CN106979271A - 一种新型活塞内流道磁流变减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型活塞内流道磁流变减振器，包括带有螺纹的缸筒、活塞组总成、气囊式气体补偿腔、活塞杆件、导向装置、上下顶盖及一些辅助部件。活塞组总成把活塞以上的腔室分割成上腔室和下腔室。活塞组固接活塞杆，活塞杆穿过导向器和顶盖，活塞杆外端上设计有套筒式安装座，安装座内侧设有通线槽。缸筒的上端设有导向器，导向器的上端与上顶盖紧密相连，通过上顶盖把导向器紧密固定；缸筒的下端设有补偿腔，补偿腔与下顶盖紧扣，下顶盖上设计有套筒式安装座。本发明结构简单，能精确的调节车辆产生的振动，工作稳定且效率高；能有效防止阻尼硬化的发生，并且缸筒采用螺纹结构可以更换磁流变液提高减振器的使用可靠性。

Description

一种新型活塞内流道磁流变减振器

技术领域

本发明涉及一种智能悬架控制装置，尤其是涉及一种新型活塞内流道磁流变减振器。

背景技术

磁流变减振器以MR流体为工作介质，具有阻尼连续可调、智能可控、结构简单、工作效率高能耗低、响应速度快、可靠性高等优点，能为智能控制系统提供良好的电-机耦合接口并能改善振动及提高舒适性。在飞机、汽车、建筑、桥梁、高速列车等智能化控制领域具有非常广阔的发展前景，日益引领振动控制发展的主流方向。

中国专利201310454612.3公开了一种内通道式汽车悬架系统磁流变减振器，包括组合式电磁活塞、缸筒、活塞杆、导向座、浮动活塞、顶盖、底盖、上吊环和下吊环。该减振器的磁流变液通过从电磁活塞中间的流道所产生的阻尼力来衰减振动，通过浮动活塞本体与底盖对气室体积进行补偿。此磁流变减振器虽然在一定程度上解决了活塞杆与缸筒的卡滞现象以及电磁线圈工作温度过高对磁流变效应的影响，但是导向座的尺寸和结构会导致库伦摩擦力比较大；同时，由于普通活塞结构的充气式流体补偿腔在高压下密封可靠性难以控制，而且采用密封圈密封气体的方式存在补偿腔活塞与缸筒摩擦力大，导致MRD工作时易出现“阻尼硬化”，严重破坏其阻尼可调性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，通过新的结构设计解决现有技术上存在的上述缺陷，提供一种智能可控、结构简单、工作效率高能耗低、响应速度快、可靠性高的活塞内流道磁流变减振器。

本发明解决其技术问题所采用的方案：一种新型活塞内流道磁流变减振器，包括缸筒，所述缸筒内从上至下依次是活塞组总成和补偿腔，活塞组总成把活塞以上的腔室分割成充满磁流变液的上腔室和下腔室，所述缸筒底端设有下顶盖，所述下顶盖上端与补偿腔固接，下端与下套筒式安装座固接，所述缸筒的上端设有导向器，所述导向器的上端与上顶盖紧密相连，通过上顶盖把导向器紧密固定；所述活塞组总成上端固接活塞杆，所述活塞杆穿过导向器和上顶盖，所述活塞杆的上端固接有上套筒式安装座，所述上套筒式安装座内侧设有出线槽，活塞杆的下端设有相互连通的轴向引流孔和径向引流孔，所述活塞杆内设有与出线槽连通的柱形轴向引线孔，下部设有与柱形轴向引线孔连通的锥形径向引线孔，锥形径向引线孔内设有相适配的锥形橡胶密封圈。

活塞组总成包括绕有电磁线圈的中间导磁体，所述中间导磁体开有阻尼孔、中间导磁体的两端分别设有上导磁体和下导磁体，所述上导磁体与活塞杆底端固接，下导磁体上开有中心孔，上导磁体与中间导磁体之间设有不导磁体垫片Ⅰ，下导磁体与中间导磁体之间设有不导磁体垫片Ⅱ，上导磁体、下导磁体及中间导磁体外侧设有与缸筒沿轴向滑动配合的带径向定位凸台的活塞外套，活塞外套把上导磁体、下导磁体及中间导磁体固定为一体；所述上导磁体上设有电磁线圈出线孔，所述电磁线圈的引线依次经过出线孔、锥形径向引线孔内的锥形橡胶密封件、活塞杆的轴向柱形引线孔及上套筒式安装座的出线槽引出，引线安装好以后将耐高压胶注入到活塞杆轴向柱形引线孔内进行密封；上导磁体的中部设有与活塞杆底端径向引流孔相互连通的的磁流变液通道口；活塞杆底端相互连通的轴向引流孔和径向引流孔、上导磁体上的磁流变液通道口、上导磁体与不导磁体垫片Ⅰ的圆盘间隙通道、中间导磁体的阻尼孔、下导磁体与不导磁体垫片Ⅱ的圆盘间隙通道以及下导磁体的中心孔构成了连通上腔室和下腔室磁流变液的流体通道。

进一步，所述缸筒采用单筒式螺纹可拆卸式结构，方便更换磁流变液。

进一步，所述活塞杆与导向器之间，导向器与缸筒之间均设有O型密封圈。

进一步，所述补偿腔的外周固接有气动密封圈，与缸筒壁密封，补偿腔内的初始气压为1.45Mpa-1.55Mpa。

进一步，所述补偿腔采用气囊式补偿结构。

进一步，所述补偿腔内的初始气压为1.5Mpa。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）结构简单，工作能耗低，能精确的调节因路面随机激励产生的振动，减振器上下运动时产生的阻尼力可通过外部微小的电流来进行调节，调节过程智能可控并且能够快速的连续可调，减振效果好。

（2）工作效率高，采用活塞组总成结构，活塞的轴向空间缩小，工作行程增加，且活塞组采用的横向间隙可以增加发生磁流变效应的有效面积，在不增加缸筒尺寸的情况下能相应的增加MRD在相同电流激励下响应的阻尼力，拓宽其阻尼调节区间。

（3）工作稳定可靠性高，能提高操控的稳定性以及乘坐的舒适性，磁流变液流体通道为内流道式，通过电磁活塞的中间小孔经内置的阻尼通道进入上下腔；采用气囊式补偿结构，通过气囊的伸缩来补偿活塞杆运动造成的工作腔体积的变化。

（4）气囊式补偿腔能够保证补偿腔在高压下密封的可靠性，消除补偿腔活塞与缸筒的摩擦力，防止“阻尼硬化”的产生。

（5）新导向器结构和尺寸的设计能够增加活塞杆导向的准确性，减小活塞与缸筒的库伦摩擦力，防止卡滞现象的发生。

（6）缸筒采用螺纹可拆卸式结构，避开了传统焊接结构难以更换磁流变液的缺陷，提高了减振器的使用可靠性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1所示减振器的活塞组总成结构示意图。

图3为图1所示减振器的导向器结构示意图。

图4为图1所示减振器的补偿腔结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本发明包括缸筒5，缸筒5内设有活塞组总成和补偿腔，活塞组总成把活塞以上的腔室分割成充满磁流变液的上腔室和下腔室，缸筒5底端设有下顶盖12，下顶盖上端与补偿腔14固接，下端与下套筒式安装座13固接，缸筒5的上端设有导向器23，导向器23的上端与上顶盖3紧密相连，通过上顶盖3把导向器23紧密固定；活塞组总成上端固接活塞杆2，活塞杆2穿过导向器23和上顶盖3，活塞杆2的上端固接有上套筒式安装座1，上套筒式安装座1内侧设有出线槽25，活塞杆2的下端设有相互连通的轴向引流孔20和径向引流孔7，活塞杆2内设有与出线槽25连通的柱形轴向引线孔21，下部设有与柱形轴向引线孔21连通的锥形径向引线孔6，锥形径向引线孔6内设有相适配的锥形橡胶密封圈。上套筒式安装座1和下套筒式安装座13分别安装在车身和悬架上，汽车运行时产生的振动由活塞杆2推动活塞组总成压缩或拉伸时磁流变液通过磁流变液通道产生的阻尼力来衰减，通过外加电流改变活塞组总成内圆盘间隙的磁场强度，可以改变磁流变液的粘度，进而引起减震器阻尼力大小的变化，以提高汽车在不同路况下的操控性和舒适性。

如图1、图2所示活塞组总成包括绕有电磁线圈17的中间导磁体16，中间导磁体16开有4个阻尼孔、中间导磁体16的两端分别设有上导磁体8和下导磁体10，上导磁体8与活塞杆2底端固接，下导磁体10上开有中心孔26，上导磁体8与中间导磁体16之间设有不导磁体垫片Ⅰ15-1，下导磁体10与中间导磁体16之间设有不导磁体垫片Ⅱ15-2，上导磁体8、下导磁体10及中间导磁体16外侧设有与缸筒5沿轴向滑动配合的带径向定位凸台的活塞外套9，活塞外套9把上导磁体8、下导磁体10及中间导磁体16固定为一体，使磁流变液在通道处流动时不会引起中间导磁体的移动，减震器工作时发生磁流变效应的间隙工况稳定，有利于提高磁流变减振器工作的稳定性；上导磁体8上设有电磁线圈出线孔27，电磁线圈17的引线依次经过出线孔27、锥形径向引线孔6内的锥形橡胶密封件、活塞杆2的轴向柱形引线孔21及上套筒式安装座1的出线槽25引出，引线24安装好以后将耐高压胶注入到活塞杆2轴向柱形引线孔21内进行密封，可以有效防止活塞杆2工作时压强的改变导致磁流变液的泄露；上导磁体8的中部设有与活塞杆2底端径向引流孔7相互连通的的磁流变液通道口19；活塞杆2底端相互连通的轴向引流孔20和径向引流孔7、上导磁体8上的磁流变液通道口19、上导磁体8与不导磁体垫片Ⅰ15-1的圆盘间隙通道、中间导磁体16的阻尼孔28、下导磁体10与不导磁体垫片Ⅱ15-2的圆盘间隙通道以及下导磁体10的中心孔26构成了连通上腔室和下腔室磁流变液的流体通道。电磁线圈17绕在中间导磁体16上，与磁流变液完全隔离，形成了一条内流道式通道，活塞组总成的结构具有优良的散热性能，而且磁流变效应发生在平行圆盘之间，在活塞长度不变的情况下，增大了发生磁流变效应的面积，在不增加缸筒尺寸的情况下能相应的增加磁流变减振器的阻尼力，拓宽其阻尼调节区间，使悬架系统的布置更加紧凑，进而增大车内的使用空间。

如图1、图3所示活塞杆2与导向器23设有O型密封圈22；导向器23与缸筒5之间设有O型密封圈4，用以防止活塞杆运动时磁流变液的泄露。

如图1、图4所示补偿腔14主要由气囊式补偿结构组成，补偿腔14的外周固接有气动密封圈11，与缸筒5壁密封，能有效避免工作时磁流变液与补偿腔内的气体混合，充入补偿腔内的初始气压为1.5Mpa左右，补偿腔内的气压为1.45Mpa-1.55Mpa较好，补偿因活塞杆2运动产生的体积变化，提高减振器工作的稳定性。

Claims (6)

1.一种新型的活塞内流道磁流变减振器，包括缸筒（5），缸筒内从上至下依次是活塞组总成和补偿腔，活塞组总成把活塞以上的腔室分割成充满磁流变液的上腔室和下腔室，缸筒（5）底端设有下顶盖（12），下顶盖上端与补偿腔（14）固接，下端与下套筒式安装座（13）固接，缸筒（5）的上端设有导向器（23），导向器（23）的上端与上顶盖（3）紧密相连，通过上顶盖（3）把导向器（23）紧密固定；活塞组总成上端固接活塞杆（2），活塞杆（2）穿过导向器（23）和上顶盖（3），活塞杆（2）的上端固接有上套筒式安装座（1），上套筒式安装座（1）内侧设有出线槽（25），活塞杆（2）的下端设有相互连通的轴向引流孔（20）和径向引流孔（7），活塞杆（2）内设有与出线槽（25）连通的柱形轴向引线孔（21），下部设有与柱形轴向引线孔（21）连通的锥形径向引线孔（6），锥形径向引线孔（6）内设有相适配的锥形橡胶密封圈；活塞组总成包括绕有电磁线圈（17）的中间导磁体（16），中间导磁体（16）开有4个阻尼孔、中间导磁体（16）的两端分别设有上导磁体（8）和下导磁体（10），上导磁体（8）与活塞杆（2）底端固接，下导磁体（10）上开有中心孔（26），上导磁体（8）与中间导磁体（16）之间设有不导磁体垫片Ⅰ（15-1），下导磁体（10）与中间导磁体（16）之间设有不导磁体垫片Ⅱ（15-2），上导磁体（8）、下导磁体（10）及中间导磁体（16）外侧设有与缸筒（5）沿轴向滑动配合的带径向定位凸台的活塞外套（9），活塞外套（9）把上导磁体（8）、下导磁体（10）及中间导磁体（16）固定为一体；上导磁体（8）上设有电磁线圈出线孔（27），电磁线圈（17）的引线依次经过出线孔（27）、锥形径向引线孔（6）内的锥形橡胶密封件、活塞杆（2）的轴向柱形引线孔（21）及上套筒式安装座（1）的出线槽（25）引出，引线（24）安装好以后将耐高压胶注入到活塞杆（2）轴向柱形引线孔（21）内进行密封；上导磁体（8）的中部设有与活塞杆（2）底端径向引流孔（7）相互连通的的磁流变液通道口（19）；活塞杆（2）底端相互连通的轴向引流孔（20）和径向引流孔（7）、上导磁体（8）上的磁流变液通道口（19）、上导磁体（8）与不导磁体垫片Ⅰ（15-1）的圆盘间隙通道、中间导磁体（16）的阻尼孔（28）、下导磁体（10）与不导磁体垫片Ⅱ（15-2）的圆盘间隙通道以及下导磁体（10）的中心孔（26）构成了连通上腔室和下腔室磁流变液的流体通道。

2.根据权利要求书1所述的新型活塞内流道磁流变减振器，其特征在于，缸筒采用单筒式螺纹可拆卸式结构，方便更换磁流变液。

3.根据权利要求1所述的新型活塞内流道磁流变减振器，其特征在于，活塞杆与导向器之间，导向器与缸筒之间均设有O型密封圈。

4.根据权利要求书1所述的新型活塞内流道磁流变减振器，其特征在于，补偿腔（14）的外周固接有气动密封圈（11），与缸筒（5）壁密封，补偿腔内的初始气压为1.45Mpa-1.55Mpa。

5.根据权利要求4所述的新型活塞内流道磁流变减振器，其特征在于，补偿腔采用气囊式补偿结构。

6.根据权利要求4所述的新型活塞内流道磁流变减振器，其特征在于，补偿腔内的初始气压为1.5Mpa。