CN104948635A - 一种汽车磁流变减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车磁流变减振器，包括筒体、活塞杆、浮动阀体和活塞结构，活塞杆从筒体的后端穿入筒体后与活塞结构固定连接；筒体内位于浮动阀体的前端充有高压气体，其后端充有磁流变液体；筒体的后端设有导向油封，导向油封的中部设有可供活塞杆穿过的通孔；筒体的前端设有连接杆，减振器通过连接杆与车辆固定连接。活塞杆中设于筒体外部的一端设有吊环，活塞结构包括活塞体和线圈保护壳；活塞杆内沿轴向设置有可供信号线穿过的引线孔；活塞体上设置有与引线孔连通的引线通道，吊环内圈上与活塞杆相连的一侧设置有出线槽。该减振器具有较好的工作稳定性，减振液的粘性可调节、可实现阻尼无级变化，同时还可有效避免引线孔的漏液问题。

Description

一种汽车磁流变减振器
技术领域
本发明涉及一种减振器，更具体地说涉及一种汽车磁流变减振器。
背景技术
目前国内汽车广泛应用的是传统的被动悬架减振器，这种减振器的阻尼系数和弹簧刚度是固定不变的，不能起到良好的减振作用；而主动悬架理论上能够获得一个理想的隔振系统，实现理想的悬架控制目标，但是其耗能大、成本高，且结构复杂；半主动悬架中的筒式磁流变减振器有效的解决了被动悬架存在的舒适性与稳定性的矛盾，同时在控制效果上也接近主动悬架的性能，且结构简单，价格相对便宜，又无需提供额外的能源并能产生多种阻尼力，在多工况下能更好的兼顾乘坐的舒适性和操纵的稳定性。
发明内容
本发明目的在于克服上述技术的缺点，提供一种汽车磁流变减振器，该减振器具有较好的工作稳定性，减振液的粘性可调节、可实现阻尼无级变化，同时还可有效避免引线孔的漏液问题。
磁流变减振器是利用电磁反应，以来自监测车轮及车身运动传感器信号输入为基础，对路况和驾驶环境做出实时反应，这种控制系统以经济可靠部件的结构，提供了快速、平顺、连续可变的阻尼力，减少了车身的振动并增加了车轮与各种路面的附着力，同时也缓冲了车轮所受的反冲力，从而最大程度提高车辆运行的稳定性，增加驾驶的安全性和乘坐的舒适程度。
磁流变减振液体是一种由高磁导率、低磁滞性的微小颗粒和非导磁性液体(硅油或矿物油)混合而成的磁性颗粒混合液，这种液体在无磁场条件下呈现出低粘度的特性，而在强磁场的作用下则会呈现出高粘度低流动性的液体特征，磁性强弱是由控制系统提供的信号改变电流大小决定的。正是这种流变可控性才能实现阻尼力的连续可变性，从而实现对减振器的主动控制之目的。当液体被注入减振器活塞内的电磁线圈后，线圈的磁场将改变磁流变减振液体的流动特性，使其产生反应迅速、可控性强的阻尼力。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种汽车磁流变减振器，所述磁流变减振器包括筒体、活塞杆、并列设于所述筒体内的浮动阀体和活塞结构，所述活塞杆从筒体的后端穿入筒体后与所述活塞结构固定连接；筒体内位于所述浮动阀体的前端充有高压气体，筒体内位于所述浮动阀体的后端充有磁流变液体；所述筒体的后端设有用于封闭磁流变液体的导向油封，所述导向油封的中部设有可供活塞杆穿过的通孔；所述筒体的前端设有连接杆，减振器通过所述连接杆与车辆固定连接。
所述活塞杆中设于筒体外部的一端设置有用于减振器安装的吊环，所述吊环可脱卸的套设于所述活塞杆的端部；所述活塞结构包括绕制有线圈的活塞体和套设于所述活塞体外围的线圈保护壳，所述活塞体设于所述线圈保护壳内形成组合式活塞；所述活塞杆为空心活塞杆，所述活塞杆内沿轴向设置有可供信号线穿过的引线孔；所述活塞体上设置有与所述引线孔连通的引线通道，所述吊环内圈上与活塞杆相连的一侧设置有出线槽。
进一步地，所述的活塞体上设有若干用于绕制线圈的缠绕槽，每个所述的缠绕槽内均绕制有40～50圈线圈；所述线圈为漆包线，所述漆包线的直径为0.4～0.5mm。
进一步地，所述活塞体内部设有线圈进线孔和线圈出线孔，所述的线圈进线孔和线圈出线孔均与所述引线通道连通。
进一步地，所述活塞体中远离吊环端的缠绕槽上设有线圈进线孔，所述活塞体中靠近吊环端的缠绕槽上设有线圈出线孔，所述的线圈进线孔和线圈出线孔均与所述引线通道连通。
进一步地，所述引线孔贯穿整个活塞杆，所述引线通道贯穿整个活塞体，所述引线通道的孔口在远离所述吊环的一端采用螺钉密封。
进一步地，所述活塞体中靠近所述吊环的一端设有压紧流通阀垫片，所述的压紧流通阀垫片被所述线圈保护壳的翻边包裹固定。
进一步地，所述出线槽与所述引线孔相接处设有固定套环，信号线从所述固定套环中穿出进入出线槽。
进一步地，所述活塞体的压紧流通阀垫片的后端依次设有缓冲挡块和缓冲块，所述缓冲挡块和缓冲块的中部均设有可供所述活塞杆穿过的固定孔。
进一步地，所述的浮动阀体上设有阀体导向圈和阀体密封圈，所述的阀体导向圈和阀体密封圈均贴合所述筒体内壁设置，所述阀体导向圈靠近筒体的连接杆，所述阀体密封圈靠近所述活塞结构。
进一步地，所述导向油封的内侧设有活塞杆导向套，所述活塞杆导向套外套于所述活塞杆上。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的汽车磁流变减振器具有以下优势：
(1)本发明提供的减振器内部无运动部件，不会产生运动磨损和损伤，从而延长了减振器的使用寿命；
(2)采用气室补偿结构，减振器工作时浮动阀体的运动使补偿气室体积大小变化以进行补偿，提高减振器的工作稳定性；
(3)引线结构的特殊设计，使引线操作更方便，且可有效避免引线孔漏液；
(4)车轮的运行情况经传感器提供的信号进入控制系统后，由控制系统把信号转换为(0-12V)电信号传输到减振器内部的线圈上，由线圈通电后产生的可变磁场来改变减振器运行过程中的液体粘度，从而使减振器呈现出不同的阻尼力，以此来削减车辆运行过程中受到的来自路面的冲击力，进而提高了车辆运行过程中乘坐的舒适性和驾驶的安全稳定性，同时也延长了整车的使用寿命；
(5)线圈的磁场将改变磁流变减振液体的流动特性，使其产生反应迅速、可控性强的阻尼力，且阻尼力可无级调节；
(6)本发明提供的减振器结构简单，制造成本不高，且无液压阀的振动冲击和噪声，不需要复杂的驱动机构和高能量的消耗。
附图说明
图1为本发明的汽车磁流变减振器的总体结构示意图。
图2为本发明的汽车磁流变减振器中筒体部分的结构示意图。
图3为本发明的汽车磁流变减振器中活塞和活塞杆部分的结构示意图。
其中，1-连接杆；2-连接杆密封圈；3-高压气体；4-阀体导向圈；5-浮动阀体；6-阀体密封圈；7-筒体；8-磁流变液体；9-螺钉；10-线圈进线孔；11-活塞体；12-线圈出线孔；13-压紧流通阀垫片；14-活塞杆导向套；15-导向油封；16-活塞杆；17-引线孔；18-信号线；19-吊环；20-出线槽；21-固定套环；22-缓冲块；23-缓冲挡块；24-翻边；25-缠绕槽；26-线圈保护壳；27-引线通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
实施例
如图1至3所示，一种汽车磁流变减振器，所述磁流变减振器包括筒体7、活塞杆16、并列设于所述筒体7内的浮动阀体5和活塞结构，所述活塞杆16从筒体7的后端穿入筒体7后与所述活塞结构固定连接；筒体7内位于所述浮动阀体5的前端充有高压气体3，筒体7内位于所述浮动阀体5的后端充有磁流变液体8；所述筒体7的后端设有用于封闭磁流变液体8的导向油封15，所述导向油封15的中部设有可供活塞杆16穿过的通孔；所述筒体7的前端设有连接杆1，减振器通过所述连接杆1与车辆固定连接。
所述活塞杆16中设于筒体7外部的一端设置有用于减振器安装的吊环19，所述吊环19可脱卸的套设于所述活塞杆16的端部；所述活塞结构包括绕制有线圈的活塞体11和套设于所述活塞体11外围的线圈保护壳26，所述活塞体11设于所述线圈保护壳26内形成组合式活塞；所述活塞杆16为空心活塞杆，所述活塞杆16内沿轴向设置有可供信号线18穿过的引线孔17；所述活塞体11上设置有与所述引线孔17连通的引线通道27，所述吊环19内圈上与活塞杆16相连的一侧设置有出线槽20。
所述活塞体11内部设有线圈进线孔10和线圈出线孔12，所述的线圈进线孔10和线圈出线孔12均与所述引线通道27连通。所述的活塞体11上设有若干用于绕制线圈的缠绕槽25，每个所述的缠绕槽25内均绕制有40～50圈线圈；所述线圈为漆包线，所述漆包线的直径为0.4～0.5mm。所述活塞体11中远离吊环19端的缠绕槽25上设有线圈进线孔10，所述活塞体11中靠近吊环19端的缠绕槽25上设有线圈出线孔12，所述的线圈进线孔10和线圈出线孔12均与所述引线通道27连通。
所述引线孔17贯穿整个活塞杆16，所述引线通道27贯穿整个活塞体11，所述引线通道27的孔口在远离所述吊环19的一端采用螺钉9密封，可降低活塞杆16下压时引线孔17内的压强，防止漏液。
所述活塞体11中靠近所述吊环19的一端设有压紧流通阀垫片13，所述的压紧流通阀垫片13被所述线圈保护壳26的翻边24包裹固定。所述活塞体11的压紧流通阀垫片13的后端依次设有缓冲挡块23和缓冲块22，所述缓冲挡块23和缓冲块22的中部均设有可供所述活塞杆16穿过的固定孔。
所述出线槽20与所述引线孔17相接处设有固定套环21，信号线18从所述固定套环21中穿出进入出线槽20。
所述的浮动阀体5上设有阀体导向圈4和阀体密封圈6，所述的阀体导向圈4和阀体密封圈6均贴合所述筒体7内壁设置，所述阀体导向圈4靠近筒体7的连接杆1，所述阀体密封圈6靠近所述活塞结构；使得浮动阀体5在浮动时更加稳定可靠。
所述导向油封15的内侧设有活塞杆导向套14，所述活塞杆导向套14外套于所述活塞杆16上。
先把浮动阀体5放入筒体7内腔且距连接杆1固定端的距离为60mm左右，然后把连接杆密封圈2套在连接杆1上，用厌氧胶均匀涂于丝纹端后将连接杆1旋入筒体7内且用30N·M的扭力扳手拧紧；活塞杆16的前段的直径小于后段的直径，前段后段之间形成一个台阶且前段上设置有螺纹，活塞杆16的前段穿过活塞结构后其上的台阶顶住压紧流通阀垫片13，再旋入螺钉压紧，实现两者固定连接；在引线通道27的孔口采用螺钉9密封，可降低活塞杆16下压时引线孔17内的压强，防止漏液；接着向筒体7内注入适量磁流变液体8，将活塞结构插入到筒体7后液体面距管口端约50mm；然后把导向油封15穿入活塞杆16上压装到筒体7内后进行翻边封口，所述浮动阀体5与活塞结构之间、活塞结构与导向油封15之间均形成充满磁流变液体8的腔室；再向筒体7内充入1.2～1.4MPa的高压气体3。然后，从空心活塞杆端口穿出的信号线18进入所述吊环19的出线槽20中，并与控制系统提供的信号源端子连接。
将减振器通过连接杆1和吊环19安装于车辆上，车辆在运行过程中，车轮的运行情况经传感器提供的信号进入控制系统后，由控制系统把信号转换为(0-12V)电信号传输到减振器内部的线圈上，由线圈通电后产生的可变磁场来改变减振器运行过程中的液体粘度，从而使减振器呈现出不同的阻尼力，以此来削减车辆运行过程中受到的来自路面的冲击力，进而提高了车辆运行过程中乘坐的舒适性和驾驶的安全稳定性，同时也延长了整车的使用寿命。
本实施例中提供的汽车磁流变减振器具有以下优势：
(1)本实施例提供的减振器内部无运动部件，不会产生运动磨损和损伤，从而延长了减振器的使用寿命；
(2)采用气室补偿结构，减振器工作时浮动阀体的运动使补偿气室体积大小变化以进行补偿，提高减振器的工作稳定性；
(3)引线结构的特殊设计，使引线操作更方便，且可有效避免引线孔漏液；
(4)车轮的运行情况经传感器提供的信号进入控制系统后，由控制系统把信号转换为(0-12V)电信号传输到减振器内部的线圈上，由线圈通电后产生的可变磁场来改变减振器运行过程中的液体粘度，从而使减振器呈现出不同的阻尼力，以此来削减车辆运行过程中受到的来自路面的冲击力，进而提高了车辆运行过程中乘坐的舒适性和驾驶的安全稳定性，同时也延长了整车的使用寿命；
(5)线圈的磁场将改变磁流变减振液体的流动特性，使其产生反应迅速、可控性强的阻尼力，且阻尼力可无级调节；
(6)本实施例提供的减振器结构简单，制造成本不高，且无液压阀的振动冲击和噪声，不需要复杂的驱动机构和高能量的消耗。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述磁流变减振器包括筒体、活塞杆、并列设于所述筒体内的浮动阀体和活塞结构，所述活塞杆从筒体的后端穿入筒体后与所述活塞结构固定连接；筒体内位于所述浮动阀体的前端充有高压气体，筒体内位于所述浮动阀体的后端充有磁流变液体；所述筒体的后端设有用于封闭磁流变液体的导向油封，所述导向油封的中部设有可供活塞杆穿过的通孔；所述筒体的前端设有连接杆，减振器通过所述连接杆与车辆固定连接；
所述活塞杆中设于筒体外部的一端设置有用于减振器安装的吊环，所述吊环可脱卸的套设于所述活塞杆的端部；所述活塞结构包括绕制有线圈的活塞体和套设于所述活塞体外围的线圈保护壳，所述活塞体设于所述线圈保护壳内形成组合式活塞；所述活塞杆为空心活塞杆，所述活塞杆内沿轴向设置有可供信号线穿过的引线孔；所述活塞体上设置有与所述引线孔连通的引线通道，所述吊环内圈上与活塞杆相连的一侧设置有出线槽。
2.根据权利要求1所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述的活塞体上设有若干用于绕制线圈的缠绕槽，每个所述的缠绕槽内均绕制有40～50圈线圈；所述线圈为漆包线，所述漆包线的直径为0.4～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述活塞体内部设有线圈进线孔和线圈出线孔，所述的线圈进线孔和线圈出线孔均与所述引线通道连通。
4.根据权利要求2所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述活塞体中远离吊环端的缠绕槽上设有线圈进线孔，所述活塞体中靠近吊环端的缠绕槽上设有线圈出线孔，所述的线圈进线孔和线圈出线孔均与所述引线通道连通。
5.根据权利要求1所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述引线孔贯穿整个活塞杆，所述引线通道贯穿整个活塞体，所述引线通道的孔口在远离所述吊环的一端采用螺钉密封。
6.根据权利要求1所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述活塞体中靠近所述吊环的一端设有压紧流通阀垫片，所述的压紧流通阀垫片被所述线圈保护壳的翻边包裹固定。
7.根据权利要求1所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述出线槽与所述引线孔相接处设有固定套环，信号线从所述固定套环中穿出进入出线槽。
8.根据权利要求6所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述活塞体的压紧流通阀垫片的后端依次设有缓冲挡块和缓冲块，所述缓冲挡块和缓冲块的中部均设有可供所述活塞杆穿过的固定孔。
9.根据权利要求1所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述的浮动阀体上设有阀体导向圈和阀体密封圈，所述的阀体导向圈和阀体密封圈均贴合所述筒体内壁设置，所述阀体导向圈靠近筒体的连接杆，所述阀体密封圈靠近所述活塞结构。
10.根据权利要求1所述的一种汽车磁流变减振器，其特征在于：所述导向油封的内侧设有活塞杆导向套，所述活塞杆导向套外套于所述活塞杆上。
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