CN115076282A - 适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器 - Google Patents

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Abstract

适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，包括活塞缸外缸体、活塞缸内缸体、浮动活塞和推杆活塞；活塞缸内缸体的内侧设有多个沿轴向间隔分布的线圈布置槽，线圈布置槽内设有线圈，多个线圈形成多级线圈；推杆活塞包括活塞杆和设于活塞杆上的活塞体；活塞体由A活塞体和B活塞体组成；所述A活塞体的两端与活塞缸内缸体的内周面通过密封件密封，A活塞体上设有一组沿周向均匀分布的几字形流道。本发明通过在缸体内侧设置多个间隔分布的线圈，形成多级线圈，磁场影响范围大，同时，在推杆活塞的A活塞体上设置几字形流道，增大磁流变液的有效剪切长度，从而使得阻尼力的调节阈值较现有技术的磁流变阻尼器更大。

Description

适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及汽车用阻尼器(减震器)，尤其涉及适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变阻尼器采用磁流变液作为阻尼液，磁流变液在外部无磁场时呈现低粘度的牛顿流体特性；在外加磁场时呈现为高粘度、低流动性的宾汉流体特性，两者的转变可逆，能耗较低，受磁场控制且能达到毫秒级响应。因此磁流变阻尼器就有了自动调节功能，汽车悬挂系统采用磁流变阻尼器能根据路况和驾驶环境做出实时响应。
对于磁流变阻尼器，其可调阻尼力的阈值是决定其性能的重要指标，而阻尼力阈值与阻尼器的结构参数、磁场的磁路路径、磁流变液在工作中的有效剪切面积和有效长度等密切相关。传统的磁流变阻尼器的阻尼通道(工作通道)一般是由活塞与活塞缸缸体之间的间隙形成，或者直接通过在活塞上设计阻尼通道形成。在磁流变阻尼器工作的过程中，磁流变液的流动方向垂直于磁场路径的长度称为有效长度，所以工作通道中的实际有效长度会小于设计尺寸，限制了阻尼力的输出。并且传统磁流变阻尼器采用一组电磁线圈的缠绕方式产生磁场，其影响范围较小，同样限制了阻尼力的输出。
近年来，新能源汽车的产销逐年提升，已经占据相当大的市场份额。新能源汽车(电动汽车)由于电池重量较大，车辆自重较同级别的燃油车大，这就要求在新能源车上使用的磁流变阻尼器具有更大的阻尼力调节阈值。现有技术的磁流变阻尼器已经无法很好的满足新能源汽车产业的需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器。本发明通过采用特定的线圈构造和阻尼通道，阻尼力调节阈值较现有技术的磁流变阻尼器大，能够更好的满足新能源汽车的减震需求。
本发明的技术方案：
适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，包括活塞缸外缸体、活塞缸内缸体、浮动活塞和推杆活塞；所述活塞缸外缸体的其中一端设有活塞杆导向孔，另一端开口并由端盖密封；所述端盖的外侧连接有A安装支架；所述活塞缸内缸体的内侧设有多个沿轴向间隔分布的线圈布置槽，线圈布置槽内设有线圈，多个线圈形成多级线圈；所述浮动活塞与活塞缸外缸体的内周面滑动配合并通过密封件密封，将活塞缸外缸体内侧空间分隔为气腔和液腔，所述液腔内填充有磁流变液，所述气腔中填充有惰性气体；所述活塞缸内缸体固定设于所述液腔中，且外周面与活塞缸外缸体的内周面贴合；所述推杆活塞包括活塞杆和设于活塞杆上的活塞体；所述活塞体与活塞缸内缸体的内周面滑动配合；所述活塞杆的外端从活塞缸外缸体端部的活塞杆导向孔伸出，并连接有B安装支架；所述活塞杆与活塞杆导向孔形成滑动配合，并通过密封件密封；所述活塞体由A活塞体和B活塞体组成；所述A活塞体的两端与活塞缸内缸体的内周面通过密封件密封，所述A活塞体上设有一组沿周向均匀分布的几字形流道；所述B活塞体上设有一组沿周向均匀分布的流通通道Ⅰ；所述B活塞体的外周面与活塞缸内缸体存在间隙，形成流通通道Ⅱ；所述几字形流道通过A活塞体和B活塞体之间的过渡槽与流通通道Ⅰ和流通通道Ⅱ连通；所述线圈的引线从活塞缸外缸体上的引线通道引出。
与现有技术相比，本发明的上述技术方案取得了如下有益的技术效果：
1)通过在缸体内侧设置多个间隔分布的线圈，形成多级线圈，磁场影响范围大，同时，在推杆活塞的A活塞体上设置几字形流道，增大磁流变液的有效剪切面积和有效长度，从而使得阻尼力的调节阈值较现有技术的磁流变阻尼器更大；而且，B活塞体的外周面与活塞缸内缸体存在间隙，形成流通通道Ⅱ，工作时，可以产生部分阻尼力，从而进一步提高阻尼力的输出值域；
2)B活塞体上设有流通通道Ⅰ，工作时，流通通道Ⅰ受到的磁场干扰小，且流通面积较其它通道(几字形流道和流通通道Ⅱ)大，用于磁流变液在腔体中的流通，使得采用了本发明阻尼器的汽车悬架避震时较为柔软，从而使得车辆的乘坐舒适性较好；
3)缸体由外缸体及与外缸体贴合的内缸体组成，线圈设于内缸体上，易于制造，有利于实施。
作为优化，前述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器中，所述活塞杆的内端穿过浮动活塞中部的孔位与浮动活塞形成滑动配合，并通过密封件密封。采用此结构，浮动活塞对推杆活塞具有径向限位作用，起到防止推杆活塞在工作过程中发生径向抖动的作用。
作为优化，前述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器中，所述A活塞体的外周面上加工有用于形成几字形流道顶部的平面结构，所述平面结构的两侧分别与一个L型流通孔连接，从而形成几字形流道单体；所述几字形流道由一组几字形流道单体依次连接而成。
作为优化，前述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器中，所述几字形流道的两端各有一个扩口结构。通过在几字形流道的两端设置扩口结构，可以使得磁流变液更好的流通，提高磁流变液的流量。
作为优化，前述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器中，所述活塞缸内缸体与活塞缸外缸体焊接。采用该连接方式，连接操作简单，且连接可靠性高。
作为优化，前述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器中，所述活塞缸外缸体的外周面套设有冷却部件。由此，可以加速阻尼器工作时的散热能力，避免车辆经过长距离的坑洼路面时，磁流变液因温度过高导致粘度下降，影响减震效果。
作为优化，前述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器中，所述多级线圈可以由三个线圈组成，其中一个线圈设于活塞缸内缸体，另外两个线圈分别设于活塞缸内缸体的两端。
优选的，前述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器中，所述惰性气体可以为氮气。
附图说明
图1是本发明适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器的截面图；
图2是图1中结构的局部放大图；
图3是本发明方案中推杆活塞的截面图；
图4是图3中结构的局部放大图；
图5是图3中结构的C-C向截面图；
图6是图5中结构的局部放大图；
图7是图3中结构的D-D向截面图。
附图中的标记为：
1-活塞缸外缸体，101-活塞杆导向孔；2-活塞缸内缸体；3-浮动活塞；4-推杆活塞，401-活塞杆，402-活塞体、4021-几字形流道，40211-平面结构，40212-扩口结构、4022-流通通道Ⅰ、4023-流通通道Ⅱ；5-端盖；6-A安装支架；7-线圈；8-B安装支架；9-冷却部件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。以下实施例中，未详细说明的均为本领域常规技术手段或技术常识。
实施例(参见图1-7)：
适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，包括活塞缸外缸体1、活塞缸内缸体2、浮动活塞3和推杆活塞4；所述活塞缸外缸体1的其中一端设有活塞杆导向孔101，另一端开口并由端盖5密封；所述端盖5的外侧连接有A安装支架6；所述活塞缸内缸体2的内侧设有多个沿轴向间隔分布的线圈布置槽，线圈布置槽内设有线圈7，多个线圈7形成多级线圈；所述浮动活塞3与活塞缸外缸体1的内周面滑动配合并通过密封件密封，将活塞缸外缸体1内侧空间分隔为气腔和液腔，所述液腔内填充有磁流变液，所述气腔中填充有惰性气体；所述活塞缸内缸体2固定设于所述液腔中，且外周面与活塞缸外缸体1的内周面贴合；所述推杆活塞4包括活塞杆401和设于活塞杆401上的活塞体402；所述活塞体402与活塞缸内缸体2的内周面滑动配合；所述活塞杆401的外端从活塞缸外缸体1端部的活塞杆导向孔101伸出，并连接有B安装支架8；所述活塞杆401与活塞杆导向孔101形成滑动配合，并通过密封件密封；所述活塞体402由A活塞体和B活塞体组成；所述A活塞体的两端与活塞缸内缸体2的内周面通过密封件密封，所述A活塞体上设有一组沿周向均匀分布的几字形流道4021；所述B活塞体上设有一组沿周向均匀分布的流通通道Ⅰ4022；所述B活塞体的外周面与活塞缸内缸体2存在间隙，形成流通通道Ⅱ4023；所述几字形流道4021通过A活塞体和B活塞体之间的过渡槽与流通通道Ⅰ4022和流通通道Ⅱ4023连通；所述线圈7的引线从活塞缸外缸体1上的引线通道引出。
具体的，本实施例中：
所述活塞杆401的内端穿过浮动活塞3中部的孔位与浮动活塞3形成滑动配合，并通过密封件密封。所述A活塞体的外周面上加工有用于形成几字形流道4021顶部的平面结构40211，所述平面结构40211的两侧分别与一个L型流通孔连接，从而形成几字形流道单体；所述几字形流道4021由一组几字形流道单体依次连接而成。所述几字形流道4021的两端各有一个扩口结构40212。采用此结构，可以使得磁流变液更好的流通，提高磁流变液的流量。所述活塞缸内缸体2与活塞缸外缸体1焊接。所述活塞缸外缸体3的外周面套设有冷却部件9。所述多级线圈由三个线圈7组成，其中一个线圈7设于活塞缸内缸体2，另外两个线圈7分别设于活塞缸内缸体2的两端；所述惰性气体为氮气。
工作状态下，线圈7通电产生磁场；参见附图，当推杆活塞4从右向左运动时，推杆活塞4将挤压腔体左侧的磁流变液，进而使其通过几字形流道4021、流通通道Ⅰ4022和流通通道Ⅱ4023；磁流变液受到磁场作用，从无磁场时的牛顿流体，转变为在强磁场作用下的宾汉流体。磁流变液中的悬浮颗粒由磁中性变为强磁性，彼此之间相互作用，转化成宏观的柱状结构，使其在瞬间由液体变为粘塑体，进而流变性质发生变化，表现出类似固体的力学性质，磁流变液发生剪切流动，产生阻尼力。蜿蜒的几字形流道4021以及多级线圈7的布置有效的提升磁场垂直通过磁流变液的有效长度，从而能够输出较大的阻尼力；流通通道Ⅰ4022受到的磁场干扰小，且流通面积较其它通道大，用于磁流变液在腔体中的流通；流通通道Ⅱ4023可以产生部分阻尼力。当推杆活塞4从左向右进行回程运动时，推杆活塞4将挤压腔体右侧的磁流变液，进而使其通过流通通道Ⅰ4022、流通通道Ⅱ4023和几字形流道4021，完成回程。
需要指出的是，本发明的磁流变阻尼器并不限于在新能源汽车上使用，也可以用在传统的燃油汽车上。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。

Claims (8)

1.适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，其特征在于：
包括活塞缸外缸体(1)、活塞缸内缸体(2)、浮动活塞(3)和推杆活塞(4)；
所述活塞缸外缸体(1)的其中一端设有活塞杆导向孔(101)，另一端开口并由端盖(5)密封；所述端盖(5)的外侧连接有A安装支架(6)；
所述活塞缸内缸体(2)的内侧设有多个沿轴向间隔分布的线圈布置槽，线圈布置槽内设有线圈(7)，多个线圈(7)形成多级线圈；所述浮动活塞(3)与活塞缸外缸体(1)的内周面滑动配合并通过密封件密封，将活塞缸外缸体(1)内侧空间分隔为气腔和液腔，所述液腔内填充有磁流变液，所述气腔中填充有惰性气体；所述活塞缸内缸体(2)固定设于所述液腔中，且外周面与活塞缸外缸体(1)的内周面贴合；所述推杆活塞(4)包括活塞杆(401)和设于活塞杆(401)上的活塞体(402)；所述活塞体(402)与活塞缸内缸体(2)的内周面滑动配合；所述活塞杆(401)的外端从活塞缸外缸体(1)端部的活塞杆导向孔(101)伸出，并连接有B安装支架(8)；所述活塞杆(401)与活塞杆导向孔(101)形成滑动配合，并通过密封件密封；
所述活塞体(402)由A活塞体和B活塞体组成；所述A活塞体的两端与活塞缸内缸体(2)的内周面通过密封件密封，所述A活塞体上设有一组沿周向均匀分布的几字形流道(4021)；所述B活塞体上设有一组沿周向均匀分布的流通通道Ⅰ(4022)；所述B活塞体的外周面与活塞缸内缸体(2)存在间隙，形成流通通道Ⅱ(4023)；所述几字形流道(4021)通过A活塞体和B活塞体之间的过渡槽与流通通道Ⅰ(4022)和流通通道Ⅱ(4023)连通；
所述线圈(7)的引线从活塞缸外缸体(1)上的引线通道引出。
2.根据权利要求1所述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞杆(401)的内端穿过浮动活塞(3)中部的孔位与浮动活塞(3)形成滑动配合，并通过密封件密封。
3.根据权利要求1所述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，其特征在于：所述A活塞体的外周面上加工有用于形成几字形流道(4021)顶部的平面结构(40211)，所述平面结构(40211)的两侧分别与一个L型流通孔连接，从而形成几字形流道单体；所述几字形流道(4021)由一组几字形流道单体依次连接而成。
4.根据权利要求3所述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，其特征在于：所述几字形流道(4021)的两端各有一个扩口结构(40212)。
5.根据权利要求4所述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞缸内缸体(2)与活塞缸外缸体(1)焊接。
6.根据权利要求5所述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞缸外缸体(3)的外周面套设有冷却部件(9)。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，其特征在于：所述多级线圈由三个线圈(7)组成，其中一个线圈(7)设于活塞缸内缸体(2)，另外两个线圈(7)分别设于活塞缸内缸体(2)的两端。
8.根据权利要求7所述的适合在新能源汽车上使用的多级线圈单缸磁流变阻尼器，其特征在于：所述惰性气体为氮气。
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