CN113757297B - 基于u形线圈的磁流变减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种基于U形线圈的磁流变减振器，包括内腔室、外腔室、活塞杆以及励磁装置；所述内腔室和外腔室为筒状结构且内腔室同轴固定设置于外腔室内，所述内腔室和外腔室之间设置有用于将两个腔室连通的液流通道，所述活塞杆的下端伸入至内腔室中且与内腔室上端适形配合；所述内腔室的上端内径小于下端内径；所述励磁装置至少包括上U形励磁单元和下U形励磁单元，所述上U形励磁单元和下U形励磁单元分列于液流通道的上下两侧且上U形励磁单元和下U形励磁单元的U形开口正对；所述上U形励磁单元和下U形励磁单元均包括U形磁芯和绕制于U形磁芯的励磁线圈，能够有效地解决磁流变减振器的励磁时所产生漏磁现象。

Description

基于U形线圈的磁流变减振器
技术领域
本发明涉及一种磁流变减振器，尤其涉及一种基于U形线圈的磁流变减振器。
背景技术
磁流变减振器通过电流励磁以改变减振器内的磁流变液的状态来调节阻尼特性，从而起到减振缓冲的作用，现有的磁流变阻尼器存在磁通泄漏严重而影响阻尼特性的调节，比如：中国发明专利公告号为CN102128231B的文献中提出一种用于改善阻尼力的带有主通道和次通道的磁流变活塞，在活塞体外圆周向有一凹槽，导线在凹槽内缠绕活塞体形成励磁线圈，活塞体作为线圈的铁芯用以引导磁场，线圈产生的磁场在活塞体凹槽两端凸起的引导下穿过阻尼通道，与液体流向垂直。为了更好的控制磁场的走向，还在活塞体外添加了导磁环，用于引导磁场。该磁流变活塞虽然能基本保证穿过阻尼通道的磁场与液体流向垂直，但将活塞体作为励磁线圈的磁芯，即使活塞体外添加了导磁环，活塞体两端的磁通泄露依然较多，磁通利用率较低。中国发明专利CN104948647A的文献中提出一种磁流变减振器的活塞结构，为了增大阻尼力采用了两级线圈，但线圈形式与上述公告号为CN102128231B文献中的相同，都是将活塞体作为铁芯，所以同样存在磁通泄露的问题。中国发明专利公告号为CN101319699A的文献中提出一种具有环状外置磁场发生器的磁流变液减振器，将线圈缠绕在液压缸内筒上，并将阻尼通道设计为多级S形阻尼通道，从而保证磁场方向与阻尼通道内液体流向垂直，但是这种结构不仅存在磁通泄露的问题，同时为了保护励磁线圈需要添加一个外缸筒，使磁流变减振器的结构过于复杂，加工难度与成本较高。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的技术手段。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于U形线圈的磁流变减振器，能够有效地解决磁流变减振器的励磁时所产生漏磁现象，从而能够在通过调整励磁电流准确控制磁流变减振器的阻尼特性，从而确保磁流变减振器的阻尼性能。
本发明提供的一种包括内腔室、外腔室、活塞杆以及励磁装置；
所述内腔室和外腔室为筒状结构且内腔室同轴固定设置于外腔室内，所述内腔室和外腔室之间设置有用于将两个腔室连通的液流通道，所述活塞杆的下端伸入至内腔室中且与内腔室上端适形配合；
所述内腔室的上端内径小于下端内径；
所述励磁装置至少包括上U形励磁单元和下U形励磁单元，所述上U形励磁单元和下U形励磁单元分列于液流通道的上下两侧且上U形励磁单元和下U形励磁单元的U形开口正对；
所述上U形励磁单元和下U形励磁单元均包括U形磁芯和绕制于U形磁芯的励磁线圈。
进一步，还包括励磁单元安装板；
所述安装板为2个，上U形励磁单元和下U形励磁单元分别设置于两个安装板，所述上U形励磁单元和下U形励磁单元均为4个且一一对应，上U形励磁单元和下U形励磁单元沿着安装板的圆周方向均匀布置，同一安装板上的U形励磁单元之间设置有隔离板。
进一步，所述U形磁芯的外侧横截面为等腰三角形结构。
进一步，所述上U形励磁单元和下U形励磁单元的励磁线圈绕制结构相同且励磁线圈的工作电流大小相同方向相反。
进一步，还包括扰流板，所述扰流板为圆形，所述扰流板设置于液流通道且扰流板设置有用于活塞杆通过的过孔，所述过孔与内腔室的轴线共线，所述扰流板的其中一板面固定设置有扰流片。
进一步，所述扰流片为多个并沿扰流板的圆周方向均匀布置，且多个扰流片由扰流板的圆心径向向外形成辐射状。
进一步，所述外腔室的横截面为环状结构，所述外腔室内的下端设置有环状结构的浮动活塞；所述浮动活塞将外腔室隔离成上外腔室和下外腔室，下外腔室内填充气体，上外腔室内填充磁流变液。
本发明的有益效果：通过本发明，能够有效地解决磁流变减振器的励磁时所产生漏磁现象，从而能够在通过调整励磁电流准确控制磁流变减振器的阻尼特性，从而确保磁流变减振器的阻尼性能。
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为本发明的结构示意图。
图2为本发明的U形励磁单元结构示意图。
图3为图2的仰视图。
图4为本发明的扰流板结构示意图。
图5为本发明的安装板结构示意图。
图6为图5的仰视图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做出进一步详细说明：
本发明提供的一种包括内腔室6、外腔室、活塞杆1以及励磁装置；
所述内腔室和外腔室为筒状结构且内腔室同轴固定设置于外腔室内，所述内腔室和外腔室之间设置有用于将两个腔室连通的液流通道11，所述活塞杆1的下端伸入至内腔室6中且与内腔室6适形配合；
所述内腔室6的上端内径小于下端内径；
所述励磁装置至少包括上U形励磁单元3和下U形励磁单元9，所述上U形励磁单元3和下U形励磁单元9分列于液流通道11的上下两侧且上U形励磁单元3和下U形励磁单元9的U形开口正对；
所述上U形励磁单元3和下U形励磁单元9均包括U形磁芯20和绕制于U形磁芯20的励磁线圈21，如图1所示，整个结构中，包括外壳体4、上内壳体13和下内壳体16，其中，上内壳体13和下内壳体16的结构相同且底部正对设置，也就是说上内壳体和下内壳体的开口朝向相反，上内壳体13和下内壳体16同轴，上、下内壳体的外侧壁与外壳体4的侧壁之间形成一个环状结构的外腔室，上内壳体13和下内壳体16的底部外侧之间的间隙形成液流通道11；其中，上内壳体具有一个励磁单元安装腔14和内部中空的结构，励磁单元安装腔环绕于内部中控结构，上下内壳体的中空结构形成内腔室6，其中，上内壳体的中空结构的内径与活塞杆的直径相同，而下内壳体的中空结构的内径大于活塞杆直径，也就是说：上内壳体13的中空结构为内腔室的上端，下内壳体16的中空结构为内腔室的下端，因此，活塞杆与下内壳体的中空结构的内侧壁形成液流间隙，用于磁流变液流动，其中，液流间隙为6-10mm，以8mm为最优，上内壳体13与外腔室之间通过以上盖板15固定连接且密封，且在上盖板15对应于外腔室处设置有注液螺钉18(其螺孔用于注入磁流变液)和排气螺钉19(其螺孔用于排除磁流变液中的气体)，下内壳体16与外壳体4的开口通过下盖板7固定连接且密封；为了对励磁单元进形固定以及保护，在励磁单元安装腔设置有端盖2。通过上述结构，能够有效地解决磁流变减振器的励磁时所产生漏磁现象，从而能够在通过调整励磁电流准确控制磁流变减振器的阻尼特性，从而确保磁流变减振器的阻尼性能。而且，在上述结构下，外腔室环绕于励磁单元安装腔，而外腔室填充有磁流变液，因此，在励磁线圈通电时产生的热量由磁流变液的导热传递到外腔室的外壳体处，而上述结构能够保证外壳体与外部空气的接触面积大，进而提升热交换效率，保证整个磁流变阻尼器能够持续稳定运行。
本实施例中，还包括励磁单元安装板17；
所述安装板17为2个，上U形励磁单元3和下U形励磁单元9分别设置于两个安装板17，所述上U形励磁单元3和下U形励磁单元9均为4个且一一对应，其中，一一对应实质一个上U形励磁单元和一个下U形励磁单元的U形开口正对以及U形开口处的端面同样正对，上U形励磁单元和下U形励磁单元沿着安装板17的圆周方向均匀布置，同一安装板17上的U形励磁单元之间设置有隔离板171，隔离板一方面将相邻两个U形励磁单元隔离，防止相互干扰，另一方面便于端盖的固定，并且，在安装板上还设置有与U形磁芯的横截面形状相同的安装凸起172，便于对U形励磁单元进行安装，便于确保相对应的上U形励磁单元与下U形励磁单元准确对应；通过上述结构，能够确保整个液流通道都具有足够的磁场强度，从而确保磁流变液的状态改变的准确性进而确保整个减振器的阻尼特性。
本实施例中，所述U形磁芯20的外侧横截面为等腰三角形结构，如图2所示，通过该结构，能够有效地进形磁场汇集，避免磁场泄漏，从而确保磁场作用于液流通道，进而使得液流通道的工作面积利用率高，此处的U形磁芯的内外是指U形的内部相对的一侧为内。
本实施例中，所述上U形励磁单元3和下U形励磁单元9的励磁线圈21绕制结构相同且励磁线圈21的工作电流大小相同方向相反，在上述结构下以及正对的上下U形励磁单元，使得励磁线圈在通电流之后形成一个封闭的环形磁场并作用于液流通道(也可称为阻尼通道)上，从而避免磁场泄漏，确保阻尼特性。
本实施例中，还包括扰流板5，所述扰流板5为圆形，所述扰流板5设置于液流通道11且扰流板5设置有用于活塞杆1通过的过孔502，所述过孔502与内腔室6的轴线共线，所述扰流板5的其中一板面固定设置有扰流片501，当然，也可以在扰流板的两侧都设置扰流片，如果没有该结构，当活塞杆向下运动时，对磁流变液挤压，磁流变液将会快速的通过液流通道，从而使得磁场难以充分作用于磁流变液，进而使得阻尼特性得不到保证，因此，通过扰流板的作用，能够减缓磁流变液的流速，从而使得磁场能够充分作用于磁流变液，进而确保阻尼特性。
具体地：所述扰流片501为多个并沿扰流板5的圆周方向均匀布置，且多个扰流片501由扰流板5的圆心径向向外形成辐射状，通过该结构，能够使得磁流变液在活塞杆向下运动时磁流变液向外腔室流动的情况下，由上述结构形成一个扰流，进一步减缓磁流变液的流速，使得整个阻尼器的磁流变液的流动速度均衡，并且确保磁场能够充分作用于液流通道的磁流变液，从而确保磁流变液的阻尼特性。
本实施例中，所述外腔室的横截面为环状结构，所述外腔室内的下端设置有环状结构的浮动活塞10；也就是说，浮动活塞环绕于下内壳体16，所述浮动活塞将外腔室隔离成上外腔室8和下外腔室12，下外腔室8内填充气体，上外腔室12内填充磁流变液。气体采用现有的惰性气体或者氮气，下外腔室一方面用于进行阻尼补偿，另一方面为磁流变液向内腔室回流提供动力。
上述中的上、下均是以图1所示的上下为参考。
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形了详细说明，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形修改或者等同替换，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 (5)

1.一种基于U形线圈的磁流变减振器，其特征在于：包括内腔室、外腔室、活塞杆以及励磁装置；
所述内腔室和外腔室为筒状结构且内腔室同轴固定设置于外腔室内，所述内腔室和外腔室之间设置有用于将两个腔室连通的液流通道，所述活塞杆的下端伸入至内腔室中且与内腔室上端适形配合；
所述内腔室的上端内径小于下端内径；
所述励磁装置至少包括上U形励磁单元和下U形励磁单元，所述上U形励磁单元和下U形励磁单元分列于液流通道的上下两侧且上U形励磁单元和下U形励磁单元的U形开口正对；
所述上U形励磁单元和下U形励磁单元均包括U形磁芯和绕制于U形磁芯的励磁线圈；
所述U形磁芯的外侧横截面为等腰三角形结构；
所述上U形励磁单元和下U形励磁单元的励磁线圈绕制结构相同且励磁线圈的工作电流大小相同方向相反。
2.根据权利要求1所述基于U形线圈的磁流变减振器，其特征在于：还包括励磁单元安装板；
所述安装板为2个，上U形励磁单元和下U形励磁单元分别设置于两个安装板，所述上U形励磁单元和下U形励磁单元均为4个且一一对应，上U形励磁单元和下U形励磁单元沿着安装板的圆周方向均匀布置，同一安装板上的U形励磁单元之间设置有隔离板。
3.根据权利要求1所述基于U形线圈的磁流变减振器，其特征在于：还包括扰流板，所述扰流板为圆形，所述扰流板设置于液流通道且扰流板设置有用于活塞杆通过的过孔，所述过孔与内腔室的轴线共线，所述扰流板的其中一板面固定设置有扰流片。
4.根据权利要求3所述基于U形线圈的磁流变减振器，其特征在于：所述扰流片为多个并沿扰流板的圆周方向均匀布置，且多个扰流片由扰流板的圆心径向向外形成辐射状。
5.根据权利要求1所述基于U形线圈的磁流变减振器，其特征在于：所述外腔室的横截面为环状结构，所述外腔室内的下端设置有环状结构的浮动活塞；所述浮动活塞将外腔室隔离成上外腔室和下外腔室，下外腔室内填充气体，上外腔室内填充磁流变液。
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