CN111365402A - 一种磁流变液双向阻尼调节阀 - Google Patents

一种磁流变液双向阻尼调节阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁流变液双向阻尼调节阀，包括活塞杆、上端盖、下端盖、挤压阀组件、阻尼调节机构、活塞阀系、工作缸；挤压阀组件包括阀芯、挤压阀阀体、挤压阀底座、励磁线圈、磁流变液和隔磁环；阻尼调节机构包括阀芯、滑块、密封圈、滑块复位弹簧、滑块支撑杆和阻尼口，上端盖和下端盖螺纹配合且构成阻尼口C，可通过上端盖的螺纹手动调节阻尼口C的开口大小，从而实现阻尼力的第一次调节；通过磁场控制磁流变液的粘度来调节阀芯移动时所受阻力，从而控制阀芯的位移量，进而通过滑块调整两个阻尼口的通流面积，实现阻尼无级调节，此为阻尼力的第二次调节；本发明可用于单筒、双筒减振器，实现减振器的主动控制和阻尼无级可调。

Description

一种磁流变液双向阻尼调节阀
技术领域
本发明涉及调节阀领域，具体涉及一种磁流变液双向阻尼调节阀。
背景技术
减振器是汽车悬架系统的重要阻尼元件，主要用于吸收车辆行驶中产生的冲击和振动，能够提高汽车在行驶过程中的平顺性和操纵稳定性，从而提升乘客在乘车过程中的舒适感。传统的阻尼不可调减振器已经无法满足人们的需求，为了满足不同路况的需要，近年来可调阻尼减振器的研究和发展在不断的深入。
中国专利申请CN108412940B公开了一种磁流变液阀控阻尼无级可调式减振器，由磁流变液阀控单元和液压单元构成。在磁流变液阀控单元中设置活塞杆为中空杆体，套装在活塞杆中的柱塞杆能够在中空杆体中轴向移动；柱塞杆的尾端与设置在磁流变液弹性体中的支撑件固定连接；利用柱塞杆的移动改变活塞杆侧壁上液流孔的通流面积，从而实现可变阀孔开度的调节。此设计在一定程度上实现了阻尼力的调节，但通过圆形液流孔数量的增减来调节油液流量时，油液流量的变换规律不易控制，油液流量变化不连续，阻尼力变化较大，车身易产生剧烈振动。此外，在同样的阻尼调节范围情况下，需要更长的活塞杆，以满足圆形液流孔的通流面积变化的需要，增加了空间使用需求。中国专利申请CN105909722A发明了一种磁流变液可调阻尼减振器，这种减振器在一定程度上实现了阻尼力的调节，改善了工作时散热和安装维护等问题，但需要在工作缸中注满磁流变液，需要的磁流变液较多，增加减振器的制造成本。所以如何有效实现阻尼无级可调和降低磁流变液的使用成本是制约磁流变液减振器发展的关键所在。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种磁流变液双向阻尼调节阀，其通过分别调节两个阻尼口的通流面积、阻尼口C的开口大小来实现阻尼力的两次调节，具有主动控制、阻尼无级可调、磁流变液使用量少、动态响应速度快、结构简单的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种磁流变液双向阻尼调节阀，包括活塞杆，所述活塞杆螺纹连接有活塞，所述活塞包括依次螺纹连接在一起并分别设有中腔的上端盖、下端盖、挤压阀阀体以及挤压阀底座，所述上端盖与所述下端盖间构成阻尼口C，活塞内设有一个与中腔适配且能够上下滑动的阀芯，所述阀芯顶端与活塞杆滑动连接并通过复位弹簧Ⅱ连接在一起，下端盖与挤压阀阀体之间留有上空腔，上空腔内设有两个分别位于阀芯两侧且能够左右滑动的滑块，滑块一端抵在阀芯上并设有弧形凸起，阀芯上设有与弧形凸起适配的凹口，滑块另一端滑动连接支撑杆，支撑杆上套有滑块复位弹簧且其远离滑块的一端螺纹连接在下端盖上，挤压阀阀体与挤压阀底座之间留有中空腔，阀芯两侧还设有两个位于中空腔内的凸起圆柱，中空腔内注满磁流变液且其两端分别安装有励磁线圈，挤压阀阀体外壁固定有活塞阀系且与其形成下空腔，上端盖、下端盖、挤压阀阀体、挤压阀底座以及活塞阀系的两侧分别设有一个连通上腔、阻尼口C、上空腔、中空腔、下空腔以及下腔的阻尼口，所述挤压阀底座底部开有贯通其中腔与下空腔的下端液流孔，阀芯底部通过复位弹簧Ⅰ与挤压阀底座固定连接，活塞杆上开有供阀芯滑动的槽口和连通槽口与上腔的上端液流孔。
优选地，所述活塞杆上开有供阀芯深入的槽口，所述槽口与阀芯间过盈配合。
优选地，所述励磁线圈和所述磁流变液之间安装有隔磁环。
优选地，所述滑块复位弹簧与支撑杆A同轴且间隙配合，滑块复位弹簧套装在支撑杆A中部位置。
优选地，滑块上开有与支撑杆间隙配合的圆孔。
优选地，所述滑块A与下端盖、挤压阀阀体之间接触的上下端面上均设有密封圈A。
优选地，所述阀芯分别与活塞杆、上端盖、下端盖、挤压阀阀体以及挤压阀底座接触的外壁上均设有密封圈C。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过手动调节上端盖螺纹的上下进给量来控制阻尼口C的开口大小，完成第一次阻尼力的调节，上端盖螺纹进给范围越大，阻尼口C的开口调节范围越大，第一次阻尼力的调节范围越大；
(2)本发明结合电控系统通过改变磁流变液的粘度，调节阀芯轴向移动所受阻力大小，控制滑块径向移动的位移量变化，从而调整两个阻尼口的通流面积，完成第二次阻尼力的调节；一方面，两个阻尼口的通流面积变化连续平稳，有效的克服了现有技术中因圆形液流孔数量的增减，使得油液变化不连续，从而导致的阻尼力变化较大的缺点，实现阻尼无级可调；另一方面，利用本发明中阻尼力与电流大小成反比变化的特点，能较为精确的控制阻尼力的变化；此外，本发明可实现对压缩和复原行程阻尼力的双向控制，动态响应速度快，结构简单易于装配和加工，能结合多种半主动悬架控制策略进行控制。
(3)本发明的主要工作油液仍为普通减振器液压油，只需少量的磁流变液作为阻尼调节阀的控制液，有效的缓解了对磁流变液使用量的依赖，显著降低了磁流变液减振器的成本投入。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种磁流变液双向阻尼调节阀的整体结构剖视图；
图2是本发明的一种磁流变液双向阻尼调节阀的初始状态结构剖视图；
图3是本发明的一种磁流变液双向阻尼调节阀的压缩行程油液流向图；
图4是本发明的一种磁流变液双向阻尼调节阀的复原行程油液流向图。。
附图标记说明：
1-活塞杆；2-上端盖；3-密封圈A；4-下端盖；5-滑块；6-滑块复位弹簧；7-支撑杆；8-挤压阀阀体；9-阻尼口；10-挤压阀底座；11-复位弹簧Ⅰ；12-下端液流孔；13-活塞阀系；14-工作缸；15-复位弹簧Ⅱ；16-上端液流孔；17-阀芯；18-阻尼口C；19-励磁线圈；20-隔磁环；21-磁流变液；22-密封圈C；23-上腔；24-下空腔；25-下腔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图4所示，一种磁流变液双向阻尼调节阀，包括活塞杆1，所述活塞杆1螺纹连接有活塞，活塞杆1带动整个活塞上下移动，所述活塞包括依次螺纹连接在一起并分别设有中腔的上端盖2、下端盖4、挤压阀阀体8以及挤压阀底座10，所述上端盖2与所述下端盖4间构成阻尼口C18，活塞内设有一个与中腔适配且能够上下滑动的阀芯17，所述阀芯17顶端与活塞杆1滑动连接并通过复位弹簧Ⅱ连接在一起，下端盖4与挤压阀阀体8之间留有上空腔，上空腔内设有两个分别位于阀芯17两侧且能够左右滑动的滑块5，滑块5一端抵在阀芯17上并设有弧形凸起，阀芯17上设有与弧形凸起适配的凹口，滑块5另一端滑动连接支撑杆7，支撑杆7上套有滑块复位弹簧且其远离滑块5的一端螺纹连接在下端盖4上，挤压阀阀体8与挤压阀底座10之间留有中空腔，阀芯17两侧还设有两个位于中空腔内的凸起圆柱，中空腔内注满磁流变液21且其两端分别安装有励磁线圈19，挤压阀阀体8外壁固定有活塞阀系13且与其形成下空腔24，上端盖2、下端盖4、挤压阀阀体8、挤压阀底座10以及活塞阀系13的两侧分别设有一个连通上腔23、阻尼口C18、上空腔、中空腔、下空腔24以及下腔25的阻尼口9，所述挤压阀底座10底部开有贯通其中腔与下空腔24的下端液流孔12，阀芯17底部通过复位弹簧Ⅰ11与挤压阀底座10固定连接，活塞杆1上开有供阀芯17滑动的槽口和连通槽口与上腔23的上端液流孔。
所述活塞杆1上开有供阀芯17深入的槽口，所述槽口与阀芯17间过盈配合。
所述励磁线圈19和所述磁流变液21之间安装有隔磁环20，所述励磁线圈24通过外接电路与控制器ECU连接。
所述滑块复位弹簧6与支撑杆A7同轴且间隙配合，滑块复位弹簧6套装在支撑杆A7中部位置。
滑块5上开有与支撑杆7间隙配合的圆孔。
所述滑块A5与下端盖4、挤压阀阀体8之间接触的上下端面上均设有密封圈A3。
所述阀芯17分别与活塞杆1、上端盖2、下端盖4、挤压阀阀体8以及挤压阀底座10接触的外壁上均设有密封圈C22。
使用时，设两个阻尼口9分为阻尼口A和阻尼口B，初始状态下阻尼口A和阻尼口B的通流面积最大，阻尼力最小，根据车辆实际工况的需要，手动调节上端盖2的螺纹进给量，调整所需阻尼口C18开口大小，完成第一次阻尼力调节；在压缩行程或复原行程中，活塞杆1向下或向上移动，工作缸14下腔25或上腔23油液压力增大，阀芯17在下端液流孔12或上端液流孔16的油液压力推动下，向上或向下移动，阀芯17侧壁锥度与两侧的滑块5内端面锥度相互作用，推动两侧滑块分别产生方向相反的径向移动，随着控制器ECU向励磁线圈19通电电流增加，磁流变液21粘度增大，阀芯17移动所受阻力增加，其向上或向下轴向移动的位移量减小，其两侧滑块5径向移动的位移量也减小，阻尼口A和阻尼口B的通流面积增大，阻尼力减小，且阻尼力与电流大小成反比变化，完成第二次阻尼力调节。
压缩行程：当活塞杆1相对工作缸14向下运动时，工作缸14下腔25的体积减小，油液压力增大，油液经活塞阀系13流入下空腔24，然后油液分别经阻尼口A和阻尼口B流入中空腔，最后从阻尼口C18流入工作缸14上腔23，产生压缩阻尼力，油液流向图见图3。
复原行程：当活塞杆1相对工作缸14向上运动时，工作缸14上腔23的体积减小，油液压力增大，油液通过相同的流动通道反向流动，产生复原阻尼力，油液流向图见图4。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种磁流变液双向阻尼调节阀，包括活塞杆(1)，所述活塞杆(1)螺纹连接有活塞，其特征在于，所述活塞包括依次螺纹连接在一起并分别设有中腔的上端盖(2)、下端盖(4)、挤压阀阀体(8)以及挤压阀底座(10)，所述上端盖(2)与所述下端盖(4)间构成阻尼口C(18)，活塞内设有一个与中腔适配且能够上下滑动的阀芯(17)，所述阀芯(17)顶端与活塞杆(1)滑动连接并通过复位弹簧Ⅱ连接在一起，下端盖(4)与挤压阀阀体(8)之间留有上空腔，上空腔内设有两个分别位于阀芯(17)两侧且能够左右滑动的滑块(5)，滑块(5)一端抵在阀芯(17)上并设有弧形凸起，阀芯(17)上设有与弧形凸起适配的凹口，滑块(5)另一端滑动连接支撑杆(7)，支撑杆(7)上套有滑块复位弹簧且其远离滑块(5)的一端螺纹连接在下端盖(4)上，挤压阀阀体(8)与挤压阀底座(10)之间留有中空腔，阀芯(17)两侧还设有两个位于中空腔内的凸起圆柱，中空腔内注满磁流变液(21)且其两端分别安装有励磁线圈(19)，挤压阀阀体(8)外壁固定有活塞阀系(13)且与其形成下空腔(24)，上端盖(2)、下端盖(4)、挤压阀阀体(8)、挤压阀底座(10)以及活塞阀系(13)的两侧分别设有一个连通上腔(23)、阻尼口C(18)、上空腔、中空腔、下空腔(24)以及下腔(25)的阻尼口(9)，所述挤压阀底座(10)底部开有贯通其中腔与下空腔(24)的下端液流孔(12)，阀芯(17)底部通过复位弹簧Ⅰ(11)与挤压阀底座(10)固定连接，活塞杆(1)上开有供阀芯(17)滑动的槽口和连通槽口与上腔(23)的上端液流孔。
2.如权利要求1所述的一种磁流变液双向阻尼调节阀，其特征在于，所述活塞杆(1)上开有供阀芯(17)深入的槽口，所述槽口与阀芯(17)间过盈配合。
3.如权利要求1所述的一种磁流变液双向阻尼调节阀，其特征在于，所述励磁线圈(19)和所述磁流变液(21)之间安装有隔磁环(20)。
4.如权利要求1所述的一种磁流变液双向阻尼调节阀，其特征在于，所述滑块复位弹簧(6)与支撑杆(7)同轴且间隙配合，滑块复位弹簧(6)套装在支撑杆(7)中部位置。
5.如权利要求1所述的一种磁流变液双向阻尼调节阀，其特征在于，滑块(5)上开有与支撑杆(7)间隙配合的圆孔。
6.如权利要求1所述的一种磁流变液双向阻尼调节阀，其特征在于，所述滑块(5)与下端盖(4)、挤压阀阀体(8)之间接触的上下端面上均设有密封圈A(3)。
7.如权利要求1所述的一种磁流变液双向阻尼调节阀，其特征在于，所述阀芯(17)分别与活塞杆(1)、上端盖(2)、下端盖(4)、挤压阀阀体(8)以及挤压阀底座(10)接触的外壁上均设有密封圈C(22)。
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王书蒙等: "可调阻尼减振器ADS阀阻尼特性研究", 《煤矿机械》 *

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