CN115076283A - 具有磁流变液e型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器 - Google Patents

Abstract

具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，包括缸筒、浮动活塞和工作活塞；工作活塞上设有多个沿周向均匀分布的流通通道Ⅰ，流通通道Ⅰ沿轴向贯穿工作活塞；工作活塞上，在线圈的两侧分别沿径向设有流通通道Ⅱ，流通通道Ⅱ的内端与流通通道Ⅰ连通；工作活塞上，在流通通道Ⅱ外侧设有沿轴向分布的流通通道Ⅲ，流通通道Ⅲ内端与流通通道Ⅱ连通，外端与油腔相通；工作活塞与缸筒之间存在间隙，形成流通通道Ⅳ；从而流通通道Ⅰ、流通通道Ⅱ、流通通道Ⅲ和流通通道Ⅳ形成截面呈E型的流通通道。本发明通过在工作活塞上设置E型流通通道，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更大，且结构简单，易于制造。

Description

具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器

技术领域

本发明涉及阻尼器技术领域，尤其涉及具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器。

背景技术

近年来，新能源汽车产业发展迅速，已经形成相当大的产业规模，大有取代传统燃油车的趋势。新能源汽车与传统汽车最大的不同在于，其采用电机驱动车轮，而电机需要动力电池供电。目前，市面上的主流新能源汽车产品一般具有400-700KM的续航能力，电池容量一般在60-100kwh。由于搭载了较大容量的电池，主流新能源车型的车辆自重一般都接近或超过2吨，有的甚至超过2.5吨。

对于新能源汽车来说，续航能力是衡量其性能的关键指标，而续航能力主要由电池容量决定。因而，需要在底盘中尽量留出空间用于安装动力电池。但是，由于新能源汽车的车辆自重较大，导致悬架系统中的相关部件的尺寸也相对较大。这就对安装更大容量的电池形成了障碍。因此，需对相关部件进行小型化设计。

减震器是汽车悬架系统中的关键部件，很大程度上决定了汽车悬架的避震能力。磁流变减震器可以通过控制线圈电流来调节磁场强度，达到调节阻尼力的目的。目前，很多中高端车型都搭载了磁流变减震器。对于新能源汽车，由于车辆自重较大，要求磁流变减震器具有较大的阻尼力输出值以及较大阻尼力的可调范围。传统磁流变减震器的有效阻尼长度有限(磁流变液流动方向垂直于磁场路径的长度为有效阻尼长度)，要想获得较大的阻尼力输出值以及较大阻尼力的可调范围，需要增加线圈匝数提高磁场强度，这不利于减震器的小型化设计，从而不利于新能源汽车续航能力的提升。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器。本发明通过采用特定的阻尼通道，在不增加线圈匝数的情况下，最大阻尼力输出值及阻尼力调节阈值较现有技术的磁流变阻尼器大，有利于产品小型化设计，从而有利于新能源汽车留出更多底盘空间用于安装动力电池，提升车辆续航能力。

本发明的技术方案：

具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，包括缸筒、浮动活塞和工作活塞；所述缸筒的其中一端设有活塞杆导向孔，另一端开口并由缸盖密封；所述浮动活塞与缸筒的内周面滑动配合并通过密封件密封，将缸筒内侧空间分隔为气腔和油腔，所述油腔内填充有磁流变液，所述气腔中填充有惰性气体；所述工作活塞设于所述油腔中并与缸筒的内周面滑动配合，与其连接的活塞杆的外端从缸筒端部的活塞杆导向孔伸出；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；所述工作活塞上设有环形凹槽，所述环形凹槽中设有线圈；所述工作活塞上设有多个沿周向均匀分布的流通通道Ⅰ，所述流通通道Ⅰ沿轴向贯穿工作活塞；所述工作活塞上，在线圈的两侧分别沿径向设有流通通道Ⅱ，所述流通通道Ⅱ的内端与流通通道Ⅰ连通；所述工作活塞上，在流通通道Ⅱ外侧设有沿轴向分布的流通通道Ⅲ，所述流通通道Ⅲ内端与流通通道Ⅱ连通，外端与油腔相通；所述工作活塞与所述缸筒之间存在间隙，形成流通通道Ⅳ；所述流通通道Ⅱ的外端与流通通道Ⅳ连通；从而，流通通道Ⅰ、流通通道Ⅱ、流通通道Ⅲ和流通通道Ⅳ形成截面呈E型的流通通道。

与现有技术相比，本发明的汽车用磁流变单筒减震器的活塞总成通过在工作活塞上设置特定的E型流通通道，E型流通通道由流通通道Ⅰ、流通通道Ⅱ、流通通道Ⅲ和流通通道Ⅳ构成，磁流变液在磁场下工作时，有效阻尼长度较长，剪切面积较大，从而使得在相同的磁场环境中，最大阻尼力输出值及阻尼力的调节阈值较现有技术的磁流变减震器更大，有利于减震器产品的小型化设计，从而有利于新能源汽车留出更多底盘空间用于安装动力电池，提升新能源汽车的续航能力。

作为优化，前述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器中，所述活塞杆具有从外端至内端呈阶梯缩小的三个子段；所述工作活塞套设于活塞杆的第二个子段上，所述工作活塞的一端与活塞杆上的台阶面相抵，另一端通过定位卡簧固定。此设计，结构可靠，易于制造，且装配简单方便；此外，阶梯结构也起到了轻量化的作用。

作为优化，前述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器中，所述活塞杆的内端穿过浮动活塞上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，浮动活塞对活塞杆具有径向限位，起到防止活塞杆在工作过程中发生径向抖动的作用。

作为优化，前述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器中，所述活塞杆上设有弹簧；所述弹簧一端与所述浮动活塞相抵接，另一端与所述定位卡簧相抵接。由此，弹簧可以提供一部分阻尼力，可以进一步提高最大阻尼力输出值。

作为优化，前述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器中，所述流通通道Ⅰ的截面为四分之一圆环，所述流通通道Ⅱ的截面为圆形，所述流通通道Ⅲ的截面为圆形；所述工作活塞上设有两条流通通道Ⅰ；所述线圈的两侧分别设有4个在周向上均匀分布的E型流通通道，且在线圈的同一侧，其中两个E型流通通道共用一条流通通道Ⅰ，另外两个E型流通通道共用另一条流通通道Ⅰ。采用上述构造，流通通道Ⅰ的截面较大，使得避震时磁流变液流通量较大，使得采用本发明磁流变减震器的汽车悬架较为柔软，避震时车辆的乘坐舒适性较好；同时，两个E型流通通道共用流通通道Ⅰ的设计，有利于减少加工工序，提高生产效率。

作为优化，前述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器中，所述缸筒的外周面套设有散热管。由此，可以提高减震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，前述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器中，所述散热管的内部具有螺旋设置的冷却流道，冷却流道的两端分别从散热管的两端引出，形成冷却介质入口和冷却介质出口。采用螺旋结构的冷却流道，冷却介质的流动路径较长，可以充分的进行热交换。

作为优化，前述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器中，所述散热管的内周面与缸筒的外周面间设有导热胶层。设置导热胶层，有利于提高热交换效率。

优选的，前述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器中，所述惰性气体可以为氮气。

附图说明

图1是本发明具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器的截面图；

图2是图1中的局部放大图；

图3是工作活塞和部分活塞杆的截面图；

图4是图3中的A-A向截面图。

附图中的标记为：

1-缸筒，101-活塞杆导向孔；2-浮动活塞；3-工作活塞，31-流通通道Ⅰ、32-流通通道Ⅱ、33-流通通道Ⅲ；4-缸盖；5-活塞杆；6-线圈；7-定位卡簧；8-弹簧；9-散热管，91-冷却介质入口，92-冷却介质出口；10-流通通道Ⅳ。

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。

参见图1-4，本发明的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，包括缸筒1、浮动活塞2和工作活塞3；所述缸筒1的其中一端设有活塞杆导向孔101，另一端开口并由缸盖4密封；所述浮动活塞2与缸筒1的内周面滑动配合并通过密封件密封，将缸筒1内侧空间分隔为气腔和油腔，所述油腔内填充有磁流变液，所述气腔中填充有惰性气体；所述工作活塞3设于所述油腔中并与缸筒1的内周面滑动配合，与其连接的活塞杆5的外端从缸筒1端部的活塞杆导向孔101伸出；所述活塞杆5与活塞杆导向孔101形成滑动配合，并通过密封件密封；与现有技术不同的是，本发明中：所述工作活塞3上设有环形凹槽，所述环形凹槽中设有线圈6；所述工作活塞3上设有4个沿周向均匀分布的流通通道Ⅰ31，所述流通通道Ⅰ31沿轴向贯穿工作活塞3；所述工作活塞3上，在线圈6的两侧分别沿径向设有流通通道Ⅱ32，所述流通通道Ⅱ32的内端与流通通道Ⅰ31连通；所述工作活塞3上，在流通通道Ⅱ32外侧设有沿轴向分布的流通通道Ⅲ33，所述流通通道Ⅲ33内端与流通通道Ⅱ32连通，外端与油腔相通；所述工作活塞3与所述缸筒1之间存在间隙，形成流通通道Ⅳ10；从而流通通道Ⅰ31、流通通道Ⅱ32、流通通道Ⅲ33和流通通道Ⅳ10形成截面呈E型的流通通道。

实施例(参见图1-4)：

本实施例中，所述活塞杆5具有从外端至内端呈阶梯缩小的三个子段；所述工作活塞3套设于活塞杆5的第二个子段上，所述工作活塞3的一端与活塞杆5上的台阶面相抵，另一端通过定位卡簧7固定。

本实施例中，所述活塞杆5的内端穿过浮动活塞2上的孔位与浮动活塞2形成滑动配合，并通过密封件密封。

本实施例中，所述活塞杆5上设有弹簧8；所述弹簧8一端与所述浮动活塞2相抵接，另一端与所述定位卡簧7相抵接。

本实施例中，所述流通通道Ⅰ31的截面为四分之一圆环，所述流通通道Ⅱ32的截面为圆形，所述流通通道Ⅲ33的截面为圆形；所述工作活塞上设有两条流通通道Ⅰ31；所述线圈的两侧分别设有4个在周向上均匀分布的E型流通通道，且在线圈的同一侧，其中两个E型流通通道共用一条流通通道Ⅰ31，另外两个E型流通通道共用另一条流通通道Ⅰ31。

本实施例中，所述缸筒1的外周面套设有散热管9。所述散热管9的内部具有螺旋设置的冷却流道，冷却流道的两端分别从散热管9的两端引出，形成冷却介质入口91和冷却介质出口92。所述散热管9的内周面与缸筒1的外周面间设有导热胶层。所述散热管9的两端与缸筒1焊接。

本实施例中，所述惰性气体为氮气。

工作时，线圈6通电产生磁场，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。参见附图1，当活塞杆5带动工作活塞3从右向左运动时，工作活塞3将挤压腔体左侧的磁流变液，进而使其通过阻尼通道，磁流变液发生剪切流动，产生阻尼力(上述实施例的减震器避震时，弹簧8也提供了部分阻尼力)。在线圈6外围的流通通道Ⅰ31、流通通道Ⅱ32、流通通道Ⅲ33和流通通道Ⅳ10形成截面呈E型的流通通道，剪切面积大，且有效提升了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，使得减震器既具有较大的最大阻尼力输出值，也具有较大的阻尼力调节范围。当活塞杆5带动工作活塞3从左向右进行回程运动时，工作活塞3将挤压腔体右侧的磁流变液，进而使其通过阻尼通道，完成回程。

需要指出的是，虽然本发明的磁流变阻尼器针对新能源汽车的需求开发获得，但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 (9)

1.具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，包括缸筒(1)、浮动活塞(2)和工作活塞(3)；所述缸筒(1)的其中一端设有活塞杆导向孔(101)，另一端开口并由缸盖(4)密封；所述浮动活塞(2)与缸筒(1)的内周面滑动配合并通过密封件密封，将缸筒(1)的内侧空间分隔为气腔和油腔，所述油腔内填充有磁流变液，所述气腔中填充有惰性气体；所述工作活塞(3)设于所述油腔中并与缸筒(1)的内周面滑动配合，与其连接的活塞杆(5)的外端从缸筒(1)端部的活塞杆导向孔(101)伸出；所述活塞杆(5)与活塞杆导向孔(101)形成滑动配合，并通过密封件密封；

其特征在于：所述工作活塞(3)上设有环形凹槽，所述环形凹槽中设有线圈(6)；所述工作活塞(3)上设有多个沿周向均匀分布的流通通道Ⅰ(31)，所述流通通道Ⅰ(31)沿轴向贯穿工作活塞(3)；所述工作活塞(3)上，在线圈(6)的两侧分别沿径向设有流通通道Ⅱ(32)，所述流通通道Ⅱ(32)的内端与流通通道Ⅰ(31)连通；所述工作活塞(3)上，在流通通道Ⅱ(32)外侧设有沿轴向分布的流通通道Ⅲ(33)，所述流通通道Ⅲ(33)内端与流通通道Ⅱ(32)连通，外端与油腔相通；所述工作活塞(3)与所述缸筒(1)之间存在间隙，形成流通通道Ⅳ(10)；所述流通通道Ⅱ(32)的外端与流通通道Ⅳ(10)连通；从而，流通通道Ⅰ(31)、流通通道Ⅱ(32)、流通通道Ⅲ(33)和流通通道Ⅳ(10)形成截面呈E型的流通通道。

2.根据权利要求1所述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，其特征在于：所述活塞杆(5)具有从外端至内端呈阶梯缩小的三个子段；所述工作活塞(3)套设于活塞杆(5)的第二个子段上，所述工作活塞(3)的一端与活塞杆(5)上的台阶面相抵，另一端通过定位卡簧(7)固定。

3.根据权利要求2所述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，其特征在于：所述活塞杆(5)的内端穿过浮动活塞(2)上的孔位与浮动活塞(2)形成滑动配合，并通过密封件密封。

4.根据权利要求3所述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，其特征在于：所述活塞杆(5)上设有弹簧(8)；所述弹簧(8)一端与所述浮动活塞(2)相抵接，另一端与所述定位卡簧(7)相抵接。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，其特征在于：所述流通通道Ⅰ(31)的截面为四分之一圆环，所述流通通道Ⅱ(32)的截面为圆形，所述流通通道Ⅲ(33)的截面为圆形；所述工作活塞上设有两条流通通道Ⅰ(31)；所述线圈的两侧分别设有4个在周向上均匀分布的E型流通通道，且在线圈的同一侧，其中两个E型流通通道共用一条流通通道Ⅰ(31)，另外两个E型流通通道共用另一条流通通道Ⅰ(31)。

6.根据权利要求5所述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，其特征在于：所述缸筒(1)的外周面套设有散热管(9)。

7.根据权利要求6所述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，其特征在于：所述散热管(9)的内部具有螺旋设置的冷却流道，冷却流道的两端分别从散热管(9)的两端引出，形成冷却介质入口(91)和冷却介质出口(92)。

8.根据权利要求7所述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，其特征在于：所述散热管(9)的内周面与缸筒(1)的外周面间设有导热胶层。

9.根据权利要求8所述的具有磁流变液E型流通通道的新能源汽车用磁流变减震器，其特征在于：所述惰性气体为氮气。

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