CN110005744B - 一种双活塞磁流变液阻尼器 - Google Patents

一种双活塞磁流变液阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双活塞磁流变液阻尼器，包括压力传感器、支座、上端盖、下端盖、第二活塞杆、第二活塞、第一活塞杆、第一活塞、复位弹性件、磁流变液、缸筒、导磁轴、励磁线圈、控制器；压力传感器固定安装在支座上，第二活塞杆一端固连于支座，另一端固接第二活塞，第一活塞杆一端固连于下端盖，另一端由第一活塞伸出并固连上端盖，复位弹性件设于第一活塞和第二活塞之间，磁流变液充满缸筒，励磁线圈通过导磁轴与磁流变液形成回路；控制器均与压力传感器和励磁线圈电连接。本发明可实现阻尼力自动调节功能，自动适应不同的路况，产生良好的减震效果，提高汽车的平顺性和舒适性。

Description

一种双活塞磁流变液阻尼器
技术领域
本发明属于阻尼器技术领域，尤其涉及一种双活塞磁流变液阻尼器。
背景技术
悬架是指车架和车轮之间的一个连接结构，用来传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶；主要由弹性元件、导向机构以及避震器等组成。传统的悬架避震器主要由弹簧和阻尼器两个部分组成,弹簧的主要作用是支撑车身重量和缓冲,而阻尼器起到减少震动的作用。但由于传统的阻尼器能输出最大阻尼力是一定的，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使避震器连接件损坏，过小则无法起到较好的避震效果，在遇到较大冲击的时候甚至会破坏悬架机构；因此，如何合理设计阻尼器的结构来适应不同的路况条件是阻尼器设计中一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种双活塞磁流变液阻尼器，可实现阻尼力自动调节功能，自动适应不同的路况，产生良好的避震效果，提高汽车的平顺性和舒适性。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种双活塞磁流变液阻尼器，包括：压力传感器、支座、上端盖、下端盖、第二活塞杆、第二活塞、第一活塞杆、第一活塞、复位弹性件、磁流变液、缸筒、导磁轴、励磁线圈、控制器；
其中，所述压力传感器和所述支座设在所述缸筒外，所述压力传感器固定安装在所述支座上，所述上端盖和所述下端盖用于密封所述缸筒的上下口，所述第二活塞杆一端固连于所述支座，所述第二活塞杆的另一端穿过所述上端盖伸入所述缸筒内，所述第二活塞杆在所述缸筒内的一端固接所述第二活塞，所述第一活塞杆一端固连于所述下端盖，所述第一活塞杆的另一端穿过第二活塞和所述第一活塞固连于所述上端盖，所述复位弹性件设于所述第一活塞和所述第二活塞之间，所述磁流变液充满所述缸筒；所述导磁轴两端通过阻尼小孔接入所述缸筒内部，所述励磁线圈固定安装在所述导磁轴上；
所述控制器与所述压力传感器、所述励磁线圈电连接，所述压力传感器将检测到的冲击力信号传输到所述控制器，所述控制器用于根据所述冲击力信号的大小控制所述励磁线圈的电流大小，以改变所述励磁线圈的磁场强度。
优选一实施例中还包括：第一缓冲弹性件和第二缓冲弹性件，所述第一缓冲弹性件一端固连所述上端盖，所述第一缓冲弹性件的另一端固连于所述第一活塞；
所述第二缓冲弹性件一端固连于所述第二活塞，所述第二缓冲弹性件的另一端固连于所述下端盖。
优选地，还包括放大器和A/D转换器，所述放大器与压力传感器电连接，所述放大器与所述A/D转换器电连接，所述A/D装换器与所述控制器电连接。
优选地，所述第二活塞杆为两根并联的活塞杆。
优选地，所述励磁线圈通过所述线圈骨架安装在所述导磁轴上。
优选地，所述励磁线圈采用环氧树脂密封。
优选地，所述励磁线圈为单级线圈或多级线圈。
本发明还公开了一种减震设备，包括上述所述的双活塞磁流变液阻尼器。
本发明还公开了一种运输工具，包括上述所述的双活塞磁流变液阻尼器。
优选地，包括两个所述双活塞磁流变液阻尼器，所述双活塞磁流变液阻尼器的下端盖固定安装在悬架上，所述双活塞磁流变液阻尼器的压力传感器固定在所述运输工具的车架下表面。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
(1)本发明提供的双活塞磁流变液阻尼器，采用双活塞结构，同时与复位弹性件、磁流变液、压力传感器配合使用，在汽车行驶过程中，当支座受到冲击力的时候会压缩第二活塞杆向下运动，此时复位弹性件将被拉伸，产生向上的缓冲力，同时第二活塞将会向下挤压磁流变液，磁流变液通过缸筒内壁时由于挤压和摩擦作用将会产生阻尼力，在缓冲力和阻尼力的共同作用下，冲击力将会被抵消；完成一次缓冲后，在复位弹性件的作用下，第一活塞以及第二活塞将迅速恢复原状，继续缓冲下一次冲击，与此同时压力传感器会自动感知整个缓冲过程冲击力的大小，压力传感器与控制器电连接，控制器根据冲击力的大小自动调节励磁线圈中电流的大小，从而控制磁场强度，进而改变磁流变液的粘度，改变阻尼力的大小，实现阻尼力自动调节功能，自动适应不同的路况，产生良好的减震效果，提高汽车的平顺性和舒适度。
(2)本发明提供的双活塞磁流变液阻尼器采用双活塞结构，当活塞杆受到冲击力时，两个活塞同时进行缓冲作用，与传统的单活塞汽车悬架阻尼器相比具有更好的减震效果。
(3)本发明的一实施例在第二活塞和下端盖之间设置第二缓冲弹性件，在第一活塞和上端盖之间设置第一缓冲弹性件，采用双弹性结构来进行承重，同时与复位弹性件配合使用，在进行一次缓冲后能够实现快速复位。
(4)本发明提供的双活塞磁流变液阻尼器，采用磁流变液来作为缓冲介质，由于磁流变液的粘度具有连续可调性，配合弹性件使用，在遇到大载荷和冲击下具有良好的吸震效果。用磁流变液来替代传统的液压油，磁流变液具有良好的自密封效果，将其应用在汽车悬架机构上，能够有效避免泄露，且磁流变液不存在疲劳、老化现象，具有较长的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的双活塞磁流变液阻尼器结构示意图；
图2为本发明的双活塞磁流变液阻尼器装配简单示意图；
图3为本发明的双活塞磁流变液阻尼器控制系统原理图。
附图标记说明：1-下端盖；2-缸筒；3-导磁轴；4-环氧树脂；5-励磁线圈；6-线圈骨架；7-上端盖；8-第一缓冲弹性件；9-压力传感器；10-支座；11-第二活塞杆；12-第一活塞；13-复位弹性件；14-第二活塞；15-磁流变液；16-第一活塞杆；17-第二缓冲弹性件；18-轮胎；19-悬架；20-双活塞磁流变液阻尼器；21-车架。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种双活塞磁流变液阻尼器作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
实施例1
参看图1，本实施例提供了一种双活塞磁流变液阻尼器，包括：压力传感器9、支座10、上端盖7、下端盖1、第二活塞杆11、第二活塞14、第一活塞杆16、第一活塞12、复位弹性件13、磁流变液15、缸筒2、导磁轴3、励磁线圈5；
其中，压力传感器9和支座10设在缸筒2外，压力传感器9固定安装在支座10上，上端盖7和下端盖1用于密封缸筒2的上下口，第二活塞杆11一端固连于支座10，第二活塞杆11的另一端穿过上端盖7伸入缸筒2内，第二活塞杆11在缸筒2内的一端固接第二活塞14，第一活塞杆16一端固连于下端盖1，可采用螺纹连接下端盖1，第一活塞杆16的另一端穿过第二活塞14和第一活塞12固连于上端盖7，此时第一活塞设计为可移动活塞，复位弹性件13设于第一活塞12和第二活塞14之间，磁流变液15充满缸筒2；导磁轴3两端通过阻尼小孔接入缸筒2内部，励磁线圈5固定安装在导磁轴3上，可从导磁轴3上引出励磁线圈5的导线，用于连接外接电源；
控制器与压力传感器9、励磁线圈5电连接，压力传感器9将检测到的冲击力信号传输到控制器，控制器用于根据接收到的冲击力信号控制励磁线圈5的电流大小，以控制励磁线圈的磁场强度；控制器可以安装在支座10、第二活塞杆11在缸筒2外部的任意位置，或者本实施例的阻尼器之外的位置，通过无线传输，再此不做限制。
本实施例提供的双活塞磁流变液阻尼器，采用双活塞结构，同时与复位弹性件13、磁流变液15、压力传感器9配合使用，在汽车行驶过程中，当支座10受到冲击力的时候会压缩第二活塞杆11向下运动，此时复位弹性件13将被拉伸，产生向上的缓冲力，同时第二活塞14将会向下挤压磁流变液15，磁流变液15通过缸筒2内壁时由于挤压和摩擦作用将会产生阻尼力，在缓冲力和阻尼力的共同作用下，冲击力将会被抵消；完成一次缓冲后，在复位弹性件13的作用下，第一活塞12以及第二活塞14将迅速恢复原状，继续缓冲下一次冲击，与此同时压力传感器9会自动感知整个缓冲过程冲击力的大小，压力传感器9与控制器电连接，控制器根据冲击力的大小自动调节励磁线圈5中电流的大小，从而控制磁场强度，进而改变磁流变液15的粘度，改变阻尼力的大小，实现阻尼力自动调节功能，自动适应不同的路况，产生良好的减震效果，提高汽车的平顺性和舒适度。
本实施例提供的双活塞磁流变液阻尼器采用双活塞结构，当活塞杆受到冲击力时，两个活塞同时进行缓冲作用，与传统的单活塞汽车悬架阻尼器相比具有更好的减震效果。
本实施例提供的双活塞磁流变液阻尼器，采用磁流变液15来作为缓冲介质，由于磁流变液15的粘度具有连续可调性，配合弹性件使用，在遇到大载荷和冲击下具有良好的吸震效果。用磁流变液15来替代传统的液压油，磁流变液15具有良好的自密封效果，将其应用在汽车悬架机构上，能够有效避免泄露，且磁流变液15不存在疲劳、老化现象，具有较长的使用寿命。
为了更好地缓冲冲击力，优选实施例中的阻尼器还包括第一缓冲弹性件8和第二缓冲弹性件17，第一缓冲弹性件8一端固连上端盖7，第一缓冲弹性件8的另一端固连于第一活塞12；第二缓冲弹性件17一端固连于第二活塞14，第二缓冲弹性件17的另一端固连于下端盖1。在汽车行驶过程中，支座10受到冲击力时会压缩第二活塞杆11，此时第一缓冲弹性件8将被拉伸，第二缓冲弹性件17将被压缩，共同产生缓冲力，采用双弹性结构承重，一可以更好地缓冲冲击力，二可以与复位弹性件13配合使用，在进行一次缓冲后能够实现快速复位。
参看图2，优选实施例中还包括放大器和A/D转换器，所述放大器与压力传感器9电连接，所述放大器与所述A/D转换器电连接，所述A/D转换器与所述控制器电连接。压力传感器9将会感知到冲击力，放大器将压力传感器9的压力信号放大，然后通过A/D转换器转换成控制器可识别的数字信号，控制器根据接收到的压力数字信号，调节励磁线圈5中的电流大小，从而控制磁场强度，进而改变阻尼器套筒内磁流变液15的粘度，来改变阻尼力，使阻尼力和缓冲力一起抵消冲击力，使汽车减震。
进一步地，第二活塞杆11为两根并联的活塞杆。
进一步地，励磁线圈5通过线圈骨架安装在导磁轴3上。
进一步地，励磁线圈5采用环氧树脂密封。
进一步地，励磁线圈5为单级线圈或多级线圈。
本实施例的工作过程如下：
参看图1和图2，在汽车行驶过程中，当支座10受到冲击力的时候会压缩第二活塞杆11向下运动，此时复位弹性件13和第一缓冲弹性件8将被拉伸，第二缓冲弹性件17被压缩，因此复位弹性件13、第二缓冲弹性件17以及第一缓冲弹性件8产生向上的缓冲力，同时第二活塞14将会向下挤压磁流变液15，磁流变液15通过缸筒2内壁时由于挤压和摩擦作用将会产生阻尼力，在缓冲力和阻尼力的共同作用下，冲击力将会被抵消；完成一次缓冲后，在复位弹性件13、第一缓冲弹性件17以及第二弹性件8的作用下，第一活塞12以及第二活塞14将迅速恢复原状，继续缓冲下一次冲击，与此同时压力传感器9会自动感知整个缓冲过程冲击力的大小，压力传感器9将冲击力信号经过放大器和A/D转换器转换到控制器识别的信号，控制器根据冲击力的大小自动调节励磁线圈5中电流的大小，从而控制磁场强度，进而改变磁流变液15的粘度，改变阻尼力的大小，实现阻尼力自动调节功能，自动适应不同的路况，产生良好的减震效果，提高汽车的平顺性和舒适度。
实施例2
本实施例公开了一种减震设备，包括上述的双活塞磁流变液阻尼器。
实施例3
参照图3，本发明还公开了一种运输工具，包括上述的双活塞磁流变液阻尼器20。优选包括两个所述双活塞磁流变液阻尼器20，所述双活塞磁流变液阻尼器20的下端盖1固定安装在悬架19上，悬架是指车架21和轮胎18之间的一个连接结构，所述双活塞磁流变液阻尼器20的压力传感器9固定在所述运输工具的车架21下表面。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种双活塞磁流变液阻尼器，其特征在于，包括：压力传感器、支座、上端盖、下端盖、第二活塞杆、第二活塞、第一活塞杆、第一活塞、复位弹性件、磁流变液、缸筒、导磁轴、励磁线圈、控制器；
其中，所述压力传感器和所述支座设在所述缸筒外，所述压力传感器固定安装在所述支座上，所述上端盖和所述下端盖用于密封所述缸筒的上下口，所述第二活塞杆一端固连于所述支座，所述第二活塞杆的另一端穿过所述上端盖伸入所述缸筒内，所述第二活塞杆在所述缸筒内的一端固接所述第二活塞，所述第一活塞杆一端固连于所述下端盖，所述第一活塞杆的另一端穿过第二活塞和所述第一活塞固连于所述上端盖，所述复位弹性件设于所述第一活塞和所述第二活塞之间，所述磁流变液充满所述缸筒，所述导磁轴两端通过阻尼小孔接入所述缸筒内部，所述励磁线圈固定安装在所述导磁轴上；
所述控制器与所述压力传感器、所述励磁线圈电连接，所述压力传感器将检测到的冲击力信号传输到所述控制器，所述控制器用于根据所述冲击力信号的大小控制所述励磁线圈的电流大小，以改变所述励磁线圈的磁场强度；
还包括第一缓冲弹性件和第二缓冲弹性件，所述第一缓冲弹性件一端固连所述上端盖，所述第一缓冲弹性件的另一端固连于所述第一活塞；
所述第二缓冲弹性件一端固连于所述第二活塞，所述第二缓冲弹性件的另一端固连于所述下端盖。
2.根据权利要求1所述的双活塞磁流变液阻尼器，其特征在于，还包括放大器和A/D转换器，所述放大器与压力传感器电连接，所述放大器与所述A/D转换器电连接，所述A/D转换器与所述控制器电连接。
3.根据权利要求1所述的双活塞磁流变液阻尼器，其特征在于，所述第二活塞杆为两根并联的活塞杆。
4.根据权利要求1所述的双活塞磁流变液阻尼器，其特征在于，所述励磁线圈通过线圈骨架安装在所述导磁轴上。
5.根据权利要求1所述的双活塞磁流变液阻尼器，其特征在于，所述励磁线圈采用环氧树脂密封。
6.根据权利要求1所述的双活塞磁流变液阻尼器，其特征在于，所述励磁线圈为单级线圈或多级线圈。
7.一种减震设备，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的双活塞磁流变液阻尼器。
8.一种运输工具，其特征在于，包括权利要求1-6任意一项所述的双活塞磁流变液阻尼器。
9.根据权利要求8所述的运输工具，其特征在于，包括两个所述双活塞磁流变液阻尼器，所述双活塞磁流变液阻尼器的下端盖固定安装在悬架上，所述双活塞磁流变液阻尼器的压力传感器固定在所述运输工具的车架下表面。
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