CN110107639A - 基于混合模式的发动机磁流变液压悬置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，涉及发动机磁流变液压悬置。该磁流变液压悬置的上壳体与下壳体之间设置有适形配合的移动活塞、活塞套筒以及活塞卡盘，两个所述活塞卡盘将液室分为上液室和下液室，每一所述活塞卡盘上均设置有惯性通道，两个活塞卡盘的配合间隙中设置有套设于活塞套筒外的环形解耦膜，环形解耦膜上设置有与惯性通道错位的节流孔。本发明公开的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，在保证阻尼可调范围的情况下，拓宽了磁流变液压悬置隔振频率范围，降低车辆在高速行驶中的车内振动和噪声、改善车辆乘坐舒适性，同时也保证了其工作的可靠性。

Description

基于混合模式的发动机磁流变液压悬置
技术领域
本发明涉及一种发动机磁流变液压悬置，具体涉及一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置。
背景技术
磁流变悬置是一种以磁流变液作为工作介质而制造成的可控阻尼器件。利用磁流变液的流变效应制造的磁流变悬置，具有结构简单、响应迅速、适应范围广、阻尼力连续可调等优点，因而把它作为一种良好的半主动控制装置。
现有的汽车发动机磁流变悬置主要有剪切、流动或挤压模式三类，且存在以下几点不足：1)流动模式虽然可控性好但低频时不能提供较大阻尼力，而挤压模式低频时虽然能够提供较大阻尼力但可控性相对不好，这都限制了悬置系统的隔振效果；2)由于磁流变液自身的特性，使得磁流变液压悬置高频动态硬化现象更为突出；3)现有磁流变液悬置隔振频率范围有限，难以满足车辆动力总成在较宽频率范围内对悬置系统的隔振要求。
因此，鉴于以上问题，有必要提出一种可在较宽频带内缓解悬置高频硬化现象、降低车辆在高速行驶中的车内振动和噪声、改善车辆乘坐舒适性的发动机磁流变液压悬置。
发明内容
有鉴于此，本发明公开了一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，在保证阻尼可调范围的情况下，拓宽了磁流变液压悬置隔振频率范围，同时也保证了其工作的可靠性。
根据本发明的目的提出的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，包括壳体、设置并封堵于壳体上部开口处的橡胶主簧、设置于壳体内侧底部的橡胶底膜以及贯穿橡胶主簧的活塞杆，所述壳体包括上壳体以及与上壳体可拆卸固定连接的下壳体，所述橡胶主簧与橡胶底膜之间形成密闭且充满磁流变液的液室，所述上壳体与下壳体之间设置有适形配合的移动活塞、活塞套筒以及活塞卡盘；所述移动活塞套设并轴向固定于活塞杆的底部；所述活塞套筒套设于移动活塞上；所述活塞卡盘套设于活塞套筒外，并经由上壳体内壁周向固定，间接固定活塞套筒的周向移动；所述活塞卡盘包括上下对称设置、间隙配合的上活塞卡盘和下活塞卡盘，所述上活塞卡盘和下活塞卡盘将液室分为上液室和下液室，上活塞卡盘和下活塞卡盘上均设置有惯性通道，上活塞卡盘和下活塞卡盘的配合间隙中设置有套设于活塞套筒外的环形解耦膜，所述环形解耦膜上设置有与惯性通道错位的节流孔，上液室和下液室通过节流孔、惯性通道以及移动活塞与活塞套筒之间的阻尼通道连通。
优选的，所述上活塞卡盘和下活塞卡盘上均成型有凸台，两个凸台的边缘处分别顶住环形解耦膜的上、下两个端面，上活塞卡盘和下活塞卡盘之间的间隙形成磁流变液的缓冲腔。
优选的，所述活塞卡盘上的惯性通道为四个，所述环形解耦膜上的节流孔为四个。
优选的，下壳体口部内径小于上壳体的底部内径，上下壳体紧密连接后，下壳体的环形台与上壳体紧密配合，压紧橡胶底膜、活塞卡盘以及橡胶主簧。
优选的，所述移动活塞截面为“工”字型，所述移动活塞中部套设有永磁环。
优选的，所述橡胶主簧的中心孔与活塞杆过渡配合密封，所述橡胶主簧上设置有加强块，所述活塞杆的上端与加强块的中心孔间隙配合。
优选的，所述加强块上对称设置有两个注液排气孔，所述注液排气孔贯穿橡胶主簧，连通大气与上液室。
优选的，所述橡胶主簧通过硫化工艺与上壳体及加强块分别固定连接，所述上壳体、下壳体、活塞卡盘均采用隔磁铝合金材料制成。
优选的，所述活塞杆上成型有通孔，活塞线圈的导线从通孔中引出，所述活塞杆的上端朝内凹陷形成用于与发动机螺纹连接的螺孔。
优选的，所述下壳体底部设置有通气孔，橡胶底膜远离磁流变液的一面通过通气孔与大气相通。
与现有技术相比，本发明公开的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置的优点是：
(1)本发明采用剪切-阀式-挤压混合模式结构，在保证阻尼可调范围的情况下，拓宽了磁流变液压悬置隔振频率范围。
(2)本发明通过设置适形配合的移动活塞、活塞套筒以及活塞卡盘，在保证隔磁效果不变的基础上，简化了装置结构，安装配合更加方便。
(3)活塞卡盘上分别开有惯性通道，活塞卡盘之间设有带节流孔的解耦膜，惯性通道与解耦膜的节流孔交错布置且始终开启，采用惯性通道和解耦膜组合结构，在高频小振幅，振动不强烈时，上、下液室液体交换不明显，主要是解耦膜的振动缓解内部压强的变化；低频大振幅，振动强烈，解耦膜不足以缓解振动，依靠上、下液室液体之间的交换来完成。
(4)两个活塞卡盘中间的间隙作为磁流变液的缓冲腔，一定程度上可以降低磁流变液的温度。
(5)移动活塞上装有永磁体，不仅增强了磁场，且有扰流作用，空间占用小，配合简单，控制方便，通电后可加强线圈磁场，不通电也可产生磁场，防止断电情况下悬置的隔振效果失效。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明的立体图。
图2为本发明的主视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为图3中的A-A剖视图。
图5为本发明的上活塞卡盘俯视图。
图6为图5的B-B剖视图。
图7为解耦膜的俯视图。
图中的数字或字母所代表的零部件名称为：
1-注液排气孔；2-加强块；3-上液室；4-解耦膜；5-移动活塞；6-螺母；7-橡胶底膜；8-下壳体；9-下液室；10-下活塞卡盘；11-上壳体；12-永磁环；13-活塞套筒；14-活塞杆；15-上活塞卡盘；16-橡胶主簧；17-通孔；18-惯性通道；19-节流孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
图1-图7示出了本发明较佳的实施例，分别从不同的角度对其进行了详细的剖析。
如图1-4所示的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，包括壳体、设置并封堵于壳体上部开口处的橡胶主簧16、设置于壳体内侧底部的橡胶底膜7以及贯穿橡胶主簧16的活塞杆14。橡胶主簧16的中心孔与活塞杆14过渡配合密封，橡胶主簧16上设置有用于增强橡胶主簧16刚度的加强块2，活塞杆14的上端与加强块2的中心孔间隙配合。加强块2上对称设置有两个注液排气孔1，注液排气孔1贯穿橡胶主簧16，连通大气与上液室3，使注液、排气更加便捷。
橡胶主簧16与橡胶底膜7之间形成密闭且充满磁流变液的液室，壳体包括上壳体11以及与上壳体11可拆卸固定连接的下壳体8。下壳体8底部设置有通气孔，橡胶底膜7远离磁流变液的一面通过通气孔与大气相通。
橡胶主簧16通过硫化工艺与上壳体11及加强块2分别固定连接，上壳体11、下壳体8、活塞卡盘均采用隔磁铝合金材料制成，相当于隔磁套筒的作用，可以防止漏磁。
活塞杆14上成型有通孔17，活塞线圈的导线从通孔17中引出，活塞杆14的上端朝内凹陷形成用于与发动机螺纹连接的螺孔。
上壳体11与下壳体8之间设置有适形配合的移动活塞5、活塞套筒13以及活塞卡盘。移动活塞5相当于磁芯，活塞套筒13导磁，活塞卡盘隔磁。移动活塞5套设于活塞杆14的底部，上端通过轴肩定位，下端通过拧紧螺母6限制移动活塞5的轴向移动。活塞套筒13套设于移动活塞5上。活塞卡盘套设于活塞套筒13外，并经由上壳体11内壁周向固定，间接固定活塞套筒13的周向、轴向移动。活塞卡盘为上、下对称设置、间隙配合的上活塞卡盘15和下活塞卡盘10，上活塞卡盘15和下活塞卡盘10固定活塞套筒13，从而保证一定的阻尼间隙。适形配合设置的移动活塞5、活塞套筒13以及活塞卡盘，在保证磁流变液压悬置隔磁效果不变的基础上，简化了整个装置结构，使得安装配合更加方便。
具体的，如图5、6所示，上活塞卡盘15和下活塞卡盘10上均成型有凸台，两个凸台的边缘处相对折弯，分别顶住环形解耦膜4的上、下两个端面，上活塞卡盘15和下活塞卡盘10之间的间隙形成磁流变液的缓冲腔，且缓冲腔的高度在8mm左右，一定程度上可以降低磁流变液的温度。
上活塞卡盘15和下活塞卡盘10将液室分为上液室3和下液室9，每一活塞卡盘上均设置有惯性通道18，两个活塞卡盘的配合间隙中设置有套设于活塞套筒13外的环形解耦膜4，环形解耦膜4上设置有与惯性通道18错位的节流孔19，节流孔19与惯性通道18的错位设置优选周向上的错位，从而可以增加液体流动的时间，使液体有一定的缓冲时间，同时增加流动阻尼。上液室3和下液室9通过节流孔19、惯性通道18以及移动活塞5与活塞套筒13之间的阻尼通道连通。如图5、7所示，活塞卡盘上的惯性通道18为四个，环形解耦膜4上的节流孔19为四个。
当悬置装置受到动力总成的低频振动时，由于振动位移较大，而解耦膜4的刚度很小，此时，解耦膜4受到液体压力,并在活塞卡盘间隙内腔内得到限位，上液室3和下液室9的液体通过惯性通道18和节流孔19形成流动，产生很大的流动阻尼，能够有效的抑制动力总成的振动，并快速地衰减。而当悬置装置受到动力总成的高频振动时，由于振动位移小，解耦膜4在间隙内振动，上液室3的液体即在上液室3内自由振动，不会产生大的阻尼，这样就降低了整个悬置系统的动刚度，缓解悬置高频硬化现象，有效地拓宽了悬置隔振频率范围，有利于振动的衰减。
进一步的，如图1-4所示，上壳体11与下壳体8可拆卸固定连接方式不限，优选螺栓连接，实现周向固定。同时，下壳体8口部内径小于上壳体11的底部内径，上、下壳体紧密连接后，下壳体8的环形台与上壳体11紧密配合，压紧橡胶底膜7、活塞卡盘以及橡胶主簧16，从而分出上液室3和下液室9。
移动活塞5截面为“工”字型，移动活塞5中部套设有永磁环12。永磁环12能够产生与通电线圈磁场方向相同的磁场，不仅可以增强磁场强度，也可使线圈在不通电的情况下，能够产生一定的阻尼衰减振动。
综上所述，本发明公开的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，在保证阻尼可调范围的情况下，拓宽了磁流变液压悬置隔振频率范围，降低车辆在高速行驶中的车内振动和噪声、改善车辆乘坐舒适性，同时也保证了其工作的可靠性。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本发明。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，包括壳体、设置并封堵于壳体上部开口处的橡胶主簧(16)、设置于壳体内侧底部的橡胶底膜(7)以及贯穿橡胶主簧(16)的活塞杆(14)，所述壳体包括上壳体(11)以及与上壳体(11)可拆卸固定连接的下壳体(8)，所述橡胶主簧(16)与橡胶底膜(7)之间形成密闭且充满磁流变液的液室，其特征在于，所述上壳体(11)与下壳体(8)之间设置有适形配合的移动活塞(5)、活塞套筒(13)以及活塞卡盘；所述移动活塞(5)套设并轴向固定于活塞杆(14)的底部；所述活塞套筒(13)套设于移动活塞(5)上；所述活塞卡盘套设于活塞套筒(13)外，并经由上壳体(11)内壁周向固定，间接固定活塞套筒(13)的周向移动；所述活塞卡盘包括上下对称设置、间隙配合的上活塞卡盘(15)和下活塞卡盘(10)，所述上活塞卡盘(15)和下活塞卡盘(10)将液室分为上液室(3)和下液室(9)，上活塞卡盘(15)和下活塞卡盘(10)上均设置有惯性通道(18)，上活塞卡盘(15)和下活塞卡盘(10)的配合间隙中设置有套设于活塞套筒(13)外的环形解耦膜(4)，所述环形解耦膜(4)上设置有与惯性通道(18)错位的节流孔(19)，上液室(3)和下液室(9)通过节流孔(19)、惯性通道(18)以及移动活塞(5)与活塞套筒(13)之间的阻尼通道连通。
2.根据权利要求1所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，所述上活塞卡盘(15)和下活塞卡盘(10)上均成型有凸台，两个凸台的边缘处分别顶住环形解耦膜(4)的上、下两个端面，上活塞卡盘(15)和下活塞卡盘(10)之间的间隙形成磁流变液的缓冲腔。
3.根据权利要求2所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，所述活塞卡盘上的惯性通道(18)为四个，所述环形解耦膜(4)上的节流孔(19)为四个。
4.根据权利要求1所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，下壳体(8)口部内径小于上壳体(11)的底部内径，上、下壳体紧密连接后，下壳体(8)的环形台与上壳体(11)紧密配合，压紧橡胶底膜(7)、活塞卡盘以及橡胶主簧(16)。
5.根据权利要求1所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，所述移动活塞(5)截面为“工”字型，所述移动活塞(5)中部套设有永磁环(12)。
6.根据权利要求1所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，所述橡胶主簧(16)的中心孔与活塞杆(14)过渡配合密封，所述橡胶主簧(16)上设置有加强块(2)，所述活塞杆(14)的上端与加强块(2)的中心孔间隙配合。
7.根据权利要求6所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，所述加强块(2)上对称设置有两个注液排气孔(1)，所述注液排气孔(1)贯穿橡胶主簧(16)，连通大气与上液室(3)。
8.根据权利要求6所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，所述橡胶主簧(16)通过硫化工艺与上壳体(11)及加强块(2)分别固定连接，所述上壳体(11)、下壳体(8)、活塞卡盘均采用隔磁铝合金材料制成。
9.根据权利要求1所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，所述活塞杆(14)上成型有通孔(17)，活塞线圈的导线从通孔(17)中引出，所述活塞杆(14)的上端朝内凹陷形成用于与发动机螺纹连接的螺孔。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种基于混合模式的发动机磁流变液压悬置，其特征在于，所述下壳体(8)底部设置有通气孔，橡胶底膜(7)远离磁流变液的一面通过通气孔与大气相通。
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