CN104989774A - 一种阻尼力无级可调的磁流变减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，包括外筒总成、内筒总成和活塞杆总成，所述外筒总成设置于所述内筒总成的外围，所述活塞杆总成设置于所述内筒总成和所述外筒总成的内部。外筒总成主要包括外筒、弹簧托盘、油管固定支架及活塞杆固定支架。内筒总成主要包括内筒；所述内筒的内部设有浮动阀体；浮动阀体的前端充有高压气体，后端充有磁流变液体；所述内筒的后端设有导向油封。活塞杆总成主要包括活塞杆和活塞总成，活塞总成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；所述线圈通过信号线与减振器外部的控制系统相连。本发明提供的磁流变减振器，其减振液的粘性可调节，可实现阻尼无级变化。
Description
技术领域
本发明涉及一种减振器，更具体地说涉及一种阻尼力无级可调的磁流变减振器。
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，提供半主动悬架中的一种筒式磁流变减振器，其利用新型的智能材料磁流变液作为减振液，减振液的粘性可调节，可实现阻尼无级变化。
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：一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，所述磁流变减振器包括外筒总成、内筒总成和活塞杆总成，所述外筒总成设置于所述内筒总成的外围，所述活塞杆总成设置于所述内筒总成和所述外筒总成的内部；
所述的外筒总成主要包括外筒、设于外筒外部用于支撑限位减振弹簧的弹簧托盘、设于外筒外部用于固定油管的油管固定支架，以及设于外筒内部后端用于固定活塞杆的活塞杆固定支架；
所述的内筒总成主要包括内筒；所述内筒的内部设有浮动阀体，所述内筒内位于所述浮动阀体的前端充有高压气体，所述内筒内位于所述浮动阀体的后端充有磁流变液体；所述内筒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；所述内筒的前端设有连接杆，减振器通过所述连接杆与车辆固定连接；
所述的活塞杆总成主要包括活塞杆和活塞总成，所述活塞总成的后端设有活塞杆固定腔，所述活塞杆插入所述活塞杆固定腔后与所述活塞总成固定连接；所述活塞总成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；所述线圈通过信号线与减振器外部的控制系统相连；所述的活塞总成位于所述内筒的内部，所述的活塞杆穿过所述导向油封，其后端固定于所述的活塞杆固定支架上。
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50圈线圈；所述线圈为漆包线，所述漆包线的直径为0.5mm。
更进一步地，所述线圈的缝隙中涂有绝缘耐油胶质。
进一步地，所述活塞体的两端均设有压紧流通阀垫片，其中靠近所述活塞杆的一端为活塞杆端压紧流通阀垫片，远离所述活塞杆的一端为非活塞杆端压紧流通阀垫片；所述的活塞杆端压紧流通阀垫片和所述的非活塞杆端压紧流通阀垫片均被所述线圈保护壳的翻边包裹固定。
更进一步地，所述活塞杆端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安装孔。
进一步地，所述活塞杆中与所述活塞杆固定腔相连的一端设有卡簧槽，所述卡簧槽内设有卡簧，所述活塞杆通过卡簧与所述活塞杆固定腔相连；所述卡簧槽的前端设有活塞杆密封圈。
进一步地，所述活塞杆固定支架的中部设有固定孔；所述活塞杆的后端穿过所述固定孔后，通过锁紧螺母固定在所述的活塞杆固定支架上；所述的锁紧螺母与所述的活塞杆固定支架之间还设有垫片。
进一步地，所述的活塞杆为空心活塞杆，所述空心活塞杆内设有可供信号线穿过的通道；所述信号线的前端与所述活塞线圈相连，所述信号线的后端穿出外筒底端后与控制系统相连。
进一步地，所述外筒的底端设有底盖，所述底盖的中部设有中心孔，所述中心孔可供信号线穿出。
进一步地，所述的浮动阀体上套设有至少一个阀体密封圈。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的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)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；
(3)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；
(4)在刹车和加速过程中减少了成员的“前俯”和“后仰”，从而减少晕车的恐惧感和货物的稳定性；改善了负荷转移特性，为车俩高速运行过程中突然变向时提供更好的防侧翻控制；
(5)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；
(6)与现有的减振器相比，本发明提供的磁流变减振器响应快，在屈服应力、温度范围、塑性粘度和稳定性方面均有很好的性能，在相同功耗条件下它的屈服应力是电流变的剪切屈服应力的40倍左右，并且比电流变减振器的体积小很多，且液体对杂质的影响程度不明显。
附图说明
图1为本发明的磁流变减振器的总体结构示意图。
图2为本发明的磁流变减振器中外筒总成部分的结构示意图。
图3为本发明的磁流变减振器中内筒总成部分的结构示意图。
图4为本发明的磁流变减振器中活塞杆总成部分的结构示意图。
其中，1-连接杆；2-连接杆密封圈；3-高压气体；4-浮动阀体；5-阀体密封圈；6-内筒；7-磁流变液体；8-外筒；9-弹簧托盘；10-活塞体；11-线圈保护壳；12-导向油封；13-活塞杆；14-油管固定支架；15-活塞杆固定支架；16-中心孔；17-信号线；18-锁紧螺母；19-垫片；20-非活塞杆端压紧流通阀垫片；21-缠绕槽；22-活塞杆端压紧流通阀垫片；23-缓冲挡块；24-缓冲块；25-卡簧；26-活塞杆密封圈；27-活塞杆固定腔。
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4所示，一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，所述磁流变减振器包括外筒总成、内筒总成和活塞杆总成，所述外筒总成设置于所述内筒总成的外围，所述活塞杆总成设置于所述内筒总成和所述外筒总成的内部。
所述的外筒总成主要包括外筒8、设于外筒8外部用于支撑限位减振弹簧的弹簧托盘9、设于外筒8外部用于固定油管的油管固定支架14，以及设于外筒8内部后端用于固定活塞杆13的活塞杆固定支架15。
所述的内筒总成主要包括内筒6；所述内筒6的内部设有浮动阀体4，所述内筒6内位于所述浮动阀体4的前端充有高压气体3，所述内筒6内位于所述浮动阀体4的后端充有磁流变液体7；所述内筒6的后端设有用于封闭磁流变液体7的导向油封12，所述导向油封12的中部设有可供活塞杆13穿过的通孔；所述内筒6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。所述的浮动阀体4上套设有至少一个阀体密封圈5。
所述的活塞杆总成主要包括活塞杆13和活塞总成，所述活塞总成的后端设有活塞杆固定腔27，所述活塞杆13插入所述活塞杆固定腔27后与所述活塞总成固定连接；所述活塞总成包括绕制有线圈的活塞体10和套设于所述活塞体10外围的线圈保护壳11；所述线圈通过信号线17与减振器外部的控制系统相连；所述的活塞总成位于所述内筒6的内部，所述的活塞杆13穿过所述导向油封12，其后端固定于所述的活塞杆固定支架15上。
所述的活塞体10上设有若干用于绕制线圈的缠绕槽21，每个所述的缠绕槽21内均绕制有50圈线圈；所述线圈为漆包线，所述漆包线的直径为0.5mm。所述线圈的缝隙中涂有绝缘耐油胶质。
所述活塞体10的两端均设有压紧流通阀垫片，其中靠近所述活塞杆13的一端为活塞杆端压紧流通阀垫片22，远离所述活塞杆13的一端为非活塞杆端压紧流通阀垫片20；所述的活塞杆端压紧流通阀垫片22和所述的非活塞杆端压紧流通阀垫片20均被所述线圈保护壳11的翻边包裹固定。所述活塞杆端压紧流通阀垫片22的后端依次设有缓冲挡块23和缓冲块24，所述缓冲挡块23和缓冲块24的中部均设有可供所述活塞杆13穿过的安装孔。
所述活塞杆13中与所述活塞杆固定腔27相连的一端设有卡簧槽，所述卡簧槽内设有卡簧25，所述活塞杆13通过卡簧25与所述活塞杆固定腔27相连；所述卡簧槽的前端设有活塞杆密封圈26。
所述活塞杆固定支架15的中部设有固定孔；所述活塞杆13的后端穿过所述固定孔后，通过锁紧螺母18固定在所述的活塞杆固定支架15上；所述的锁紧螺母18与所述的活塞杆固定支架15之间还设有垫片19。
所述的活塞杆13为空心活塞杆，所述空心活塞杆内设有可供信号线17穿过的通道；所述信号线17的前端与所述活塞线圈相连，所述信号线17的后端穿出外筒8底端后与控制系统相连。所述外筒8的底端设有底盖，所述底盖的中部设有中心孔16，所述中心孔16可供信号线17穿出。
先把浮动阀体4放入内筒6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旋入内筒6内且用30N·M的扭力扳手拧紧；接着向内筒6内注入适量磁流变液体7，使空心活塞杆总成插入到内筒6后液体面距管口端约50mm；然后把导向油封12穿入活塞杆13上压装到内筒6内后进行翻边封口；再向内筒6内充入1.2MPa的高压气体3。然后把内筒总成放于外筒总成内，并使空心活塞杆的后端穿过所述活塞杆固定支架15中部的固定孔，通过锁紧螺母18固定在所述的活塞杆固定支架15上，所述的锁紧螺母18上涂有厌氧胶。然后，把空心活塞杆端口穿出的信号线17与控制系统提供的信号源端子连接。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。
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)
1.一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，所述磁流变减振器包括外筒总成、内筒总成和活塞杆总成，其特征在于：所述外筒总成设置于所述内筒总成的外围，所述活塞杆总成设置于所述内筒总成和所述外筒总成的内部；
所述的外筒总成主要包括外筒、设于外筒外部用于支撑限位减振弹簧的弹簧托盘、设于外筒外部用于固定油管的油管固定支架，以及设于外筒内部后端用于固定活塞杆的活塞杆固定支架；
所述的内筒总成主要包括内筒；所述内筒的内部设有浮动阀体，所述内筒内位于所述浮动阀体的前端充有高压气体，所述内筒内位于所述浮动阀体的后端充有磁流变液体；所述内筒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；所述内筒的前端设有连接杆，减振器通过所述连接杆与车辆固定连接；
所述的活塞杆总成主要包括活塞杆和活塞总成，所述活塞总成的后端设有活塞杆固定腔，所述活塞杆插入所述活塞杆固定腔后与所述活塞总成固定连接；所述活塞总成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；所述线圈通过信号线与减振器外部的控制系统相连；所述的活塞总成位于所述内筒的内部，所述的活塞杆穿过所述导向油封，其后端固定于所述的活塞杆固定支架上。
2.根据权利要求1所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，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50圈线圈；所述线圈为漆包线，所述漆包线的直径为0.5mm。
3.根据权利要求2所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，其特征在于：所述线圈的缝隙中涂有绝缘耐油胶质。
4.根据权利要求1所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，其特征在于：所述活塞体的两端均设有压紧流通阀垫片，其中靠近所述活塞杆的一端为活塞杆端压紧流通阀垫片，远离所述活塞杆的一端为非活塞杆端压紧流通阀垫片；所述的活塞杆端压紧流通阀垫片和所述的非活塞杆端压紧流通阀垫片均被所述线圈保护壳的翻边包裹固定。
5.根据权利要求4所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，其特征在于：所述活塞杆端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安装孔。
6.根据权利要求1所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，其特征在于：所述活塞杆中与所述活塞杆固定腔相连的一端设有卡簧槽，所述卡簧槽内设有卡簧，所述活塞杆通过卡簧与所述活塞杆固定腔相连；所述卡簧槽的前端设有活塞杆密封圈。
7.根据权利要求1所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，其特征在于：所述活塞杆固定支架的中部设有固定孔；所述活塞杆的后端穿过所述固定孔后，通过锁紧螺母固定在所述的活塞杆固定支架上；所述的锁紧螺母与所述的活塞杆固定支架之间还设有垫片。
8.根据权利要求1所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，其特征在于：所述的活塞杆为空心活塞杆，所述空心活塞杆内设有可供信号线穿过的通道；所述信号线的前端与所述活塞线圈相连，所述信号线的后端穿出外筒底端后与控制系统相连。
9.根据权利要求1或8所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，其特征在于：所述外筒的底端设有底盖，所述底盖的中部设有中心孔，所述中心孔可供信号线穿出。
10.根据权利要求1所述的一种阻尼力无级可调的磁流变减振器，其特征在于：所述的浮动阀体上套设有至少一个阀体密封圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151021 |