总成、中间缸总成和外极筒；

所述储油缸总成包括依次连接的下外筒总成、腰身和上体，储油缸总成之下外筒总成与连接件固定连接，储油缸总成之上体通过密封件Ⅲ与端盖配合固联；

所述工作缸安装在储油缸总成内腔，工作缸上端通过导向器和密封件Ⅱ与储油缸总成上体配合，工作缸腰部通过定位环和连接环与储油缸总成腰身内壁下端连接，工作缸底端连接将工作缸底部封闭的底阀总成，储油缸总成下外筒总成内壁与工作缸以及底阀总成下部之间的空腔形成储油腔；

所述工作缸内腔安装活塞阀总成及与其固联的活塞杆，所述活塞杆与导向器形成动配合并穿出端盖外供连接，活塞阀总成的外边缘与工作缸内壁间形成动密封从而将工作缸内腔分割为工作缸上腔和工作缸下腔，工作缸上端设有与储油缸总成相通的顶端流通孔；所述底阀总成上设有单向阀Ⅰ，活塞阀总成上设有单向阀Ⅱ，当单向阀Ⅰ打开时工作缸下腔与储油腔相通，当单向阀Ⅱ打开时工作缸下腔与工作缸上腔相通；所述中间缸总成位于储油缸总成腰身及上体与工作缸之间的空腔，中间缸总成上端通过密封件Ⅰ与工作缸配合，中间缸总成外缘与储油缸总成内壁之间的空隙形成流通通道，位于中间缸总成下端的定位环上开有与储油腔相通的流通孔，所述流通通道上端通过顶端流通孔与工作缸上腔连通，下端通过流通孔与储油腔连通；

所述外极筒安装在储油缸总成腰身外周，外极筒内壁与储油缸总成外壁之间的空间内依次设置线圈Ⅰ、线圈导磁环Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈导磁环Ⅱ且在外极筒下方通过紧固件固定，从而使位于储油缸总成腰身对应段的流通通道形成磁场工作区；

所述储油腔、流通通道、工作缸上腔和工作缸下腔内充满磁流变液。

其进一步的技术方案是：所述的储油缸总成腰身内设置导磁环Ⅰ、隔磁环Ⅰ、导磁环Ⅱ、隔磁环Ⅱ和导磁环Ⅲ；所述导磁环Ⅰ、隔磁环Ⅰ、导磁环Ⅱ、隔磁环Ⅱ及导磁环Ⅲ自下而上依次焊接固定在连接环和上体之间，其所处的位置分别与位于外极筒内的线圈导磁环Ⅱ、线圈Ⅱ、线圈导磁环Ⅰ和线圈Ⅰ对应。

更进一步：所述的中间缸总成包括从下至上依次焊接固定的内极筒、储气筒和密封件槽。

更进一步：所述外极筒上设有导线槽；所述上端盖与导向器的上端面之间设置密封件Ⅲ。

由于采用上述技术方案，本发明之一种磁流变液减振器具有如下有益效果：

1．本发明之一种磁流变液减振器采用三缸结构，在储油缸总成腰身外周安装外极筒，使位于储油缸总成腰身对应段的流通通道形成磁场工作区，当减振器拉伸或者压缩运动时，内部的磁流变液都要通过流通通道上的磁场工作区，因此结合电控系统，通过调节线圈所通过的电流，改变磁场工作区内的磁场强度进而改变磁流变液的粘度，使减振器内部液体压力发生改变即可达到改变减振器阻尼力、实现减振器阻尼力随车辆运行工况自动、快速调整的目的，阻尼力控制简便、反应快、稳定性好；

2．由于本发明之一种磁流变液减振器采用三缸结构，合理的设计了磁场布局，不仅有效的扩大了阻尼通道的长度，同时可以在相同电流条件下获得更大的减振器阻尼可调范围；

3．本发明一种磁流变液减振器在工作过程中，磁流变液在工作缸内、外连续循环，并与储油缸总成大面积接触，整体散热效果更好，有利于避免磁流变液因过热而出现性能衰减；

4．由于合理的设计了线圈的布置方案避免了加工细长孔，使得结构精简易于工程实现，减少了加工难度，有利于降低成本。

下面结合附图和实施例对本发明之一种磁流变液减振器的技术特征做进一步说明。

附图说明

图1是本发明的一种磁流变液减振器整体结构示意图；

图2是图1的局部示图，示意了磁力线走向和有效磁场工作区；

图1中：1—连接件，2—底阀总成，2-1—单向阀Ⅰ，3—活塞阀总成，3-1—单向阀Ⅱ，4—紧固件，5—外极筒，6—线圈Ⅰ，7—线圈Ⅱ，8—储油缸总成，8-1—下外筒总成，8-2—定位环，8-3—连接环，8-4—导磁环Ⅰ，8-5—隔磁环Ⅰ，8-6—导磁环Ⅱ，8-7—隔磁环Ⅱ，8-8—导磁环Ⅲ，8-9—上体，9—密封件Ⅰ，10—密封件Ⅱ，11—活塞杆，12—密封件Ⅲ ，13—端盖，14—导向器，15—中间缸总成，15-1—内极筒，15-2—储气筒，15-3—密封件槽，16—工作缸，17—线圈导磁环Ⅰ，18—线圈导磁环Ⅱ；

a—顶端流通孔，b—流通通道，c—流通孔，d—储油腔，e—工作缸下腔，f—工作缸上腔，

g—导线槽；

图2中：b1—磁场工作区Ⅰ，b2—磁场工作区Ⅱ，b3—磁场工作区Ⅲ，h1—磁力线Ⅰ，h2—磁力线Ⅱ。

具体实施方式

参见附图1，一种磁流变液减振器，包括连接件1、工作缸16，储油缸总成8、中间缸总成15和外极筒5；

所述储油缸总成8包括依次连接的下外筒总成8-1、腰身和上体8-9，储油缸总成之下外筒总成与连接件1固定连接，连接件用于与车辆悬架连接，储油缸总成之上体通过密封件Ⅲ 12与端盖13配合固联；

所述工作缸16安装在储油缸总成内腔，工作缸上端通过导向器14和密封件Ⅱ10与储油缸总成上体配合，工作缸腰部通过定位环8-2和连接环8-3与储油缸总成腰身内壁下端连接，工作缸底端连接将工作缸底部封闭的底阀总成2，储油缸总成下外筒总成内壁与工作缸以及底阀总成下部之间的空腔形成储油腔d；

所述工作缸内腔安装活塞阀总成3及与其固联的活塞杆11，所述活塞杆与导向器形成动配合并穿出端盖13供与车辆悬架连接，活塞阀总成的外边缘与工作缸内壁间形成动密封从而将工作缸内腔分割为工作缸上腔f和工作缸下腔e，工作缸上端设有与储油缸总成相通的顶端流通孔a，所述底阀总成上设有单向阀Ⅰ2-1，活塞阀总成3上设有单向阀Ⅱ3-1，当单向阀Ⅰ打开时工作缸下腔e与储油腔d相通，当单向阀Ⅱ打开时工作缸下腔e与工作缸上腔f相通；

所述中间缸总成15位于储油缸总成8腰身及上体与工作缸16之间的空腔，中间缸总成上端通过密封件Ⅰ9与工作缸配合，中间缸总成外缘与储油缸总成内壁之间的空隙形成流通通道b，位于中间缸总成下端的定位环8-2上开有与储油腔d相通的流通孔c，所述流通通道b上端通过顶端流通孔a与工作缸上腔f连通，下端通过流通孔c与储油腔d连通；

所述外极筒5安装在储油缸总成腰身外周，外极筒内壁与储油缸总成外壁之间的空间内依次设置线圈Ⅰ6、线圈导磁环Ⅰ17、线圈Ⅱ7、线圈导磁环Ⅱ18且在外极筒5下方通过紧固件4固定，从而使位于储油缸总成腰身对应段的流通通道b形成磁场工作区；

所述储油腔d、流通通道b、工作缸上腔f和工作缸下腔e内充满磁流变液。

所述的储油缸总成腰身内设置导磁环Ⅰ8-4、隔磁环Ⅰ8-5、导磁环Ⅱ8-6、隔磁环Ⅱ8-7和导磁环Ⅲ8-8；

所述导磁环Ⅰ8-4、隔磁环Ⅰ8-5、导磁环Ⅱ8-6、隔磁环Ⅱ8-7及导磁环Ⅲ8-8自下而上依次焊接固定在连接环8-3和上体8-9之间，其所处的位置分别与位于外极筒5内的线圈导磁环Ⅱ18、线圈Ⅱ7、线圈导磁环Ⅰ17和线圈Ⅰ6对应。

所述的中间缸总成15包括从下至上依次焊接固定的内极筒15-1、储气筒15-2和密封件槽15-3。

所述外极筒5上设有导线槽g；所述上端盖与导向器14的上端面之间设置密封件Ⅲ12。

参看图1和图2，所述的中间缸总成15、储油缸总成8、外极筒5、线圈Ⅰ6、线圈Ⅱ7、线圈导磁环Ⅰ 17、线圈导磁环Ⅱ 18在线圈通电后形成磁场，磁力线Ⅰh1和磁力线Ⅱh2在流通通道b的一段区域内形成了磁场工作区Ⅰb1、磁场工作区Ⅱb2、磁场工作区Ⅲb3。

工作过程：

当减振器拉伸运动时，活塞杆11带动活塞阀总成3相对于工作缸16向上运动，活塞阀总成3上的单向阀Ⅱ3-1关闭并推动工作缸上腔f内磁流变液通过顶端流通孔a而进入流通通道b，流通通道b内的磁流变液通过储油缸总成8腰身的磁场工作区而进入储油腔d，同时由于工作缸下腔e内形成一定的负压，使底阀总成2上的单向阀Ⅰ2-1打开，储油腔d内的磁流变液通过底阀总成2进入工作缸下腔e。

当减振器压缩运动时，活塞杆11带动活塞阀总成3相对于工作缸16向下运动，活塞阀总成上的单向阀Ⅱ3-1打开而底阀总成2上的单向阀Ⅰ2-1关闭，工作缸下腔e内的磁流变液通过活塞阀总成之单向阀Ⅱ3-1进入工作缸上腔f，由于活塞杆11的排挤作用使工作缸上腔f内的磁流变液通过顶端流通孔a而进入流通通道b，流通通道b内的磁流变液通过储油缸总成8腰身的磁场工作区而进入储油腔d。

工作原理：

从上所述，无论减振器拉伸运动还是压缩运动，工作缸16内的磁流变液都将经过储油缸总成8腰身的磁场工作区而进入储油腔d，如附图2所示，减振器工作过程中，内部的磁流变液要自上而下依此通过磁场工作区Ⅲb3、磁场工作区Ⅱb2、磁场工作区Ⅰb1，而由于磁流变液在不同磁场强度的作用下其流变特性会发生变化，因此只要调整线圈Ⅰ6、线圈Ⅱ7内的电流、改变这三段磁场工作区的磁场强度，即可改变流经此区域的磁流变液的粘度，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 (4)

1.一种磁流变液减振器，包括连接件（1）和工作缸（16），其特征在于：还包括储油缸总成（8）、中间缸总成（15）和外极筒（5）；

所述储油缸总成（8）包括依次连接的下外筒总成（8-1）、腰身和上体（8-9），所述下外筒总成与连接件（1）固定连接，上体通过密封件Ⅲ（12）与端盖（13）配合固联；

所述工作缸（16）安装在储油缸总成内腔，工作缸上端通过导向器（14）和密封件Ⅱ（10）与储油缸总成上体配合，工作缸腰部通过定位环（8-2）和连接环（8-3）与储油缸总成腰身内壁下端连接，工作缸底端连接将工作缸底部封闭的底阀总成（2），储油缸总成下外筒总成内壁与工作缸以及底阀总成下部之间的空腔形成储油腔（d）；

所述工作缸内腔安装活塞阀总成（3）及与其固联的活塞杆(11)，所述活塞杆与导向器形成动配合并穿出端盖(13)外供连接，活塞阀总成的外边缘与工作缸内壁间形成动密封从而将工作缸内腔分割为工作缸上腔（f）和工作缸下腔（e），工作缸上端设有与储油缸总成相通的顶端流通孔（a），所述底阀总成上设有单向阀Ⅰ(2-1)，活塞阀总成（3）上设有单向阀Ⅱ(3-1)， 当单向阀Ⅰ打开时工作缸下腔（e）与储油腔（d）相通，当单向阀Ⅱ打开时工作缸下腔（e）与工作缸上腔（f）相通；

所述中间缸总成(15)位于储油缸总成（8）腰身及上体与工作缸（16）之间的空腔，中间缸总成上端通过密封件Ⅰ（9）与工作缸配合，中间缸总成外缘与储油缸总成内壁之间的空隙形成流通通道（b），位于中间缸总成下端的定位环（8-2）上开有与储油腔（d）相通的流通孔（c），所述流通通道（b）上端通过顶端流通孔（a）与工作缸上腔（f）连通，下端通过流通孔（c）与储油腔（d）连通；

所述外极筒（5）安装在储油缸总成腰身外周，外极筒内壁与储油缸总成外壁之间的空间内依次设置线圈Ⅰ（6）、线圈导磁环Ⅰ（17）、线圈Ⅱ（7）、线圈导磁环Ⅱ（18）且在外极筒（5）下方通过紧固件（4）固定，从而使位于储油缸总成腰身对应段的流通通道（b）形成磁场工作区；

所述储油腔（d）、流通通道（b）、工作缸上腔（f）和工作缸下腔（e）内充满磁流变液。

2.根据权利要求1所述的一种磁流变液减振器，其特征在于：所述的储油缸总成腰身内设置导磁环Ⅰ（8-4）、隔磁环Ⅰ（8-5）、导磁环Ⅱ（8-6）、隔磁环Ⅱ（8-7）和导磁环Ⅲ（8-8）；

所述导磁环Ⅰ（8-4）、隔磁环Ⅰ（8-5）、导磁环Ⅱ（8-6）、隔磁环Ⅱ（8-7）及导磁环Ⅲ（8-8）自下而上依次焊接固定在连接环（8-3）和上体（8-9）之间，其所处的位置分别与位于外极筒（5）内的线圈导磁环Ⅱ（18）、线圈Ⅱ（7）、线圈导磁环Ⅰ（17）和线圈Ⅰ（6）对应。

3.根据权利要求1所述的一种磁流变液减振器，其特征在于：所述的中间缸总成（15）包括从下至上依次焊接固定的内极筒（15-1）、储气筒（15-2）和密封件槽（15-3）。

4.根据权利要求1所述的一种磁流变液减振器，其特征在于：所述外极筒（5）上设有导线槽（g）；所述上端盖与导向器（14）的上端面之间设置密封件Ⅲ（12）。