CN113775691A - 一种基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，包括中心轴、底盖、螺栓副Ⅰ、壳体、侧盖、齿轮、电流变液可变阻尼装置，所述中心轴设置于壳体内并穿过壳体之底部；所述中心轴之上部设置齿条；所述壳体之底部设置底盖；所述壳体与底盖之间通过螺栓副Ⅰ连接；所述底盖与中心轴之间为滑动配合连接；所述壳体之中部两侧面上分别设置侧盖；所述侧盖与中心轴之间设置齿轮；所述中心轴与齿轮为齿轮齿条配合；所述壳体之中部两侧分别设置电流变液可变阻尼装置；所述电流变液可变阻尼装置之轴伸通过平键与齿轮连接；所述电流变液可变阻尼装置设有角速度信号转换器。本发明结构稳定，智能程度高，能够主动控制汽车减振阻尼器的阻尼力。

Description

一种基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器

技术领域

本发明属于汽车技术领域，进一步属于汽车缓震技术领域，具体涉及一种结构稳定，智能程度高，检修方便，基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器。

背景技术

减振阻尼器是机动车的重要组成部分，其作用是缓和与衰减机动车在行驶过程中因道路凹凸不平受到的冲击和震动，并且保证行车的平顺性与舒适性，提高机动车的使用寿命和操纵的稳定性。减振阻尼器损坏会直接影响驾驶的舒适性、操控性、平顺性，继续使用会导致车辆底盘零件受损，严重时影响制动效果。

目前，减振阻尼器有许多种类，汽车悬架系统中所采用的减振器一般是液力减振器，其工作原理是当车架（或车身）和车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。这种减振阻尼器经过一段时间的使用后，油封、活塞杆会疲劳磨损，漏油，从而大大降低了减振效果；并且阻尼力不可根据汽车载重量、行驶路况的动态变化和驾驶员的驾驶习惯进行动态调整。为此，研究开发一种结构稳定，智能程度高，检修方便，基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器是解决这一问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构稳定，智能程度高，检修方便，基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器。

本发明的目的是这样实现的，包括中心轴、底盖、螺栓副Ⅰ、壳体、侧盖、齿轮、电流变液可变阻尼装置，所述的中心轴设置于壳体内并穿过壳体之底部；所述的中心轴之上部设置齿条；所述的壳体之底部设置底盖；所述的壳体与底盖之间通过螺栓副Ⅰ连接；所述的底盖与中心轴之间为滑动配合连接；所述的壳体之中部两侧面上分别设置侧盖；所述的侧盖与中心轴之间设置齿轮；所述的中心轴与齿轮为齿轮齿条配合；所述的壳体之中部两侧分别设置电流变液可变阻尼装置；所述的电流变液可变阻尼装置之轴伸通过平键与齿轮连接；所述的电流变液可变阻尼装置设有角速度信号转换器。

本发明由中心轴、底盖、螺栓副Ⅰ、壳体、侧盖、齿轮、电流变液可变阻尼装置构成。中心轴与齿轮为齿轮齿条配合，电流变液可变阻尼装置的轴伸通过平键与齿轮连接，这样，通过齿轮齿条机构可以将中心轴的上下运动转换为电流变液可变阻尼装置的转动轴的旋转运动。电流变液可变阻尼装置由转动轴、油封、箱盖、密封垫圈、箱体、电流变液、环形电极板、螺塞、轴承、螺栓副Ⅱ、平键、小齿轮、角速度信号转换器构成，在箱体与箱盖所构成的腔体内装载电流变液，在箱体与箱盖所构成的腔体的两内端面上分别铺设环形电极板，转动轴上靠近箱盖处设有小齿轮，角速度信号转换器与小齿轮之间为齿轮副配合，这样，当转动轴发生转动时，角速度信号转换器就能够及时输出信号，环形电极板可根据角速度信号转换器输出的信号改变电压。

本发明可以根据中心轴震动幅度变化情况改变环形电极板的输出电压，从而改变电流变液粘滞性；转动轴表面和箱体内壁上的剪力齿可提供限制转动轴转动所需的阻尼力；箱体内壁剪力齿较转动轴表面剪力齿要多一个，便于当转动轴相对于箱体转动时保持电流变液流场相似。当汽车震动幅度未达到预定阈值时，环形电极板在此情况下将输出较低电压，使中心轴保持稳定状态；当汽车震动幅度过大时，环形电极板将输出较大电压，从而增大电流变液粘滞性，使剪力齿产生较大阻尼力，限制转动轴转动，使中心轴保持稳定，缓解震动。

本发明可以通过设置减振阻尼器阻尼与中心轴震动幅度的函数关系，更好的提升汽车在行驶过程中的稳定性，并且相关零部件不易失效，使用寿命长。

本发明结构稳定，智能程度高，检修方便，能够主动控制汽车减振阻尼器的阻尼力。

附图说明

图1为本发明之整体结构示意图；

图2为图1之左视示意图；

图3为本发明之电流变液可变阻尼装置结构示意图；

图4为图3之左视示意图；

图5为图3之A-A剖视示意图；

图6为本发明之转动轴示意图；

图7为图6之左视示意图；

图8为本发明之箱体结构示意图；

图9为图8之左视示意图；

图10为本发明之工作状态视示意图。

图中：1-中心轴，2-底盖，3-螺栓副Ⅰ，4-壳体，5-侧盖，6-齿轮，7-电流变液可变阻尼装置，701-转动轴，702-油封，703-箱盖，704-密封垫圈，705-箱体，706-电流变液，707-环形电极板，708-螺塞，709-轴承，710-螺栓副Ⅱ，711-平键，712-小齿轮，713-角速度信号转换器，8-车架，9-减震臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换，均落入本发明保护范围。

如图1～10所示，本发明包括中心轴1，底盖2，螺栓副Ⅰ3，壳体4，侧盖5，齿轮6，电流变液可变阻尼装置7，所述的中心轴1设置于壳体4内并穿过壳体4之底部；所述的中心轴1之上部设置齿条；所述的壳体4之底部设置底盖2；所述的壳体4与底盖2之间通过螺栓副Ⅰ3连接；所述的底盖2与中心轴1之间为滑动配合连接；所述的壳体4之中部两侧面上分别设置侧盖5；所述的侧盖5与中心轴1之间设置齿轮6；所述的中心轴1与齿轮6为齿轮齿条配合；所述的壳体4之中部两侧分别设置电流变液可变阻尼装置7；所述的电流变液可变阻尼装置7之轴伸通过平键与齿轮6连接；所述的电流变液可变阻尼装置7设有角速度信号转换器。

所述的电流变液可变阻尼装置7包括转动轴701，油封702，箱盖703，密封垫圈704，箱体705，电流变液706，环形电极板707，螺塞708，轴承709，螺栓副Ⅱ710，平键711，小齿轮712，角速度信号转换器713；所述的箱体705之左端口处设置箱盖703；所述的箱体705与箱盖703之间设置密封垫圈704所述的箱体705与箱盖703之间通过螺栓副Ⅱ710连接，并最终与壳体4连接；所述的箱体705与箱盖703所构成的腔体内设置电流变液706；所述的箱体705与箱盖703所构成的腔体之两内端面上分别设置环形电极板707；所述的箱体705之右端面上分别设置螺塞708及轴承709；所述的转动轴701设置于箱体705内并穿过箱盖703；所述的转动轴701之右端与箱体705右端面上的轴承709连接；所述的箱盖703之中心位置分别设置油封702及轴承709；所述的转动轴701与箱盖703之间通过轴承709连接；所述的转动轴701上靠近箱盖703处设置小齿轮712；所述的转动轴701与小齿轮712之间通过平键711连接；所述的箱盖703上设置角速度信号转换器713；所述的角速度信号转换器713与小齿轮712之间为齿轮副配合。

所述的箱体705之内表面在水平方向上设置偶数个剪力齿。

所述的转动轴701之位于箱体705内的部分，表面上设置奇数个剪力齿。

所述的箱体705之剪力齿数较转动轴701之剪力齿数多一个。

所述的环形电极板707与其他零件之间保持绝缘。

所述的环形电极板707可根据角速度信号转换器713所输出的信号改变电压。

所述的轴承709为推力轴承。

所述的电流变液706由基础液、固体粒子和添加剂组成。

所述的油封702为骨架式油封。

本发明的工作原理及工作过程：

本发明由中心轴1、底盖2、螺栓副Ⅰ3、壳体4、侧盖5、齿轮6、电流变液可变阻尼装置7构成。中心轴1与齿轮6为齿轮齿条配合，电流变液可变阻尼装置7的轴伸通过平键711与齿轮6连接，这样，通过齿轮齿条机构可以将中心轴1的上下运动转换为电流变液可变阻尼装置7的转动轴的旋转运动。电流变液可变阻尼装置7由转动轴701、油封702、箱盖703、密封垫圈704、箱体705、电流变液706、环形电极板707、螺塞708、轴承709、螺栓副Ⅱ710、平键711、小齿轮712、角速度信号转换器713构成，在箱体705与箱盖703所构成的腔体内装载电流变液706，在箱体705与箱盖703所构成的腔体的两内端面上分别铺设环形电极板707，转动轴701上靠近箱盖703处设有小齿轮712，角速度信号转换器713与小齿轮712之间为齿轮副配合，这样，当转动轴701发生转动时，角速度信号转换器713就能够及时输出信号，环形电极板707可根据角速度信号转换器713输出的信号改变电压。

本发明可以根据中心轴1震动幅度变化情况改变环形电极板707的输出电压，从而改变电流变液706粘滞性；转动轴701表面和箱体705内壁上的剪力齿可提供限制转动轴701转动所需的阻尼力；箱体705内壁剪力齿较转动轴701表面剪力齿要多一个，便于当转动轴701相对于箱体705转动时保持电流变液706流场相似。当汽车震动幅度未达到预定阈值时，环形电极板707在此情况下将输出较低电压，使中心轴1保持稳定状态；当汽车震动幅度过大时，环形电极板707将输出较大电压，从而增大电流变液706粘滞性，使剪力齿产生较大阻尼力，限制转动轴701转动，使中心轴1保持稳定，缓解震动。

本发明可以通过设置减振阻尼器阻尼与中心轴1震动幅度的函数关系，更好的提升汽车在行驶过程中的稳定性。

Claims (10)

1.一种基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，包括中心轴（1）、底盖（2）、螺栓副Ⅰ（3）、壳体（4）、侧盖（5）、齿轮（6）、电流变液可变阻尼装置（7），其特征是：所述的中心轴（1）设置于壳体（4）内并穿过壳体（4）之底部；所述的中心轴（1）之上部设置齿条；所述的壳体（4）之底部设置底盖（2）；所述的壳体（4）与底盖（2）之间通过螺栓副Ⅰ（3）连接；所述的底盖（2）与中心轴（1）之间为滑动配合连接；所述的壳体（4）之中部两侧面上分别设置侧盖（5）；所述的侧盖（5）与中心轴（1）之间设置齿轮（6）；所述的中心轴（1）与齿轮（6）为齿轮齿条配合；所述的壳体（4）之中部两侧分别设置电流变液可变阻尼装置（7）；所述的电流变液可变阻尼装置（7）之轴伸通过平键与齿轮（6）连接；所述的电流变液可变阻尼装置（7）设有角速度信号转换器。

2.根据权利要求1所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的电流变液可变阻尼装置（7）包括转动轴（701）、油封（702）、箱盖（703）、密封垫圈（704）、箱体（705）、电流变液（706）、环形电极板（707）、螺塞（708）、轴承（709）、螺栓副Ⅱ（710）、平键（711）、小齿轮（712）、角速度信号转换器（713）；所述的箱体（705）之左端口处设置箱盖（703）；所述的箱体（705）与箱盖（703）之间设置密封垫圈（704）所述的箱体（705）与箱盖（703）之间通过螺栓副Ⅱ（710）连接，并最终与壳体（4）连接；所述的箱体（705）与箱盖（703）所构成的腔体内设置电流变液（706）；所述的箱体（705）与箱盖（703）所构成的腔体之两内端面上分别设置环形电极板（707）；所述的箱体（705）之右端面上分别设置螺塞（708）及轴承（709）；所述的转动轴（701）设置于箱体（705）内并穿过箱盖（703）；所述的转动轴（701）之右端与箱体（705）右端面上的轴承（709）连接；所述的箱盖（703）之中心位置分别设置油封（702）及轴承（709）；所述的转动轴（701）与箱盖（703）之间通过轴承（709）连接；所述的转动轴（701）上靠近箱盖（703）处设置小齿轮（712）；所述的转动轴（701）与小齿轮（712）之间通过平键（711）连接；所述的箱盖（703）上设置角速度信号转换器（713）；所述的角速度信号转换器（713）与小齿轮（712）之间为齿轮副配合。

3.根据权利要求2所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的箱体（705）之内表面在水平方向上设置偶数个剪力齿。

4.根据权利要求2所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的转动轴（701）之位于箱体（705）内的部分，表面上设置奇数个剪力齿。

5.根据权利要求2所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的箱体（705）之剪力齿数较转动轴（701）之剪力齿数多一个。

6.根据权利要求2所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的环形电极板（707）与其他零件之间保持绝缘。

7.根据权利要求2所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的环形电极板（707）可根据角速度信号转换器（713）所输出的信号改变电压。

8.根据权利要求2所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的轴承（709）为推力轴承。

9.根据权利要求2所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的电流变液（706）由基础液、固体粒子和添加剂组成。

10.根据权利要求2所述的基于电流变液的主动控制可变阻尼汽车减振阻尼器，其特征是：所述的油封（702）为骨架式油封。

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