CN112283276A - 一种磁流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁流变阻尼器，属于阻尼器领域，该磁流变阻尼器包括外缸、内缸和励磁线圈，内缸密封且滑动设置于外缸内，内缸上设置有用于注入磁流变液的进液口；内缸的内腔为主油腔，内缸的外壁和外缸的内壁之间形成磁流变液通道和副油腔，主油腔和副油腔通过磁流变液通道连通，励磁线圈封装于主油腔和副油腔之间，用于产生磁场并作用于磁流变液。该结构下，内缸相对于外缸上下移动即可使磁流变液在主油腔和副油腔之间往复流动，在经过励磁线圈产生的磁场区域时会被磁化而不断为阻尼器提供较大的阻尼力，且外缸和内缸采用可拆卸连接的方式，便于后期维修以及零部件和磁流变液的更换，节约资源和成本，简化了磁流变阻尼器的组装。

Description

一种磁流变阻尼器

技术领域

本发明涉及阻尼器技术领域，尤其涉及一种磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器是一种阻尼力可调的减振元件。其利用了磁流变液在磁场作用下力学特性可控的原理。磁流变液是由细小的软磁性颗粒分散于磁导率较低的载液中，形成剪切屈服强度可随外加磁场变化而具有可控流变特性的悬浮液体；在磁场的作用下，磁流变液可在毫秒级时间内实现由牛顿流体到Bingham半固态的可逆变化，励磁线圈断电撤去磁场后，又可以恢复原态。

现有的磁流变阻尼器多为单筒充气式磁流变阻尼器，如图1所示，现有的单筒充气式磁流变阻尼器通常包括工作缸1’、导向器总成2’、活塞阀3’、活塞杆4’和浮动活塞5’，浮动活塞5’设置于工作缸1’内并将工作缸1’分隔为磁流变液腔室11’和高压腔室12’两个腔室，其中磁流变液腔室11’内填充有磁流变液，高压腔室12’内充满高压氮气，活塞阀3’与活塞杆4’连接，活塞阀3’设置于磁流变液腔室11’内，活塞杆4’的一端伸出工作缸1’并用于和外部负载连接，活塞杆4’能够带动活塞阀3’在磁流变液内相对沿工作缸1’滑动。当活塞杆4’带动活塞阀3’相对工作缸1’上下往复运动时，磁流变液受挤压通过活塞阀3’上的磁流变液通道，因此产生阻尼力。活塞阀3’大直径处设置有励磁线圈，当给活塞阀3’通电时，励磁线圈会产生磁场，使磁流变液通道的阻尼力增大，从而调节阻尼器性能；活塞杆4’进出引起磁流变液腔室11’的体积变化通过浮动活塞5’的上下浮动引起高压腔室12’的体积变化来进行补偿。

现有技术方案的磁流变阻尼器，一旦装配完成后不可拆卸，不利于后期的维修和零部件更换，一旦某一零部件失效，整个阻尼器就需要全部更换，造成更换成本较高，因此无法维修、零件无法重复利用造成了很大的浪费。

因此，亟需提出一种磁流变阻尼器以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁流变阻尼器，该磁流变阻尼器便于后期维修以及零部件和磁流变液的更换，节约资源和成本，组装简便。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种磁流变阻尼器，包括：

外缸；

内缸，密封且滑动设置于所述外缸内，所述内缸上设置有用于注入磁流变液的进液口，所述内缸的内腔为主油腔；所述内缸的外壁和所述外缸的内壁之间形成磁流变液通道和副油腔，所述主油腔和所述副油腔通过所述磁流变液通道连通；所述外缸和所述内缸可拆卸连接；

励磁线圈，封装于所述主油腔和所述副油腔之间，用于产生磁场并作用于所述磁流变液。

作为优选技术方案，所述磁流变阻尼器还包括：

补偿组件，设置于所述内缸和所述外缸之间，所述补偿组件用于补偿所述内缸与所述外缸相对运动引起的体积差。

作为优选技术方案，所述补偿组件包括：

补偿杆，一端固设于所述外缸的底壁，另一端位于所述主油腔中，所述补偿杆和所述内缸之间密封连接；所述补偿杆的横截面积和所述磁流变液通道的横截面积相等；

弹性件，套设于所述补偿杆上，所述弹性件的两端分别抵接于所述外缸的底壁和所述内缸的底部。

作为优选技术方案，所述励磁线圈缠绕设置于所述内缸、所述补偿杆或所述外缸上。

作为优选技术方案，所述磁流变阻尼器还包括：

第一导向端盖，密封且可拆卸连接于所述外缸的顶部，所述内缸密封且滑动穿设于所述第一导向端盖。

作为优选技术方案，所述磁流变阻尼器还包括：

第二导向端盖，密封且可拆卸连接于所述内缸的底部，所述补偿杆密封且滑动穿设于所述第二导向端盖，所述弹性件抵接于所述第二导向端盖的底部。

作为优选技术方案，所述内缸和所述外缸之间设置有第一导向密封组件。

作为优选技术方案，所述第一导向端盖与所述内缸之间设置有第二导向密封组件。

作为优选技术方案，所述第二导向端盖和所述内缸之间设置有第一密封圈。

作为优选技术方案，所述第二导向端盖和所述补偿杆之间设置有第一油封。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提出的磁流变阻尼器，包括外缸、内缸和励磁线圈，内缸密封且滑动设置于外缸内，内缸上设置有用于注入磁流变液的进液口，磁流变阻尼器组装完成后，通过该进液口抽真空并注入磁流变液即可，操作方便快捷；内缸的内腔为主油腔，内缸的外壁和外缸的内壁之间形成磁流变液通道和副油腔，主油腔和副油腔通过磁流变液通道连通，励磁线圈封装于主油腔和副油腔之间，用于产生磁场并作用于磁流变液。该结构下，内缸相对于外缸上下移动即可改变主油腔的体积，磁流变液受到挤压在主油腔和副油腔之间往复流动，在经过励磁线圈产生的磁场区域时会被磁化而不断为阻尼器提供较大的阻尼力；该磁流变阻尼器结构简单，且外缸和内缸采用可拆卸连接的方式，便于后期维修以及零部件和磁流变液的更换，实现重复利用，节约资源和成本，简化了磁流变阻尼器的组装。

附图说明

图1是现有技术提供的磁流变阻尼器的剖视图；

图2是本发明具体实施方式提供的磁流变阻尼器的结构示意图；

图3是图2中A-A向的剖视图；

图4是本发明具体实施方式提供的磁流变阻尼器的部分结构的剖视图。

图中：

1’、工作缸；11’、磁流变液腔室；12’、高压腔室；2’、导向器总成；3’、活塞阀；4’、活塞杆；5’、浮动活塞；

1、外缸；

2、内缸；21、堵头；22、第四密封圈；

3、励磁线圈；4、补偿杆；5、弹性件；6、第一导向端盖；7、第二导向端盖；

8、第一导向密封组件；81、第二密封圈；82、导向带；

9、第二导向密封组件；91、第二油封；92、衬套；

10、第一密封圈；11、第一油封；12、螺栓；13、螺母；14、第三密封圈；15、扣环；

100、主油腔；200、磁流变液通道；300、副油腔。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”“下”“左”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图2至图4所示，本实施例公开了一种磁流变阻尼器，该磁流变阻尼器包括外缸1、内缸2和励磁线圈3。其中，内缸2密封且滑动设置于外缸1内，外缸1和内缸2可拆卸连接；内缸2上设置有用于注入磁流变液的进液口，内缸2的内腔为主油腔100，内缸2的外壁和外缸1的内壁之间形成磁流变液通道200和副油腔300，主油腔100和副油腔300通过磁流变液通道200连通；励磁线圈3封装于主油腔100和副油腔300之间，用于产生磁场并作用于磁流变液。可选地，进液口处设置有堵头21和第四密封圈22，堵头21通过第四密封圈22密封设置于进液口处，磁流变阻尼器组装完成后，通过进液口抽真空并注入磁流变液再用堵头21封堵住进液口即可，操作方便快捷。

在上述结构下，内缸2相对于外缸1上下移动即可改变主油腔100的体积，磁流变液受到挤压在主油腔100和副油腔300之间往复流动，在经过励磁线圈3产生的磁场区域时会被磁化而不断为阻尼器提供较大的阻尼力，结构简单，且外缸1和内缸2采用可拆卸连接的方式，便于后期维修以及零部件和磁流变液的更换，实现重复利用，节约资源和成本，简化了磁流变阻尼器的组装。

具体而言，当内缸2相对于外缸1向下运动时，主油腔100被压缩空间减小，磁流变液通道200变长，磁流变液从主油腔100向副油腔300流动，此时经过磁场区域的磁流变液会被磁化而使阻尼力变大；当内缸2相对于外缸1向上运动时，磁流变液又从副油腔300流回主油腔100，流经磁场区域时被磁化而使阻尼力变大。因此，在磁流变液来回往复经过励磁线圈3附近时，被磁化的磁流变液会不断为该磁流变阻尼器提供较大的阻尼力。

现有技术中的阻尼器需要在高压腔室12’内充入高压气体来提供反驳力以及体积补偿，导致高压腔室12’的密封难度较大、阻尼器装配困难，需要专门的组装设备完成装配。为解决这一技术问题，本实施例中的磁流变阻尼器还包括补偿组件，补偿组件设置于内缸2和外缸1之间，用于补偿内缸2与外缸1相对运动引起的体积差。

进一步地，补偿组件包括补偿杆4和弹性件5，补偿杆4的一端固设于外缸1的内侧底壁，另一端为自由端，位于主油腔100中，内缸2在补偿杆4和外缸1之间往复运动，补偿杆4和内缸2之间密封连接，且补偿杆4的横截面积和磁流变液通道200的横截面积相等，以实现空间补偿作用。弹性件5套设于补偿杆4上，弹性件5的两端分别抵接于外缸1的内侧底壁和内缸2的底部，弹性件5用于缓冲与吸振，以及提供反驳力。可选地，补偿杆4为圆柱形杆件，弹性件5为弹簧。

可选地，励磁线圈3设置于磁流变液通道200的附近即可，以能够实现产生的磁场作用于磁流变液即可。在本实施例中，励磁线圈3缠绕设置于内缸2靠近磁流变液通道200的外侧壁上，相应地，为实现励磁线圈3的安装，内缸2的外侧壁上开设有环形的凹槽，励磁线圈3缠绕在凹槽中。在其他实施例中，励磁线圈3还可以缠绕在补偿杆4或外缸1上。优选地，可以根据实际需要增加励磁线圈3的缠绕高度(即励磁线圈3的宽度)或增加多级励磁线圈3，以增加磁场的覆盖范围，增大阻尼力。

在本实施例中，磁流变阻尼器还包括第一导向端盖6和第二导向端盖7，第一导向端盖6设置于外缸1和内缸2之间，起到密封和导向作用，第一导向端盖6、外缸1和内缸2之间形成与磁流变液通道200相连通的副油腔300；第二导向端盖7连接于内缸2的底部，同样起到密封和导向作用。

具体而言，第一导向端盖6密封且可拆卸连接于外缸1的顶部，内缸2密封且滑动穿设于第一导向端盖6。该结构下，第一导向端盖6既实现了对内缸2的密封和导向作用，又实现了与外缸1密封且可拆卸连接的目的，便于后期维护拆换各零部件。可选地，第一导向端盖6和外缸1通过法兰、螺栓12及螺母13实现可拆卸连接。

进一步地，内缸2和外缸1之间设置有第一导向密封组件8，可选地，第一导向密封组件8设置于内缸2的下部，实现防止磁流变液通道200中的磁流变液发生泄漏以及对内缸2的下部起到运动导向作用。更进一步地，第一导向密封组件8包括第二密封圈81和导向带82，第二密封圈81和导向带82均设置于内缸2的外壁和外缸1的内壁之间，分别起到密封磁流变液和导向的作用。可选地，第二密封圈81为O型圈，导向带82采用PTFE复合材料制成，耐磨性能良好，可延长使用寿命，降低更换频率。

更进一步地，第一导向端盖6与内缸2之间设置有第二导向密封组件9，第二导向密封组件9能够防止副油腔300中的磁流变液发生泄漏以及对内缸2的往复运动起到导向作用。具体地，第二导向密封组件9包括第二油封91和衬套92，第二油封91设置于第一导向端盖6内壁的环形容置槽中并与内缸2的外壁密封，衬套92位于第二油封91的下方，衬套92设置于第一导向端盖6内壁的另一环形容置槽中并与内缸2的外壁相配合，起到运动导向作用。可选地，第二油封91采用聚氨酯材质制成。

为进一步保证密封效果，第一导向端盖6和外缸1的连接端面之间设置有第三密封圈14，可选地，第三密封圈14为O型圈。

在本实施例中，第二导向端盖7密封且可拆卸连接于内缸2的底部，补偿杆4密封且滑动穿设于第二导向端盖7，弹性件5抵接于第二导向端盖7的底部。该结构下，第二导向端盖7既实现了对补偿杆4的密封和导向作用，又实现了与内缸2密封且可拆卸连接的目的，便于后期维护拆换各零部件。可选地，第二导向端盖7通过螺钉可拆卸连接于内缸2的底部。

具体而言，第二导向端盖7和内缸2之间设置有第一密封圈10，以保证第二导向端盖7和内缸2之间的密封性，防止主油腔100中的磁流变液发生泄漏。可选地，第一密封圈10为O型圈。

第二导向端盖7和补偿杆4之间设置有第一油封11。具体地，第一油封11设置于第二导向端盖7内壁的环形容置槽中并与补偿杆4的外壁密封，以保证第二导向端盖7和补偿杆4之间的密封性，进一步防止主油腔100中的磁流变液发生泄漏。可选地，第一油封11采用聚氨酯材质制成。

本实施例中的磁流变阻尼器还包括扣环15，扣环15的一端连接外缸1的底部，另一端用于与车体连接，以实现磁流变阻尼器与车体的连接。

本实施例提供的磁流变阻尼器结构简单，内缸2、外缸1、第一导向端盖6以及第二导向端盖7等结构均采用可拆卸连接的方式固定，便于后期磁流变液、密封圈、油封等零部件的维修和更换，减少了更换成本及不必要的资源浪费；相较于现有技术取消了传统的活塞阀这一结构，将励磁线圈3与内缸2相结合，可以使用较少量的磁流变液以及获得更大的磁场覆盖区域，本实施例中的磁流变液用量是现有方案的1/2-1/3；相较于现有技术取消了高压腔室，利用弹簧提供反驳力，通过补偿杆4来保证阻尼器在上下振动过程中体积保持不变，从而降低了密封难度，延长各密封圈和油封的使用寿命，且无需专门的组装设备即可便捷完成阻尼器的装配。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种磁流变阻尼器，其特征在于，包括：

外缸(1)；

内缸(2)，密封且滑动设置于所述外缸(1)内，所述内缸(2)上设置有用于注入磁流变液的进液口，所述内缸(2)的内腔为主油腔(100)；所述内缸(2)的外壁和所述外缸(1)的内壁之间形成磁流变液通道(200)和副油腔(300)，所述主油腔(100)和所述副油腔(300)通过所述磁流变液通道(200)连通；所述外缸(1)和所述内缸(2)可拆卸连接；

励磁线圈(3)，封装于所述主油腔(100)和所述副油腔(300)之间，用于产生磁场并作用于所述磁流变液。

2.根据权利要求1所述的磁流变阻尼器，其特征在于，还包括：

补偿组件，设置于所述内缸(2)和所述外缸(1)之间，所述补偿组件用于补偿所述内缸(2)与所述外缸(1)相对运动引起的体积差。

3.根据权利要求2所述的磁流变阻尼器，其特征在于，所述补偿组件包括：

补偿杆(4)，一端固设于所述外缸(1)的底壁，另一端位于所述主油腔(100)中，所述补偿杆(4)和所述内缸(2)之间密封连接；所述补偿杆(4)的横截面积和所述磁流变液通道(200)的横截面积相等；

弹性件(5)，套设于所述补偿杆(4)上，所述弹性件(5)的两端分别抵接于所述外缸(1)的底壁和所述内缸(2)的底部。

4.根据权利要求3所述的磁流变阻尼器，其特征在于，

所述励磁线圈(3)缠绕设置于所述内缸(2)、所述补偿杆(4)或所述外缸(1)上。

5.根据权利要求1所述的磁流变阻尼器，其特征在于，还包括：

第一导向端盖(6)，密封且可拆卸连接于所述外缸(1)的顶部，所述内缸(2)密封且滑动穿设于所述第一导向端盖(6)。

6.根据权利要求3所述的磁流变阻尼器，其特征在于，还包括：

第二导向端盖(7)，密封且可拆卸连接于所述内缸(2)的底部，所述补偿杆(4)密封且滑动穿设于所述第二导向端盖(7)，所述弹性件(5)抵接于所述第二导向端盖(7)的底部。

7.根据权利要求1所述的磁流变阻尼器，其特征在于，

所述内缸(2)和所述外缸(1)之间设置有第一导向密封组件(8)。

8.根据权利要求5所述的磁流变阻尼器，其特征在于，

所述第一导向端盖(6)与所述内缸(2)之间设置有第二导向密封组件(9)。

9.根据权利要求6所述的磁流变阻尼器，其特征在于，

所述第二导向端盖(7)和所述内缸(2)之间设置有第一密封圈(10)。

10.根据权利要求6所述的磁流变阻尼器，其特征在于，

所述第二导向端盖(7)和所述补偿杆(4)之间设置有第一油封(11)。

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