CN114458720A - 一种混合式馈能电磁阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明旨在提供了一种混合式馈能电磁阻尼器,包括活塞杆、上端盖、缸体、线圈、活塞头;所述的活塞杆和活塞头内部设计阻尼通道,形成阶梯形的磁流变液阻尼间隙,增加了有效阻尼通道长度,使得阻尼力的输出增大;所述的哈尔伯奇永磁阵列的径向永磁体内侧安装导体环,防止永磁体直接吸附磁流变液中的磁性颗粒,一方面提高了阻尼力最大值,另一方面阻尼力的调节范围大大增加,使得阻尼力的调节更加灵活智能。本发明混合式馈能电磁阻尼器克服现有阻尼装置输出阻尼力最大值较小、体积较大、结构复杂的缺陷,具有输出阻尼力最大值最大、阻尼力调节范围大、体积小和结构简单的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车悬架阻尼器装置,具体涉及一种混合式馈能电磁阻尼器。
背景技术
在汽车日常行驶时,只有大约14%-26%的燃料能量被用来驱动汽车行驶,其余的能量大部分转化为热能耗散掉了,而馈能式电磁阻尼器可以通过线圈切割磁力线的原理将一部分车轮与车身之间振动产生的热能损耗转化为电能,向外输出电压从而给汽车悬架系统或其他电子元件供电,提高能量的利用率。
现有馈能式电磁阻尼器在设计时,为了增大其阻尼力通常与液压阻尼器或磁流变阻尼器相连接,但其连接方式通常仅为机械连接,造成其体积较大、结构较复杂,同时阻尼力调节起来不方便,实用性不高的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种混合式馈能电磁阻尼器,该阻尼装置克服现有阻尼装置输出阻尼力最大值较小、阻尼力调节范围小、体积较大、结构复杂的缺陷,具有高阻尼力输出、阻尼力调节范围大、体积小和结构简单的特点。
本发明的技术方案如下:
一种混合式馈能电磁阻尼器,包括活塞杆、上端盖、缸体、线圈、活塞头;
所述的缸体与上端盖连接,缸体内部空间注入磁流变液;所述的活塞杆的前端经过上端盖中间的活塞杆孔进入缸体内,能够相对于活塞杆孔滑动;所述的活塞杆与活塞头连接;
所述的缸体的内圆面内设有环形的外磁轭,外磁轭内设有线圈槽,所述的线圈设于线圈槽内,并通过导磁材料进行密封;
所述的活塞头内设有环形的内磁轭,所述的内磁轭的外圆面上设有哈尔伯奇永磁阵列;
所述的活塞杆内设有阻尼通道a,所述的活塞头内设有贯穿其两端面的阻尼通道b,阻尼通道a的入口位于与活塞杆的下部的外圆面上,出口与阻尼通道b连通。
进一步地,所述的活塞头包括芯体、凸环,所述的芯体为圆柱体;所述的芯体外圆面下端上设有凸环,凸环的外圆面与缸体内圆面滑动接触;芯体外圆面和凸环的上端面组成内磁轭。
进一步地,所述的活塞杆的底端面设有封盖,封盖的直径与凸环的直径一致,通过该封盖整体覆盖在活塞头的上端面上,哈尔伯奇永磁阵列的上端与封盖接触;
进一步地,所述的封盖、凸环位于哈尔伯奇永磁阵列之外的端面上分别沿圆周方向间隔设有多个通孔,各个通孔内分别设有第一单向阀,所述的第一单向阀的液流方向为从上往下流动。
进一步地,所述的阻尼通道a的出口处设有第二单向阀,所述的阻尼通道b的下端入口处设有第三单向阀;所述的第三单向阀的液流方向为从下往上流动,所述的第二单向阀的液流方向为从阻尼通道a内向外流动。
进一步地,所述的阻尼通道b为阶梯槽型,各阶梯槽的直径由上至下依次递减;或者为锥体形,锥体的底面位于活塞头上端面,顶面位于活塞头下端面;或者分为上半段管路和下半段管路,上半段管路为圆台形,圆台的底面位于活塞头上端面,顶面位于活塞头内中部,顶面与下半段管路连通,下半段管路为圆柱形,下半段管路的直径与顶面直径一致;或者分为多段,由圆台形和圆柱形交替设置组成,位于上面的圆台的顶面作为下面圆柱的端面,上面的圆柱的端面作为下面圆台的底面。
进一步地,所述的外磁轭内设有线圈槽和线圈间隔均匀设置多组设有两组以上。
进一步地,所述的哈尔伯奇永磁阵列包括轴向永磁体、径向永磁体;所述的轴向永磁体、径向永磁体沿轴向依次间隔排列;所述的径向永磁体的内圆面上设有导体环;所述的相邻轴向永磁体的磁力线方向相反,所述的相邻径向永磁体的磁力线方向相反。
进一步地,所述的还包括密封端盖,所述的密封端盖固定设于上端盖上端面上,密封端盖中间设有对应活塞杆的通孔,所述的活塞杆穿过的该通孔,并能相对于该通孔滑动。
进一步地,所述的上端盖上的活塞杆孔的内圆面上设有环形的润滑件,所述的密封端盖的底面通孔处设有润滑件孔,所述的润滑件的上端伸入并装配于润滑件孔内;所述的活塞杆与润滑件的内圆面滑动接触。
进一步地,所述的缸体内设有浮动活塞,浮动活塞位于活塞头和缸体底部之间;所述的浮动活塞的外圆面上设有密封圈槽a,其内设有密封圈;所述的浮动活塞和缸体内的底面之间的空间内填充有惰性气体。
本发明在活塞杆和活塞头内部设计阻尼通道,形成阶梯形的磁流变液阻尼间隙,增加了有效阻尼通道长度,使得阻尼力的输出增大。
本发明优选方案通过在哈尔伯奇永磁阵列的径向永磁体内侧安装导体环,防止永磁体直接吸附磁流变液中的磁性颗粒,一方面提高了阻尼力最大值,另一方面阻尼力的调节范围大大增加,使得阻尼力的调节更加灵活智能。
本发明优选方案通过将馈能电磁阻尼器与磁流变阻尼器有机结合,一方面增加了最大阻尼力值,同时活塞头内的芯体上的阻尼通道b结构可换,可以适应多种不同工作环境;另一方面整个结构装配件简单,体积较小,实用性较高。
附图说明
图1是本发明的混合式馈能电磁阻尼器结构示意图;
图2是本发明的哈尔伯奇永磁阵列结构示意图;
图3是本发明的阻尼通道b为阶梯槽型结构示意图;
图4是本发明的阻尼通道b为锥体形结构示意图;
图5是本发明的阻尼通道b由圆台形和圆柱形组成的结构示意图;
图6是本发明的阻尼通道b由圆台形和圆柱形交替设置组成的结构示意图;
图中各部分名称及序号如下:
1-活塞杆、2-密封端盖、3-上端盖、4-缸体、5-线圈、6-第一单向阀、7-哈尔伯奇永磁阵列、71-轴向永磁体、72-径向永磁体、73-导体环、8-内磁轭、9-芯体、10-活塞头、11-浮动活塞、12-密封圈、13-润滑件、14-磁流变液、15-外磁轭、16-第二单向阀、17-阻尼通道a、18-阻尼通道b、19-第三单向阀、20-凸环、21-惰性气体、22-封盖。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式进一步详细描述,以下实施例用于说明本发明。
实施例1
如图1-6所示,所述的混合式馈能电磁阻尼器,包括活塞杆1、上端盖3、缸体4、线圈5、活塞头10;
所述的缸体4与上端盖3连接,缸体4内部空间注入磁流变液14;所述的活塞杆1的前端经过上端盖3中间的活塞杆孔进入缸体4内,能够相对于活塞杆孔滑动;所述的活塞杆1与活塞头10连接;
所述的缸体4的内圆面内设有环形的外磁轭15,外磁轭15内设有线圈槽,所述的线圈5设于线圈槽内,并通过导磁材料进行密封;
所述的活塞头10内设有环形的内磁轭8,所述的内磁轭8的2外圆面上设有哈尔伯奇永磁阵列7;
所述的活塞杆1内设有阻尼通道a17,所述的活塞头10内设有贯穿其两端面的阻尼通道b18,阻尼通道a17的出口位于与活塞杆1的下部的外圆面上,入口与阻尼通道b18连通。
所述的活塞头10包括芯体9、凸环20,所述的芯体9为圆柱体;所述的芯体9外圆面下端上设有凸环20,凸环20的外圆面与缸体4内圆面滑动接触;芯体9外圆面和凸环20的上端面组成内磁轭8。
所述的活塞杆1的底端面设有封盖22,封盖22的直径与凸环20的直径一致,通过该封盖22整体覆盖在活塞头10的上端面上,哈尔伯奇永磁阵列7的上端与封盖22接触;
所述的封盖22、凸环20位于哈尔伯奇永磁阵列7之外的端面上分别沿圆周方向间隔设有多个通孔,各个通孔内分别设有第一单向阀6,所述的第一单向阀6的液流方向为从上往下流动。
所述的阻尼通道a17的出口处设有第二单向阀16,所述的阻尼通道b18的下端入口处设有第三单向阀19;所述的第三单向阀19的液流方向为从下往上流动,所述的第二单向阀16的液流方向为从阻尼通道a17内向外流动。
所述的阻尼通道b18为阶梯槽型,各阶梯槽的直径由上至下依次递减;或者为锥体形,锥体的底面位于活塞头10上端面,顶面位于活塞头10下端面;或者分为上半段管路和下半段管路,上半段管路为圆台形,圆台的底面位于活塞头10上端面,顶面位于活塞头10内中部,顶面与下半段管路连通,下半段管路为圆柱形,下半段管路的直径与顶面直径一致;或者分为多段,由圆台形和圆柱形交替设置组成,位于上面的圆台的顶面作为下面圆柱的端面,上面的圆柱的端面作为下面圆台的底面。
所述的外磁轭15内设有线圈槽和线圈5间隔均匀设置多组设有两组以上。
所述的哈尔伯奇永磁阵列7包括轴向永磁体71、径向永磁体72;所述的轴向永磁体71、径向永磁体72沿轴向依次间隔排列;所述的径向永磁体72的内圆面上设有导体环72;所述的相邻轴向永磁体71的磁力线方向相反,所述的相邻径向永磁体72的磁力线方向相反。
所述的还包括密封端盖2,所述的密封端盖2固定设于上端盖3上端面上,密封端盖2中间设有对应活塞杆1的通孔,所述的活塞杆1穿过的该通孔,并能相对于该通孔滑动。
所述的上端盖3上的活塞杆孔的内圆面上设有环形的润滑件13,所述的密封端盖2的底面通孔处设有润滑件孔,所述的润滑件13的上端伸入并装配于润滑件孔内;所述的活塞杆1与润滑件13的内圆面滑动接触。
所述的缸体4内设有浮动活塞11,浮动活塞11位于活塞头10和缸体4底部之间;所述的浮动活塞11的外圆面上设有密封圈槽a,其内设有密封圈12;所述的浮动活塞11和缸体4内的底面之间的空间内填充有惰性气体21。
Claims (10)
1.一种混合式馈能电磁阻尼器,包括活塞杆(1)、上端盖(3)、缸体(4)、线圈(5)、活塞头(10);其特征在于:
所述的缸体(4)与上端盖(3)连接,缸体(4)内部空间注入磁流变液(14);所述的活塞杆(1)的前端经过上端盖(3)中间的活塞杆孔进入缸体(4)内,能够相对于活塞杆孔滑动;所述的活塞杆(1)与活塞头(10)连接;
所述的缸体(4)的内圆面内设有环形的外磁轭(15),外磁轭(15)内设有线圈槽,所述的线圈(5)设于线圈槽内,并通过导磁材料进行密封;
所述的活塞头(10)内设有环形的内磁轭(8),所述的内磁轭(8)的外圆面上设有哈尔伯奇永磁阵列(7);
所述的活塞杆(1)内设有阻尼通道a(17),所述的活塞头(10)内设有贯穿其两端面的阻尼通道b(18),阻尼通道a(17)的出口位于与活塞杆(1)的下部的外圆面上,入口与阻尼通道b(18)连通。
2.如权利要求1所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:所述的活塞头(10)包括芯体(9)、凸环(20),所述的芯体(9)为圆柱体;所述的芯体(9)外圆面下端上设有凸环(20),凸环(20)的外圆面与缸体(4)内圆面滑动接触;芯体(9)外圆面和凸环(20)的上端面组成内磁轭(8)。
3.如权利要求2所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:所述的活塞杆(1)的底端面设有封盖(22),封盖(22)的直径与凸环(20)的直径一致,通过该封盖(22)整体覆盖在活塞头(10)的上端面上,哈尔伯奇永磁阵列(7)的上端与封盖(22)接触;
所述的封盖(22)、凸环(20)位于哈尔伯奇永磁阵列(7)之外的端面上分别沿圆周方向间隔设有多个通孔,各个通孔内分别设有第一单向阀(6),所述的第一单向阀(6)的液流方向为从上往下流动。
4.如权利要求3所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:所述的阻尼通道a(17)的出口处设有第二单向阀(16),所述的阻尼通道b(18)的下端入口处设有第三单向阀(19);所述的第三单向阀(19)的液流方向为从下往上流动,所述的第二单向阀(16)的液流方向为从阻尼通道a(17)内向外流动。
5.如权利要求1所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:所述的阻尼通道b(18)为阶梯槽型,各阶梯槽的直径由上至下依次递减;或者为锥体形,锥体的底面位于活塞头(10)上端面,顶面位于活塞头(10)下端面;或者分为上半段管路和下半段管路,上半段管路为圆台形,圆台的底面位于活塞头(10)上端面,顶面位于活塞头(10)内中部,顶面与下半段管路连通,下半段管路为圆柱形,下半段管路的直径与顶面直径一致;或者分为多段,由圆台形和圆柱形交替设置组成,位于上面的圆台的顶面作为下面圆柱的端面,上面的圆柱的端面作为下面圆台的底面。
6.如权利要求1所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:所述的外磁轭(15)内设有线圈槽和线圈(5)间隔均匀设置多组设有两组以上。
7.如权利要求1所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:所述的哈尔伯奇永磁阵列(7)包括轴向永磁体(71)、径向永磁体(72);所述的轴向永磁体(71)、径向永磁体(72)沿轴向依次间隔排列;所述的径向永磁体(72)的内圆面上设有导体环(72);所述的相邻轴向永磁体(71)的磁力线方向相反,所述的相邻径向永磁体(72)的磁力线方向相反。
8.如权利要求1所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:还包括密封端盖(2),所述的密封端盖(2)固定设于上端盖(3)上端面上,密封端盖(2)中间设有对应活塞杆(1)的通孔,所述的活塞杆(1)穿过的该通孔,并能相对于该通孔滑动。
9.如权利要求8所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:所述的上端盖(3)上的活塞杆孔的内圆面上设有环形的润滑件(13),所述的密封端盖(2)的底面通孔处设有润滑件孔,所述的润滑件(13)的上端伸入并装配于润滑件孔内;所述的活塞杆(1)与润滑件(13)的内圆面滑动接触。
10.如权利要求1所述的混合式馈能电磁阻尼器,其特征在于:所述的缸体(4)内设有浮动活塞(11),浮动活塞(11)位于活塞头(10)和缸体(4)底部之间;所述的浮动活塞(11)的外圆面上设有密封圈槽a,其内设有密封圈(12);所述的浮动活塞(11)和缸体(4)内的底面之间的空间内填充有惰性气体(21)。
Applications Claiming Priority (2)
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CN2021112458237 | 2021-10-26 | ||
CN202111245823 | 2021-10-26 |
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CN202210120558.8A Pending CN114458720A (zh) | 2021-10-26 | 2022-02-09 | 一种混合式馈能电磁阻尼器 |
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CN (1) | CN114458720A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115370697A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-22 | 武汉理工大学 | 一种带有特斯拉阀的恒磁mr阻尼器及减振装置 |
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2022
- 2022-02-09 CN CN202210120558.8A patent/CN114458720A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN115370697A (zh) * | 2022-08-23 | 2022-11-22 | 武汉理工大学 | 一种带有特斯拉阀的恒磁mr阻尼器及减振装置 |
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