CN106678254B - 一种磁流变减振器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

一种磁流变减速器，包括工作缸，储油缸，导向器，连接件，缓冲装置和端盖总成。储油缸和上下端盖总成配合形成密封环境，工作缸安装在储油缸内部与储油缸之间的空隙为储油腔，工作缸通过上下两个导磁体与上下端盖总成形成配合，上下两个端盖总成内安装单向阀使磁流变液在工作缸与储油缸之间单向循环流动，阻尼通道通过导向器与上导磁体以及缓冲装置与下导磁体之间的配合形成避免了加工细长孔并且阻尼通道在有效磁场区域内。该磁流变减振器可控阻尼力的可调范围大，散热效果好，加工简单。

Description

一种磁流变减振器及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种车辆悬架系统中的零件，特别涉及一种磁流变减振器。

背景技术

磁流变减振器所使用的磁流变液是一种‘智能材料’，其具有在不同的的磁场强度作用下流变特性会发生改变的特性以及磁场强度是连续可变的，使得磁流变减振器的阻尼达到连续可控变化的目的，使得车辆悬架的阻尼特性可以随着车辆行驶工况的改变而得到改变，改善了车辆的舒适性和操纵稳定性。

由于磁流变减振器活塞的往复运动，在有磁场覆盖的的阻尼孔出会产生大量的热量，而普通的单缸磁流变减振器在运行的过程中无法及时的消除产生的热量，导致工作缸中的磁流变液温度上升，使得磁流变液长期在高温状况下工作，由于高温会极大的影响磁流变液的工作特性以及减少其使用寿命，使得磁流变减振器无法达到预期的效果。

申请公告号为CN104791410A公开的发明专利申请《一种磁流变减振器》通过采用使磁流变液在内外缸之间循环流动来散失热量，但是当磁流变液在流动到外缸的时候，不仅向外散热，而且也会向内缸里传热，故其散热效果较差，并且存在当其储油缸存满状态时，其压缩运动无法进行的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种磁流变减振器，可控阻尼力的可调范围大，散热效果好，加工简单。

为了实现上述技术目的，本发明所采取的技术方案：

一种磁流变减速器，包括工作缸、储油缸、导向器、缓冲装置、上端盖和下端盖；其中，储油缸的上端与上端盖之间密封连接，储油缸的下端与下端盖之间密封连接；所述工作缸安装在储油缸内腔，工作缸的上端通过第一导磁体与上端盖之间过盈配合连接，工作缸的下端通过第二导磁体与下端盖之间过盈配合连接，工作缸和储油缸间的空腔形成储油腔；

所述导向器与上端盖之间过盈配合连接，导向器上安装有电磁线圈使导向器和第一导磁体之间形成第一阻尼通道；

所述缓冲装置设置在工作缸下腔，包括：底阀、以及设置于底阀内的浮动活塞，所述底阀外壁与下端盖之间过盈配合连接，底阀上安装有电磁线圈使底阀和第二导磁体之间形成第二阻尼通道；

上端盖上加工有第一流通通道和第四流通通道，在第一流通通道中安装有第一单向阀，第四流通通道中安装有第四单向阀；下端盖上加工有第二流通通道和第三流通通道，在第二流通通道中安装有第二单向阀，第三流通通道中安装有第三单向阀；第一流通通道、第一储油腔、第二流通通道、工作缸下腔、第三流通通道、第二储油腔以及第四流通通道依次连通构成磁流变液循环通道。

所述储油缸采用散热较好的金属制成，并且在储油缸的外壁上沿储油缸轴向设有散热用的翅片。

所述上端盖与储油缸之间通过密封垫圈形成过盈配合连接，上端盖、导向器以及衬套三者之间通过Y型密封垫圈密封连接。

所述工作缸内腔安装活塞以及与所述活塞固连的活塞杆，所述活塞杆与导向器之间形成动配合并且穿出上端盖和外界形成连接。

所述活塞的外边缘与工作缸的内壁形成动密封从而将工作缸内腔分为工作缸上腔和工作缸下腔，工作缸上腔与第一阻尼通道相连，工作缸下腔与第二阻尼通道相连。

本发明还提出一种所述的磁流变减速器的工作方法，当磁流变减振器的活塞杆受到拉力作用时，活塞杆向上运动，上端盖里的第一单向阀和下端盖里的第二单向阀受压打开，下端盖里的第三单向阀和上端盖里的第四单向阀受压关闭，此时，工作缸上腔里的磁流变液通过第一流通通道进入第一储油腔，第一储油腔里冷却的磁流变液通过第二流通通道进入工作缸下腔；

当磁流变减振器的活塞杆受到压力作用时，活塞杆向下运动，上端盖里的第一单向阀和下端盖里的第二单向阀受压关闭，上端盖里的第四单向阀和下端盖里的第三单向阀受压打开，此时，工作缸下腔里的磁流变液通过第三流通通道进入第二储油腔，第二储油腔里冷却的磁流变液通过第四流通通道进入工作缸上腔。

当活塞杆向下运动时，工作缸中的活塞杆的体积增大，会排挤工作缸里的磁流变液，由于减振器的内部空间是不变的，使得减振器里的液体压力急剧升高，这时浮动活塞两边压力差为正，就会向下运动增大液体空间，缓解压力。

当活塞杆向上运动时，工作缸中的活塞杆体积减小，由于磁流变液的空间增大压力降低，此时浮动活塞两端压力差为负，就会向上运动减小液体空间，使得液体压力增大。

本发明一种磁流变减速器具有如下有益效果：

第一、本发明磁流变减振器采用两缸结构，在减振器的上下两端都设置有磁场区域，并且随着活塞杆的每次运动，磁流变液的循环流动都会通过两个磁场区域，因此增大了可控阻尼力的范围，相比较普通的磁流变减振器其性能得到提升。

第二、储油缸外壁改变了原有的缸壁模式，采用铝合金材料，把储油缸外壁加工成散热器状，极大地提高了储油桶外壁的散热能力，进而使得磁流变减振器里的温度得到降低，从而使得磁流变液的流变特性以及使用寿命不受过高温度的影响。

第三．采用多个单向阀布置在流通通道内，使得减振器在工作时磁流变液始终沿着一个方向做循环运动，有利于磁流变减振器在工作的过程中把产生的热量带到储油缸并且散失掉。

第四、阻尼通道是通过导向器和导磁体以及缓冲装置和导磁体配合形成的，不需要加工阻尼通道从而降低了加工难度。

附图说明

图1是本发明一种磁流变减振器的结构示意图；

图2是图1的局部示意图，表示了磁场的有效工作区以及磁力线走向；

图3是图1的局部示意图，表示了单向阀的具体结构以及磁流变液的流通通道；

图1中：1—吊环，2—活塞杆，3-1—第一单向阀，3-2—第二单向阀，3-3—第三单向阀，3-4—第四单向阀，5—导向器，6-1—第一导磁体，6-2—第二导磁体，7—储油缸，8—工作缸，(9-1，9-2)—电磁线圈，10—补偿气室，11—浮动活塞，12—O型密封圈，13—活塞，14—密封垫圈，15-1—上端盖，15-2—下端盖，（16，18）—Y型橡胶密封圈，17—衬套，a—第一流通通道，b—第二流通通道，c—第三流通通道，d—第四流通通道，e—工作缸上腔，f—工作缸下腔，g—第一储油腔，h—第二储油腔。

具体实施方式

参见附图1：一种磁流变减速器，包括工作缸8、储油缸7、导向器5、缓冲装置、上端盖15-1和下端盖15-2；其中，储油缸7的上端与上端盖15-1之间密封连接，储油缸7的下端与下端盖15-2之间密封连接；所述工作缸8安装在储油缸7的内腔，工作缸8的上端通过第一导磁体6-1与上端盖15-1之间过盈配合连接，工作缸8的下端通过第二导磁体6-2与下端盖15-2之间过盈配合连接，工作缸8和储油缸7间的空腔形成储油腔；

所述导向器5与上端盖15-1之间过盈配合连接，导向器5上安装有电磁线圈使导向器5和第一导磁体6-1之间形成第一阻尼通道；

所述缓冲装置设置在工作缸8下腔，包括：底阀、以及设置于底阀内的浮动活塞11，所述底阀外壁与下端盖15-2之间过盈配合连接，底阀上安装有电磁线圈使底阀和第二导磁体6-2之间形成第二阻尼通道；

减振器在稳定状态下缸内压力都会保持恒定值，在当活塞杆2向下运动时，工作缸8中的活塞杆2的体积增大，会排挤工作缸8里的磁流变液，由于减振器的内部空间是不变的，使得减振器里的液体压力急剧升高，这时浮动活塞11两边压力差为正，就会向下运动增大液体空间，缓解压力。

当活塞杆2向上运动时，工作缸8中的活塞杆2体积减小，由于磁流变液的空间增大压力降低，此时浮动活塞11两端压力差为负，就会向上运动减小液体空间，使得液体压力增大。

上端盖15-1上加工有第一流通通道a和第四流通通道d，在第一流通通道a中安装有第一单向阀3-1，第四流通通道d中安装有第四单向阀3-4；下端盖15-2上加工有第二流通通道b和第三流通通道c，在第二流通通道b中安装有第二单向阀3-2，第三流通通道c中安装有第三单向阀3-3；第一流通通道a、第一储油腔g、第二流通通道b、工作缸下腔f、第三流通通道c、第二储油腔h以及第四流通通道d依次连通构成磁流变液循环通道。

工作缸8和储油缸7外壁之间的空腔形成第一储油腔g和第二储油腔h。

所述储油缸7采用金属铝制成，并且在储油缸7的外壁上沿储油缸7轴向设有散热用的翅片。

所述上端盖15-1与储油缸7之间通过密封垫圈14形成过盈配合连接，防止磁流变液渗漏。

上端盖15-1、导向器5以及衬套17三者之间通过Y型密封垫圈密封连接。

所述工作缸7内腔安装活塞13以及与所述活塞13固连的活塞杆2，所述活塞杆2与导向器5之间形成动配合并且穿出上端盖15-1和外界形成连接。

所述活塞13的外边缘与工作缸7的内壁形成动密封从而将工作缸7内腔分为工作缸上腔e和工作缸下腔f，工作缸上腔e与第一阻尼通道相连，工作缸下腔f与第二阻尼通道相连。

本发明磁流变减振器的工作过程是：

当磁流变减振器的活塞杆受到拉力作用时，活塞杆2向上运动，上端盖15-1里的第一单向阀3-1和下端盖15-2里的第二单向阀3-2受压打开，下端盖15-2里的第三单向阀3-3和上端盖15-1里的第四单向阀3-4受压关闭，此时，工作缸7上腔e里的磁流变液通过第一流通通道a进入第一储油腔g，第一储油腔g里冷却的磁流变液通过第二流通通道b进入工作缸下腔f；

当磁流变减振器的活塞杆2受到压力作用时，活塞杆2向下运动，上端盖15-1里的第一单向阀3-1和下端盖15-2里的第二单向阀3-2受压关闭，上端盖15-1里的第四单向阀3-4和下端盖15-2里的第三单向阀3-3受压打开，此时，工作缸下腔f里的磁流变液通过第三流通通道c进入第二储油腔h，第二储油腔h里冷却的磁流变液通过第四流通通道d进入工作缸上腔e。

在磁流变减振器完成一个工作过程时，磁流变液的流动方向始终是：从工作缸上腔e→第一流通通道a→第一储油腔g→第二流通通道b→工作缸下腔f→工作缸下腔f→第三流通通道c→第二储油腔h→第四流通通道d→工作缸上腔e这样一个单向循环的流动过程。

在单向流动的过程中，磁流变液经过了导向器5和第一导磁体6-1之间形成第一阻尼通道、底阀和第二导磁体6-2之间形成第二阻尼通道，上述两个阻尼通道增大了可控阻尼里的大小，提高了磁流变液的减振性能，并且在经过储油腔时，由于储油缸面积大、散热效果较好使得减振器在工作过程中产生的热能很好的散发出去。

Claims (7)

1.一种磁流变减振器，包括工作缸、储油缸、导向器、缓冲装置、上端盖和下端盖；其中，储油缸的上端与上端盖之间密封连接，储油缸的下端与下端盖之间密封连接；所述工作缸安装在储油缸内腔，工作缸的上端通过第一导磁体与上端盖之间过盈配合连接，工作缸的下端通过第二导磁体与下端盖之间过盈配合连接，工作缸和储油缸间的空腔形成第一储油腔和第二储油腔；

其特征在于：所述导向器与上端盖之间过盈配合连接，导向器上安装有电磁线圈使导向器和第一导磁体之间形成第一阻尼通道；

所述缓冲装置设置在工作缸下腔，包括：底阀、以及设置于底阀内的浮动活塞，所述底阀外壁与下端盖之间过盈配合连接，底阀上安装有电磁线圈使底阀和第二导磁体之间形成第二阻尼通道；

上端盖上加工有第一流通通道和第四流通通道，在第一流通通道中安装有第一单向阀，第四流通通道中安装有第四单向阀；下端盖上加工有第二流通通道和第三流通通道，在第二流通通道中安装有第二单向阀，第三流通通道中安装有第三单向阀；第一流通通道、第一储油腔、第二流通通道、工作缸下腔、第三流通通道、第二储油腔以及第四流通通道依次连通构成磁流变液循环通道；

所述储油缸采用散热较好的金属制成，并且在储油缸的外壁上沿储油缸轴向设有散热用的翅片。

2.根据权利要求1所述的磁流变减振器，其特征在于，所述上端盖与储油缸之间通过密封垫圈形成过盈配合连接，上端盖与导向器之间、上端盖与衬套之间分别通过Y型密封垫圈密封连接。

3.根据权利要求1所述的磁流变减振器，其特征在于，所述工作缸内腔安装活塞以及与所述活塞固连的活塞杆，所述活塞杆与导向器之间形成动配合并且穿出上端盖和外界形成连接。

4.根据权利要求3所述的磁流变减振器，其特征在于，所述活塞的外边缘与工作缸的内壁形成动密封从而将工作缸内腔分为工作缸上腔和工作缸下腔，工作缸上腔与第一阻尼通道相连，工作缸下腔与第二阻尼通道相连。

5.一种如权利要求1所述的磁流变减振器的工作方法，其特征在于，当磁流变减振器的活塞杆受到拉力作用时，活塞杆向上运动，上端盖里的第一单向阀和下端盖里的第二单向阀受压打开，下端盖里的第三单向阀和上端盖里的第四单向阀受压关闭，此时，工作缸上腔里的磁流变液通过第一流通通道进入第一储油腔，第一储油腔里冷却的磁流变液通过第二流通通道进入工作缸下腔；

当磁流变减振器的活塞杆受到压力作用时，活塞杆向下运动，上端盖里的第一单向阀和下端盖里的第二单向阀受压关闭，上端盖里的第四单向阀和下端盖里的第三单向阀受压打开，此时，工作缸下腔里的磁流变液通过第三流通通道进入第二储油腔，第二储油腔里冷却的磁流变液通过第四流通通道进入工作缸上腔。

6.根据权利要求5所述磁流变减振器的工作方法，其特征在于，当活塞杆向下运动时，工作缸中的活塞杆的体积增大，会排挤工作缸里的磁流变液，由于减振器的内部空间是不变的，使得减振器里的液体压力急剧升高，这时浮动活塞两边压力差为正，就会向下运动增大液体空间，缓解压力。

7.根据权利要求5所述磁流变减振器的工作方法，其特征在于，当活塞杆向上运动时，工作缸中的活塞杆体积减小，由于磁流变液的空间增大压力降低，此时浮动活塞两端压力差为负，就会向上运动减小液体空间，使得液体压力增大。