CN201786985U - 一种双线圈磁流变减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种双线圈磁流变减振器，包括贮液缸、工作缸、活塞、活塞杆、铁芯、主线圈和辅助线圈，该贮液缸与工作缸形成双筒结构并均填充有磁流变液，该工作缸缸底具有第一流道和补液单向阀，该活塞位于工作缸内并将工作缸区隔为上腔和下腔，该活塞上还形成有导通上腔和下腔的第二流道，该活塞杆依次穿过贮液缸和工作缸而与活塞固定相连；该铁芯位于活塞内部并套设在活塞杆上；该主线圈缠绕在铁芯上并向外引出；该辅助线圈缠绕在工作缸缸底上并向外引出。本实用新型通过设置在第一流道和第二流道上分别设置辅助线圈和主线圈，从而使得本实用新型无论处于伸张行程还是处于压缩行程，都能够保持良好的阻尼匹配。

Description

一种双线圈磁流变减振器 

技术领域

本实用新型涉及半主动悬挂车辆的减振装置，更具体的说涉及一种双线圈磁流变减振器。 

背景技术

通常情况下，车辆的悬架系统由弹性元件和减振元件组成，通过悬架系统，车辆构成了一个振动单元。目前越来越多的车辆采用了可变刚度的弹性元件，这使得车辆悬挂部分的固有频率以及行驶舒适性不再与悬挂质量有关，而是在不同载荷下都保持一个合理的固有频率。但载荷的变化对减振系统的表现还是存在明显的影响：载荷增大时，减振系统的阻尼比减小；载荷减小时，减振系统的阻尼比增大，这样就在车辆行驶的动力性和舒适性之间形成了矛盾。 

针对上述问题，人们开发出了磁流变减振器，由于其阻尼力可根据车辆的行驶情况通过改变施加在磁流变液流通路径上的磁场强度来调节，从而为改善车辆的振动特性、提高行驶车辆的安全性、稳定性和舒适性提供了良好的方法。 

但是，目前磁流变减振器设计和应用中，其至少还存在如下问题： 

一、现有磁流变减振器均采用一组线圈的结构，即在活塞上安装磁流变线圈，并设置阻尼液流通通道。这种形式的减震器仅能够调节伸张行程的阻尼力，对于压缩行程，其还是通过传统的方法利用阀和阀片形成压缩阻尼。如此其仅能根据车辆行驶状况调节伸张阻力，对于压缩阻力则不可调节，即难以保证车辆在任何载荷情况下以及任何行驶条件下均保持良好 的阻尼匹配，也就不能够始终获得满意的行驶动力性与舒适性的协调。 

二、现有磁流变减振器为增加阻尼力，往往采用增加线圈匝数或采用多极反向线圈的方法，也有结构通过增加阻尼通道长度的方法实现这一的。但上述各种方法都会直接导致减振器轴向尺寸的增大，在总体轮廓空间不变的情况下，就必然会缩短活塞的行程。现有磁流变减振器还有为了增强磁流变效应，在减振器主体之外装配磁流变单元，但其会使得减振器结构复杂且占用较大空间。 

三、现有多数磁流变减振器及阻尼器，基本上都是应用磁流变效益的压差流动和剪切模式工作，极少数也应用挤压模式。理论分析与实验均证明磁流变阻尼装置的阻尼力主要由磁流变液在压力差下流动而产生，剪切作用形成的阻尼力相对小很多。但由于减振器的结构是由活塞将内部空间分隔为两个压力腔，仅能够产生一次压差流动，即其可产生的磁流变阻尼效应较为有限。 

有鉴于此，本发明人针对现有磁流变减振器的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双线圈磁流变减振器，以解决现有技术中磁流变减振器仅仅能根据车辆行驶状况调节伸张阻力，而对于压缩阻力则无法调节，进而难以保证车辆在任何载荷和行驶条件下均保持良好阻尼匹配的问题。 

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是： 

一种双线圈磁流变减振器，其中，包括： 

贮液缸，具有容置腔，并该容置腔内填充有磁流变液； 

工作缸，设置在贮液缸的容置腔内而形成双筒结构，并内部亦具有中空腔室，该中空腔室内亦填充有磁流变液，该工作缸缸底还具有连通贮液 缸容置腔与工作缸中空腔室的第一流道和补液单向阀； 

活塞，位于工作缸的中空腔室内，并通过套设在活塞外周缘的活塞环而与工作缸缸壁间呈密封状，该活塞将中空腔室区隔为上腔和下腔，该活塞上还形成有导通上腔和下腔的第二流道，该活塞在该第二流道外部还依次设置有流通阀片和流通阀座，该流通阀座上设置有常通孔道和通流孔，该流通阀片与该流通孔相对应，并该流通阀座与流通阀片之间设置有圆锥弹簧； 

活塞杆，依次穿过贮液缸和工作缸而与活塞固定相连； 

铁芯，位于活塞内部并套设在活塞杆上； 

主线圈，缠绕在铁芯上并向外引出； 

辅助线圈，缠绕在工作缸缸底上并向外引出。 

进一步，该第二流道沿其延伸方向的截面面积呈变化状。 

进一步，该双线圈磁流变减振器还包括位于活塞内部并套设在铁芯和主线圈外周的多环槽圈，该多环槽圈与铁芯及主线圈共同形成沿活塞杆轴线方向呈变化状间隙的阻尼通道。 

进一步，该多环槽圈内孔的横截面呈矩形阶梯状或正弦曲线或双曲线状。 

进一步，该贮液缸和工作缸上开设有分别供主线圈和辅助线圈引出的第一引出孔和第二引出孔，该第一引出孔和第二引出孔分别供主线圈和辅助线圈引出后粘胶密封。 

进一步，该主线圈在从第一引出孔引出之前还多圈缠绕在活塞杆上。 

进一步，该活塞杆与贮液缸和工作缸之间还设置有套设在活塞杆外缘的导向套、内缘与导向套紧贴并固定在工作缸上的导向座、位于导向套和导向座之间的第一密封圈、位于活塞杆和贮液缸之间的第二密封圈以及位于工作缸和第二密封圈之间并抵顶第二密封圈的压板。 

采用上述结构后，本实用新型涉及的一种双线圈磁流变减振器，当其 处于伸张行程时，活塞向上运动，上腔由于活塞的运动使得其中的磁流变液受到挤压，从而会通过变化间隙的阻尼通道而流入下腔中，此时由于该主线圈缠绕在位于活塞内部的铁芯上，故通过调节通过主线圈的电流强度即可以实现对阻尼力的调控；而当其处于压缩行程时，活塞向下运动，下腔由于活塞的运动使得其中磁流变液收到挤压，从而会通过第一流道而进入贮液缸，此时由于该辅助线圈缠绕在工作缸缸底上，故通过控制通过辅助线圈的电流强度即可实现对阻尼力的调整。由此本实用新型无论在减振器处于伸张行程还是处于压缩行程，都能够保持良好的阻尼匹配，从而能够始终获得满意的行驶动力性和舒适性的协调。 

附图说明

图1为本实用新型涉及的一种双线圈磁流变减振器的整体结构示意图； 

图2为图1中通流阀座与通流阀片部分的具体结构示意图； 

图3为图2所示部分的俯视图； 

图4为图2中通流阀片的结构示意图； 

图5为图4的俯视图； 

图6为图1中主线圈、多环槽圈、铁芯之间的配合关系示意图； 

图7为图6中多环槽圈的结构示意图。 

图中： 

磁流变减振器100 

贮液缸      1       容置腔      11 

第一引出孔  12      第二引出孔  13 

工作缸      2       中空腔室    21 

上腔        211     下腔        212 

第一流道    22      补液单向阀  23 

阀体        231     螺旋弹簧    232 

配流盘    24    活塞      3 

活塞环    31    第二流道  32 

流通阀片  33    流通阀座  34 

常通孔道  341   流通孔    342 

圆锥弹簧  35    多环槽圈  36 

阻尼通道  361 

活塞杆    4     垫圈      41 

螺母      42    铁芯      5 

主线圈    6     辅助线圈  7 

导向套    81    导向座    82 

第一密封圈83    第二密封圈84 

压板      85    防尘罩    91 

连接环92 

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。 

如图1至图7所示，其示出的为本实用新型涉及的一种双线圈磁流变减振器100，包括贮液缸1、工作缸2、活塞3、活塞杆4、铁芯5、主线圈6以及辅助线圈7，其中： 

该贮液缸1，具有容置腔11，并该容置腔11内填充有磁流变液，其具体是由缸筒、缸盖和缸底构成，具体就不详细描述； 

该工作缸2，设置在贮液缸1的容置腔11内而与该贮液缸1一起形成双筒结构，该工作缸2内部亦具有中空腔室21，该中空腔室21内亦填充有磁流变液，该工作缸2缸底还具有第一流道22和补液单向阀23，该第一流道22用于连通贮液缸1容置腔11与工作缸2中空腔室21，该补液单向阀 23具体包括阀体231以及供与阀体231相抵触的螺旋弹簧232，在正常情况下，由于该螺旋弹簧232的抵顶作用，该阀体231能密封抵接在工作缸2上，而当贮液缸1中压力大于工作缸2时，其能推开阀体231，从而使得贮液缸1中的磁流变液流入工作缸2中；为了便于该第一流道22的配给，该工作缸2缸底还设置有配流盘24；该工作缸2亦是由缸筒、缸盖和缸底构成，具体亦不详细加以描述； 

该活塞3，位于工作缸2的中空腔室21内，该活塞3外周缘还套设有活塞环31，通过该活塞环31使得活塞3与工作缸2缸壁之间呈密封状，从而使得该活塞3能将中空腔室21区隔为上腔211和下腔212，该活塞3上还形成有第二流道32，该第二流道32导通上腔211和下腔212，该活塞3在该第二流道32外部还依次设置有流通阀片33和流通阀座34，该流通阀座34上设置有常通孔道341和流通孔342，该流通阀片33与该流通孔相对应，并该流通阀座34与流通阀片33之间设置有圆锥弹簧35，伸张行程中，该流通孔342能被流通阀片33抵住从而使得流通孔342呈关闭状态，磁流变液只能通过常通孔道341进入阻尼通道361自上腔211流入下腔212。压缩行程中，当下腔212的压力大于上腔211的压力时，磁流变液经第二流道32向上推起流通阀片33和弹簧35，其能够使得该流通孔342呈现为打开状态，从而使得下腔212中的磁变液流能够流入到上腔211中； 

该活塞杆4，依次穿过贮液缸1和工作缸2而与活塞3固定相连，具体的，该活塞杆4端部还套设有垫圈41和螺母42，该垫圈41另面与活塞3紧靠，将该螺母42锁紧而紧靠在垫圈41上即能实现该活塞杆4与活塞3之间的固定相连； 

该铁芯5，位于活塞3内部并套设在活塞杆4上，具体的，在本实施例中，该活塞3具体被分为上片和下片，其上片和下片上均形成有第二流道32和活塞环31，而该铁芯5则位于上片和下片之间并呈固定状； 

该主线圈6，缠绕在铁芯5上并向外引出； 

该辅助线圈7，缠绕在工作缸2缸底上并向外引出，具体的，该工作缸2的缸体形成有供辅助线圈7缠绕的凸缘，从而能便于辅助线圈7的缠绕。 

这样，本实用新型涉及的一种双线圈磁流变减振器100，其具体过程如下： 

当其处于伸张行程时，活塞3向上运动，上腔211由于活塞3的运动使得其中的磁流变液受到挤压，其压力显著增大；同时由于一部分活塞杆4向上运动离开工作缸2，工作缸2下腔212的压力会下降并产生一定的真空；故该上腔211的磁流变液受到活塞3两侧上腔211和下腔212压力差的作用，通过流通阀座34上的常通孔道341和阻尼通道361而流入下腔212中，从而补充一部分下腔212由于活塞杆4振出而形成的空间，另一部分则通过工作缸2底部的补液单向阀23而由贮液缸1补充，此时由于主线圈6产生的磁力线穿过上腔211通往下腔212的阻尼通道361上，故通过控制主线圈6的电流强度，既可以调节垂直通过阻尼通道361的磁场强度，而该磁场强度的改变即能影响流道内磁流变液的粘度和剪切屈服应力，其电流强度越大，磁流变液粘度和剪切屈服应力就越大，其产生的阻尼力也就越大；反之，减小电流强度就可以减小阻尼力，具体该电流强度是通过处理和分析从悬架上传感器获得的信号来控制的。 

当其处于压缩行程时，活塞3向下运动，工作缸2下腔212的容积减小，其中一部分磁流变液会经工作缸2底的第一流道22而进入贮液缸1，另一部分磁流变液则会推开活塞3外部的流通阀片33，并通过流通孔342而进入上腔211，此时由于活塞3向下运动的同时，一部分活塞杆4也振入工作缸2，所以工作缸2下腔212减少的容积大于上腔211增加的容积，从而使得贮液缸1内的液面会比伸张行程有所上升，工作缸2内产生的气体则会通过其顶部的间隙而进入贮液缸1顶部的空间。此时由于辅助线圈7被设置在下腔212通往贮液缸1的第一流道22上，故通过控制辅助线圈7的电流强度，既可以调节第一流道22的磁场强度，从而改变压缩阻尼力， 该电流强度亦是通过处理和分析从悬架上传感器(图中未示出)的信号来控制的，从而能保证伸张阻尼和压缩阻尼始终能处于良好的匹配状态。 

由此，本实用新型无论在减振器100处于伸张行程还是处于压缩行程，都能够保持良好的阻尼匹配，从而能够始终获得满意的行驶动力性和舒适性的协调。 

优选的，该第二流道32沿其延伸方向的截面面积呈变化状。具体的，作为该第二流道32截面面积呈变化状的一种具体实施方式，该双线圈磁流变减振器100还包括多环槽圈36，该多环槽圈36位于活塞3内部并套设在铁芯5和主线圈6的外周，该多环槽圈36具有孔径沿活塞杆4轴线方向呈变化状的内孔。在本实施例中，该多环槽圈36内孔的横截面呈矩形阶梯状，这样该多环槽圈36与铁芯5及主线圈6共同形成了阻尼通道361，当然其亦可以呈正弦曲线或双曲线状。这样，当磁流变液通过该第二流道32时，由于其截面面积呈变化状，该第二流道32呈现为变间隙通道，该磁流变液在流动的同时还会受到多次挤压和舒张，从而加剧压差流动产生的磁流变效应，增大流动的局部损失，进而消耗更多的振动能量。需要说明的是，由于辅助线圈7无需产生主线圈6那么大的阻尼力，故其相对于主线圈6来说线圈长度亦较小，该第一流道22也就没有采用多环槽圈36的结构，该第一流道22具体为光滑的圆柱孔，并采用低碳钢制成。 

作为将主线圈6和辅助线圈7引出整个减振器100的一种优选实施方式，该贮液缸1和工作缸2上开设有第一引出孔12和第二引出孔13，该第一引出孔12和第二引出孔13分别供主线圈6和辅助线圈7引出，当该第一引出孔12和第二引出孔13分别将主线圈6和辅助线圈7引出后，该第一引出孔12和第二引出孔13均粘胶密封，从而能避免磁流变液溢出。优选的，该主线圈6在从第一引出孔12引出之前还多圈缠绕在活塞杆4上，螺旋上升的导线长度可保证减振器100最大行程仍然不紧绷。 

作为该活塞杆4与贮液缸1和工作缸2之间的一种连接结构，该活塞 杆4与贮液缸1和工作缸2之间还设置有导向套81、导向座82、第一密封圈83、第二密封圈84和压板，该导向套81套设在活塞杆4的外缘，该导向座82的内缘与导向套81紧贴并固定在工作缸2上，该第一密封圈83位于导向套81和导向座82之间、该第二密封圈84位于活塞杆4和贮液缸1之间，该压板则位于工作缸2和第二密封圈84之间并抵顶第二密封圈84，具体的该第二密封圈84在本实施例中为两个Y型密封圈，这样即能很好地起到密封的功效；另外，为了起到防尘的功效，该贮液缸1的上端还加盖有防尘罩91，防尘罩91上则设置有供与悬架系统相连的连接环92。 

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。 

Claims (7)

1.一种双线圈磁流变减振器，其特征在于，包括：

贮液缸，具有容置腔，并该容置腔内填充有磁流变液；

工作缸，设置在贮液缸的容置腔内而形成双筒结构，并内部亦具有中空腔室，该中空腔室内亦填充有磁流变液，该工作缸缸底还具有连通贮液缸容置腔与工作缸中空腔室的第一流道和补液单向阀；

活塞，位于工作缸的中空腔室内，并通过套设在活塞外周缘的活塞环而与工作缸缸壁间呈密封状，该活塞将中空腔室区隔为上腔和下腔，该活塞上还形成有导通上腔和下腔的第二流道，该活塞在该第二流道外部还依次设置有流通阀片和流通阀座，该流通阀座上设置有常通孔道和通流孔，该流通阀片与该流通孔相对应，并该流通阀座与流通阀片之间设置有圆锥弹簧；

活塞杆，依次穿过贮液缸和工作缸而与活塞固定相连；

铁芯，位于活塞内部并套设在活塞杆上；

主线圈，缠绕在铁芯上并向外引出；

辅助线圈，缠绕在工作缸缸底上并向外引出。

2.如权利要求1所述的一种双线圈磁流变减振器，其特征在于，该第二流道沿其延伸方向的截面面积呈变化状。

3.如权利要求1所述的一种双线圈磁流变减振器，其特征在于，该双线圈磁流变减振器还包括位于活塞内部并套设在铁芯和主线圈外周的多环槽圈，该多环槽圈与铁芯及主线圈共同形成沿活塞杆轴线方向呈变化状间隙的阻尼通道。

4.如权利要求3所述的一种双线圈磁流变减振器，其特征在于，该多环槽圈内孔的横截面呈矩形阶梯状或正弦曲线或双曲线状。

5.如权利要求1所述的一种双线圈磁流变减振器，其特征在于，该贮 液缸和工作缸上开设有分别供主线圈和辅助线圈引出的第一引出孔和第二引出孔，该第一引出孔和第二引出孔分别供主线圈和辅助线圈引出后粘胶密封。

6.如权利要求5所述的一种双线圈磁流变减振器，其特征在于，该主线圈在从第一引出孔引出之前还多圈缠绕在活塞杆上。

7.如权利要求1所述的一种双线圈磁流变减振器，其特征在于，该活塞杆与贮液缸和工作缸之间还设置有套设在活塞杆外缘的导向套、内缘与导向套紧贴并固定在工作缸上的导向座、位于导向套和导向座之间的第一密封圈、位于活塞杆和贮液缸之间的第二密封圈以及位于工作缸和第二密封圈之间并抵顶第二密封圈的压板。 

Images