CN114893532A - 一种带磁力弹簧的减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于减震器技术领域，特别是涉及一种带磁力弹簧的减震器。本发明的带磁力弹簧的减震器包括包括磁力弹簧，磁力弹簧包括两个相斥的磁体和用于产生与任一磁体的磁场进行叠加的磁场的控制线圈，减震器还包括减震套管和导向活动穿装在减震套管中的减震活塞杆，以及固定在减震套管的外周面上用于调节控制线圈的电流的变阻器，变阻器中的变阻滑块通过变阻连杆与减震器阻尼调节系统联动，使得变阻滑块在滑动时不仅能够调节线圈的电流，而且能够同步调节减震活塞杆在移动过程中受到的阻尼，两种调节方式协同配合改变磁力弹簧的刚度，使得在汽车遇到振动幅度较大且进行转弯的情况时磁力弹簧难以压缩，进而汽车不易侧翻。
Description
技术领域
本发明属于减震器技术领域，特别是涉及一种带磁力弹簧的减震器。
背景技术
汽车在行驶时需要依靠减震器来吸收来自路面的冲击，但是在吸收冲击后，减震器的弹性元件自身还会有往复运动，因此减震器自身还需要能够抑制这种弹性振动，但是传统弹性元件的弹性系数往往固定的，遇到不同状况都只能表现出确定的刚度，不容易通过自动设置对其进行改变。随着汽车技术尤其是新能源汽车技术的发展，人们对车辆的安全性和舒适性有了更高的要求，设计出了磁力弹簧来替代传统的弹性元件。但是，当汽车振动幅度较大且进行转弯时，依然可能会出现磁力弹簧变形严重进而导致车辆侧翻的情况。
发明内容
基于此，有必要针对目前的所存在的问题，提供一种带磁力弹簧的减震器，以解决现有技术中的极限情况下汽车可能会发生侧翻的问题。
上述目的通过下述技术方案实现：
本发明的带磁力弹簧的减震器，包括磁力弹簧，磁力弹簧包括两个相斥的磁体和用于产生与任一磁体的磁场进行叠加的磁场的控制线圈，带磁力弹簧的减震器还包括减震套管和导向活动穿装在减震套管中的减震活塞杆，其中一个磁铁固定在减震活塞杆上，另一个磁体和控制线圈固定套设在减震套管的外周面上，带磁力弹簧的减震器还包括固定在减震套管的外周面上用于调节控制线圈的电流的变阻器，变阻器具有能够通过滑动来改变变阻器接入控制线圈的阻值的变阻滑块以及用于使变阻滑块复位的弹性复位件；
还包括设置在减震套管下端的减震器阻尼调节系统，减震器阻尼调节系统用于调节减震活塞杆在移动过程中受到的阻尼；
变阻滑块与减震器阻尼调节系统通过变阻连杆联动，变阻滑动的移动能够改变减震器阻尼调节系统对减震活塞杆的阻尼。
进一步地，减震套管包括套装在一起的内套管和外套管，内套管和外套管之间具有液体容纳环腔，液体容纳环腔通过大小可调的阀口与内套管的内腔连通。
进一步地，减震器阻尼调节系统包括固定在内套管下端开口处的阀套和设置在阀套内的调节阀，阀口设置在阀套上以实现液体容纳环腔与内套管的内腔连通，调节阀能够调节阀口大小，调节阀与变阻连杆固定连接以由变阻滑块带动调节阀运动进而调节阀口大小。
进一步地，变阻器内部具有导向环槽，变阻滑块导向滑动设置在导向环槽中。
进一步地，调节阀上设有用于封堵阀口的弧形阀板，弧形阀板在上下方向上的宽度小于调节阀口在上下方向上的的宽度，导向环槽的槽底包括水平段和高度调节段，高度调节段能够调节变阻滑块在导向环槽内的高度进而使变阻滑块通过变阻连杆改变弧形阀板在阀套内的高度。
进一步地，高度调节段为设置在导向环槽的槽底上的螺旋上升的凸台。
进一步地，导向环槽的槽底设有与变阻滑块的运动轨迹相对应的弧形长孔，变阻连杆的端部从弧形长孔中通过以固定在变阻滑块的底部。
进一步地，变阻连杆通过安全联轴器与调节阀传动连接。
进一步地，阀套内设有对弧形限位板的转动进行限位的限位柱。
进一步地，弹性复位件为扭簧。
本发明的有益效果是：本发明的带磁力弹簧的减震器设有变阻器，变阻器中的变阻滑块通过变阻连杆与减震器阻尼调节系统联动，使得变阻滑块在滑动时不仅能够调节控制线圈的电流以改变磁力弹簧的刚度，而且能够同步调节减震活塞杆在移动过程中受到的阻尼，从而进一步改变磁力弹簧的刚度，两种调节方式协同配合，使得在汽车遇到振动幅度较大且进行转弯的情况时磁力弹簧难以压缩，进而汽车不易侧翻。
附图说明
图1为本发明的带磁力弹簧的减震器的实施例1与转向装置配合时的结构示意图；
图2为图1中的带磁力弹簧的减震器的部分结构的示意图；
图3为图2中沿A-A方向的剖视图；
图4为图1中的带磁力弹簧的减震器的部分结构示意图；
图5为图4中的结构的隐去变阻盘时的结构示意图；
图6为图5中的阀套的结构示意图；
图7为图6中的阀套的沿E-E方向剖切后的结构示意图；
图8为图5的结构与与变阻盘配合时的部分结构示意图；
图9为图8中的结构的俯视图；
图10为图9中的结构的另一状态时的俯视图；
其中：
1、转向装置；2、减震器阻尼调节系统；3、减震套管；4、减震活塞杆；5、内套管；6、外套管；7、液体容纳环腔；8、阀口；9、第一永磁体；10、第二永磁体；11、控制线圈；12、变阻盘；13、变阻滑块；14、导向环槽；15、水平段；16、高度调节段；17、限位挡板；18、弧形长孔；19、变阻连杆；20、阀套；21、调节阀；22、阀轴；23、弧形阀板；24、曲柄；25、安装轴；26、安全联轴器；27、限位柱；28、扭簧；29、变阻器；30、密封结构。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合说明书附图及具体实施方式，对本发明的带磁力弹簧的减震器进行说明。
本发明的带磁力弹簧的减震器的实施例1：
如图1所示，本实施例的带磁力弹簧的减震器包括磁力弹簧、具有密封腔的减震套管3、减震活塞杆4和减震器阻尼调节系统2。
如图2和图3所示，减震套管3包括套装在一起的内套管5和外套管6，内套管5和外套管6之间形成了液体容纳环腔7，内套管5和外套管6通过阀口8 相连通，减震活塞杆4导向活动设置在内套管5内。在使用时，减震活塞杆4 挤压内套管5内的液体使其通过阀口8进入液体容纳环腔7。
如图1和图3所示，磁力弹簧包括互斥的第一永磁体9、第二永磁体10以及设置在二者之间的控制线圈11，两个永磁体之间能够产生斥力，形成了磁力弹簧，从而代替了传统弹簧的作用。具体地，第一永磁体9固定在减震活塞杆4 的从内套管5伸出的部分上，第二永磁体10固定在外套管6的外周面上，控制线圈11固定在外套管6上且靠近第二永磁体10。
控制线圈11通电流后，会产生磁场，当控制线圈11产生和第二永磁体10 相同的磁场时，相互叠加会使两个永磁体之间的斥力增强，相当于增加了磁力弹簧的刚度，当控制线圈11产生和第二永磁体10相反的磁场时，相互叠加会使两个永磁体之间的斥力减小，相当于减少了磁力弹簧的刚度。控制线圈11电流的大小以及方向可以通过汽车的中控系统进行控制。
如图1所示，为了进一步细致地调节控制线圈11的电流，减震器还包括变阻器29，变阻器29固定在在外套管6上且位于第二永磁体10的下方，变阻器 29与控制线圈11连通，通过调节变阻器29接入控制线圈11中的阻值能够改变控制线圈11的电流。
具体地，如图8、图9和图10所示，变阻器29包括变阻盘12和设置在变阻盘12中的变阻滑块13，变阻盘12套设在外管段上，变阻盘12中设有导向环槽14，变阻滑块13能够在导向环槽14中滑动，导向环槽14的两端设有限位挡板17以对变阻滑块13的极限位置进行限位，变阻滑块13滑动时能够改变变阻器29接入控制线圈11中的阻值，从而改变控制线圈11中的电流。如图9和图 10所示，导向环槽14的槽底具有水平段15和高度调节段16，其中，高度调节段16为设置在导向环槽14的槽底上的螺旋上升的凸台，变阻滑块13在滑过水平段15后能够进入高度调节段16，使得变阻滑块13在变阻盘12内的高度位置被提高。当汽车在转向时，变阻滑块13在离心力的作用下，会运动至水平段15 的末端，即水平段15与高度调节段16的交界处，该位置是变阻滑块13在离心力的作用下所能移动到的极限位置，在此过程中，变阻器29接入控制线圈11中的阻值减小。
如图4和图5所示，变阻盘12的底部还设有与变阻滑块13的轨迹相对应的弧形长孔18，变阻滑块13的底部固定有从弧形长孔18中穿出并向下延伸的变阻连杆19，变阻滑块13的运动将带动变阻连杆19同步运动。
如图5、图6和图7所示，减震器阻尼调节系统2包括固定在内套管5开口处的阀套20和设置在阀套20内的调节阀21，阀套20上设有阀口8，该阀口8 能够连通内套管5的内腔和液体容纳环腔7，阀口8为贯穿阀套20的周向侧壁的弧形口，对应地，调节阀21包括阀轴22和固定在阀轴22上用于封堵阀口8 的弧形阀板23，且弧形阀板23在上下方向上的宽度小于阀口8在上下方向上的宽度，阀轴22上设有用于对减震套管3的底部进行密封的密封结构30。变阻连杆19包括竖向延伸部分和固定在竖向延伸部分上的水平布置的曲柄24，曲柄24 上固定有安装轴25，阀轴22和安装轴25之间通过安全联轴器26连接，安全联轴器26为现有技术，主要功能为过载保护，能够以打滑形式限制传动系统所传动的扭矩，在此不再详细介绍。当变阻滑块13在导向环槽14内滑动时，能够通过变阻连杆19带动调节阀21在阀套20内转动进而改变弧形阀板23封堵阀口8 的面积，从而调节减震活塞杆4受到的阻尼。
如图7所示，在阀套20内还设有对弧形阀板23进行限位的限位柱27，当变阻滑块13滑至水平段15的末端时，会带动调节阀21的弧形阀板23移动至阀套20内的限位柱27处，在限位柱27的限制下，使得调节阀21板不能继续转动，只能上下滑动以改变封堵阀口8的面积。
如图3所示，在变阻盘12中还设有作为弹性复位件的扭簧28，扭簧28与变阻滑块13固定连接，能够带动变阻滑块13复位。
本实施例的带磁力弹簧的减震器的工作过程如下所述：
如图1所示，本实施例的带磁力弹簧的减震器在汽车中使用时与转向装置1 固定连接，转向装置1固定在减震套管3的外周面上。当汽车转弯时，变阻器 29的变阻滑块13受离心力的作用并克服扭簧28的作用力移动到导向环槽14的水平段15的末端，此时变阻器29接入控制线圈11中的电阻减小，电池线圈中的电流增大，磁力弹簧的刚度增加，同时，变阻滑块13又通过变阻连杆19带动调节阀21上的弧形阀板23转动，减小了阀口8的通流面积，增大了减震活塞杆 4下移时受到的阻尼，其中弧形阀板23最多转至与限位柱27接触，以防止变阻滑块13继续同向转动使阀口8通流面积开始减小。由于减震活塞杆4下移时受到的阻尼增大，从而使得两个永磁体更不容易靠近，即磁力弹簧更不容易被压缩，因此能够有效减小汽车外侧下压的幅度，降低了汽车倾翻的风险。
如果在上述转弯的情况下突然遇到急刹车的情况，在自身的惯性的作用下，如图10所示，变阻滑块13将进入导向环槽14的高度调节段16的螺旋上升的凸台上，此时变阻滑块13将螺旋上升，并继续带动调节阀21的阀轴22转动并使其上升，但由于弧形阀板23被阀套20内的限位柱27限位，因此不能转动，同时由于阀轴22是通过安全联轴器26与变阻连杆19连接的，因此，安全联轴器 26与变阻连杆19之间会发生打滑，使得即使弧形阀板23被限位柱27限位，变阻滑块13依然能够正常转动并使阀轴22及其上的弧形阀板23上升，从而进一步封堵阀口8，增大阀口8的被封堵面积，进一步减小阀口8的通流面积，增大减震活塞杆下移时受到的阻尼，减小汽车外侧下压的幅度，从而降低汽车在转弯并急刹车这一特殊工况下的侧翻风险。
当汽车恢复平稳直线行驶时，变阻滑块13在扭簧28的作用下复位，磁力弹簧恢复至初始状态，减震器阻尼调节系统2的调节阀21也恢复至初始状态。
本发明的带磁力弹簧的减震器的实施例2：
实施例1中的两个相斥的磁体为永磁体。本实施例中，与实施例1不同的是，两个相斥的磁体为电磁铁。
本发明的带磁力弹簧的减震器的实施例3：
实施例1中的控制线圈位于第一永磁体和第二永磁体之间。本实施例中，与实施例1不同的是，控制线圈位于第二永磁体下方。
本发明的带磁力弹簧的减震器的实施例4：
实施例1中的减震套管包括套装在一起的内套管和外套管，阀套固定在内套管的下端开口处。本实施例中，减震套管只有一个，为双层套管，阀套固定在减震套管的内层的下端开口处。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于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，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种带磁力弹簧的减震器，包括磁力弹簧，磁力弹簧包括两个相斥的磁体和用于产生与任一磁体的磁场进行叠加的磁场的控制线圈，其特征在于，带磁力弹簧的减震器还包括减震套管和导向活动穿装在减震套管中的减震活塞杆，其中一个磁铁固定在减震活塞杆上，另一个磁体和控制线圈固定套设在减震套管的外周面上，带磁力弹簧的减震器还包括固定在减震套管的外周面上用于调节控制线圈的电流的变阻器，变阻器具有能够通过滑动来改变变阻器接入控制线圈的阻值的变阻滑块以及用于使变阻滑块复位的弹性复位件；
还包括设置在减震套管下端的减震器阻尼调节系统，减震器阻尼调节系统用于调节减震活塞杆在移动过程中受到的阻尼；
变阻滑块与减震器阻尼调节系统通过变阻连杆联动，变阻滑动的移动能够改变减震器阻尼调节系统对减震活塞杆的阻尼。
2.根据权利要求1所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，减震套管包括套装在一起的内套管和外套管，内套管和外套管之间具有液体容纳环腔，液体容纳环腔通过大小可调的阀口与内套管的内腔连通。
3.根据权利要求2所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，减震器阻尼调节系统包括固定在内套管下端开口处的阀套和设置在阀套内的调节阀，阀口设置在阀套上以实现液体容纳环腔与内套管的内腔连通，调节阀能够调节阀口大小，调节阀与变阻连杆固定连接以由变阻滑块带动调节阀运动进而调节阀口大小。
4.根据权利要求3中所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，变阻器内部具有导向环槽，变阻滑块导向滑动设置在导向环槽中。
5.根据权利要求4所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，调节阀上设有用于封堵阀口的弧形阀板，弧形阀板在上下方向上的宽度小于调节阀口在上下方向上的的宽度，导向环槽的槽底包括水平段和高度调节段，高度调节段能够调节变阻滑块在导向环槽内的高度进而使变阻滑块通过变阻连杆改变弧形阀板在阀套内的高度。
6.根据权利要求5所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，高度调节段为设置在导向环槽的槽底上的螺旋上升的凸台。
7.根据权利要求4-6中任一项所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，导向环槽的槽底设有与变阻滑块的运动轨迹相对应的弧形长孔，变阻连杆的端部从弧形长孔中通过以固定在变阻滑块的底部。
8.根据权利要求5或6所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，变阻连杆通过安全联轴器与调节阀传动连接。
9.根据权利要求8所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，阀套内设有对弧形限位板的转动进行限位的限位柱。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的带磁力弹簧的减震器，其特征在于，弹性复位件为扭簧。
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| CN114893532B (zh) | 2023-11-17 |
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