CN110242697A - 一种刚度可调的汽车悬架用磁流变topmount结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，包括上连接板和下连接板，其特征在于，所述上连接板和下连接板之间的空腔内设置有套管，所述套管的上下两端分别设置有上导向座和下导向座，所述套管和上、下导向座围成的空腔内注有磁流变液体，活塞杆穿过所述上、下连接板和所述上、下导向座，且位于所述套管内的活塞杆上固设有阀体；所述套管的外柱面上设置有电磁线圈，所述电磁线圈根据所述活塞杆的上下运动情况来控制所述套管内磁流变液体的粘度、流动性。本发明实现了TOP MOUNT刚度的可调性，结构巧妙，使用方便，减震效果好，使用寿命长，保证了活塞杆运行平稳。
Description
技术领域
本发明属于汽车底盘技术领域，具体涉及一种刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构。
背景技术
汽车悬架结构中，采用滑柱TOP MOUNT（即滑柱上端的安装连接结构）将减振器和弹簧连接到车身。TOP MOUNT的作用是：
1. 承受载荷；
2. 衰减轮胎、减振器&弹簧系统没有过滤掉的一些频率超过30HZ以上的高频振动；
3. 控制车身侧倾。
这就要求TOP MOUNT在车辆低振幅高频运动时具有小刚度，在车辆高振幅低频运动时具有大刚度。但是现有的TOP MOUNT为单级橡胶块结构，如图1所示，滑柱的活塞杆通过内芯17与隔振橡胶16配合。这种结构的TOP MOUNT不能实现刚度可调功能，使用效果不佳。
发明内容
本发明设计了一种刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，旨在实现TOPMOUNT结构的刚度可调。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，包括上连接板和下连接板，所述上连接板和下连接板之间的空腔内设置有套管，所述套管的上下两端分别设置有上导向座和下导向座，所述套管和上、下导向座围成的空腔内注有磁流变液体；活塞杆穿过所述上、下连接板和所述上、下导向座，且位于所述套管内的活塞杆上固设有阀体；所述套管的外柱面上设置有电磁线圈，所述电磁线圈根据所述活塞杆的上下运动情况来控制所述套管内磁流变液体的粘度、流动性。
进一步，所述阀体上还设置有上下向的流通孔，以方便所述套管内的磁流变液体的流通。
进一步，所述阀体的上下两端还分别设置有上限位块和下限位块；所述上限位块和下限位块的材质采用橡胶或塑料或尼龙或软木。
进一步，所述阀体和所述套管的配合处设置有滑动轴承。
进一步，所述上、下导向座与所述活塞杆的配合处分别设置有滑动轴承。
进一步，所述活塞杆上伸出所述上、下导向座的部分还分别设置有油封。
进一步，所述油封与所述活塞杆配合处的材料为橡胶。
进一步，所述活塞杆的上端面上设置有位移传感器或振动频率传感器，以实时监控所述活塞杆的上下运动情况；所述位移传感器或振动频率传感器控制所述电磁线圈的电流大小。
进一步，所述磁流变液体包括低粘度矿物油和悬置在所述低粘度矿物油中的无数软磁铁小固体粒子，所述软磁铁小固体粒子的直径在3~10微米范围内。
进一步，所述软磁铁小固体粒子的平均直径为8微米。
该刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构具有以下有益效果：
（1）本发明在套管的空腔内注有磁流变液体，套管外面缠绕电磁线圈，电磁线圈根据活塞杆的运动情况，通过采用不同大小的电流来控制套管内磁流变液体的粘度和流动性，从而实现了TOP MOUNT刚度的可调性，使TOP MOUNT能同时满足整车操控和舒适性。
（2）本发明中，在活塞杆端部设有传感器，能够实时监控活塞杆的运动情况，电磁线圈根据活塞杆的运动情况，通过采用不同大小的电流来控制套管内磁流变液体的粘度和流动性，为活塞杆提供快速、平顺、连续可变的阻尼力，使用方便。
（3）本发明结构巧妙，减震效果好，使用寿命长，阀体上的流通科、限位块以及多处滑动轴承的应用保证了活塞杆运行平稳。
附图说明
图1：现有技术中TOPMOUNT的常用结构示意图；
图2：本发明实施方式中刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构的结构示意图；
图3：本发明实施方式中油封、导向座与活塞杆配合处的局部放大图；
图4：本发明实施方式中阀体和套管配合处的局部放大图。
附图标记说明：
1—上连接板；2—线圈；3—磁流变液体；4—下限位块；5—下导向座；6—活塞杆；7—下油封；8—下连接板；9—套管；10—阀体；11—上限位块；12—上导向座；13—上油封；14—导向座滑动轴承；15—阀体滑动轴承；16—隔振橡胶；17—内芯。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步说明：
图2至图4示出了本发明一种刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构的具体实施方式。图2是本实施方式中刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构的结构示意图；图3是本实施方式中油封、导向座与活塞杆配合处的局部放大图；图4是本实施方式中阀体和套管配合处的局部放大图。
如图2所示，本实施方式中的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，包括上连接板1和下连接板8，上连接板1和下连接板8之间的空腔内设置有套管9，套管9的上下两端分别设置有上导向座12和下导向座5，套管9和上导向座12、下导向座5围成的空腔内注有磁流变液体3，活塞杆6穿过上连接板1、下连接板8和上导向座12、下导向座5，且位于套管9内的活塞杆6上固设有阀体10；套管9的外柱面上设置有电磁线圈2，电磁线圈2根据活塞杆6的上下运动情况来控制套管9内磁流变液体3的粘度、流动性。
优选地，阀体10上还设置有上下向的流通孔，以方便套管9内的磁流变液体3的流通，如图2所示，这样更能保证活塞杆6上下运动的平稳性。
优选地，阀体10的上下两端还分别设置有上限位块11和下限位块4，保护阀体10以防止阀体10和上导向座12、下导向座5直接相撞，如图2所示。上限位块11和下限位块4的材质可以是橡胶或塑料或尼龙或软木等。
优选地，阀体10和套管9的配合处还设置有滑动轴承，即阀体滑动轴承15，如图2和图4所示，进一步保证了活塞杆6上下运动的平稳性。
优选地，上导向座12、下导向座5与活塞杆6的配合处分别设置有滑动轴承，即导向座滑动轴承14，如图2和图3所示，进一步保证了活塞杆6上下运动的平稳性。
优选地，活塞杆6上伸出上导向座12和下导向座5的部分还分别设置有油封，即上油封13和下油封7，如图2和图3所示，油封起到密封作用，防止灰尘等进入。
优选地，油封，即上油封13和下油封7与活塞杆6配合处的材料为橡胶，增加耐磨性，同时利用橡胶的弹性进一步增强密封防尘的效果，如图3所示。
优选地，活塞杆6的上端面上设置有位移传感器或振动频率传感器，以实时监控活塞杆6的上下运动情况；所述位移传感器或振动频率传感器控制电磁线圈2的电流大小。本实施例中，传感器没有画出。
本实施例中，磁流变液体3包括低粘度矿物油和悬置在所述低粘度矿物油中的无数软磁铁小固体粒子，所述软磁铁小固体粒子的直径在3~10微米范围内。
优选地，所述软磁铁小固体粒子的平均直径为8微米。
磁流变液体3通过在低粘度矿物油中悬置的无数小固体粒子——一般直径只有几微米来形成。粒子平均直径大约8微米，一般在3~10微米范围内。固体粒子是铁磁的，基本上是软铁。在零磁场情况下，磁流变液体3表现为流动性能良好的液体，其表观粘度很小；在强磁场作用下可在短时间内表观粘度增加两个数量级以上,并呈现类固体特性;而且这种变化是连续的、可逆的,即去掉磁场后又恢复到原来的状态。
当活塞杆6上下振动或上下运动时，套管9外的电磁线圈2就充电，电磁线圈2根据活塞杆6上端面上的传感器信息选用适当大小的电流并产生磁场，电磁线圈2的磁场将改变磁流变液体3的粘度、流动性等特性，从而为活塞杆6提供快速、平顺、连续可变的阻尼力，实现TOP MOUNT刚度的平顺、连续可变性，使TOP MOUNT能同时满足整车操控和舒适性。当活塞杆6向上运动达到极限时，上限位块11限位以防止阀体10和上导向座12直接相撞；当活塞杆6向下运动达到极限时，下限位块4限位以防止阀体10和下导向座5直接相撞，进一步保证了活塞杆运行的平稳性，噪音小。
本发明在套管的空腔内注有磁流变液体，套管外面缠绕电磁线圈，电磁线圈根据活塞杆的运动情况，通过采用不同大小的电流来控制套管内磁流变液体的粘度和流动性，从而实现了TOP MOUNT刚度的可调性，使TOP MOUNT能同时满足整车操控和舒适性。
本发明中，在活塞杆端部设有传感器，能够实时监控活塞杆的运动情况，电磁线圈根据活塞杆的运动情况，通过采用不同大小的电流来控制套管内磁流变液体的粘度和流动性，为活塞杆6提供快速、平顺、连续可变的阻尼力，使用方便。
上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的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内。
Claims (10)
1.一种刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，包括上连接板和下连接板，其特征在于，所述上连接板和下连接板之间的空腔内设置有套管，所述套管的上下两端分别设置有上导向座和下导向座，所述套管和上、下导向座围成的空腔内注有磁流变液体，活塞杆穿过所述上、下连接板和所述上、下导向座，且位于所述套管内的活塞杆上固设有阀体；所述套管的外柱面上设置有电磁线圈，所述电磁线圈根据所述活塞杆的上下运动情况来控制所述套管内磁流变液体的粘度、流动性。
2.根据权利要求1所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述阀体上还设置有上下向的流通孔，以方便所述套管内的磁流变液体的流通。
3.根据权利要求1或2所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述阀体的上下两端还分别设置有上限位块和下限位块；所述上限位块和下限位块的材质采用橡胶或塑料或尼龙或软木。
4.根据权利要求1至3任一所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述阀体和所述套管的配合处设置有滑动轴承。
5.根据权利要求1至4任一所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述上、下导向座与所述活塞杆的配合处分别设置有滑动轴承。
6.根据权利要求1至5任一所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述活塞杆上伸出所述上、下导向座的部分还分别设置有油封。
7.根据权利要求6所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述油封与所述活塞杆配合处的材料为橡胶。
8.根据权利要求1至7任一所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述活塞杆的上端面上设置有位移传感器或振动频率传感器，以实时监控所述活塞杆的上下运动情况；所述位移传感器或振动频率传感器控制所述电磁线圈的电流大小。
9.根据权利要求1至8任一所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述磁流变液体包括低粘度矿物油和悬置在所述低粘度矿物油中的无数软磁铁小固体粒子，所述软磁铁小固体粒子的直径在3~10微米范围内。
10.根据权利要求9所述的刚度可调的汽车悬架用磁流变TOPMOUNT结构，其特征在于，所述软磁铁小固体粒子的平均直径为8微米。
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