CN109723748B - 磁流变减震器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁流变减震器，包括减震器本体、与所述减震器本体连接的阻尼保持装置，阻尼保持装置包括用于在减震器本体的温度达到设定值时向减震器本体中提供磁流变液且对从减震器本体中流出的磁流变液进行降温的第一循环装置。本发明的磁流变减震器，通过设置第一循环装置向减震器本体中提供磁流变液，补偿由于减震器工作时产生热而造成磁流变液变稀引起的阻尼力消弱的现象，以确保阻尼力恒定。

Description

磁流变减震器

技术领域

本发明属于减震器技术领域，具体地说，本发明涉及一种磁流变减震器。

背景技术

温升效应是磁流变减震器由实验室走向大规模工程实用化所面临的重大挑战，在长时间连续工作过程中所引发的温升现象会影响减震器的力学性能及稳定性。磁流变液是一种由磁性颗粒悬浮于载液中所形成的智能材料，其黏度和剪切屈服应力均可随外加磁场发生可逆变化。该材料自问世以来，引起广泛关注并逐步进入工程应用阶段，现已开发出较为成熟的商用化磁流变器件。目前应用最为广泛的磁流变减震器，在车辆悬架、飞机起落架、舰船隔振、建筑桥梁抗震等减振缓冲工程应用领域中均有应用。由于减震器内液体的黏性耗散以及内置线圈长时间工作发热会导致液体温度快速上升，尤其是在重载、大功率传动或长时间连续工作的应用场合下，磁流变器件的温升现象更显著，从而引起器件工作性能的异变，这对磁流变器件的工程应用带来挑战。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种磁流变减震器，目的是确保阻尼力恒定。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：磁流变减震器，包括减震器本体、与所述减震器本体连接的阻尼保持装置，阻尼保持装置包括用于在减震器本体的温度达到设定值时向减震器本体中提供磁流变液且对从减震器本体中流出的磁流变液进行降温的第一循环装置。

所述第一循环装置包括储存气体的气体存储器、设置于所述减震器本体上且用于将热量传递至气体存储器内部气体的导热块、与气体存储器连接且用于储存磁流变液的第一储液箱、与第一储液箱和减震器本体连接且用于将储液腔中的磁流变液引导至减震器本体中的第一散热管以及与第一储液箱和减震器本体连接且用于将减震器本体中的磁流变液引导至第一储液箱中的第二散热管。

所述第一散热管中设有第一单向阀，所述第二散热管中设有第二单向阀。

所述第一储液箱包括第一外壳体、可移动设置的压板、与压板和第一外壳体连接的第一弹性元件以及设置于第一外壳体中的第一内隔板，第一内隔板将第一外壳体的内腔体分割成第一左腔体和第一右腔体，压板位于第一左腔体中，压板将第一左腔体分割成用于让气体进入的进气腔和储存磁流变液的储液腔，第一弹性元件位于进气腔中。

所述第一散热管与所述储液腔连通，所述第二散热管与所述第一右腔体连通，储液腔位于所述压板的下方。

所述第一内隔板上设有单向阀，第一右腔体中的磁流变液通过该单向阀流入所述储液腔中。

所述减震器本体包括缸筒以及可移动的设置于缸筒中的活塞和隔板组件，隔板组件位于活塞的下方，活塞和隔板组件将缸筒的内腔体分割成上腔体、中腔体和下腔体，所述第一循环装置与上腔体连通。

所述隔板组件包括上隔板、与上隔板连接的下隔板以及位于上隔板和下隔板之间且设置成可在膨胀状态与收缩状态之间进行切换的中隔板，处于膨胀状态下的中隔板与所述缸筒的内圆面相接触，处于收缩状态的中隔板与缸筒的内圆面之间形成让磁流变液通过的间隙。

所述中隔板采用热敏材料制成，所述减震器本体还包括设置于所述缸筒中且与所述活塞和所述隔板组件连接的第二弹性元件。

所述的磁流变减震器还包括用于向减震器本体中提供磁流变液且对从减震器本体中流出的磁流变液进行降温的第二循环装置，第二循环装置与所述缸筒的下端连接。

本发明的磁流变减震器，通过设置第一循环装置向减震器本体中提供磁流变液，补偿由于减震器工作时产生热而造成磁流变液变稀引起的阻尼力消弱的现象，以确保阻尼力恒定。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明磁流变减震器的结构示意图；

图2是第一储液箱的结构示意图；

图3是第二储液箱的结构示意图；

图4是第二循环装置的结构示意图；

图5是隔板组件的结构示意图；

图中标记为：1、活塞杆；2、缸筒；3、导热块；4、气体存储器；5、隔板组件；501、上隔板；502、中隔板；503、下隔板；6、第一储液箱；601、第一外壳体；602、压板；603、第一弹性元件；604、第一内隔板；605、第五单向阀；606、第一出液口；607、进气腔；608、储液腔；609、第一右腔体；7、第二储液箱；701、第二外壳体；702、第一散热板；703、第二散热板；704、第二左腔体；705、第二右腔体；706、过液孔；8、第一散热管；9、第二散热管；10、第一单向阀；11、第二单向阀；12、第三单向阀；13、第四单向阀；14、第二弹性元件；15、活塞；16、第三散热管；17、第四散热管；18、导气管。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1至图5所示，本发明提供了一种磁流变减震器，包括减震器本体、与减震器本体连接的阻尼保持装置，阻尼保持装置包括用于在减震器本体的温度达到设定值时向减震器本体中提供磁流变液且对从减震器本体中流出的磁流变液进行降温的第一循环装置。因此，通过设置第一循环装置向减震器本体中提供磁流变液，从而补偿由于减震器工作时产生热而造成磁流变液变稀引起的阻尼力消弱的现象，以确保阻尼力恒定。

具体地说，如图1和图2所示，第一循环装置包括储存气体的气体存储器4、设置于减震器本体上且用于将热量传递至气体存储器4内部气体的导热块3、与气体存储器4连接且用于储存磁流变液的第一储液箱6、与第一储液箱6和减震器本体连接且用于将储液腔608中的磁流变液引导至减震器本体中的第一散热管8以及与第一储液箱6和减震器本体连接且用于将减震器本体中的磁流变液引导至第一储液箱6中的第二散热管9。减震器本体包括缸筒2、可移动的设置于缸筒2中的活塞和与活塞连接的活塞杆1，活塞杆1插入缸筒2中。缸筒2为内部中空的圆柱形筒体，缸筒2内部中空部分为储存有磁流变液的圆柱形的内腔体，活塞设置于缸筒2的内腔体中，活塞杆1的一端插入缸筒2内与活塞固定连接，活塞杆1的另一端伸出于缸筒2外。导热块3采用导热材料制成，导热块3固定设置在缸筒2的外圆面上，导热块3与缸筒2发生热交换，在减震器工作过程中，减震器内部温度升高，热量传递至导热块3，导热块3在将热量传递至气体存储器4中的气体，使得气体存储器4中的气体产生膨胀，进而使得第一储液箱6中压强增大。

如图1和图2所示，第一储液箱6包括第一外壳体601、可移动设置的压板602、与压板602和第一外壳体601连接的第一弹性元件603以及设置于第一外壳体601中的第一内隔板604，第一内隔板604将第一外壳体601的内腔体分割成第一左腔体和第一右腔体609，压板602位于第一左腔体中，压板602将第一左腔体分割成用于让气体进入的进气腔607和储存磁流变液的储液腔608，第一弹性元件603位于进气腔607中。第一外壳体601通过导气管18与气体存储器4连接，导气管18的一端在第一外壳体601的顶部与第一外壳体601固定连接，导气管18的另一端与气体存储器4固定连接，导气管18与进气腔607连通，导气管18用于将气体存储器4中的气体引导至进气腔607中，导气管18使得第一外壳体601的进气腔607与气体存储器4处于连通状态。第一散热管8与储液腔608连通，第二散热管9与第一右腔体609连通，储液腔608位于压板602的下方。第一外壳体601的底部设有第一出液口606，第一散热管8的一端是在第一外壳体601的底部第一出液口606处与第一外壳体601固定连接，第一散热管8的另一端与缸筒2固定连接，第一散热管8与储液腔608连通，第一散热管8中设有第一单向阀10，第一单向阀10用于控制第一散热管8中的磁流变液单向流动，第一单向阀10使得储液腔608中的磁流变液仅能经第一散热管8流入缸筒2的上腔体中。在减震器本体的温度上升到设定值时，第一单向阀10开启，储液腔608中的磁流变液经第一散热管8流入缸筒2中，此时储液腔608中的磁流变液的温度小于缸筒2中的磁流变液的温度，在向缸筒2中补充磁流变液的同时也有助于减震器的降温，而且磁流变液流经第一散热管8时能够得到一定的降温效果。

如图1和图2所示，第一外壳体601为内部中空的矩形壳体结构，第一内隔板604为竖直设置，第一左腔体和第一右腔体609均为矩形腔体，第一内隔板604位于第一左腔体和第一右腔体609之间，压板602在第一左腔体中为水平设置，进气腔607位于压板602与第一外壳体601的顶壁之间，储液腔608位于压板602与第一外壳体601的底壁之间，第一出液口606位于压板602的下方，进气腔607与下方的储液腔608不连通。第二散热管9的一端是与第一外壳体601固定连接，第二散热管9的另一端与缸筒2固定连接，第二散热管9与第一右腔体609连通，第二散热管9中设有第二单向阀11，第二单向阀11用于控制第二散热管9中的磁流变液单向流动，第二单向阀11使得缸筒2的上腔体中的磁流变液仅能经第二散热管9流入第一右腔体609中。在减震器本体的温度上升到设定值时，缸筒2中进入磁流变液较多时，第二单向阀11开启，缸筒2中的磁流变液经第二散热管9流入第一右腔体609中，此时第一右腔体609中的磁流变液的温度较高，磁流变液流经第二散热管9时能够得到一定的降温效果，进入第一右腔体609中的磁流变液与第一外壳体601发生热交换，进行降温冷却。

如图1和图2所示，第一内隔板604上设有第五单向阀605，第一右腔体609中的磁流变液通过该第五单向阀605流入储液腔608中，第五单向阀605位于储液腔608和第一右腔体609中。第五单向阀605用于控制第一外壳体601内部的磁流变液单向流动，第五单向阀605使得第一右腔体609中的磁流变液仅能流入储液腔608中。在减震器本体的温度上升到设定值时，第一单向阀10开启，进气腔607中压力增大，压板602向下移动，储液腔608体积变小，储液腔608中温度较低的磁流变液被挤出第一外壳体601，并经第一散热管8流入缸筒2的上腔体中。在进气腔607中压力减小后，压板602向上移动，储液腔608增大，第一单向阀10关闭，第五单向阀605开启，第一右腔体609中的磁流变液经第五单向阀605流入储液腔608，向储液腔608中补充温度较低的磁流变液，为下一次使用做准备。

如图1和图2所示，第一弹性元件603用于对压板602施加使其向上移动的作用力，第一弹性元件603优选为拉簧，第一弹性元件603的上端与第一外壳体601的顶壁连接，第一弹性元件603的下端与压板602连接，第一弹性元件603设置多个。在进气腔607中压力减小后，在第一弹性元件603的作用下，压板602向上移动，进行复位。

如图1和图5所示，减震器本体还包括可移动的设置于缸筒2中的隔板组件5，隔板组件5位于活塞的下方且隔板组件5与活塞为同轴设置，活塞和隔板组件5将缸筒2的内腔体分割成上腔体、中腔体和下腔体，第一循环装置与上腔体连通，上腔体位于活塞和缸筒2的顶壁之间，中腔体位于活塞和隔板组件5之间，下腔体位于隔板组件5和缸筒2的底壁之间。隔板组件5包括上隔板501、与上隔板501连接的下隔板503以及位于上隔板501和下隔板503之间且设置成可在膨胀状态与收缩状态之间进行切换的中隔板502，上隔板501和下隔板503均为圆形板且上隔板501和下隔板503为同轴设置，上隔板501位于活塞和中隔板502之间，上隔板501和中隔板502的直径大小相同且上隔板501和中隔板502的直径小于缸筒2的内直径，上隔板501和中隔板502与缸筒2的内圆面之间形成让磁流变液通过的间隙。处于膨胀状态下的中隔板502与缸筒2的内圆面相接触，此时中腔体与下腔体不连通，磁流变液不会在中腔体与下腔体来回流动。处于收缩状态的中隔板502与缸筒2的内圆面之间形成让磁流变液通过的间隙，此时中隔板502与缸筒2的内圆面不接触，中腔体与下腔体处于连通状态，磁流变液在中腔体与下腔体可以来回流动。

如图1和图5所示，上隔板501和下隔板503可通过穿过中隔板502的连接杆固定连接成一体，上隔板501与下隔板503之间形成容纳中隔板502的空隙，中隔板502采用热敏材料制成，热敏材料具有热胀冷缩的特性，中隔板502可以沿缸筒2的径向进行收缩和膨胀，在减震器本体的温度上升时，中隔板502进行膨胀，向四周扩张。减震器本体还包括设置于缸筒2中且与活塞和隔板组件5连接的第二弹性元件，第二弹性元件为弹簧，第二弹性元件与活塞为同轴设置，上隔板501和下隔板503套设于第二弹性元件上且与第二弹性元件固定连接。第二弹性元件的上端与活塞连接，第二弹性元件的下端与缸筒2的底壁连接，活塞沿轴向移动时，可以带动第二弹性元件进行伸缩，第二弹性元件带动隔板组件5进行移动。

如图1所示，本发明的磁流变减震器还包括用于向减震器本体中提供磁流变液且对从减震器本体中流出的磁流变液进行降温的第二循环装置，第二循环装置与缸筒2的下端连接。在中隔板502处于膨胀状态后，中隔板502的外圆面与缸筒2的内圆面相接触，中腔体与下腔体不连通，此时第二循环装置向缸筒2的下腔体中补充磁流变液，从而补偿由于减震器工作时产生热而造成磁流变液变稀引起的阻尼力消弱的现象，以确保磁流变减震器的阻尼力恒定。

如图1、图3和图4所示，第二循环装置包括用于储存磁流变液的第二储液箱7、与第二储液箱7和减震器本体连接且用于将第二储液箱7中的磁流变液引导至减震器本体中的第三散热管16以及与第二储液箱7和减震器本体连接且用于将减震器本体中的磁流变液引导至第二储液箱7中的第四散热管17。第二储液箱7包括第二外壳体701和设置于第二外壳体701内部的第一散热板702，第二外壳体701为内部中空的矩形壳体结构，第一散热板702为竖直设置，第一散热板702将第二外壳体701的内腔体分割成第二左腔体704和第二右腔体705，第二左腔体704和第二右腔体705均为矩形腔体，第一散热板702位于第二左腔体704和第二右腔体705之间，第二左腔体704和第二右腔体705中储存磁流变液，第三散热管16与第二左腔体704连通，第四散热管17与第二右腔体705连通。第二外壳体701的底部设有第二出液口，第三散热管16的一端是在第二外壳体701的底部第二出液口处与第二外壳体701固定连接，第三散热管16的另一端与缸筒2固定连接，第三散热管16与第二左腔体704和下腔体连通，第三散热管16中设有第三单向阀12，第三单向阀12用于控制第三散热管16中的磁流变液单向流动，第三单向阀12使得第二左腔体704中的磁流变液仅能经第三散热管16流入缸筒2的下腔体中。在减震器本体的温度上升后，中隔板502切换至膨胀状态，第三单向阀12开启，第二左腔体704中的磁流变液经第三散热管16流入缸筒2的下腔体中，此时第二左腔体704中的磁流变液的温度小于缸筒2的下腔体中的磁流变液的温度，在向缸筒2中补充磁流变液的同时也有助于减震器的降温，而且磁流变液流经第三散热管16时能够得到一定的降温效果。第四散热管17的一端是与第二外壳体701固定连接，第四散热管17的另一端与缸筒2固定连接，第四散热管17与第二右腔体705和缸筒2的下腔体连通，第四散热管17中设有第四单向阀13，第四单向阀13用于控制第四散热管17中的磁流变液单向流动，第四单向阀13使得缸筒2的下腔体中的磁流变液仅能经第四散热管17流入第二右腔体705中。在减震器本体的温度上升后，缸筒2的下腔体中进入磁流变液较多时，第四单向阀13开启，缸筒2中的磁流变液经第四散热管17流入第二右腔体705中，此时第二右腔体705中的磁流变液的温度较高，磁流变液流经第四散热管17时能够得到一定的降温效果，进入第二右腔体705中的磁流变液与第二外壳体701发生热交换，进行降温冷却。

如图3所示，作为优选的，第二外壳体701的底面上设有第二散热板703，第二散热板703起到散热作用，有助于提高第二外壳体701中的磁流变液的降温效果，第一散热板702和第二散热板703均采用铝材制成。第一散热板702上设有使第二左腔体704和第二右腔体705处于连通状态的过液孔706，过液孔706为在散热板上沿板厚方向贯穿设置的通孔，第二右腔体705中的磁流变液能够经过液孔706流入第二左腔体704中，从而实现磁流变液的循环流动。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.磁流变减震器，包括减震器本体，其特征在于：还包括与所述减震器本体连接的阻尼保持装置，阻尼保持装置包括用于在减震器本体的温度达到设定值时向减震器本体中提供磁流变液且对从减震器本体中流出的磁流变液进行降温的第一循环装置；

所述第一循环装置包括储存气体的气体存储器、设置于所述减震器本体上且用于将热量传递至气体存储器内部气体的导热块、与气体存储器连接且用于储存磁流变液的第一储液箱、与第一储液箱和减震器本体连接且用于将储液腔中的磁流变液引导至减震器本体中的第一散热管以及与第一储液箱和减震器本体连接且用于将减震器本体中的磁流变液引导至第一储液箱中的第二散热管；

所述第一散热管中设有第一单向阀，所述第二散热管中设有第二单向阀；

所述第一储液箱包括第一外壳体、可移动设置的压板、与压板和第一外壳体连接的第一弹性元件以及设置于第一外壳体中的第一内隔板，第一内隔板将第一外壳体的内腔体分割成第一左腔体和第一右腔体，压板位于第一左腔体中，压板将第一左腔体分割成用于让气体进入的进气腔和储存磁流变液的储液腔，第一弹性元件位于进气腔中；

所述第一散热管与所述储液腔连通，所述第二散热管与所述第一右腔体连通，储液腔位于所述压板的下方；

所述第一内隔板上设有单向阀，第一右腔体中的磁流变液通过该单向阀流入所述储液腔中；

所述减震器本体包括缸筒以及可移动的设置于缸筒中的活塞和隔板组件，隔板组件位于活塞的下方，活塞和隔板组件将缸筒的内腔体分割成上腔体、中腔体和下腔体，所述第一循环装置与上腔体连通；

所述隔板组件包括上隔板、与上隔板连接的下隔板以及位于上隔板和下隔板之间且设置成可在膨胀状态与收缩状态之间进行切换的中隔板，处于膨胀状态下的中隔板与所述缸筒的内圆面相接触，处于收缩状态的中隔板与缸筒的内圆面之间形成让磁流变液通过的间隙；

所述中隔板采用热敏材料制成，所述减震器本体还包括设置于所述缸筒中且与所述活塞和所述隔板组件连接的第二弹性元件；

所述的磁流变减震器还包括用于向减震器本体中提供磁流变液且对从减震器本体中流出的磁流变液进行降温的第二循环装置，第二循环装置与所述缸筒的下端连接；

第二循环装置包括用于储存磁流变液的第二储液箱、与第二储液箱和减震器本体连接且用于将第二储液箱中的磁流变液引导至减震器本体中的第三散热管以及与第二储液箱和减震器本体连接且用于将减震器本体中的磁流变液引导至第二储液箱中的第四散热管，第二储液箱包括第二外壳体和设置于第二外壳体内部的第一散热板，第一散热板将第二外壳体的内腔体分割成第二左腔体和第二右腔体，第一散热板位于第二左腔体和第二右腔体之间，第二左腔体和第二右腔体中储存磁流变液，第三散热管与第二左腔体连通，第四散热管与第二右腔体连通，第二外壳体的底部设有第二出液口，第三散热管的一端是在第二外壳体的底部第二出液口处与第二外壳体固定连接，第三散热管的另一端与缸筒固定连接，第三散热管与第二左腔体和下腔体连通，第三散热管中设有第三单向阀，第三单向阀用于控制第三散热管中的磁流变液单向流动，第三单向阀使得第二左腔体中的磁流变液仅能经第三散热管流入缸筒的下腔体中；

第四散热管的一端是与第二外壳体固定连接，第四散热管的另一端与缸筒固定连接，第四散热管与第二右腔体和缸筒的下腔体连通，第四散热管中设有第四单向阀，第四单向阀用于控制第四散热管中的磁流变液单向流动，第四单向阀使得缸筒的下腔体中的磁流变液仅能经第四散热管流入第二右腔体中。