CN1275498A - 磁控流变减振器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种磁控流变减振器,防尘罩与储液缸筒、工作缸筒形成三个同心钢筒,活塞阀板总成上有伸张阀和流通阀及常通孔,下端阀板总成上有压缩阀和补偿阀及常通孔,在工作缸筒内充满磁控变液,储液缸筒的储液腔中也充有磁控变液,但不充满,工作缸筒的两端安有电磁铁与外部驱动电路连接。本发明采用磁控方法来改变磁控变液的粘度,使减振器的阻尼系数能根据路况适时作出变化,提高汽车行驶的平稳性,而不需耗费巨大的外部能源。

Description

磁控流变减振器

本发明涉及一种磁控流变减振器，是对汽车悬架中或者其它机械的减振器提出的技术创新，属于机械工程技术领域。

汽车悬架是连接车架(或承载式车身)和车桥(或车轮)之间的装置。传统的汽车悬架主要由用以缓冲路面冲击的弹簧(如板簧、螺旋弹簧或扭力弹簧)、限制车身上下振动的减振器、车辆横向稳定装置以及控制车轮运动的连接机构组成。当汽车轮胎在行驶中受到路面凹凸不平物冲击时，悬架装置能抑制和减小因冲击引起的车身振动而保持车辆的运动态势，改善汽车的平顺性和操纵稳定性。传统的汽车悬架由于弹簧的刚度和液压减振器的阻尼系数均在车辆制造时已经确定，因而在行驶中无法根据不同的道路状况而改变，即只能被动地承受路面冲击，故也称为“被动悬架系统”。被动悬架系统的主要优点是技术成熟，生产加工容易，成本低廉，因而仍然是当前汽车上的主导装备产品。但随着科技的进步和社会的发展，人们对汽车的平顺性和操纵稳定性提出了更高的要求。尽管对传统悬架和设计进行了不少改进和创新，也取得了一定的效果，但由于传统悬架自身结构和工作机理的局限性，不可能从根本上解决问题。如人民交通出版社《汽车构造》(下册，1995年7月，陈家瑞著，P198)介绍的汽车减振器为双向作用筒式结构，采用的减振器油的粘度不受人为控制，加上传统悬架中的弹簧刚度是定值，故液压减振器的阻尼系数为定值，不能适应复杂的道路状况。现代电子技术、传感技术和电液技术在汽车悬架上的应用给悬架系统注入了全新的内涵。然而目前的主动悬架系统由于结构复杂、生产成本高昂，最主要的是：伺服机构消耗大量的外部能量，所以有着技术革新和方案改进的必要性和迫切性。

本发明的目的在于针对现有技术的上述不足之处，设计一种新的磁控流变减振器，使其阻尼系数能够根据路面状况适时作出相应变化，从而提高汽车的行驶平顺性、路面通过性和操纵稳定性，并且结构简单，并不需要耗费巨大的外部能源。

本发明的目的是通过下述技术解决方案来实现的：磁控流变减振器的最基本结构包括车架(或承载式车身)连接器、防尘罩、活塞杆、油封盖、油封、油封支承弹簧、导向座、工作缸筒、储液缸筒、活塞阀板总成、下端阀板总成、下端盖、车桥(或车轮)连接器、下端电磁铁、活塞紧固螺母、上端电磁铁、磁控变液，其特征在于：三个同心缸筒一防尘罩、储液缸筒和工作缸筒，防尘罩与活塞杆和用以连接车架的车架连接器焊接在一起；工作缸筒置于储液缸筒内，储液缸筒的下端盖焊有用以连接车桥的车桥连接器；在减振器工作时，储液缸筒和工作缸筒是作为一个整体一起随车桥而运动的，储液缸筒与工作缸筒之间形成储液腔，储液腔内填充有磁控流变减振器专用的磁控变液，但不填满，工作缸筒内则充满磁控变液；活塞杆穿过工作缸筒和储液缸筒的密封装置而伸入工作缸筒内，在活塞杆的下端用压紧螺母固定着活塞阀板总成；活塞阀板总成上有伸张阀和流通阀及若干个常通孔，在压缩或伸张行程中磁控变液均可通过常通孔流动；在工作缸筒的下端阀板总成有压缩阀和补偿阀并有若干个常通孔。

磁控流变减振器具有四种阀，即压缩阀、伸张阀、流通阀和补偿阀。流通阀和补偿阀是一般的单向阀，其弹簧力很弱，当阀上的液压作用力与弹簧力同向时，阀处于关闭状态，完全不通液流；而当液压作用力与弹簧力反向时，只要很小的液压，阀便能开启。压缩阀和伸张阀是卸载阀，其弹簧较强，预紧力较大，只有当液压增高至一定程度时，阀才能开启；而当油压减低到一定程度时，阀即自行关闭。这些阀对液流的节流便造成对悬架压缩或伸张运动的阻尼力。但这些阀的阻尼系数都是制造时都确定的，并不能在行驶中根据不同的道路状况而改变，因而本发明在磁控流变减振器中又采取了磁控变液技术——在减振器的工作缸筒两端分别设置有电磁铁，通过外部驱动电路适时进行调整控制磁场强度，储液缸筒和工作缸筒中填充的磁控变液在磁场的作用下会变得粘稠，其粘度随磁场强度而变，磁场增强则磁控变液的粘度也变大，当磁控变液的粘度变大后其流动速度降慢，流动阻力上升，磁控流变减振器的阻尼系数便也随之相应变大，从而根据施于磁控变液的磁场强度达到控制磁控流变减振器阻尼系数的目的。

为更好理解本发明的技术解决方案，下面结合附图作进一步详细描述。

图1为本发明的整体结构示意图。

如图所示，本发明磁控流变减振器的车架(或承载式车身)连接器1、防尘罩2及活塞杆3焊接在一起，防尘罩2又与储液缸筒9、工作缸筒8形成三个同心钢筒，防尘罩2居外，储液缸筒9居中，工作缸筒8居内，工作缸筒8内充满磁控变液21，储液缸筒9的储液腔中也充有磁控变液21，但是不充满。油封盖4盖于油封5之上，油封5套于活塞杆3上，油封支承弹簧6位于导向座7和油封5之间，将油封5支承起来并紧密贴封活塞杆3与油封盖4之间的间隙。导向座7置于油封盖4和工作钢筒8之间，令活塞杆3的行程受导，活塞阀板总成10通过活塞紧固螺母18安装于活塞杆3下端，活塞阀板总成10上整合了伸张阀19和流通阀17，并有若干个常通孔，工作钢筒8下部装有下端阀板总成11，其上整合有压缩阀16和补偿阀15，并有若干个常通孔，车桥(或车轮)连接器13与下端盖12焊在一起，下端盖12盖住储液钢筒9和工作钢筒8的下端，以使磁控变液21不至于漏出减振器。在工作缸筒8两端装有电磁铁，上端电磁铁20整合于导向座7中，下端电磁铁14整合于下端盖12之中，上端电磁铁20与下端电磁铁14均有导线与外部驱动电路连接。

本发明的技术方案具体实施到汽车悬架系统中，其车架(或承载式车身)连接器1与汽车的车架(或承载式车身)相连，其车桥(或车轮)连接器13与车桥(或车轮)相连。磁控流变减振器的工作原理可分为压缩行程和伸张行程加以说明。当汽车车轮滚上凸起或滚出凹坑时，车轮移近车架，磁控流变减振器受压缩，活塞阀板总成10下移，活塞下面的腔室(下腔)容积减小，液压升高，磁控变液21流经流通阀17流到活塞阀板总成10上面的腔室(上腔)，由于上腔被活塞杆3占去一部分，上腔内增加的容积小于下腔减小的容积，故还有一部分磁控变液21推开压缩阀16流回储液缸筒9；当车轮滚进凹坑或滚离凸起时，车轮相对车架移开，磁控流变减振器受拉伸，此时磁控流变减振器的活塞阀板总成10向上移动，活塞阀板10上腔液压升高，流通阀17关闭，上腔内的磁控变液21便推开伸张阀19流入下腔。同样，由于活塞杆13的存在，自上腔流来的磁控变液21还不足以充满下腔所增加的容积，下腔内产生一定的真空度，这时储液缸筒9中的磁控变液21便推开补偿阀15流入下腔进行补偿。这样，压缩阀16、流通阀17、伸张阀19、补偿阀15的节流作用即造成对汽车悬架伸缩运动的阻尼力。当车架或车身振动缓慢(即活塞阀板总成10上下运动速度低)时，多余部分的磁控变液21便经活塞阀板总成10和下端阀板总成11上的常通孔流回储液缸筒9，由于常通孔截面积很小，便产生较大的阻尼力，从而消耗了振动能量，使振动迅速衰减；当车身振动剧烈，即活塞阀板总成10上下运动速度高时，则活塞阀板总成10的上腔和下腔液压骤增，达到能克服压缩阀16或伸张阀19的弹簧预紧力时，便推开压缩阀16或伸张阀19，使磁控变液21在很短的时间内，通过较大的通道流回储液缸筒9。这样，液压和阻尼力都不致超过一定限度，以保证压缩行程伸张行程中汽车悬架系统中的弹性元件(如板簧、螺旋弹簧或扭力弹簧)的缓冲作用得到充分发挥，而且可使磁控流变减振器及汽车悬架系统的某些零件不会因承受过大的冲击载荷导致超载而造成损坏。而磁控变液21的粘度可通过上端电磁铁20和下端电磁铁14之间的磁场强度来调节，汽车悬架系统的电子控制部分根据不同的道路状况和汽车行驶情况的反馈信息来作出判断，从而改变施加于上端电磁铁20和下端电磁铁14的功率，达到改变磁控流变减振器阻尼系数，以适时地使汽车悬架系统与路面处于最佳匹配状况。

本发明提出的减振器变阻尼技术解决方案，能使汽车悬架系统根据其所处工况改变而使其阻尼系数作出相应的变化，从而使汽车悬架系统始终于路面处于最佳匹配状况，达到极大地改善汽车的行驶平顺性、路面通过性和操纵稳定性的效果。

本发明的减振器采用了先进的磁控变液技术，使汽车主动悬架耗能骤减，节约了可贵的能源，符合绿色汽车的潮流和生态保护的时代步伐，可望得到广泛地应用。

Claims (1)

1、一种磁控流变减振器，车架连接器(1)、防尘罩(2)及活塞杆(3)焊接在一起，车桥连接器(13)与下端盖(12)焊在一起，其特征在于防尘罩(2)与储液缸筒(9)、工作缸筒(8)形成三个同心钢筒，活塞阀板总成(10)上有伸张阀(19)和流通阀(17)并有若干个常通孔，下端阀板总成(11)上有压缩阀(16)和补偿阀(15)并有若干个常通孔，工作缸筒(8)内充满磁控变液(21)，储液缸筒(9)的储液腔中也充有磁控变液(21)但不充满，在工作缸筒(8)两端有电磁铁(20、14)与外部驱动电路连接。