CN111623080B - 一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，包括减振装置、连接架、连接盘、转子、导电结构箱体；减振装置呈圆环形，中间中空，底部有接线孔；连接盘通过连接架固定在减振装置上；导电结构箱体通过转子与连接盘转动连接；减振装置包括硅油腔减振器和磁流变脂减振器；本发明通过硅油腔减振器和磁流变脂减振器的共同作用，并通过对磁流变脂腔内的磁场的控制，更快的对扭转振动进行减缓和消除。

Description

一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器

技术领域

本发明涉及减振器技术领域，尤其涉及一种磁流变脂扭振减振器。

背景技术

汽车如今已经成为人们出行的重要交通工具，根据2018年的统计，我国的汽车保有量已经达到了1.97亿辆，到了2019年，其保有量达到了2.6亿辆。可见，汽车的产量在不断的提升。然而，汽车发动机在工作时，会产生轴系的扭振作用，其轴系的扭振不仅会影响着发动机的正常工作，而且还会减少发动机的使用寿命。

对于这种发动机轴系的扭振进行减弱或消除是非常重要的。汽车的发动机在接受到这种振动时，会导致汽车轴系的内部构件磨损；甚至会影响汽车的正常工作，增加发生意外的可能性。所以，为了尽可能的使轴系的扭振作用不影响发动机的正常运作，需要能够将振动有效减缓的装置，即目前所普及应用的发动机扭振减振器。然而，目前的扭振减振器大都不能被控制。所以，需要设计一种能够高效减弱扭振能量并可进行控制的扭振减振器。

发明内容

基于上述问题，本发明提出一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，通过硅油腔减振器和磁流变脂减振器的共同作用，并通过对磁流变脂腔内的磁场的控制，更快的对扭转振动进行减缓和消除；

所采用的技术方案是：一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，包括减振装置、连接架、连接盘、转子、导电结构箱体；减振装置呈圆环形，中间中空，底部有接线孔；连接盘通过连接架固定在减振装置上；导电结构箱体通过转子与连接盘转动连接；

减振装置，包括硅油腔减振器端盖、磁流变脂减振器端盖和壳体；硅油腔减振器端盖和壳体之间形成硅油腔，硅油腔内注有硅油；磁流变脂减振器端盖和壳体之间形成磁流变脂腔，磁流变脂腔内注有磁流变脂；硅油腔内放置有硅油腔惯性块；磁流变脂腔内放置有磁流变脂惯性块；

硅油腔减振器端盖上固定有硅油腔底垫圈，硅油腔的两侧分别固定硅油腔外垫圈和硅油腔内垫圈，硅油腔的顶部固定有硅油腔顶垫圈；硅油腔惯性块被硅油腔底垫圈、硅油腔外垫圈、硅油腔内垫圈和硅油腔顶垫圈包围，且在硅油腔内与壳体进行相对运动，形成硅油腔减振器；

磁流变脂端盖上固定有磁流变脂顶垫圈，磁流变脂腔的底部固定有磁流变脂底垫圈，磁流变脂腔的两侧固定有磁流变脂外垫圈和磁流变脂内垫圈；磁流变脂惯性块被磁流变脂顶垫圈、磁流变脂底垫圈、磁流变脂外垫圈和磁流变脂内垫圈包围，且与壳体进行相对运动，形成磁流变脂减振器；磁流变脂腔内设有线圈支撑架，线圈支撑架与磁流变脂腔体之间安装有线圈；线圈支撑架包括线圈外支撑架和线圈内支撑架；线圈外支撑架位于磁流变脂外垫圈的外侧；线圈内支撑架位于磁流变脂内垫圈的外侧；

磁流变脂减振器端盖的外侧固定有连接架；连接架上固定有连接盘；连接盘上安装有转子；转子上转动连接导电结构箱体；

导电结构箱体内安装有转子和定子支架；转子上开有至少四个环形凹槽，环形凹槽外包裹着一圈铜片；环形凹槽均匀的分布在转子上；每个环形凹槽上开有通孔，导线一端穿过孔与铜片相接触，导线的另一端通过转子与线圈相连；即环形凹槽上四个铜片，分别连接线圈的正极、负极、正极和负极；定子支架固定在箱体上，定子支架上安装有触碰架；每个环形凹槽都与触碰架的一端相接触；触碰架包括左触碰架、右触碰架、左导电头和右导电头；左触碰架一端安装有左导电头；右触碰架一端安装有右导电头；左导电头和右导电头分别与铜片接触；左触碰架的另一端与右触碰架的另一端以相同的支点固定在定子支架上。

进一步的，线圈内支撑架和线圈外支撑架通过螺钉固定在磁流变脂腔的底部和顶部。

进一步的，连接架至少有四个，均匀的固定在磁流变脂减振器的端盖外侧。

进一步的，转子为中空。

进一步的，环形凹槽上的通孔的直径至少为导线直径的2倍。

进一步的，左导电头一侧成弧形，与环形凹槽上的铜片相贴合；右导电头一侧成弧形，与环形凹槽上的铜片相贴合。

进一步的，左触碰架和右触碰架成V形。

进一步的，左导电头和右导电头通过触点接触对应连接减振器内的一根导线，两个导电头自身连接一根外部电源导线，实现磁场的外部控制。

本发明有硅油减振器，与其紧靠的是管理第二级和第三级阻尼效果的磁流变脂减振器，通过连接架和连接盘与导电结构相连接，以此来完成整个结构的运行。

硅油腔减振器端盖与壳体之间通过焊接直接连接，硅油腔减振器端盖上设置有输油孔，发动机轴系的旋转作用直接传递到减振装置上，带动其一起转动，与此同时，减振装置内部的硅油腔惯性块在硅油的阻尼作用下一起转动，当发动机轴系发生一般扭振时，硅油腔惯性块与壳体之间进行相对转动，硅油腔惯性块在硅油的作用下，以及和硅油腔四个方向上的垫圈进行摩擦消耗振动能量，当扭振较高时，磁流变脂腔惯性块也与壳体之间发生相对转动，此时线圈内支撑架和线圈外支撑架所保护的线圈并没有发生作用，线圈内支撑架和线圈外支撑架是环形设置，目的是防止磁流变脂和线圈之间发生接触，磁流变脂中含有微米级的铁粉，铁粉在惯性块的作用力下若与线圈发生相对运动会损伤线圈，使其使用寿命缩短，线圈内支撑架和线圈外支撑架是通过螺钉固定，其螺钉的设置位置在磁流变脂腔体的底部和壳体内阶梯上，磁流变脂腔惯性块在磁流变脂的阻尼作用下，以及和磁流变脂腔四个方向上的垫圈进行摩擦消耗振动能量，此时硅油腔内的硅油腔惯性块和磁流变脂腔内的磁流变脂腔惯性块都在工作，消耗扭振能量，当扭振能量过大时，硅油腔内的硅油腔惯性块和磁流变脂腔惯性块都在工作，并且，外加电场通电使线圈产生磁场，磁流变脂的阻尼系数急剧上升，增大磁流变脂腔惯性块在磁流变脂中的阻尼力，快速消耗振动能量，使发动机轴系快速恢复到正常工作状态。

磁流变脂腔减振器端盖和连接盘通过连接架相连接，使用螺栓可以使其连接更加稳定，连接盘和转子通过螺钉进行连接，当减振器壳体2转动时，带动连接架一起转动，连接架将转动传递给了连接盘，连接盘使用螺钉和转子相连接，并将转动传递，转子内部中空，方便将磁流变脂减振器的内外线圈的两个正负极导线通入，转子上有四个环形凹槽，四个凹槽对应的是两个线圈的正负极，每个环形凹槽内开有一个通孔，通孔的直径是导线直径的2倍，导线从通孔中穿入与环形凹槽上的铜片相接触，在轴系工作时，铜片随着转子在不断的转动，同一个线路上的触碰架和对应的正负极铜片保持接触，以此保证电路的持续畅通，并且铜片转动，左导电头和右导电头与铜片连接不转动，解决通电线圈供电的问题，一般的导电滑环满足不了发动机轴系的转速，在箱体上安装上下两个深沟球轴承，用箱体支撑整个导电结构的转子，并支撑定子支架，定子支架直接放置在箱体中，支撑8个导电头，每一组导电头对应连接的是一根导线，共四根，导电头连接着外部电源导线，实现磁场的外部控制。

附图说明

图1为本发明一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器的结构示意图；

图2为本发明一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器的剖面图；

图3为本发明一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器中导电结构箱体的结构示意图；

图4为本发明一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器中转子的结构示意图；

图5为本发明一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器中触碰架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1至图2所示，一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，包括减振装置1、连接架2、连接盘3、转子4、导电结构箱体5；减振装置1呈圆环形，中间中空，底部有接线孔；连接盘3通过连接架2固定在减振装置1上；导电结构箱体5通过转子4与连接盘3转动连接；

减振装置1，包括硅油腔减振器端盖11、磁流变脂减振器端盖12和壳体13；硅油腔减振器端盖和壳体之间形成硅油腔14，硅油腔14内注有硅油；磁流变脂减振器端盖12和壳体13之间形成磁流变脂腔15，磁流变脂腔15内注有磁流变脂；硅油腔14内放置有硅油腔惯性块16；磁流变脂腔15内放置有磁流变脂惯性块17；

硅油腔减振器端盖11上固定有硅油腔底垫圈111，硅油腔的两侧分别固定硅油腔外垫圈112和硅油腔内垫圈113，硅油腔14的顶部固定有硅油腔顶垫圈114；硅油腔惯性16块被硅油腔底垫圈111、硅油腔外垫圈112、硅油腔内垫圈113和硅油腔顶垫圈114包围，且在硅油腔14内与壳体13进行相对运动，形成硅油腔减振器；

磁流变脂端盖12上固定有磁流变脂顶垫圈121，磁流变脂腔15的底部固定有磁流变脂底垫圈122，磁流变脂腔15的两侧固定有磁流变脂外垫圈123和磁流变脂内垫圈124；磁流变脂惯性块17被磁流变脂顶垫圈121、磁流变脂底垫圈122、磁流变脂外垫圈123和磁流变脂内垫圈124包围，且与壳体13进行相对运动，形成磁流变脂减振器；磁流变脂腔15内设有线圈支撑架18，线圈支撑架与磁流变脂腔体之间安装有线圈；线圈支撑架18包括线圈外支撑架181和线圈内支撑架182；线圈外支撑架181位于磁流变脂外垫圈123的外侧；线圈内支撑架182位于磁流变脂内垫圈124的外侧；线圈内支撑架182和线圈外支撑架181通过螺钉固定在磁流变脂腔15的底部和顶部。

磁流变脂减振器端盖12的外侧固定有四个连接架2；连接架2上固定有连接盘3；连接盘3上安装有转子4；转子4上转动连接导电结构箱体5；转子4为中空。

导电结构箱体5在安装上深沟球轴承9和下深沟球轴承8，用箱体支撑转子6，并支撑定子支架7，定子支架7直接放置在箱体中；转子4上开有四个环形凹槽41，环形凹槽外包裹着一圈铜片；环形凹槽41均匀的分布在转子4上；每个环形凹槽上开有通孔42，导线一端穿过通孔与铜片相接触，导线的另一端通过转子与线圈的正极或负极相连；环形凹槽上的通孔的直径至少为导线直径的2倍。

定子支架6固定在箱体上，定子支架上安装有触碰架7；每个环形凹槽41都与触碰架7的一端相接触；触碰架7包括左触碰架71、右触碰架72、左导电头73和右导电头74；左触碰架71和右触碰架72成V形。左触碰架71一端安装有左导电头73；右触碰架72一端安装有右导电头74；左导电头73的一侧成弧形，与环形凹槽41上的铜片相贴合；右导电头74一侧成弧形，与环形凹槽41上的铜片相贴合；左导电头73和右导电头74对应连接的一根导线，导电头连接着外部电源导线；左触碰架71的另一端与右触碰架72的另一端以相同的支点固定在定子支架6上。

Claims (8)

1.一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，其特征在于：包括减振装置、连接架、连接盘、转子、导电结构箱体；所述的减振装置呈圆环形，通过法兰盘与轴系连接；所述的连接盘通过所述的连接架固定在所述的减振装置上；所述的导电结构箱体通过所述的转子与所述的连接盘转动连接；

所述的减振装置，包括硅油腔减振器端盖、磁流变脂减振器端盖和壳体；硅油腔减振器端盖和壳体之间形成硅油腔，硅油腔内注有硅油；磁流变脂减振器端盖和壳体之间形成磁流变脂腔，磁流变脂腔内注有磁流变脂；硅油腔内放置有硅油腔惯性块；磁流变脂腔内放置有磁流变脂惯性块；

所述的硅油腔减振器端盖上固定有硅油腔底垫圈，硅油腔的两侧分别固定硅油腔外垫圈和硅油腔内垫圈，硅油腔的顶部固定有硅油腔顶垫圈；硅油腔惯性块被硅油腔底垫圈、硅油腔外垫圈、硅油腔内垫圈和硅油腔顶垫圈包围，且在硅油腔内与所述的壳体进行相对运动，形成硅油腔减振器；

所述的磁流变脂减振器端盖上固定有磁流变脂顶垫圈，磁流变脂腔的底部固定有磁流变脂底垫圈，磁流变脂腔的两侧固定有磁流变脂外垫圈和磁流变脂内垫圈；所述的磁流变脂惯性块被磁流变脂顶垫圈、磁流变脂底垫圈、磁流变脂外垫圈和磁流变脂内垫圈包围，且与所述的壳体进行相对运动，形成磁流变脂减振器；磁流变脂腔内设有线圈支撑架，线圈支撑架与所述的磁流变脂腔之间安装有线圈；线圈支撑架包括线圈外支撑架和线圈内支撑架；线圈外支撑架位于磁流变脂外垫圈的外侧；线圈内支撑架位于磁流变脂内垫圈的外侧；

所述的磁流变脂减振器端盖的外侧固定有所述的连接架；所述的连接架上固定有所述的连接盘；所述的连接盘上安装有所述的转子；所述的转子上转动连接导电结构箱体；

所述的导电结构箱体内安装有转子和定子支架；所述的转子上开有至少四个环形凹槽，环形凹槽外包裹着一圈铜片；环形凹槽均匀的分布在所述的转子上；每个环形凹槽开有通孔，导线一端穿过孔与铜片相接触，导线的另一端通过转子连接到磁流变脂减振器的线圈上；定子支架固定在箱体上，定子支架上安装有触碰架；每个环形凹槽都与触碰架的一端相接触；所述的触碰架包括左触碰架、右触碰架、左导电头和右导电头；左触碰架一端安装有左导电头；右触碰架一端安装有右导电头；左导电头和右导电头分别与铜片接触；左触碰架的另一端与右触碰架的另一端以相同的支点固定在定子支架上。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，其特征在于所述的线圈内支撑架和线圈外支撑架通过螺钉固定在磁流变脂腔的底部和顶部。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，其特征在于所述的连接架至少有四个，均匀的固定在磁流变脂减振器端盖的外侧。

4.根据权利要求1所述的一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，其特征在于所述的转子为中空。

5.根据权利要求1所述的一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，其特征在于所述的环形凹槽上的通孔的直径至少为导线直径的2倍。

6.根据权利要求1所述的一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，其特征在于所述的左导电头一侧成弧形，与环形凹槽上的铜片相贴合；右导电头一侧成弧形，与环形凹槽上的铜片相贴合。

7.根据权利要求1所述的一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，其特征在于所述的左触碰架和右触碰架成V形。

8.根据权利要求1或6所述的一种基于磁流变脂的发动机扭振减振器，其特征在于所述的四个环形凹槽上的铜片对应连接磁流变脂减振器中线圈的正极、负极、正极、负极；所述的左导电头和右导电头再自身共同连接成一根，与外部电源导线相连。

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