CN113606275A - 一种新型磁流变弹性体减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型磁流变弹性体减震器，包括：上吊环、拉压力传感器、连接筋、上端盖、减震筒、第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧、环形磁流变弹性体、线框、线圈、下端盖、张紧减震盘、活塞、活塞杆、下吊环；上吊环与拉压力传感器连接，拉压力传感器与连接筋连接，连接筋嵌入上端盖，上端盖的凸台嵌入减震筒的上端，下端盖的凸台嵌入减震筒的下端，第一缓冲弹簧嵌套在减震筒的外部，连接筋的下端设置有第二缓冲弹簧，第二缓冲弹簧的下端设置有活塞，活塞连接活塞杆，活塞杆连接下吊环，环形磁流变弹性体嵌套在第二缓冲弹簧和活塞的外部，线框设置在减震筒和环形磁流变弹性体之间。本发明采用磁流变弹性体材料使减震器的控制精度高、反应灵敏。
Description
技术领域
本发明涉及减震器技术领域，具体地，涉及一种新型磁流变弹性体减震器。
背景技术
汽车行驶过程中，悬架系统中由于弹性元件受冲击产生震动，为改善汽车行驶平稳性，悬架中与弹性元件并联安装减震器。汽车悬架上所采用的减震器可分为被动式和主动式两种。被动式减震器，比如传统的被动式液压减震器通过油液流过单向阀的阻尼实现减震作用，但其对减震器的密封性要求很高，减振过程会产生大量的热量，无法及时散热，且不能根据路况信息改变减震器阻尼系数，驾驶员与乘客在行车过程中的舒适度得不到最大程度的满足；主动式减震器采用可调节阻尼力和弹簧刚度的主动悬架系统，根据道路条件和车辆行驶条件改变阻尼力和弹簧刚度的大小，以满足乘坐舒适性和行驶安全性的要求，但主动式减震器的结构复杂，成本昂贵。
磁流变弹性体是一种新型的磁流变智能材料，是在磁流变液的基础上发展起来的。将磁流变液中的液态母体用弹性体材料代替，即可制备成磁性粒子分散在弹性体中的复合材料。因此，与磁流变液相比，其不仅保持了可逆、可控、响应快的特性，还具有稳定性好、不易磨损和不易沉降等优点。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型磁流变弹性体减震器，提高减震器的稳定性和反应速度。
根据本发明提供的一种新型磁流变弹性体减震器，包括：上吊环、拉压力传感器、连接筋、上端盖、减震筒、第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧、环形磁流变弹性体、线框、线圈、下端盖、张紧减震盘、活塞、活塞杆、下吊环；所述上吊环与所述拉压力传感器的上端连接，所述拉压力传感器的下端与所述连接筋的上端连接，所述连接筋的下端嵌入所述上端盖的中心，所述连接筋与所述上端盖连接为一体；所述上端盖的下端面的凸台嵌入所述减震筒的上端，所述上端盖与所述减震筒连接；所述下端盖的上端面的凸台嵌入所述减震筒的下端，所述下端盖与所述减震筒连接；所述第一缓冲弹簧嵌套在所述减震筒的外部，所述第一缓冲弹簧的上端与所述上端盖连接，所述第一缓冲弹簧的下端与所述张紧减震盘连接，所述张紧减震盘设置在所述下端盖的下方；所述连接筋的下端设置有所述第二缓冲弹簧，所述第二缓冲弹簧的下端设置有所述活塞，所述活塞的下端连接所述活塞杆，所述活塞杆穿过所述下端盖、所述张紧减震盘的中心，所述活塞杆的下端连接所述下吊环；所述环形磁流变弹性体设置在所述减震筒内部，并嵌套在所述第二缓冲弹簧和所述活塞的外部；所述线框设置在所述减震筒和所述环形磁流变弹性体之间，所述线圈缠绕在所述线框上。
进一步地，还包括电源模块和控制模块，所述电源模块通过导线与所述线圈连接，所述控制模块与所述拉压力传感器和所述电源模块连接。
进一步地，所述活塞的上端嵌入所述第二缓冲弹簧。
进一步地，所述上端盖、所述下端盖、所述活塞上开有通孔。
优选地，所述活塞和所述减震筒的材料为高磁导率、高磁饱和强度的材料。
优选地，所述活塞和所述减震筒的材料是纯铁。
优选地，所述环形磁流变弹性体的材料为羟基铁粉、704硅橡胶和二甲基硅油的混合物。
优选地，所述环形磁流变弹性体中的羟基铁粉、704硅橡胶和二甲基硅油的质量比为2∶7∶1。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明环形磁流变弹性体材料，环形磁流变弹性体为固体，不需要考虑减震器的密封问题，使减震器装置的连接简化。
2、本发明的新型磁流变弹性体减震器，上端盖、下端盖和活塞圆周上都开有通孔，用以散发减震器工作时摩擦产生的热量，使减震器的散热性能优异。
3、本发明的新型磁流变弹性体减震器，采用反应速度快、可逆性好、可控性强的磁流变弹性体材料使减震器的控制精度高，反应灵敏。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的新型磁流变弹性体减震器的剖视图；
图2为本发明提供的新型磁流变弹性体减震器的轴测图；
图3为本发明提供的新型磁流变弹性体减震器的爆炸图。
图中：
1-上吊环；
2-拉压力传感器；
3-连接筋；
4-上端盖；
5-减震筒；
6-第一缓冲弹簧；
7-第二缓冲弹簧；
8-环形磁流变弹性体；
9-线框；
10-线圈；
11-下端盖；
12-张紧减震盘；
13-活塞；
14-活塞杆；
15-下吊环；
16-电源模块；
17-控制模块。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1和图3所示，本发明的新型磁流变弹性体减震器，包括上吊环1、拉压力传感器2、连接筋3、上端盖4、减震筒5、第一缓冲弹簧6、第二缓冲弹簧7、环形磁流变弹性体8、线框9、线圈10、下端盖11、张紧减震盘12、活塞13、活塞杆14、下吊环15、电源模块16、控制模块17。
上吊环1通过双头螺柱与拉压力传感器2连接，拉压力传感器2通过双头螺柱与连接筋3连接。如图1和图2所示，拉压力传感器2封闭在上吊环1和连接筋3围合的区域内。上端盖4和下端盖11的中心开孔，上端盖4和下端盖11的一面带有凸台。连接筋3的下端嵌入上端盖4的中心孔中，并与上端盖4连为一体。上端盖4的凸台位于下侧面，凸台嵌入减震筒5的上端，上端盖4通过螺钉与减震筒5连接。下端盖11的凸台位于上侧面，下端盖11的凸台嵌入减震筒5的下端，下端盖11通过螺钉与减震筒5连接。
第一缓冲弹簧6嵌套在减震筒5的外侧，上端与上端盖4连接，下端与张紧减震盘12连接，张紧减震盘12位于下端盖11的下方。张紧减震盘12通过上下两个螺母的定位张紧第一缓冲弹簧6。
如图1所示，第二缓冲弹簧7位于连接筋3的下方，并嵌入上端盖4的中心孔内。第二缓冲弹簧7的下方设置有活塞13，活塞13的上端嵌入第二缓冲弹簧7的内部，活塞13的下端连接活塞杆14。活塞杆14向下依次穿过下端盖11的中心孔和张紧减震盘12的中心，活塞杆14的下端连接有下吊环15。
环形磁流变弹性体8置于减震筒5内部，并嵌套在第二缓冲弹簧7和活塞13的外部。线框9置于环形磁流变弹性体8和减震筒5之间的凹槽中，线框9上缠绕有线圈10。电源模块16通过导线与线圈10连接，控制模块17与拉压力传感器2和电源模块16连接。
如图1和图3所示，本实施例中，上端4、下端盖11和活塞13的圆周上均匀分布四个圆孔，用以散发减震器工作时因摩擦产生的热量。
活塞13和减震筒5的材料优选高磁导率、高磁饱和强度的纯铁。环形磁流变弹性体8由羟基铁粉、704硅橡胶和二甲基硅油按质量分数2∶7∶1配置而成，从而保证其具有较好的剪切力学性能。这种材料的环形磁流变弹性体8为固体，不用考虑减震器的密封问题。
本实施例中，当减震器中输入电流时，减震器的磁力线从活塞13产生并径向穿过环形磁流变弹性体8进入减震筒5，并沿轴向移动，再从减震筒5径向穿过环形磁流变弹性体8回到活塞13，形成闭合回路。磁力线径向穿过环形磁流变弹性体8时，使环形磁流变弹性体8中的磁性颗粒沿径向分布，从而产生剪切力，阻止活塞13与减震筒5的相对运动，起到缓冲减震的作用。
本实施例中，当车身悬架受振动压向与其相连的磁流变弹性体减震器时，冲击力沿上吊环1传向拉压力传感器2、连接筋3、上端盖4、第一缓冲弹簧6、张紧减震盘12、活塞杆14、下吊环15。当减震筒5整体下降时，挤压第二缓冲弹簧7，使活塞13下行，形成减震器的二次缓冲，此时控制模块17收集拉压力传感器2的数据，控制模块17根据收集的压力数据控制电源模块16输出合适的电流，电流产生的磁力线使环形磁流变弹性体8中的磁性颗粒沿径向成链，从而产生剪切力，阻止活塞13与减震筒5的相对运动，起到缓冲减震的作用。
本发明的新型磁流变弹性体减震器，采用反应速度快、可逆性好、可控性强的磁流变弹性体材料，使减震器的控制精度高、反应灵敏，同时不需要考虑减震器的密封，简化了装置的连接，具有良好的技术效果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种新型磁流变弹性体减震器，其特征在于，包括：上吊环、拉压力传感器、连接筋、上端盖、减震筒、第一缓冲弹簧、第二缓冲弹簧、环形磁流变弹性体、线框、线圈、下端盖、张紧减震盘、活塞、活塞杆、下吊环；所述上吊环与所述拉压力传感器的上端连接，所述拉压力传感器的下端与所述连接筋的上端连接，所述连接筋的下端嵌入所述上端盖的中心，所述连接筋与所述上端盖连接为一体；所述上端盖的下端面的凸台嵌入所述减震筒的上端，所述上端盖与所述减震筒连接；所述下端盖的上端面的凸台嵌入所述减震筒的下端，所述下端盖与所述减震筒连接；所述第一缓冲弹簧嵌套在所述减震筒的外部，所述第一缓冲弹簧的上端与所述上端盖连接，所述第一缓冲弹簧的下端与所述张紧减震盘连接，所述张紧减震盘设置在所述下端盖的下方；所述连接筋的下端设置有所述第二缓冲弹簧，所述第二缓冲弹簧的下端设置有所述活塞，所述活塞的下端连接所述活塞杆，所述活塞杆穿过所述下端盖、所述张紧减震盘的中心，所述活塞杆的下端连接所述下吊环；所述环形磁流变弹性体设置在所述减震筒内部，并嵌套在所述第二缓冲弹簧和所述活塞的外部；所述线框设置在所述减震筒和所述环形磁流变弹性体之间，所述线圈缠绕在所述线框上。
2.根据权利要求1所述的新型磁流变弹性体减震器，其特征在于，还包括电源模块和控制模块，所述电源模块通过导线与所述线圈连接，所述控制模块与所述拉压力传感器和所述电源模块连接。
3.根据权利要求1所述的新型磁流变弹性体减震器，其特征在于，所述活塞的上端嵌入所述第二缓冲弹簧。
4.根据权利要求1所述的新型磁流变弹性体减震器，其特征在于，所述上端盖、所述下端盖、所述活塞上开有通孔。
5.根据权利要求1所述的新型磁流变弹性体减震器，其特征在于，所述活塞和所述减震筒的材料为高磁导率、高磁饱和强度的材料。
6.根据权利要求5所述的新型磁流变弹性体减震器，其特征在于，所述活塞和所述减震筒的材料是纯铁。
7.根据权利要求1所述的新型磁流变弹性体减震器，其特征在于，所述环形磁流变弹性体的材料为羟基铁粉、704硅橡胶和二甲基硅油的混合物。
8.根据权利要求7所述的新型磁流变弹性体减震器，其特征在于，所述环形磁流变弹性体中的羟基铁粉、704硅橡胶和二甲基硅油的质量比为2∶7∶1。
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