CN106065916A - 一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器与方法 - Google Patents

一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器与方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器与方法；在活塞的内部设有引流盘和磁场发生组件；引流盘开设有轴向通油孔，在引流盘的下端面的直径线上开设有一条径向通油槽；磁场发生组件的两侧各开设有一条连通轴向通油孔的两个端口的侧油道，它们组合在一起类似“人”字型结构，使磁流变液的有效工作区域分布在磁场强度最大的位置，同时增加了阻尼通道的长度，增大磁流变液的利用率，从而提高磁流变液减振器的工作效率。磁场发生组件产生的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道的流动方向，且形成反向交叉的分布，使得工作时磁流变液流经磁场最密集的区域，大大提高了磁流变液在减振时的工作效率。

Description

一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器与方法
技术领域
本发明涉及车辆减振器，尤其涉及一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器与方法。
背景技术
目前一般使用的减振器多为参数不可调整的橡胶减振器，这种减振器只能适应某一特定的运行情况。为了提高行驶安全性、舒适性及工作效率，需要有一种参数可调的减振器适应不同的工作情况。磁流变液减振器就是这样一种阻尼可控器件，其工作原理是调节励磁线圈中的电流大小获得不同强度的磁场，使阻尼通道中垂直磁感线方向流动的磁流变液流动特性发生改变，从而控制减振器的阻尼力。磁流变液减振器具有调节范围宽、响应速度快、功耗低、结构简单等优点，在汽车、建筑、航空航天等领域有广阔的应用前景。然而磁流变液减振器通常采用直线型阻尼通道设计以及单一的励磁线圈来激发磁场，因此存在阻尼通道利用率较低、磁场分布不集中的问题。一部分阻尼通道内的磁流变液起不到阻尼作用，降低了阻尼力，也造成减振器空间上的浪费。分散的磁场分布使一些磁感线落在减振器外部，造成漏磁现象而失去工作效果。这两方面的不足直接降低了磁流变液减振器的工作效率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器与方法；从而使减振器内部磁场更加收敛集中并提高磁流变液工作的阻尼力；在相同磁场强度的条件下，本发明具有更大调节范围和更高工作效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，包括内部灌注有磁流变液的减振器缸筒2、置于减振器缸筒2内的活塞10、推动活塞10在减振器缸筒2内运动的活塞杆8；活塞10将减振器缸筒2的内部分成上油腔3和下油腔31；
所述活塞10的顶部开设有磁流变液通导流口9；在活塞10的内部设有引流盘4和磁场发生组件；磁场发生组件嵌套在引流盘4内；所述引流盘4的轴线上开设有一条与磁流变液通导流口9连通的轴向通油孔11，在引流盘4的下端面的直径线上，开设有一条径向通油槽12；磁流变液通导流口9连通减振器缸筒2的上油腔3；磁场发生组件的两侧各开设有一条连通轴向通油孔11的两个端口的侧油道13，这两个侧油道13的末端连通减振器缸筒2的下油腔31；
所述磁流变液通导流口9、轴向通油孔11、径向通油槽12和两个侧油道13互为连通，它们组合在一起，为磁流变液进入上油腔3或者下油腔31时提一个完整的阻尼油道；所述磁场发生组件产生的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道的流动方向，进而对流经阻尼油道的磁流变液进行阻尼。
所述磁流变液通导流口9、轴向通油孔11、径向通油槽12和两个侧油道13均在同一个平面，并且与磁场发生组件产生的磁感线所在平面相互垂直。
所述轴向通油孔11连通在整条径向通油槽12的二分之一处；所述轴向通油孔11的轴线垂直于径向通油槽12的轴线；所述径向通油槽12的轴线垂直于两个侧油道13的轴线。
所述磁场发生组件包括开口向上的U形铁芯7、分别缠绕在U形铁芯7的两个柱体上的螺旋励磁线圈、隔板6、铁芯固定套14；
所述隔板6位于引流盘4的下方，铁芯固定套14位于隔板6的下方；U形铁芯7的下部与铁芯固定套14固定在一起，U形铁芯7的两个柱体向上嵌套在引流盘4内，这两个柱体的轴线垂直于径向通油槽12的轴线；铁芯固定套14与减振器缸筒2和活塞杆8固接。
两个侧油道13贯穿隔板6和铁芯固定套14。
所述螺旋励磁线圈的旋向为右旋。
所述活塞杆8的轴向上开设有一导线通道15，螺旋励磁线圈的导线通过该导线通道15连接外部电源；通过调节螺旋励磁线圈内的电流，可控制磁流变液在阻尼油道内阻尼力的大小。
所述减振器缸筒2的上端设有一与其相配的端盖1。
本发明内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器的减震方法如下：
减振器压缩步骤：
活塞杆8向上运动，带动活塞10向上挤压上油腔3内的磁流变液，在压强的作用下，磁流变液自上而下进入阻尼油道，与此同时，磁场发生组件产生磁场，其磁场的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道内的流动方向；此时，在磁感线及磁流变液的磁场的共同作用下，使垂直于磁感线流动的磁流变液流动阻尼增大，进而增加了活塞10向上运动时的阻尼力，最终阻止活塞杆8向上运动，达到缓冲减震效果；
减振器拉伸步骤：
活塞杆8向下运动，带动活塞10向下挤压下油腔31内的磁流变液，在压强的作用下，磁流变液自下而上进入阻尼油道，与此同时，磁场发生组件产生磁场，其磁场的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道内的流动方向；此时，在磁感线及磁流变液的磁场的共同作用下，使垂直于磁感线流动的磁流变液流动阻尼增大，进而增加了活塞10向下运动时的阻尼力，最终阻止活塞杆8向下运动，达到缓冲减震效果。
在减振器压缩步骤中，所述磁流变液自上而下进入阻尼油道时的过程为：磁流变液依次由上油腔3被挤压进入磁流变液通导流口9、轴向通油孔11，接着在径向通油槽12内分成两个支流后，再分别经过两个侧油道13进入下油腔31；
在减振器拉伸步骤中，所述磁流变液自下而上进入阻尼油道时的过程为：磁流变液由下油腔31被挤压进入两个侧油道13，接着在径向通油槽12内汇合，汇合后再依次由轴向通油孔11、磁流变液通导流口9进入上油腔3。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本发明在活塞的内部设有引流盘和磁场发生组件；磁场发生组件嵌套在引流盘内；所述引流盘的轴线上开设有一条与磁流变液通导流口连通的轴向通油孔，在引流盘的下端面的直径线上，开设有一条径向通油槽；磁流变液通导流口连通减振器缸筒的上油腔；磁场发生组件的两侧各开设有一条连通轴向通油孔的两个端口的侧油道，这两个通道的末端连通减振器缸筒的下油腔。上述磁流变液通导流口、轴向通油孔、径向通油槽和两个侧油道互为连通，它们组合在一起，为磁流变液进入上油腔或者下油腔时提一个完整的阻尼油道，这种结构的阻尼油道组合，类似“人”字型结构；这种结构布局让磁流变液的有效工作区域分布在磁场强度最大的位置，同时增加了阻尼通道的长度，增大磁流变液的利用率，从而提高磁流变液减振器的工作效率。
本发明磁场发生组件产生的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道的流动方向，且形成反向交叉的分布，使得工作时磁流变液流经磁场最密集的区域，大大提高了磁流变液在减振时的工作效率。
本发明磁场发生组件包括开口向上的U形铁芯，在同等电流条件下增加了激发磁场的强度，并且使磁场的磁感线分布更为密集收敛，增大减振器对磁场的利用率，进而提高磁流变液减振器的工作效率。
附图说明
图1为本发明内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器的外观结构示意图；
图2为图1中B-B剖面结构示意图。
图3为图2中A-A剖面结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
实施例
如图1至3所示。本发明公开了一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，包括内部灌注有磁流变液的减振器缸筒2、置于减振器缸筒2内的活塞10、推动活塞10在减振器缸筒2内运动的活塞杆8；活塞10将减振器缸筒2的内部分成上油腔3和下油腔31；
所述活塞10的顶部开设有磁流变液通导流口9；在活塞10的内部设有引流盘4和磁场发生组件；磁场发生组件嵌套在引流盘4内；所述引流盘4的轴线上开设有一条与磁流变液通导流口9连通的轴向通油孔11，在引流盘4的下端面的直径线上，开设有一条径向通油槽12；磁流变液通导流口9连通减振器缸筒2的上油腔3；磁场发生组件的两侧各开设有一条连通轴向通油孔11的两个端口的侧油道13，这两个侧油道13的末端连通减振器缸筒2的下油腔31；
所述磁流变液通导流口9、轴向通油孔11、径向通油槽12和两个侧油道13互为连通，它们组合在一起，为磁流变液进入上油腔3或者下油腔31时提一个完整的阻尼油道；这种结构的阻尼油道组合在一起，类似“人”字型结构；这种结构布局让磁流变液的有效工作区域分布在磁场强度最大的位置，同时增加了阻尼通道的长度，增大磁流变液的利用率，从而提高磁流变液减振器的工作效率。径向通油槽的截面形状为半圆形。
所述磁场发生组件产生的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道的流动方向，进而对流经阻尼油道的磁流变液进行阻尼。这种磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道的流动方向，且形成反向交叉的分布，使得工作时磁流变液流经磁场最密集的区域，大大提高了磁流变液在减振时的工作效率。
所述磁流变液通导流口9、轴向通油孔11、径向通油槽12和两个侧油道13均在同一个平面，并且与磁场发生组件产生的磁感线所在平面相互垂直。这种布局，使磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道的流动方向，且形成反向交叉的分布，使得工作时磁流变液流经磁场最密集的区域，大大提高了磁流变液在减振时的工作效率。
所述轴向通油孔11连通在整条径向通油槽12的二分之一处；所述轴向通油孔11的轴线垂直于径向通油槽12的轴线；所述径向通油槽12的轴线垂直于两个侧油道13的轴线；这种结构布局，使得工作时磁流变液流经磁场最密集的区域，大大提高了磁流变液在减振时的工作效率。
所述磁场发生组件包括开口向上的U形铁芯7、分别缠绕在U形铁芯7的两个柱体上的螺旋励磁线圈、隔板6、铁芯固定套14；
所述隔板6位于引流盘4的下方，铁芯固定套14位于隔板6的下方；U形铁芯7的下部与铁芯固定套14固定在一起，U形铁芯7的两个柱体向上嵌套在引流盘4内，这两个柱体的轴线垂直于径向通油槽12的轴线；铁芯固定套14与减振器缸筒2和活塞杆8固接。U形铁芯在同等电流条件下增加了激发磁场的强度，并且使磁场的磁感线分布更为密集收敛，增大减振器对磁场的利用率，进而提高磁流变液减振器的工作效率。
两个侧油道13贯穿隔板6和铁芯固定套14。
所述螺旋励磁线圈的旋向为右旋。
所述活塞杆8的轴向上开设有一导线通道15，螺旋励磁线圈的导线通过该导线通道15连接外部电源；通过调节螺旋励磁线圈内的电流，可控制磁流变液在阻尼油道内阻尼力的大小。
所述减振器缸筒2的上端设有一与其相配的端盖1。
本发明内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器的减震方法，可通过如下步骤实现：
减振器压缩步骤：
活塞杆8向上运动，带动活塞10向上挤压上油腔3内的磁流变液，在压强的作用下，磁流变液自上而下进入阻尼油道，与此同时，磁场发生组件产生磁场，其磁场的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道内的流动方向；此时，在磁感线及磁流变液的磁场的共同作用下，使垂直于磁感线流动的磁流变液流动阻尼增大，进而增加了活塞10向上运动时的阻尼力，最终阻止活塞杆8向上运动，达到缓冲减震效果；
减振器拉伸步骤：
活塞杆8向下运动，带动活塞10向下挤压下油腔31内的磁流变液，在压强的作用下，磁流变液自下而上进入阻尼油道，与此同时，磁场发生组件产生磁场，其磁场的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道内的流动方向；此时，在磁感线及磁流变液的磁场的共同作用下，使垂直于磁感线流动的磁流变液流动阻尼增大，进而增加了活塞10向下运动时的阻尼力，最终阻止活塞杆8向下运动，达到缓冲减震效果。
在减振器压缩步骤中，所述磁流变液自上而下进入阻尼油道时的过程为：磁流变液依次由上油腔3被挤压进入磁流变液通导流口9、轴向通油孔11，接着在径向通油槽12内分成两个支流后，再分别经过两个侧油道13进入下油腔31；
在减振器拉伸步骤中，所述磁流变液自下而上进入阻尼油道时的过程为：磁流变液由下油腔31被挤压进入两个侧油道13，接着在径向通油槽12内汇合，汇合后再依次由轴向通油孔11、磁流变液通导流口9进入上油腔3。
如上所述，便可较好地实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，包括内部灌注有磁流变液的减振器缸筒(2)、置于减振器缸筒(2)内的活塞(10)、推动活塞(10)在减振器缸筒(2)内运动的活塞杆(8)；活塞(10)将减振器缸筒(2)的内部分成上油腔(3)和下油腔(31)；
其特征在于：所述活塞(10)的顶部开设有磁流变液通导流口(9)；在活塞(10)的内部设有引流盘(4)和磁场发生组件；磁场发生组件嵌套在引流盘(4)内；所述引流盘(4)的轴线上开设有一条与磁流变液通导流口(9)连通的轴向通油孔(11)，在引流盘(4)的下端面的直径线上，开设有一条径向通油槽(12)；磁流变液通导流口(9)连通减振器缸筒(2)的上油腔(3)；磁场发生组件的两侧各开设有一条连通轴向通油孔(11)的两个端口的侧油道(13)，这两个侧油道(13)的末端连通减振器缸筒(2)的下油腔(31)；
所述磁流变液通导流口(9)、轴向通油孔(11)、径向通油槽(12)和两个侧油道(13)互为连通，它们组合在一起，为磁流变液进入上油腔(3)或者下油腔(31)时提一个完整的阻尼油道；所述磁场发生组件产生的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道的流动方向，进而对流经阻尼油道的磁流变液进行阻尼。
2.根据权利要求1所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，其特征在于：所述磁流变液通导流口(9)、轴向通油孔(11)、径向通油槽(12)和两个侧油道(13)均在同一个平面，并且与磁场发生组件产生的磁感线所在平面相互垂直。
3.根据权利要求1所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，其特征在于：所述轴向通油孔(11)连通在整条径向通油槽(12)的二分之一处；所述轴向通油孔(11)的轴线垂直于径向通油槽(12)的轴线；所述径向通油槽(12)的轴线垂直于两个侧油道(13)的轴线。
4.根据权利要求1所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，其特征在于：所述磁场发生组件包括开口向上的U形铁芯(7)、分别缠绕在U形铁芯(7)的两个柱体上的螺旋励磁线圈、隔板(6)、铁芯固定套(14)；
所述隔板(6)位于引流盘(4)的下方，铁芯固定套(14)位于隔板(6)的下方；U形铁芯(7)的下部与铁芯固定套(14)固定在一起，U形铁芯(7)的两个柱体向上嵌套在引流盘(4)内，这两个柱体的轴线垂直于径向通油槽(12)的轴线；铁芯固定套(14)与减振器缸筒(2)和活塞杆(8)固接。
5.根据权利要求3所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，其特征在于：两个侧油道(13)贯穿隔板(6)和铁芯固定套(14)。
6.根据权利要求4所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，其特征在于：所述螺旋励磁线圈的旋向为右旋。
7.根据权利要求2所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，其特征在于：所述活塞杆(8)的轴向上开设有一导线通道(15)，螺旋励磁线圈的导线通过该导线通道(15)连接外部电源；通过调节螺旋励磁线圈内的电流，可控制磁流变液在阻尼油道内阻尼力的大小。
8.根据权利要求1至7中任一项所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器，其特征在于：所述减振器缸筒(2)的上端设有一与其相配的端盖(1)。
9.权利要求1至8中任一项所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器的减震方法，其特征在于包括如下步骤：
减振器压缩步骤：
活塞杆(8)向上运动，带动活塞(10)向上挤压上油腔(3)内的磁流变液，在压强的作用下，磁流变液自上而下进入阻尼油道，与此同时，磁场发生组件产生磁场，其磁场的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道内的流动方向；此时，在磁感线及磁流变液的磁场的共同作用下，使垂直于磁感线流动的磁流变液流动阻尼增大，进而增加了活塞(10)向上运动时的阻尼力，最终阻止活塞杆(8)向上运动，达到缓冲减震效果；
减振器拉伸步骤：
活塞杆(8)向下运动，带动活塞(10)向下挤压下油腔(31)内的磁流变液，在压强的作用下，磁流变液自下而上进入阻尼油道，与此同时，磁场发生组件产生磁场，其磁场的磁感线方向垂直于磁流变液在阻尼油道内的流动方向；此时，在磁感线及磁流变液的磁场的共同作用下，使垂直于磁感线流动的磁流变液流动阻尼增大，进而增加了活塞(10)向下运动时的阻尼力，最终阻止活塞杆(8)向下运动，达到缓冲减震效果。
10.根据权利要求9所述内置蹄形铁芯的强阻尼磁流变液减震器的减震方法，其特征在于：
在减振器压缩步骤中，所述磁流变液自上而下进入阻尼油道时的过程为：磁流变液依次由上油腔(3)被挤压进入磁流变液通导流口(9)、轴向通油孔(11)，接着在径向通油槽(12)内分成两个支流后，再分别经过两个侧油道(13)进入下油腔(31)；
在减振器拉伸步骤中，所述磁流变液自下而上进入阻尼油道时的过程为：磁流变液由下油腔(31)被挤压进入两个侧油道(13)，接着在径向通油槽(12)内汇合，汇合后再依次由轴向通油孔(11)、磁流变液通导流口(9)进入上油腔(3)。
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