CN114962525A - 磁流变双向阀控液压阻尼器 - Google Patents

磁流变双向阀控液压阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁流变双向阀控液压阻尼器，包括外缸筒、与外缸筒连接设置的左端盖、右端盖以及设置于外缸筒内的阀体装置；所述阀体装置包括穿设于左端盖上的活塞杆、与活塞杆连接设置的活塞端子以及与活塞端子连接设置的活塞头机构，所述活塞头机构设置有用于液压油往复流动形成不同回路的多个流动通道，所述活塞头机构设置有控制液压油流动的磁流变阀片组件，本技术方案的液压阻尼器解决在阻尼匹配时，压缩复原工况下所需力值不等的情况，克服被动式减振装置很难根据工况进行大范围调节压缩力和复原力的限制以及传统磁流变阻尼器重量大、成本高、算法难的问题。

Description

磁流变双向阀控液压阻尼器
技术领域
本发明涉及磁流变减振领域，具体涉及一种磁流变双向阀控液压阻尼器。
背景技术
现有被动式减振装置不能根据工况进行压缩力和复原力的实时调节(如汽车座椅、汽车悬架等领域)，适用工况单一；现有半主动磁流变阻尼器需要大量的磁流变液为基础介质(密度、价格大于液压油)，大大增加了重量及成本；磁流变阻尼器多数设计结构较为简单，压缩力与复原力几乎相同；目前阀式磁流变阻尼器设计，控制单一，无法在更复杂工况下实现压缩力和复原力的匹配。
为改进现有被动式减振器压缩阻尼力和复原阻尼力无法自适应调节，克服目前非对称输出磁流变阻尼器重量大、成本高、算法难的问题，本专利提出一种磁流变双向阀控液压阻尼器，实现压缩和复原行程输出阻尼力独立控制，以解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本专利解决在阻尼匹配时，压缩复原工况下所需力值不等的情况，克服被动式减振装置很难根据工况进行大范围调节压缩力和复原力的限制以及传统磁流变阻尼器重量大、成本高、算法难的问题。相比较传统单一控制算法的调试，本方案控制能力和范围更广泛，可靠性更好，可以采用简单的控制算法实现悬架阻尼的匹配。
一种磁流变双向阀控液压阻尼器，包括外缸筒、与外缸筒连接设置的左端盖、右端盖以及设置于外缸筒内的阀体装置；所述阀体装置包括穿设于左端盖上的活塞杆、与活塞杆连接设置的活塞端子以及与活塞端子连接设置的活塞头机构，所述活塞头机构设置有用于液压油往复流动形成不同回路的多个流动通道，所述活塞头机构设置有控制液压油流动的磁流变阀片组件。
进一步，所述活塞头机构包括沿轴向方向依次布置的左阀块、左弹簧阀片、外阀体、右弹簧阀片以及右阀块；所述活塞端子与左阀块固定连接设置，所述外阀体左端凸起与左阀块固定连接设置，所述左弹簧阀片外套安装于外阀体左端；所述左阀块与右阀块结构相同且相对于外阀体对称布置，所述左弹簧阀片与右弹簧阀片结构相同且相对于外阀体对称布置。
进一步，所述外阀体内部设置有用于安装磁流变阀片组件的阀体内腔，所述磁流变阀片组件包括外阀体沿径向方向向内凸起形成的内铁芯、设置于内铁芯和阀体内腔之间的励磁线圈、穿设于外阀体左端的第一阀片、与第一阀片固定连接设置的左内阀片以及外套于第一阀片上的内弹簧；所述第一阀片沿轴线方向滑动带动左内阀片沿轴线方向运动。
进一步，所述磁流变阀片组件还包括第二阀片、与第二阀片连接设置的右内阀片以及内弹簧，所述第二阀片与第一阀片相对于内铁芯对称布置，右内阀片与左内阀片相对于内铁芯对称布置，所述第二阀片沿轴线方向滑动带动右内阀片沿轴线方向运动。
进一步，所述左阀块上开设有用于液压油流动的第一环形通道和第二环形通道，所述外阀体与外缸筒之间形成有外环道。
进一步，所述第一阀片安装于左阀块左端面并用于对第一环形通道开启或关闭，所述左弹簧阀片安装于左阀块右端面并用于对第二环形通道开启或关闭。
进一步，所述活塞端子上开设有用于液压油流动的内导流孔和外导流孔，所述活塞端子与左阀块之间形成有用于第一阀片滑动的端子腔体。
进一步，所述外缸筒内安装有浮动活塞。
进一步，所述左阀块与右阀块上均设置有密封圈。
本发明的有益效果是：
本专利解决在阻尼匹配时，压缩复原工况下所需力值不等的情况，克服被动式减振装置很难根据工况进行大范围调节压缩力和复原力的限制以及传统磁流变阻尼器重量大、成本高、算法难的问题。相比较传统单一控制算法的调试，本方案控制能力和范围更广泛，可靠性更好，可以采用简单的控制算法实现悬架阻尼的匹配。
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为本发明整体结构示意图；
图2为本发明压缩工况示意图；
图3为本发明拉伸工况示意图。
具体实施方式
图1为本发明整体结构示意图；图2为本发明压缩工况示意图(图2中向下箭头表示活塞杆运动方向，向上箭头表示液压油流动方向)；图3为本发明拉伸工况示意图(图3中向上箭头表示活塞杆运动方向，向下箭头表示液压油流动方向)；如图所示，一种磁流变双向阀控液压阻尼器，包括外缸筒2、与外缸筒2连接设置的左端盖1、右端盖12以及设置于外缸筒内的阀体装置；所述阀体装置包括穿设于左端盖1上的活塞杆3、与活塞杆3连接设置的活塞端子4以及与活塞端子4连接设置的活塞头机构，所述活塞头机构设置有用于液压油往复流动形成不同回路的多个流动通道，所述活塞头机构设置有控制液压油流动的磁流变阀片组件；本技术方案解决在阻尼匹配时，压缩复原工况下所需力值不等的情况，克服被动式减振装置很难根据工况进行大范围调节压缩力和复原力的限制以及传统磁流变阻尼器重量大、成本高、算法难的问题。相比较传统单一控制算法的调试，本方案控制能力和范围更广泛，可靠性更好，可以采用简单的控制算法实现悬架阻尼的匹配。
本实施例中，所述活塞头机构包括沿轴向方向依次布置的左阀块5、左弹簧阀片6、外阀体7、右弹簧阀片9以及右阀块10；所述活塞端子4与左阀块5固定连接设置，所述外阀体7左端凸起与左阀块5固定连接设置，所述左弹簧阀片6外套安装于外阀体7左端；所述左阀块5与右阀块10结构相同且相对于外阀体7对称布置，所述左弹簧阀片6与右弹簧阀片9结构相同且相对于外阀体对称布置。活塞头机构与活塞端子4固定连接，外阀体7在左右两端均凸起形成用于安装其余部件的安装部，安装部为阶梯式结构，左弹簧阀片6安装在台阶处，左阀块5压合安装在台阶处，形成对左弹簧阀片6的限位，左、右弹簧阀片以及左、右阀块均相对于外阀体对称布置。
本实施例中，所述外阀体7内部设置有用于安装磁流变阀片组件的阀体内腔，所述磁流变阀片组件包括外阀体沿径向方向向内凸起形成的内铁芯8、设置于内铁芯8和阀体内腔之间的励磁线圈(包括左励磁线圈18以及右励磁线圈16)、穿设于外阀体7左端的第一阀片23、与第一阀片23固定连接设置的左内阀片20以及外套于第一阀片23上的内弹簧14；所述第一阀片23沿轴线方向滑动带动左内阀片20沿轴线方向运动。外阀体7内部形成有阀体内腔结构，内铁芯8设置于阀体内腔，内铁芯8可以与外阀体7采用一体成型或者分别加工的方式均可，左、右励磁线圈相对于内铁芯8对称布置，第一阀片23沿轴线方截面整体呈“T”字型结构，第一阀片23左端设置于外阀体左端面，第一阀片23右端则穿过外阀体7并通过螺栓17与左内阀片20固定连接，在第一阀片23上外套安装有内弹簧14，在阀体内腔装有磁流变液19，改变励磁线圈的电流大小即可实现内部阻尼力的控制，进而实现对第一阀片23的控制。
本实施例中，所述磁流变阀片组件还包括第二阀片13、与第二阀片13连接设置的右内阀片15以及内弹簧14，所述第二阀片13与第一阀片23相对于内铁芯对称布置，右内阀片15与左内阀片20相对于内铁芯对称布置，所述第二阀片沿轴线方向滑动带动右内阀片沿轴线方向运动。左、右阀片以及左、右内阀片，结构相同，安装后相对于内铁芯8对称，整体结构简单。
本实施例中，所述左阀块5上开设有用于液压油流动的第一环形通道21和第二环形通道24，所述外阀体7与外缸筒2之间形成有外环道。左阀块5上同轴开设有第一环形通道21以及第二环形通道，用于液压油不同回路时分别流动，当然右阀块上也对应设置有相应的结构。
本实施例中，所述第一阀片23安装于左阀块5左端面并用于对第一环形通道21开启或关闭，所述左弹簧阀片6安装于左阀块5右端面并用于对第二环形通道开启或关闭。左弹簧阀片6上开设有与第一环形通道21导通的阀片孔，弹簧阀片具有一定弹性，便于实现对第二环形通道开启或者关闭。
本实施例中，所述活塞端子4上开设有用于液压油流动的内导流孔和外导流孔41，所述活塞端子4与左阀块5之间形成有用于第一阀片23滑动的端子腔体22。活塞端子4上设置有内、外导流孔，用于液压油不同方向的流动。
本实施例中，所述外缸筒2内安装有浮动活塞11。浮动活塞11保证磁流变阻尼器在压缩和复原转折点不出现阻尼力值突变，实现压缩复原运动的平稳过渡。
本实施例中，所述左阀块5上设置有密封圈。
阻尼器以液压油为基本介质，依靠活塞头机构产生的开阀压降提供总体阻尼力，只有外阀体7内部含有少量磁流变液，大大降低了重量和成本，活塞头机构的开阀压降主要由两部分组成，一是内弹簧的预压力，二是内阀片移动挤压磁流变液产生的阻尼力，内弹簧的预压力根据使用工况阻尼匹配需求优化设计，既能使内阀片复位，还能起到失电保护作用，两个励磁线圈通过改变电流大小分别独立控制磁流变阀片组件压缩工况和拉伸工况的阻尼力。
如图2所示，当活塞杆3压缩运动时，即活塞头机构靠近阻尼器右端盖12运动时，液压油推开右弹簧阀片9，然后顶开第一阀片23，带动左内阀片20挤压磁流变液，改变左励磁线圈18电流值调节磁流变阀开阀压力，从而调节液压阻尼器总体阻尼力值。此时磁流变阀片组件(右半部分)闭合不工作。
如图3所示，当活塞杆3拉伸运动时，即活塞头机构靠近阻尼器左端盖1运动时，液压油推开左弹簧阀片6，然后顶开第二阀片13，带动右内阀片15挤压磁流变液，改变右励磁线圈16电流值调节磁流变阀开阀压力，从而调节液压阻尼器总体阻尼力值。此时磁流变阀片组件(左半部分)闭合不工作。
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行了详细说明，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行修改或者等同替换，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 (9)

1.一种磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：包括外缸筒、与外缸筒连接设置的左端盖、右端盖以及设置于外缸筒内的阀体装置；所述阀体装置包括穿设于左端盖上的活塞杆、与活塞杆连接设置的活塞端子以及与活塞端子连接设置的活塞头机构，所述活塞头机构设置有用于液压油往复流动形成不同回路的多个流动通道，所述活塞头机构设置有控制液压油流动的磁流变阀片组件。
2.根据权利要求1所述的磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：所述活塞头机构包括沿轴向方向依次布置的左阀块、左弹簧阀片、外阀体、右弹簧阀片以及右阀块；所述活塞端子与左阀块固定连接设置，所述外阀体左端凸起与左阀块固定连接设置，所述左弹簧阀片外套安装于外阀体左端；所述左阀块与右阀块结构相同且相对于外阀体对称布置，所述左弹簧阀片与右弹簧阀片结构相同且相对于外阀体对称布置。
3.根据权利要求2所述的磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：所述外阀体内部设置有用于安装磁流变阀片组件的阀体内腔，所述磁流变阀片组件包括外阀体沿径向方向向内凸起形成的内铁芯、设置于内铁芯和阀体内腔之间的励磁线圈、穿设于外阀体左端的第一阀片、与第一阀片固定连接设置的左内阀片以及外套于第一阀片上的内弹簧；所述第一阀片沿轴线方向滑动带动左内阀片沿轴线方向运动。
4.根据权利要求3所述的磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：所述磁流变阀片组件还包括第二阀片、与第二阀片连接设置的右内阀片以及内弹簧，所述第二阀片与第一阀片相对于内铁芯对称布置，右内阀片与左内阀片相对于内铁芯对称布置，所述第二阀片沿轴线方向滑动带动右内阀片沿轴线方向运动。
5.根据权利要求4所述的磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：所述左阀块上开设有用于液压油流动的第一环形通道和第二环形通道，所述外阀体与外缸筒之间形成有外环道。
6.根据权利要求5所述的磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：所述第一阀片安装于左阀块左端面并用于对第一环形通道开启或关闭，所述左弹簧阀片安装于左阀块右端面并用于对第二环形通道开启或关闭。
7.根据权利要求6所述的磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：所述活塞端子上开设有用于液压油流动的内导流孔和外导流孔，所述活塞端子与左阀块之间形成有用于第一阀片滑动的端子腔体。
8.根据权利要求1所述的磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：所述外缸筒内安装有浮动活塞。
9.根据权利要求2所述的磁流变双向阀控液压阻尼器，其特征在于：所述左阀块与右阀块上均设置有密封圈。
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