CN113586648A - 双向独立阀磁流变阻尼器 - Google Patents

双向独立阀磁流变阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双向独立阀磁流变阻尼器，包括缸筒、设置于缸筒端部的左端盖、右端盖以及设置于缸筒内并可沿缸筒轴线方向往复运动的阀体机构；所述阀体机构包括活塞杆、活塞外套筒、设置于活塞外套筒左端的限位挡板、设置于活塞外套筒内并与活塞杆连接设置的阀芯以及设置于限位挡板与阀芯之间的左阀体组件；本技术方案的双向独立阀磁流变阻尼器，将被动式阻尼器和半主动阻尼器结合起来，解决了被动式阻尼器输出力值单一以及半主动阻尼器过于依赖控制算法的问题，同时解决了实际工况对压缩和复原力值需求不同的问题，可以有效的在被动阻尼器的基础上扩大所需阻尼力的调节范围。

Description

双向独立阀磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及磁流变领域，具体涉及一种双向独立阀磁流变阻尼器。
背景技术
目前的常用的阻尼器中，被动式阻尼器难以根据实际工况对输出力值进行调节；传统对称式磁流变阻尼器在常规控制算法下难以满足的实际工况对阻尼力的需要，精确的控制算法又较复杂，会极大的增加成本。
为此本文提出了一种将被动式阻尼器和磁流变半主动阻尼器结合的新型阻尼器，在被动式阻尼器的基础上增加了半主动的特性及优势，扩大了被动式减振器的输出力值范围，同时采用双向独立控制阀结构，可极大的减少对控制算法的依赖性。
发明内容
有鉴于此，本技术方案的磁流变阻尼器，为了改变被动式阻尼器阻尼力值难以根据实际工况进行调节，传统对称式磁流变阻尼器对控制算法的过度依赖的问题，本文提出了一种将被动式阻尼器和磁流变半主动阻尼器结合的新型阻尼器，在被动式阻尼器的基础上增加了半主动的特性及优势，同时采用双向独立控制阀结构，可极大的减少对控制算法的依赖性。
一种双向独立阀磁流变阻尼器，包括缸筒、设置于缸筒端部的左端盖、右端盖以及设置于缸筒内并可沿缸筒轴线方向往复运动的阀体机构；所述阀体机构包括活塞杆、活塞外套筒、设置于活塞外套筒左端的限位挡板、设置于活塞外套筒内并与活塞杆连接设置的阀芯以及设置于限位挡板与阀芯之间的左阀体组件。
进一步，所述左阀体组件包括外套于活塞杆并贴合设置于限位挡板上的左半球垫圈以及设置于左半球垫圈与阀芯左端面之间的左阀片；磁流变液轴向流动可推动所述左阀片弯折贴合于左半球垫圈外表面。
进一步，所述阀芯与活塞杆固定连接设置，阀芯上开设有可供磁流变液轴向流动的压缩被动阻尼通道和复原被动阻尼通道，所述阀芯与活塞外套筒之间间隔布置并形成第一环流通道，所述活塞外套筒与缸筒之间间隔布置并形成第二环流通道。
进一步，所述左阀片与活塞杆同轴布置，所述左阀片用于对压缩被动阻尼通道进行开启或者关闭。
进一步，所述活塞杆上设置有用于安装限位挡板的限位台阶，所述限位挡板安装于限位台阶处并轴向贴合设置于活塞外套筒的左端面，所述限位挡板上设置有用于磁流变液流动的挡板通孔。
进一步，所述左半球垫圈为半球状且左半球垫圈与活塞杆同轴设置，所述左半球垫圈右端面抵持于左阀片。
进一步，所述活塞杆右端设置有活塞杆台阶，所述活塞杆台阶处外套安装有隔磁圈且隔磁圈抵持于活塞外套筒右端面；所述活塞外套筒右端面上设置有右半球垫圈，右半球垫圈外套于活塞杆右端，所述阀芯右端面与右半球垫圈之间设置有右阀片。
进一步，所述右阀片与左阀片相对于阀芯轴线方向呈旋转对称布置，所述右阀片用于对复原被动阻尼通道进行开启或关闭，所述左阀片和右阀片结构相同且两个阀片上均设置有阀片小孔。
进一步，所述阀芯周向方向开设有定位环槽，所述环槽内安装有永磁环，所述永磁环上绕设有磁变线圈；所述活塞外套筒周向方向开设有用于安装隔磁环的外筒环槽，所述隔磁环和永磁环在同一圆周方向上。
进一步，所述阀体机构和右端盖之间设置有浮动活塞，所述右端盖上设置有气门芯。
本发明的有益效果是：
本技术方案的双向独立阀磁流变阻尼器，将被动式阻尼器和半主动阻尼器结合起来，解决了被动式阻尼器输出力值单一以及半主动阻尼器过于依赖控制算法的问题，同时解决了实际工况对压缩和复原力值需求不同的问题，可以有效的在被动阻尼器的基础上扩大所需阻尼器的调节范围。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明限位挡板示意图；
图3为本发明阀芯示意图；
图4为本发明左阀片示意图；
图5为传统阻尼器的调节范围示意图；
图6为本发明阻尼器的调节范围示意图。
具体实施方式
图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明限位挡板示意图；图3为本发明阀芯示意图；图4为本发明左阀片示意图；图5为传统阻尼器的调节范围示意图；图6为本发明阻尼器的调节范围示意图；如图所示，一种双向独立阀磁流变阻尼器，包括缸筒4、设置于缸筒4端部的左端盖2、右端盖12以及设置于缸筒4内并可沿缸筒轴线方向往复运动的阀体机构；所述阀体机构包括活塞杆1、活塞外套筒6、设置于活塞外套筒6左端的限位挡板5、设置于活塞外套筒6内并与活塞杆1连接设置的阀芯7以及设置于限位挡板5与阀芯7之间的左阀体组件，左端盖2与阀体机构之间还设置有导向密封座3用于对活塞杆进行导向作用(左右方向即图2中水平的左右方向)。本技术方案的双向独立阀磁流变阻尼器，将被动式阻尼器和半主动阻尼器结合起来，解决了被动式阻尼器输出力值单一以及半主动阻尼器过于依赖控制算法的问题，同时解决了实际工况对压缩和复原力值需求不同的问题，可以有效的在被动阻尼器的基础上扩大所需阻尼力的调节范围。
本实施例中，所述左阀体组件包括外套于活塞杆1并贴合设置于限位挡板5上的左半球垫圈19以及设置于左半球垫圈19与阀芯7左端面之间的左阀片18；磁流变液轴向流动可推动所述左阀片弯折贴合于左半球垫圈外表面。活塞杆1轴向贯穿左端盖2和导向密封座3并通过阀芯轴线方向开设的定位孔实现二者的固定连接，活塞外套筒6左端面上开设有套筒定位槽，用于安装限位挡板5，左半球垫圈19贴合安装于限位挡板5的右侧面上，左阀片18贴合于左半球垫圈19的顶面上，当磁流变液从右往左流动时，流速达到一定速度即可将左阀片推动，使得左阀片逐渐贴合在左半球垫圈19上。
本实施例中，所述阀芯7与活塞杆1固定连接设置，阀芯7上开设有可供磁流变液轴向流动的压缩被动阻尼通道17和复原被动阻尼通道16，所述阀芯7与活塞外套筒6之间间隔布置并形成第一环流通道9，所述活塞外套筒6与缸筒4之间间隔布置并形成第二环流通道10。压缩被动阻尼通道17和复原被动阻尼通道16的截面均为弧形结构且压缩被动阻尼通道17的孔径比复原被动阻尼通道16大，可以使复原和压缩工况的力值有所差异，第一环流通道9和第二环流通道10确保磁流变液正常流动。压缩运动时，压缩被动阻尼通道打开，复原被动阻尼器通道关闭，磁流变液从右侧腔室经过压缩被动阻尼通道、第一环流通道以及第二环流通道流向左侧腔室，左侧控制阀压开口大小受到压力和左侧限位垫圈的影响；复原运动时，复原被动阻尼通道打开，压缩被动阻尼器通道关闭，磁流变液从左侧腔室经过复原被动阻尼通道、第一环流通道以及第二环流通道流向右侧腔室，右侧控制阀压开口大小受到压力和右侧限位垫圈的影响；压缩被动阻尼通道和复原被动阻尼通道大小不同，可满足压缩、复原工况对力值需求不同的情况；且压缩和复原工况独立控制，输出力值可以通过调节电流大小来控制。
本实施例中，所述左阀片18与活塞杆1同轴布置，所述左阀片18用于对压缩被动阻尼通17道进行开启或者关闭。左阀片18为两个半径不同的类似扇形结构片合围而成，阀片中部开设有定位孔，用于和活塞杆配合安装，左阀片18的部分完全覆盖于压缩阻尼通道17上，起到对通道的开启或者关闭，阀片上开设有弧形小孔，使用时只有小部分从弧形小孔处流过，确保磁流变液流动更加平稳。
本实施例中，所述活塞杆1上设置有用于安装限位挡板的限位台阶，所述限位挡板5安装于限位台阶处并轴向贴合设置于活塞外套筒6的左端面，所述限位挡板5上设置有用于磁流变液流动的挡板通孔。活塞杆1上的限位台阶确保对限位挡板的安装定位，限位挡板5上开设有多个弧形结构的挡板通过，确保磁流变液的稳定流通。
本实施例中，所述左半球垫圈19为半球状且左半球垫圈19与活塞杆同轴设置，所述左半球垫圈19右端面抵持于左阀片18。限位挡板5与阀芯之间形成的空腔起到对垫圈和阀片的定位安装作用，确保了阀片的正常运作。
本实施例中，所述活塞杆1右端设置有活塞杆台阶，所述活塞杆台阶处外套安装有隔磁圈20且隔磁圈20抵持于活塞外套筒6右端面；所述活塞外套筒右端面上设置有右半球垫圈14，右半球垫圈14外套于活塞杆右端，所述阀芯右端面与右半球垫圈之间设置有右阀片15，同时活塞外套筒与阀芯之间通过螺钉21连接。所述右阀片15与左阀片18相对于阀芯轴线方向整体呈旋转对称布置，所述右阀片18用于对复原被动阻尼通道进行开启或关闭，所述左阀片和右阀片结构相同且两个阀片上均设置有阀片小孔。左右两个阀片相对于轴线呈旋转对称结构布置，右阀片起到了对复原被动阻尼通道的开启或者关闭的作用。
本实施例中，所述阀芯7周向方向开设有定位环槽，所述环槽内安装有永磁环8，所述永磁环8上绕设有磁变线圈；所述活塞外套筒周向方向开设有用于安装隔磁环的外筒环槽，所述隔磁环和永磁环8在同一圆周方向上。活塞上镶嵌有永磁体，可以使阻尼器在断电情况下依旧发挥作用，活塞外套筒由导磁和隔磁环构成，用于构建目标磁路。
本实施例中，所述阀体机构和右端盖之间设置有浮动活塞11，所述右端盖12上设置有气门芯13。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：包括缸筒、设置于缸筒端部的左端盖、右端盖以及设置于缸筒内并可沿缸筒轴线方向往复运动的阀体机构；所述阀体机构包括活塞杆、活塞外套筒、设置于活塞外套筒左端的限位挡板、设置于活塞外套筒内并与活塞杆连接设置的阀芯以及设置于限位挡板与阀芯之间的左阀体组件。
2.根据权利要求1所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述左阀体组件包括外套于活塞杆并贴合设置于限位挡板上的左半球垫圈以及设置于左半球垫圈与阀芯左端面之间的左阀片；磁流变液轴向流动可推动所述左阀片弯折贴合于左半球垫圈外表面。
3.根据权利要求2所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述阀芯与活塞杆固定连接设置，阀芯上开设有可供磁流变液轴向流动的压缩被动阻尼通道和复原被动阻尼通道，所述阀芯与活塞外套筒之间间隔布置并形成第一环流通道，所述活塞外套筒与缸筒之间间隔布置并形成第二环流通道。
4.根据权利要求3所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述左阀片与活塞杆同轴布置，所述左阀片用于对压缩被动阻尼通道进行开启或者关闭。
5.根据权利要求4所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞杆上设置有用于安装限位挡板的限位台阶，所述限位挡板安装于限位台阶处并轴向贴合设置于活塞外套筒的左端面，所述限位挡板上设置有用于磁流变液流动的挡板通孔。
6.根据权利要求5所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述左半球垫圈为半球状且左半球垫圈与活塞杆同轴设置，所述左半球垫圈右端面抵持于左阀片。
7.根据权利要求3所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞杆右端设置有活塞杆台阶，所述活塞杆台阶处外套安装有隔磁圈且隔磁圈抵持于活塞外套筒右端面；所述活塞外套筒右端面上设置有右半球垫圈，右半球垫圈外套于活塞杆右端，所述阀芯右端面与右半球垫圈之间设置有右阀片。
8.根据权利要求7所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述右阀片与左阀片相对于阀芯轴线方向呈旋转对称布置，所述右阀片用于对复原被动阻尼通道进行开启或关闭，所述左阀片和右阀片结构相同且两个阀片上均设置有阀片小孔。
9.根据权利要求8所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述阀芯周向方向开设有定位环槽，所述环槽内安装有永磁环，所述永磁环上绕设有磁变线圈；所述活塞外套筒周向方向开设有用于安装隔磁环的外筒环槽，所述隔磁环和永磁环在同一圆周方向上。
10.根据权利要求9所述的双向独立阀磁流变阻尼器，其特征在于：所述阀体机构和右端盖之间设置有浮动活塞，所述右端盖上设置有气门芯。
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