CN114658788A - 磁流变液减振器及氢瓶保护支架 - Google Patents

磁流变液减振器及氢瓶保护支架 Download PDF

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Abstract

本发明公开了磁流变液减振器及氢瓶保护支架。磁流变液减振器包括:固定部，固定部设有滑移件安装室、减振液腔以及断电减振流道；滑移件安装室内滑移连接有第一流道封闭件；第一磁场发生件；减振连接部，减振连接部设有伸入部和活塞体；活塞体设有主减振流道，主减振流道的横截面积大于断电减振流道的横截面积；主流道通断控制结构；主流道通断控制结构包括磁性部、封堵件和封堵弹性件，封堵弹性件使封堵件始终具有封堵主减振流道的趋势，封堵件与主减振流道对应设置；第二磁场发生件，第二磁场发生件与第一磁场发生件串联并且电性连接。氢瓶保护支架，包括主架体、氢瓶安装架和磁流变液减振器，氢瓶安装架设有氢瓶安装槽。

Description

磁流变液减振器及氢瓶保护支架
技术领域
本发明涉及减振装置技术领域，特别是磁流变液减振器及氢瓶保护支架。
背景技术
现有的磁流变液减振器是是利用电磁反应，以来自监测车身和车轮运动传感器的输入信息为基础，对路况和驾驶环境做出实时响应以达到减振需求的装置。磁流变液体是一种磁性软粒悬浮液，当液体被注入减振器活塞内的电磁线圈后，线圈的磁场将改变其流变特性(或产生流体阻力)，从而在没有机电控制阀、且机械装置简单的情形下，产生反应迅速、可控性强的阻尼力。
由于磁流变液自身的特性，当磁流变液减振器的电路出现异常时，如磁流变液减振器的线圈无法通电的情况，磁流变液的阻尼值无法改变，这样磁流变液的阻尼值较低，无法承担较好地减振耗能作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供磁流变液减振器及氢瓶保护支架，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
磁流变液减振器，设有相互正交的X轴和Y轴，所述磁流变液减振器包括:
固定部，所述固定部设有滑移件安装室、减振液腔以及断电减振流道；所述滑移件安装室和所述减振液腔沿X轴排布；所述断电减振流道的两端分别设为第一辅助连接端和第二辅助连接端，所述第一辅助连接端设置于所述第二辅助连接端远离所述滑移件安装室的一侧，所述第一辅助连接端始终与所述减振液腔连通；所述滑移件安装室内滑移连接有第一流道封闭件，所述第一流道封闭件为磁性构件；
第一磁场发生件，所述第一磁场发生件与所述固定部固定连接；
减振连接部，所述减振连接部设有伸入部和活塞体；所述伸入部伸入至所述减振液腔中，所述活塞体与所述伸入部固定连接，所述活塞体以及所述伸入部均与所述减振液腔滑移连接，所述活塞体将所述减振液腔分为第一液室和第二液室，所述第一液室和所述第二液室沿X轴排布，所述活塞体设有主减振流道，所述主减振流道的横截面积大于所述断电减振流道的横截面积，所述主减振流道的两端分别与所述第一液室以及所述第二液室相连通；
主流道通断控制结构，所述流道通断控制结构安装于所述减振连接部连接，所述主流道通断控制结构与所述活塞体相对滑移连接；所述主流道通断控制结构包括磁性部、封堵件和封堵弹性件，所述封堵弹性件使所述封堵件始终具有封堵所述主减振流道的趋势，所述磁性部与所述封堵件相对固定，所述封堵件与所述主减振流道对应设置；
第二磁场发生件，所述第二磁场发生件固定安装于所述减振连接部，所述第二磁场发生件与所述第一磁场发生件串联并且电性连接。
通过上述技术方案，当出现特殊情况导致电路失效时，触发断电保护，软磁材料制成的第一流道封闭件在正常工作时会在电磁效应下紧紧吸在固定部的特定结构处，封堵了第二辅助连接端，出发断电保护后，失去磁性，第一流道封闭件被之前压缩的磁流变液的压力推开，从而使第二辅助连接端与第二液室连通，并且此时由于第一磁场发生件和第二磁场发生件串联，第二磁场发生件也会断电失去磁性，封堵件会由于封堵弹性件的作用而对主减振流道进行封堵。此时磁流变液再受到振动冲击时，活塞体挤压磁流变液会使磁流变液流经断电减振流道，在第一液室和第二液室之间发生液体的流动，提高了断电后磁流变液减振器的阻尼值，解决了断电后磁流变液减振器的阻尼值较低的问题，使断电后的磁流变液减振器依旧能起到较好地耗能减振作用。
作为上述技术方案的进一步改进，所述固定部设置为磁性材质。
通过上述技术方案，磁性材质能起到增大吸附第一流道封闭件的力的作用，保证第一流道封闭件不易滑移，以避免第二辅助连接端在不必要的情况下与第二液室连通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述固定部设置为软磁材质。
通过上述技术方案，软磁材质支撑的固定部使固定部的磁场强度能依据软件调节。
作为上述技术方案的进一步改进，所述滑移件安装室内设置有加压弹性件，所述加压弹性件使所述第一流道封闭件始终具有向所述第一辅助连接端移动的趋势。
通过上述技术方案，加压弹性件能起到增大第一流道封闭件对第二辅助连接端封闭的力，以避免第二辅助连接端在不必要的情况下与第二液室连通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述伸入部固定连接有限位件，所述限位件内置于所述滑移件安装室内，所述限位件设置于所述第一流道封闭件远离所述第一辅助连接端的一侧。
通过上述技术方案，限位件能避免第一流道封闭件脱离伸入部，以避免阻尼液泄漏。
作为上述技术方案的进一步改进，所述固定部与所述减振连接部之间设有导向杆，所述导向杆沿X轴延伸，所述固定部、所述减振连接部分别与所述导向杆相对固定、相对滑移连接。
通过上述技术方案，导向杆用于对固定部和减震连接部进行限位，避免固定部和减震连接部发生相对转动。
作为上述技术方案的进一步改进，所述固定部与所述减振连接部之间设有复位弹性件，所述复位弹性件使所述固定部与所述减振连接部具有相互远离的趋势。
通过上述技术方案，复位弹性件用于使固定部和减振连接部进行复位。
氢瓶保护支架，包括主架体、氢瓶安装架和如上述任一项所述的磁流变液减振器，所述氢瓶安装架与所述主架体通过所述磁流变液减振器连接，所述氢瓶安装架设有氢瓶安装槽。
通过上述技术方案，提高了断电后磁流变液减振器的阻尼值，解决了断电后磁流变液减振器的阻尼值较低的问题，使断电后的磁流变液减振器依旧能起到较好地耗能减振作用。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主架体包括环形防撞梁，所述氢瓶安装架以及所述磁流变液减振器均设置于所述环形防撞梁的内侧。
通过上述技术方案，该氢瓶保护支架固定安装在燃料电池汽车的底盘上，当汽车受到撞击时，环形防撞梁可溃缩吸能，减少外部的冲击力，同时水平布置的磁流变液减振器可根据传感器传来的碰撞冲击力大小，调节内部第一磁场发生件的电流，改变磁流变液的阻尼，进一步的吸收撞击能量，保护氢瓶。
作为上述技术方案的进一步改进，所述主架体还包括底部框架，所述底部框架与所述环形防撞梁相对滑移，所述环形防撞梁与所述底部框架之间设有缓冲弹性件，所述缓冲弹性件使所述底部框架与所述环形防撞梁具有相互远离的趋势。
通过上述技术方案，缓冲弹性件对环形防撞梁进行缓冲。
本发明的有益效果是：提高了断电后磁流变液减振器的阻尼值，解决了断电后磁流变液减振器的阻尼值较低的问题，使断电后的磁流变液减振器依旧能起到较好地耗能减振作用。
本发明用于减振装置技术领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的氢瓶安装架的结构示意图；
图3是本发明实施例的磁流变液减振器的结构示意图。
图中，100、主架体；110、环形防撞梁；111、平直边；112、弧形边；120、底部框架；200、氢瓶安装架；210、固定梁；220、氢瓶安装金属圈；230、橡胶圈；300、固定部；301、第一磁场发生件；310、滑移件安装室；311、加压弹性件；320、减振液腔；321、第一液室；322、第二液室；330、断电减振流道；331、第一辅助连接端；332、第二辅助连接端；400、减振连接部；410、伸入部；411、限位件；412、第二磁场发生件；413、铁芯；420、活塞体；421、主减振流道；500、第一流道封闭件；600、主流道通断控制结构；610、磁性部；620、封堵件；630、封堵弹性件；701、导向杆；702、复位弹性件。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1至图3，氢瓶保护支架，包括主架体100、氢瓶安装架200和磁流变液减振器。
主架体100包括环形防撞梁110和底部框架120。
环形防撞梁110设有四个边。其中两个边为平直且相互平行的边，设为平直边111。另外两个边呈互为镜像设置的弧形结构，设为弧形边112，弧形的圆心设置于环形防撞梁110的内侧。
底部框架120为两个底部纵梁，两个底部纵梁相互平行设置，两个底部纵梁对应设置于环形防撞梁110的两个弧形边112的下方。两个底部纵梁通过四根立柱与环形防撞梁110滑移连接。环形防撞梁与底部框架之间设有缓冲弹性件，缓冲弹性件使底部框架与环形防撞梁具有相互远离的趋势。
氢瓶安装架200包括两个固定梁210和氢瓶安装金属圈220。两个固定梁210均与平直边111平行设置。氢瓶安装金属圈220通过两个半圈组合形成，两个半圈围设形成有氢瓶安装槽，氢气瓶安装于氢瓶安装槽中。半圈的两端均通过紧固螺栓与固定梁210进行固定，半圈与固定梁210之间还装有橡胶垫圈，并且半圈的内侧固定连接有一层用于增大摩擦力、防止氢气瓶转动的橡胶圈230。
磁流变液减振器安装于固定梁210和平直边111之间。
磁流变液减振器设有X轴和Y轴，磁流变液减振器包括固定部300、第一磁场发生件301和减振连接部400。
固定部300由两个部分组成，一部分为软磁材料制成(具体地采用铁质制成，图中虚线方框的部分)、另一部分为磁导率低的材料制成。固定部300内设有滑移件安装室310、减振液腔320和断电减振流道330。滑移件安装室310与减振液腔320沿X轴排布。断电减振流道330设置于减振液腔320的旁侧，断电减振流道330的两端分别设为第一辅助连接端331和第二辅助连接端332，第一辅助连接端331设置于第二辅助连接端332远离滑移件安装室310的一侧，第一辅助连接端331始终与减振液腔320连通。
滑移件安装室310内安装有第一流道封闭件500和加压弹性件311。第一流道封闭件500为铁质构件(在其他实施例中，也可采用其他金属软磁材料制成第一流道封闭件500)，第一流道封闭件500与滑移件安装室310滑移连接，第一流道封闭件500相对于滑移件安装室310沿X轴运动。第一流道封闭件500的侧壁与滑移件安装室310的内壁之间设有密封圈，以防止磁流变液泄漏。加压弹性件311为压缩弹簧，加压弹性件311使第一流道封闭件500始终具有向第一辅助连接端331移动的趋势，第一流道封闭件500的厚度大于第二辅助连接端332的开口在X轴上的最大宽度，以使第一流道封闭件500完全封闭第二辅助连接端332。
第一磁场发生件301固定于固定部300的使用软磁材质制成的部分的外周，第一磁场发生件301设置为线圈。第一磁场发生件301通电后会产生磁场，以吸附第一流道封闭件500，使第一流道封闭件500沿X轴运动，并压缩磁流变液增强磁流变液的阻尼，以使得第二辅助连接端332被封闭。
减振连接部400设有伸入部410和活塞体420。伸入部410伸入至减振液腔320中，伸入部410的一端伸入至滑移件安装室310中，并且该端固定连接有限位件411。活塞体420与伸入部410固定连接，活塞体420以及伸入部410均与减振液腔320滑移连接。活塞体420将减振液腔320分为沿X轴排布的第一液室321和第二液室322。活塞体420内开设有主减振流道421，主减振流道421的两端分别与第一液室321以及第二液室322相连通。主减振流道421的横截面积大于断电减振流道330的横截面积。
伸入部410远离滑移件安装室310的一端固定连接有第二磁场发生件412，第二磁场发生件412设置为线圈，第二磁场发生件412与第一磁场发生件301串联并且电性连接，当第一磁场发生件301无电流通过时，第二磁场发生件412也无电流通过，使第一磁场发生件301和第二磁场发生件412同时产生磁场或同时不产生磁场。并且伸入部410与第二磁场发生件412对应的位置安装有由软磁材料制成的铁芯413，该铁芯413用于使第二磁场发生件412所产生的磁力线汇集，使铁芯413两端的磁力增大。
减振连接部400滑移连接有主流道通断控制结构600。主流道通断控制结构600包括磁性部610、封堵件620和封堵弹性件630，磁性部610与伸入部410滑移连接，磁性部610设置于铁芯413靠近滑移件安装室310的一侧，封堵弹性件630设置于磁性部610与铁芯413之间，封堵弹性件630设置为压缩弹簧，封堵弹性件630使磁性部610始终具有向铁芯413远离的趋势，以使得封堵件620始终具有封堵主减振流道421的趋势。磁性部610与封堵件620固定连接，封堵件620从伸入部410伸出，并且伸入至活塞体420中，封堵件620远离磁性部610的一端设有锥状的堵塞头，堵塞头用于封堵主减振流道421。
固定部300与减振连接部400之间设有导向杆701，导向杆701沿X轴延伸，导向杆701的一端与固定部300固定连接，另一端与减振连接部400滑移连接。固定部300与减振连接部400之间还设有复位弹性件702，复位弹性件702设置为压缩弹簧，复位弹性件702的两端分别与固定部300以及减振连接部400抵接。
固定部300和平直边111通过螺钉固定连接，减振连接部400和固定梁210通过螺钉固定连接。
在其他实施例中，可采用多层叠放的氢瓶保护支架。
工作原理：该氢瓶保护支架固定安装在燃料电池汽车的底盘上，当汽车受到撞击时，环形防撞梁110可溃缩吸能，减少外部的冲击力，同时水平布置的磁流变液减振器可根据传感器传来的碰撞冲击力大小，调节内部第一磁场发生件301的电流，改变磁流变液的阻尼，进一步的吸收撞击能量，保护氢瓶。
磁流变液减振器在正常工作时，外部的振动通过伸入部410传入磁流变液减振器内部，推动活塞体420挤压磁流变液，磁流变液流经主减振流道421，在第一液室321和第二液室322之间发生液体的流动，流经主减振流道421产生阻尼力来减缓振动，可通过调节第一磁场发生件301的电流大小来改变磁场强度，从而改变磁流变液的阻尼力来满足不同的减振需求。
当出现特殊情况导致电路失效时，触发断电保护，软磁材料制成的第一流道封闭件500在正常工作时会在电磁效应下紧紧吸在固定部300的特定结构处，封堵了第二辅助连接端332，出发断电保护后，失去磁性，第一流道封闭件500被之前压缩的磁流变液的压力推开，从而使第二辅助连接端332与第二液室322连通，并且此时由于第一磁场发生件301和第二磁场发生件412串联，第二磁场发生件412也会断电失去磁性，封堵件620会由于封堵弹性件630的作用而对主减振流道421进行封堵。此时磁流变液再受到振动冲击时，活塞体420挤压磁流变液会使磁流变液流经断电减振流道330，在第一液室321和第二液室322之间发生液体的流动，避免了磁流变液减振器意外断电后减振效果几乎为零的尴尬。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.磁流变液减振器，其特征在于：设有相互正交的X轴和Y轴，所述磁流变液减振器包括:
固定部(300)，所述固定部(300)设有滑移件安装室(310)、减振液腔(320)以及断电减振流道(330)；所述滑移件安装室(310)和所述减振液腔(320)沿X轴排布；所述断电减振流道(330)的两端分别设为第一辅助连接端(331)和第二辅助连接端(332)，所述第一辅助连接端(331)设置于所述第二辅助连接端(332)远离所述滑移件安装室(310)的一侧，所述第一辅助连接端(331)始终与所述减振液腔(320)连通；所述滑移件安装室(310)内滑移连接有第一流道封闭件(500)，所述第一流道封闭件(500)为磁性构件；
第一磁场发生件(301)，所述第一磁场发生件(301)与所述固定部(300)固定连接；
减振连接部(400)，所述减振连接部(400)设有伸入部(410)和活塞体(420)；所述伸入部(410)伸入至所述减振液腔(320)中，所述活塞体(420)与所述伸入部(410)固定连接，所述活塞体(420)以及所述伸入部(410)均与所述减振液腔(320)滑移连接，所述活塞体(420)将所述减振液腔(320)分为第一液室(321)和第二液室(322)，所述第一液室(321)和所述第二液室(322)沿X轴排布，所述活塞体(420)设有主减振流道(421)，所述主减振流道(421)的横截面积大于所述断电减振流道(330)的横截面积，所述主减振流道(421)的两端分别与所述第一液室(321)以及所述第二液室(322)相连通；
主流道通断控制结构(600)，所述流道通断控制结构安装于所述减振连接部(400)连接，所述主流道通断控制结构(600)与所述活塞体(420)相对滑移连接；所述主流道通断控制结构(600)包括磁性部(610)、封堵件(620)和封堵弹性件(630)，所述封堵弹性件(630)使所述封堵件(620)始终具有封堵所述主减振流道(421)的趋势，所述磁性部(610)与所述封堵件(620)相对固定，所述封堵件(620)与所述主减振流道(421)对应设置；第二磁场发生件(412)，所述第二磁场发生件(412)固定安装于所述减振连接部(400)，所述第二磁场发生件(412)与所述第一磁场发生件(301)串联并且电性连接。
2.根据权利要求1所述的磁流变液减振器，其特征在于：所述固定部(300)设置为磁性材质。
3.根据权利要求1所述的磁流变液减振器，其特征在于：所述固定部(300)设置为软磁材质。
4.根据权利要求1所述的磁流变液减振器，其特征在于：所述滑移件安装室(310)内设置有加压弹性件(311)，所述加压弹性件(311)使所述第一流道封闭件(500)始终具有向所述第一辅助连接端(331)移动的趋势。
5.根据权利要求1所述的磁流变液减振器，其特征在于：所述伸入部(410)固定连接有限位件(411)，所述限位件(411)内置于所述滑移件安装室(310)内，所述限位件(411)设置于所述第一流道封闭件(500)远离所述第一辅助连接端(331)的一侧。
6.根据权利要求1所述的磁流变液减振器，其特征在于：所述固定部(300)与所述减振连接部(400)之间设有导向杆(701)，所述导向杆(701)沿X轴延伸，所述固定部(300)、所述减振连接部(400)分别与所述导向杆(701)相对固定、相对滑移连接。
7.根据权利要求1所述的磁流变液减振器，其特征在于：所述固定部(300)与所述减振连接部(400)之间设有复位弹性件(702)，所述复位弹性件(702)使所述固定部(300)与所述减振连接部(400)具有相互远离的趋势。
8.氢瓶保护支架，其特征在于：包括主架体(100)、氢瓶安装架(200)和如权利要求1至权利要求7任一项所述的磁流变液减振器，所述氢瓶安装架(200)与所述主架体(100)通过所述磁流变液减振器连接，所述氢瓶安装架(200)设有氢瓶安装槽。
9.根据权利要求8所述的氢瓶保护支架，其特征在于：所述主架体(100)包括环形防撞梁(110)，所述氢瓶安装架(200)以及所述磁流变液减振器均设置于所述环形防撞梁(110)的内侧。
10.根据权利要求9所述的氢瓶保护支架，其特征在于：所述主架体(100)还包括底部框架(120)，所述底部框架(120)与所述环形防撞梁(110)相对滑移，所述环形防撞梁(110)与所述底部框架(120)之间设有缓冲弹性件，所述缓冲弹性件使所述底部框架(120)与所述环形防撞梁(110)具有相互远离的趋势。
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