CN1644955A

CN1644955A - 具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器

Info

Publication number: CN1644955A
Application number: CN 200510049264
Authority: CN
Inventors: 王维锐; 潘双夏; 王芳
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2005-01-27
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2005-07-27

Abstract

本发明涉及一种具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器。它包括贮液缸组件，在活塞或缸筒的内侧、外侧或端部设有永磁体。本发明由于采用了永磁体，因而具有如下优点：1.由于永磁体能够产生磁场，所以在没有施加电流时或者控制装置出现故障时，磁流变液也能产生正常工作时的中心阻尼力，使得减振器的性能可靠稳定，避免或降低了现有的磁流变液半主动减振器由于断电故障而造成的损失。2.由于永磁体产生的磁场使磁流变液能够产生正常工作时的中心阻尼力，因此减振器工作时的励磁电流主要集中在零电流值附近，而现有减振器若想达到同样效果，其励磁电流主要集中某一个非零的中心电流值附近。所以本发明具有节约能源的功效。

Description

具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器

技术领域

本发明涉及阻尼器件，尤其涉及一种具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器。

背景技术

目前，磁流变液半主动减振器由于具有阻尼力大、调节范围宽，响应速度快以及工作温度范围大等特点而得到广泛的关注和研究。现有的磁流变液半主动减振器按励磁线圈的设置位置大致分为内置式和外置式两类，内置式是将励磁线圈设在活塞上，外置式是将励磁线圈设在缸筒外面。通过控制通过励磁线圈的电流或电压强度可以改变施加在磁流变液上的磁场强度以改变磁流变液的粘度从而控制磁流变液产生的阻尼力。为了增大阻尼力可控范围，磁流变液半主动减振器的零电流阻尼力往往设计的比较小。在一个设计/选型合理的减振装置中磁流变液半主动减振器产生的阻尼力主要集中在介于最大、最小阻尼力之间的某一中心阻尼力附近。由此带来两个问题：

1、磁流变液半主动减振器工作时的励磁电流主要集中在某一个非零的中心电流值附近，能耗比较大；

2、当磁流变液控制系统出现故障时，电流不能及时供应，则磁流变液不能产生足够的阻尼力，降低了需减振装置的安全性和舒适性，即减振器失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、能耗低且在减振器失效或励磁电流为零时仍能提供足够阻尼力的具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器。

它包括贮液缸组件，在贮液缸组件内设有活塞组件、浮动活塞，活塞组件具有悬架活塞杆连接件、活塞杆和活塞，活塞杆与贮液缸组件间设有导向密封组件，导向密封组件具有导向衬套，上压盖，导向器，密封圈，悬架活塞杆连接件具有吊环、吊环衬套和内衬，浮动活塞具有浮动活塞体和O型圈，贮液缸组件具有缸体和端盖，贮液缸组件后端外侧具有悬架缸体连接件，悬架缸体连接件具有吊环、吊环衬套和内衬，活塞具有磁芯、环形磁芯、励磁线圈、不导磁保护层、导磁套筒、活塞环，在活塞或缸筒的内侧、外侧或端部设有永磁体。

本发明采用永磁体作为减振器磁路的一部分，利用永磁体产生的磁场使得磁流变液在没有外加电流的情况下也能产生正常工作时的中心阻尼力，使得减振器的性能稳定可靠。

本发明由于采用了永磁体，因而具有如下优点：

1、由于永磁体能够产生磁场，所以在没有施加电流时或者控制装置出现故障时，磁流变液也能产生正常工作时的中心阻尼力，使得减振器的性能可靠稳定，避免或降低了现有的磁流变液半主动减振器由于断电故障而造成的损失。

2、由于永磁体产生的磁场使磁流变液能够产生正常工作时的中心阻尼力，因此减振器工作时的励磁电流主要集中在零电流值附近，而现有减振器若想达到同样效果，其励磁电流主要集中某一个非零的中心电流值附近。所以本发明具有节约能源的功效。

附图说明

图1是具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器结构示意图；

图2是本发明活塞组件结构示意图；

图3(a)是励磁电流产生的磁场方向和永磁体的磁场方向一致时的磁场示意图；

图3(b)是励磁电流产生的磁场方向和永磁体的磁场方向相反时的磁场示意图；

图3(c)是励磁电流为零或其他原因导致励磁线圈产生的磁场强度为零时的磁场示意图。

具体实施方式

本发明的解决方案如下：

具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器，包括活塞杆、活塞组件、电磁线圈、永磁体、缸筒等，在磁路中设置永磁体，在同样工作条件下：

(1)当励磁线圈产生的磁场的方向与永磁体的磁场方向相同时，施加到磁流变液上的磁场强度增大，减振器产生的阻尼力增大；

(2)当励磁线圈产生的磁场的方向与永磁体的磁场方向相反时，施加到磁流变液上的磁场强度减弱甚至为零，减振器产生的阻尼力也相应的减小；

(3)当励磁线圈电流为零或其他原因导致励磁线圈产生的磁场强度为零时，减振器产生的阻尼力固定在某个由永磁体的磁场方向及强度决定的特定值。

永磁体可以设在活塞组件的内侧、外侧或端部，也可以设在缸筒的内侧、外侧或端部。

如图1、2所示，具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器由吊环1和18、内衬3和19，吊环衬套2和20，吊环连接螺纹4，导向衬套5，上压盖6，导向器7，密封圈8，活塞杆9，缸筒10，励磁线圈导线11，磁流变液12，活塞组件13，浮动活塞14，O型圈15，压缩气体16，端盖17等组成，如图1。活塞组件由磁芯131、环形磁芯133、永磁体134、励磁线圈135、不导磁保护层136、导磁套筒137、活塞环138等组成，如图2。在磁芯131上设有与活塞杆9连接用的连接螺纹130，励磁线圈导线11通过磁芯131上的空心通道连接到励磁线圈135上。永磁体134和环形磁芯133套在磁芯131，在永磁体134的外部绕有励磁线圈135，励磁线圈135的外部设有不导磁保护层136，不导磁保护层136把线圈和磁流变液隔开，防止因磁流变液的抛光作用破坏励磁线圈135的绝缘层。导磁套筒137用来导通磁场，与磁芯131及环形磁芯133形成磁回路。导磁套筒137与磁芯131及环形磁芯133之间形成一个环形缝隙，以流通磁流变液。导磁套筒137与磁芯131、环形磁芯133间各有4个焊接点132，使得它们可以一起移动。导磁套筒137与磁芯131、不导磁保护层136、环形磁芯133间形成环形缝隙139。导磁套筒137的外侧设有凹槽，凹槽内设有活塞环138。活塞环138有导向和密封作用，使得活塞组件可以在缸筒10内滑动，同时又阻止磁流变液从缸筒10和导磁套筒137间泄露。

本发明的工作过程是：当活塞杆9带动活塞组件13与缸筒作相对运动时，磁流变液12从环形缝隙139流过。当励磁线圈135通过电流时，会在环形缝隙139中形成磁场。磁流变液12流过环形缝隙139时，磁流变液12的流变性质随磁场变化的而改变，从而改变输出阻尼力的大小。

在同样工况下：

1、当励磁线圈135通过电流而产生的磁场方向和永磁体134的磁场方向一致时，环形缝隙139中的磁场强度得到加强，如图3(a)。此时减振器输出的阻尼力也相应增大。

2、当励磁线圈135通过电流而产生的磁场方向和永磁体134的磁场方向相反时，环形缝隙139中的磁场强度得到削弱，如图3(b)。此时减振器输出的阻尼力也相应减小。

3、当励磁线圈135通过的电流为零或其他原因导致励磁线圈135产生的磁场强度为零时，环形缝隙139中的磁场强度固定在某个由永磁体134决定的固定值，如图3(c)。此时减振器产生的阻尼力也固定在某个特定值。

Claims

1、一种具有失效自保护功能的磁流变液半主动减振器，它包括贮液缸组件，在贮液缸组件内设有活塞组件、浮动活塞，活塞组件具有悬架活塞杆连接件、活塞杆(9)和活塞(13)，活塞杆与贮液缸组件间设有导向密封组件，导向密封组件具有导向衬套(5)，上压盖(6)，导向器(7)，密封圈(8)，悬架活塞杆连接件具有吊环(1)、吊环衬套(2)和内衬(3)，浮动活塞具有浮动活塞体(14)和O型圈(15)，贮液缸组件具有缸体(10)和端盖(17)，贮液缸组件后端外侧具有悬架缸体连接件，悬架缸体连接件具有吊环(18)、吊环衬套(19)和内衬(20)，活塞(13)具有磁芯(131)、环形磁芯(133)、励磁线圈(135)、不导磁保护层(136)、导磁套筒(137)、活塞环(138)，其特征在于在活塞或缸筒的内侧、外侧或端部设有永磁体(134)。