CN109404475A - 变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器 - Google Patents

变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器,包括磁流变液、壳体、橡胶主簧、连接杆、设橡胶底膜、设磁芯组件，所述磁芯组件包括励磁线圈、外磁芯、内磁芯、底座和解耦膜，所述内磁芯为上大下小的锥台形，所述外磁芯上设置有与所述内磁芯配合的锥形通孔，所述外磁芯与内磁芯之间配合形成用于将上腔与下腔连通的锥形的阻尼通道，所述底座上开设有用于放置解耦膜的凹槽，所述凹槽的底部设置有节流孔。本装置包括流动和挤压两种模式，使得磁流变隔振器即具有较大的动刚度可调范围，又能够限制零场动刚度过大，且由单一励磁线圈驱动，实现了真正意义上的混合工作模式。并可通过设计夹角值大小来匹配不同动力总成隔振需求。

Description

变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器
技术领域
本发明涉及一种动力总成磁流变隔振器，具体涉及一种动力总成变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器。
背景技术
磁流变液的粘度以及屈服应力可以随外加磁场的变化而变化，这种变化具有快速、可逆及可控的特点。磁流变隔振器就是利用磁流变液体的这种特性，通过控制励磁线圈中的电流改变磁场强度来改变磁流变液压隔振器的输出阻尼力，从而使动力总成的振动衰减，此过程响应迅速、过程连续、可逆。
现有的汽车动力总成隔振系统磁流变隔振器一般由壳体、橡胶主簧、磁芯、橡胶底膜及密封件构成，现有的汽车动力总成磁流变隔振器存在以下几点不足：
1)单一挤压模式磁流变隔振器能够提供较大的动刚度可调范围，但零场动刚度(激励电流为零时，隔振器动刚度)也较大；单一的流动模式零场动刚度相对较小，但动刚度可调范围也较小。理想的磁流变隔振器应同时具有较大的动刚度可调范围和较小的零场动刚度。
2)现有多模式磁流变隔振器一般为不同工作模式的简单叠加，不同工作模式须有多个励磁线圈分别驱动，增加了结构和控制方法的复杂程度。
3)由于磁流变液体粘度较大，使得磁流变隔振器的高频动态硬化现象突出，定刚度解耦膜很难缓解磁流变隔振器的高频硬化。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器，具有一条混合模式阻尼通道，包含流动和挤压两种工作模式。该混合模式阻尼通道由一个励磁线圈控制，实现真正意义上工作模式的混合。并可通过调节节流孔的开度来改变解耦膜的动刚度，缓解液压隔振器高频动态硬化现象，以满足不同工况下汽车动力总成的隔振需求。
本发明一种变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器,包括用于容纳磁流变液且顶端开口的壳体和封堵于壳体开口端处的橡胶主簧，所述壳体内设置有橡胶底膜、磁芯组件以及解耦膜组件，所述解耦膜组件包括解耦膜和底座，所述底座上开设有用于放置解耦膜的凹槽，所述凹槽的底部设置有节流孔，所述解耦膜组件设置在壳体内并将壳体的内腔分隔成上腔与下腔，所述橡胶底膜位于下腔内，所述磁芯组件位于上腔内，所述磁芯组件包括外磁芯、内磁芯、设置于外磁芯和/或内磁芯上的励磁线圈，所述内磁芯固定设置在橡胶主簧的内侧顶部，所述外磁芯固定设置在壳体内并与内磁芯之间配合形成用于将上腔与下腔连通的锥形的阻尼通道。
进一步，所述内磁芯为上大下小的锥台形，所述外磁芯上设置有与所述内磁芯配合的锥形通孔。
进一步，所述节流孔的下方设置有芯柱，所述芯柱的上端设置为与节流孔配合的锥形结构，所述芯柱以可上下移动的方式设置在壳体的底部，通过芯柱的上下移动可改变节流孔的开度。
进一步，所述芯柱的下端穿过壳体并与壳体的底部螺纹连接。
进一步，所述芯柱的下端设置有用于芯柱上行限位的限位结构。
进一步，壳体内侧的底部向上一体成型有凸台，所述橡胶底膜固定设置在凸台和壳体的内壁之间，所述凸台的中心开孔，形成用于所述芯柱导向的导向通道。
进一步，所述芯柱上设置有用于记录芯柱移动位置的刻度尺。
进一步，所述外磁芯的外表面设置有环槽，所述励磁线圈缠绕在所述环槽内。
进一步，在所述外磁芯和内磁芯两者的非配合表面上均固定设置有隔磁层。
进一步，所述解耦膜的外缘通过外磁芯压紧于底座。
本发明的有益效果：
(1)该变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器的内磁芯和外磁芯所形成的阻尼通道为锥形，与内磁芯的轴线形成一定的夹角，包括流动和挤压两种模式，使得磁流变隔振器即具有较大的动刚度可调范围，又能够限制零场动刚度过大，且由单一励磁线圈驱动，实现了真正意义上的混合工作模式。并可通过设计夹角值大小来匹配不同动力总成隔振需求。
(2)可以通过芯柱的上升或者下降高度来调节芯柱的顶部与节流孔之间的间隙大小，进而调节节流孔的开度来改变解耦膜的动刚度，缓解磁流变隔振器高频动态硬化现象，满足不同工况下汽车动力总成的隔振需求。
(3)芯柱具有精确刻度值，其可调范围在-3mm～3mm。芯柱的下端可通过套筒手动控制或者根据动力总成转速、变速器档位实现电动控制，保证低频节流孔开度小，高频节流孔开度大，缓解磁流变悬置高频动态硬化，以满足隔振器“低频大刚度、大阻尼，高频小刚度、小阻尼”的理想动特性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，包括用于容纳磁流变液且顶端开口的壳体14和封堵于壳体14开口端处的橡胶主簧1，所述壳体14内设置有橡胶底膜15、磁芯组件以及解耦膜组件，所述解耦膜组件包括解耦膜8和底座17，所述底座17上开设有用于放置解耦膜8的凹槽，所述凹槽的底部设置有节流孔9，所述解耦膜组件设置在壳体14内并将壳体14的内腔分隔成上腔2与下腔16，所述橡胶底膜15位于下腔16内，所述磁芯组件位于上腔2内，所述磁芯组件包括外磁芯18、内磁芯21、设置于外磁芯18和/或内磁芯21上的励磁线圈19，所述内磁芯21固定设置在橡胶主簧1的内侧顶部，所述外磁芯21固定设置在壳体14内并与内磁芯21之间配合形成用于将上腔2与下腔16连通的锥形的阻尼通道6。
本实施例，内磁芯21通过双头螺柱3连接至连接杆23，可以理解，内磁芯21是可以直接固定设置在橡胶主簧1的内侧顶部的，随着橡胶主簧1的上端一起运动。本实施例中，所述内磁芯21为上大下小的锥台形，所述外磁芯18上设置有与所述内磁芯21配合的锥形通孔。锥台形内磁芯21的外圆周面与外磁芯18的锥形通孔配合，形成锥形的阻尼通道6，锥形的阻尼通道6与内磁芯21的轴线形成一定的夹角，包括流动和挤压两种模式，使得磁流变隔振器即具有较大的动刚度可调范围，又能够限制零场动刚度过大，且由单一励磁线圈驱动，实现了真正意义上的混合工作模式。并可通过设计夹角值大小来匹配不同动力总成隔振需求。
所述节流孔9的下方设置有芯柱10，所述芯柱10的上端设置为与节流孔9配合的锥形结构，所述芯柱10以可上下移动的方式设置在壳体14的底部，通过芯柱10的上下移动可改变节流孔9的开度。可以通过芯柱10的上升或者下降高度来调节芯柱10的顶部与节流孔9之间的间隙大小，进而调节节流孔9的开度来改变解耦膜的动刚度，缓解磁流变隔振器高频动态硬化现象，满足不同工况下汽车动力总成的隔振需求。
本实施例中，所述芯柱10的下端穿过壳体14并与壳体14的底部螺纹连接，当然芯柱10的上下运动也可采用如液压或者气动驱动的方式实现，只是与壳体14的配合方式不同。
本实施例中，所述芯柱10的下端设置有用于芯柱10上行限位的限位结构，防止芯柱10在移动的过程中过度上行，影响节流孔9的开度，本实施例在芯柱10的下端设置套筒11，可通过套筒11手动控制或者根据动力总成转速、变速器档位实现电动控制，保证低频节流孔开度小，高频节流孔开度大，缓解磁流变悬置高频动态硬化，以满足隔振器“低频大刚度、大阻尼，高频小刚度、小阻尼”的理想动特性，套筒11也可以用作芯柱10的上行限位结构。所述芯柱10上设置有用于记录芯柱10移动位置的刻度尺12。
本实施例中，壳体14内侧的底部向上一体成型有用于固定橡胶底膜15的凸台13，所述凸台13的中心开孔，形成用于所述芯柱10导向的导向通道。
本实施例中，所述外磁芯18上设置有用于容纳励磁线圈19的环槽，外磁芯18、底座17上设有用于密封导线导出的导线槽7a和7b，导线管7c与导线槽7b相接，密封导线通过导线管7c导出壳体14。
本实施例中，在所述外磁芯18和内磁芯21两者的非配合表面上均固定设置有隔磁层。包括设置在内磁芯21上下两表面的内磁芯上隔磁板4、内磁芯下隔磁板20、设置在外磁芯18上表面的外磁芯上隔磁板5，底座17采用隔磁底座，设置在外磁芯18的下表面；内磁芯上隔磁板4、内磁芯下隔磁板20通过开槽平端紧定螺钉22固定连接于内磁芯21，外磁芯上隔磁板5和底座17通过开槽平端紧定螺钉固定连接于外磁芯18；底座17上设有阶梯台形成凹槽并且在底座中心开有节流孔9，所述解耦膜8的外缘通过外磁芯18压紧于底座17。
本实施例中，所述隔磁层采用隔磁铝合金材料，使其工作时磁路减少漏磁，当然壳体也可采用隔磁铝合金材料。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器,其特征在于：包括用于容纳磁流变液且顶端开口的壳体和封堵于壳体开口端处的橡胶主簧，所述壳体内设置有橡胶底膜、磁芯组件以及解耦膜组件，所述解耦膜组件包括解耦膜和底座，所述底座上开设有用于放置解耦膜的凹槽，所述凹槽的底部设置有节流孔，所述解耦膜组件设置在壳体内并将壳体的内腔分隔成上腔与下腔，所述橡胶底膜位于下腔内，所述磁芯组件位于上腔内，所述磁芯组件包括外磁芯、内磁芯、设置于外磁芯和/或内磁芯上的励磁线圈，所述内磁芯固定设置在橡胶主簧的内侧顶部，所述外磁芯固定设置在壳体内并与内磁芯之间配合形成用于将上腔与下腔连通的锥形的阻尼通道。
2.根据权利要求1所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器,其特征在于：所述内磁芯为上大下小的锥台形，所述外磁芯上设置有与所述内磁芯配合的锥形通孔。
3.根据权利要求2所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器,其特征在于：所述节流孔的下方设置有芯柱，所述芯柱的上端设置为与节流孔配合的锥形结构，所述芯柱以可上下移动的方式设置在壳体的底部，通过芯柱的上下移动可改变节流孔的开度。
4.根据权利要求3所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器,其特征在于：所述芯柱的下端穿过壳体并与壳体的底部螺纹连接。
5.根据权利要求4所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器,其特征在于：所述芯柱的下端设置有用于芯柱上行限位的限位结构。
6.根据权利要求4所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器,其特征在于：壳体内侧的底部向上一体成型有凸台，所述橡胶底膜固定设置在凸台和壳体的内壁之间，所述凸台的中心开孔，形成用于所述芯柱导向的导向通道。
7.根据权利要求4所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器，其特征在于：所述芯柱上设置有用于记录芯柱移动位置的刻度尺。
8.根据权利要求1所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器，其特征在于：所述外磁芯的外表面设置有环槽，所述励磁线圈缠绕在所述环槽内。
9.根据权利要求1所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器，其特征在于：在所述外磁芯和内磁芯两者的非配合表面上均固定设置有隔磁层。
10.根据权利要求1所述的变解耦膜刚度混合模式磁流变隔振器，其特征在于：所述解耦膜的外缘通过外磁芯压紧于底座。
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