CN207634593U - 阻尼器气液隔离机构和往复式电流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种阻尼器气液隔离机构和往复式电流变阻尼器，本实用新型的阻尼器气液隔离机构装设于阻尼器的缸体中，以用于构成所述缸体内的注油腔与气腔之间的分隔，且该阻尼器气液隔离机构包括通过环状骨架固定设置在所述缸体中的弹性隔膜，并在所述弹性隔膜上形成有因所述环状骨架的支撑而与所述缸体抵接、且沿所述缸体轴向延伸的密封面。本实用新型所述的阻尼器气液隔离机构可提高气腔与注油腔之间密封隔离的可靠性，适用于有颗粒的电流变液，能够提升对电流变液的适应性，同时也能够使得阻尼器不存在启动摩擦力，可提高阻尼器的反应灵敏性，而有着较好的使用效果。

Description

阻尼器气液隔离机构和往复式电流变阻尼器

技术领域

本实用新型涉及减振用阻尼器技术领域，特别涉及一种用于阻尼器内气液分隔的阻尼器气液隔离机构，本实用新型还涉及一种应用有该阻尼器气液隔离机构的往复式电流变阻尼器。

背景技术

目前使用的阻尼器多为液压阻尼器，其均为通过阻尼液流经节流孔耗能来实现阻尼效果，通过调节节流孔孔径的大小可改变阻尼液流量，以调整阻尼器的阻尼系数，同时，阻尼器输出阻尼的大小也会随阻尼器行程的改变而改变。现有的液压阻尼器响应于外部振动载荷的输出阻尼力是被动的，其在一定程度上降低了阻尼器的缓冲性能和阻尼效果。为此，作为一种新型减振器结构的电磁阻尼器逐渐得到了应用，不过，现有的电磁阻尼器也存在结构复杂，需对减振器中的电机进行主动控制，以及设备维护要求和成本均较高的不足。

电流变液作为一种在外加电场作用下粘度、塑性等流变特性发生急剧变化的智能材料，其能在外加电场作用下瞬间从自由流动的液体变为半固体，以呈现出可控的屈服强度，且这种变化随电场的变化是可逆的，因而采用电流变液作为阻尼液的电流变阻尼器日益得到研究人员的重视。电流变阻尼器的受控参数主要为电流变液的粘度，随着电场强度的变化，电流变液可实现连续变化的粘度值，从而能够获得连续可调的输出阻尼力，同时，将阻尼器中的电场控制与传感器及控制器相结合，也可实现减振系统的半主动控制，而能够随外部振动激励的变化获得与之相匹配的阻尼效果。

电流变阻尼器作为一种新型的液压阻尼器，因其阻尼力可调、可控性强，以及较好的响应性而具有很好的应用前景。不过，现有的电流变阻尼器中，以往复式电流变阻尼器为例，在其缸体内一般采用浮动活塞作为隔离元件，以实现高压气腔和充注有电流变液的注油腔之间的隔离。但由于电流变阻尼器复杂的运动机理，浮动活塞结构的隔离形式难以得到可靠性较高的动密封，而且其对缸体接触部位的粗糙度、以及零部件弹性和抗磨损性要求较高，在使用中若电流变液中存在颗粒，则很容易造成隔离失效。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种阻尼器气液隔离机构，以能够克服现有浮动活塞隔离形式的不足，而提供一种具有较好使用效果的隔离结构。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种阻尼器气液隔离机构，装设于阻尼器的缸体中，以用于构成所述缸体内的注油腔与气腔之间的分隔，该阻尼器气液隔离机构包括通过环状骨架固定设置在所述缸体中的弹性隔膜，并在所述弹性隔膜上形成有因所述环状骨架的支撑而与所述缸体抵接、且沿所述缸体轴向延伸的密封面。

进一步的，所述弹性隔膜的径向中部被设置为向所述环状骨架一侧凹入的凹入部。

进一步的，所述凹入部中心的厚度大于所述凹入部边沿的厚度。

进一步的，所述环状骨架通过形成于所述环状骨架的外周壁上、并靠近所述环状骨架一端布置的抵接面过盈卡装于所述缸体内，相对于具有所述抵接面的一端，所述环状骨架的另一端缩径设置，且在所述环状骨架的缩径端构造有供所述弹性隔膜的边缘卡入的卡装槽。

进一步的，在所述抵接面上设有沿所述环状骨架周向布置的凹槽。

进一步的，所述弹性隔膜的位于所述卡装槽内的边缘的截面为圆形。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

本实用新型的阻尼器气液隔离机构，通过采用由环状骨架固定于缸体内的可弹性变形的弹性隔膜，且在弹性隔膜上设置沿缸体轴向延伸的密封面，不仅可由该静密封形式提高气腔与注油腔之间密封隔离的可靠性，并且由于隔离密封部位没有与缸体之间的摩擦，更适用于有颗粒的电流变液，能够提升对电流变液的适应性。同时，本实用新型的气液隔离机构，在活塞杆运动时，注油腔和气腔的体积补偿亦可依靠弹性隔膜的弹性形变实现，从而其能够使得阻尼器不存在启动摩擦力，可提高阻尼器的反应灵敏性，而有着较好的使用效果。

本实用新型的另一目的在于提出一种往复式电流变阻尼器，其包括缸体，于所述缸体内设有如上所述的阻尼器气液隔离机构，以在所述缸体中分隔出注油腔与气腔，还包括一端插设于所述注油腔内的活塞杆，在所述活塞杆的插入端连接有滑动设于所述注油腔内的活塞，并在所述缸体和所述活塞杆之间设有密封机构。

本实用新型的往复式电流变阻器通过采用如上的阻尼器气液隔离机构，可提高气腔与注油腔之间密封隔离的可靠性，能够提升对电流变液的适应性，并可提高阻尼器的反应灵敏性，而有着很好的实用性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的往复式电流变阻尼器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的阻尼通道另一种布置形式下的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的气液隔离机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的密封机构的结构示意图；

图5为图1中A部分的结构示意图；

附图标记说明：

1-缸筒，2-封头，3-连接孔，4-活塞杆，5-穿线孔道，6-连接套，7-引出孔， 8-活塞前盖，9-活塞壳体，10-绝缘衬套，11-内置电极，12-螺母，13-注油腔， 14-气腔，15-弹性隔膜，151-密封面，152-凹入部，16-环状骨架，161-抵接面，162-卡装槽，163-凹槽，17-导线，18-充气嘴，181-进气孔，19-外密封座，20- 油封，201-油封骨架，21-内密封座，211-回流孔，212-缺口，22-刮油环，23- 弹性密封圈，24-挡圈，25-内衬，26-Y型密封圈，27-密封圈，28-密封圈，100- 凸起。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种阻尼器气液隔离机构，同时本实施例也涉及一种设置有该阻尼器气液隔离机构的往复式电流变阻尼器，为更好的对本实施例中的阻尼器气液隔离机构的结构及其使用状态进行说明，本实施例中将对该气液隔离机构具体结构的描述穿插于往复式电流变阻尼器的结构说明中。同时在此需要说明的是，本实施例的阻尼器气液隔离机构除了可应用于下述结构的往复式电流变阻尼器，当然，其也可设置于具有相同功效的其它结构的往复式电流变阻尼器中。

如图1中所示，本实施例的往复式电流变阻尼器整体结构上包括一端开口的缸体，一端插设于缸体中的活塞杆4，以及连接设置在活塞杆4插入端的活塞，还包括相邻于所述活塞设置于缸体中的气液隔离机构，以及位于缸体的开口端与活塞杆4之间的密封机构。其中，因上述气液隔离机构的分隔，而于缸体内形成了位于该气液隔离机构一侧的气腔14，以及位于活塞两侧的注油腔 13，并且在活塞与缸体之间还设置有用于连通两侧的注油腔13的阻尼通道，而在活塞中同时也设置有可在该阻尼通道内形成电场的电极单元。

本实施例中在两侧的注油腔13以及连通两侧注油腔13的阻尼通道内填充有电流变液，在气腔14内则充注有高压气体。而在具体结构上，本实施例的缸体由钢质的缸筒1和封堵于缸筒1一端的封头2构成，在封头2上形成有用于和外部构件连接的连接部，且该连接部具体为设置于封头2上的连接孔3，在连接孔3中也套装有内衬管，以减少连接孔3内壁的磨损。此外，在封头2上也连接有向气腔14内充注气体的充气嘴18，充气嘴18经由设置于封头2中的进气孔181和气腔14连通，而前述的缸体的开口端也即缸筒1的未连接有封头 2的一端，活塞杆4即由该端插入缸筒1中。

本实施例前述的连接在活塞杆4插入端的活塞具体包括套装在活塞杆4上、并限位在活塞杆4轴肩处的活塞前盖8，叠置在活塞前盖8上、且同样套设在活塞杆4上的绝缘衬套10，以及相对于活塞前盖8位于绝缘衬套10另一侧的活塞壳体9。其中，上述的电极单元即为固定套装在绝缘衬套10外周侧的内置电极11，且在具体构成上，绝缘衬套10为沿活塞杆4轴向对称布置的两个，内置电极11的内侧夹持在两个绝缘衬套10之间，同时在活塞壳体9外侧的活塞杆4的端部也螺接有螺母12。通过旋紧螺母12使得两个绝缘衬套10被夹紧在活塞壳体9与活塞前盖8之间，也便能够实现对内置电极11的固定。

仍如图1中所示出的，本实施例在活塞杆4内设置有沿其轴向布置的穿线孔，该穿线孔的靠近于活塞的一端即与两绝缘衬套10之间的空隙连通，该空隙和活塞杆4内的穿线孔便构成了供导线17穿设布置的穿线孔道5，而内置电极 11也即经由导线17实现与外部的电连接，以向内置电极11供电。本实施例在活塞杆4的位于缸筒1外的一端也连接有用于和外部构件连接的连接套6，在该连接套6上靠近于活塞杆4的端部还开设有引出孔7，引出孔7即为使导线 17引出。

本实施例在活塞壳体9的与缸筒1内壁抵接相连的外周侧上设置有凹口，该凹口沿缸筒1的轴向贯穿活塞壳体9布置，并可为环活塞壳体9设置的多个，以在活塞壳体9和缸筒1内壁之间形成间隙。除此之外，本实施例的活塞前盖 8的直径也被设置为小于缸筒1的内径，以在活塞前盖8的边缘与缸筒1内壁之间同样留有间隙。

由此，通过分别形成于活塞壳体9和缸筒1内壁之间、以及活塞前盖8和缸筒1内壁之间的间隙的连通，即在活塞壳体9、绝缘衬套10以及活塞前盖8 和缸筒1内壁之间构成了前述的位于活塞和缸体之间的阻尼通道。该阻尼通道贯穿了活塞的沿缸筒1轴线方向的两端，以连通两侧的注油腔13，而固定在绝缘衬套10上的内置电极11则探入阻尼通道中，以与缸筒1的内壁正对布置，进而在内置电极11通电的情况下，在内置电极11和钢质的缸筒1之间的阻尼通道内形成平行电场。

本实施例中为避免电流变液进入活塞杆4内，在绝缘衬套10和活塞杆4 之间，以及内置电极11和绝缘衬套10之间均设置有密封圈。此外，除了使得活塞采用如上的结构，且使阻尼通道位于该活塞和缸筒1的内壁之间，本实施例中如图2中所示的，还可使活塞壳体9采用截面呈“凹”字形的结构，此时在活塞壳体9和活塞前盖8内设置有贯穿布置的贯通孔，该贯通孔即构成了位于活塞中的、用于连通两侧注油腔13的阻尼通道。而内置电极11仍为探入阻尼通道中，并在内置电极11通电时可在内置电极11和钢质的活塞壳体9之间的阻尼通道内形成平行电场。

本实施例中，位于缸筒1中的气液隔离机构在设计上为可响应于上述活塞在缸筒1内的滑动而可产生弹性形变，在具体结构上，由图3并结合于图1所示的，该气液隔离机构包括设置于缸筒1中弹性隔膜15，且该弹性隔膜15由环状骨架16固定于缸筒1内。其中，在环状骨架16通过位于其外周壁一端的抵接面161过盈卡装于缸筒1内，并在抵接面161上设置有凹槽163，以利于环状骨架16的装入。相邻于该抵接面161，环状骨架16的另一端为缩颈设置，且在该缩颈端的外周壁上设置有内凹的卡装槽162，弹性隔膜15的边缘便卡设在卡装槽162中。

为利于在卡装槽162内的稳定设置，弹性隔膜15位于卡装槽162的边缘部位设置为截面呈圆形，同时如图3所示出的，在弹性隔膜15上也形成有可因环状骨架16的支撑而与缸筒1内壁抵接的密封面151，且该密封面151为沿缸筒 1的轴线方向延伸。通过密封面151的设计，不仅能够保证弹性隔膜15和缸筒 1之间的密封性，且由于为面密封形式，还能够降低对缸筒1内壁表面的质量要求，以降低缸筒1的加工成本。

本实施例中在具体装配上，环状骨架16为位于气腔14内，弹性隔膜15 的径向中部也具有向环状骨架16一侧的凹入，以形成有嵌入环状骨架16内孔中的凹入部152，同时，该凹入部152中心的厚度也设置为大于其边沿的厚度。本实施例通过采用由环状骨架16及弹性隔膜15所构成的静密封形式的气液隔离机构，其一方面密封可靠，且不存在与缸筒1之间的摩擦损耗、结构稳定，并更加适用于存在有颗粒的电流变液，以提升对电流变液的适应性；另一方面气腔14与注油腔13的体积补偿依靠弹性隔膜15的变形实现，可使得阻尼器不存在启动摩擦力，而使之反应更为灵敏。

本实施例的前述密封机构的结构如图4中所示，其具体包括套设在活塞杆 4上，且固定在缸筒1的开口端内的由外密封座19和内密封座21构成的密封座，外密封座19和内密封座21均可为钢质结构，且外密封座19靠近于缸筒2 的开口端设置，内密封座21叠置在外密封座19的一侧，在外密封座19与内密封座21之间还设置有密封圈27，在内密封座21与缸筒1之间也设置有密封圈 28。同时，在缸筒1的开口端还设置有套设在活塞杆4上、并为嵌设在外密封座19端部的油封20，油封20内含有油封骨架201以保证油封20结构的稳定性，且该油封20采用现有部件即可。

而本实施例的密封机构还进一步包括设置在上述密封座内的电流变液回流单元，该电流变液回流单元可构成油封20处与注油腔13之间的单向导通，从而可使得进入油封20处的电流变液回流至注油腔13内。详细来说，上述电流量变液回流单元包括形成于密封座内的连通注油腔13和油封20处之间的回流通道，而该回流通道具体由开设于内密封座21上的回流孔211，以及与回流孔 211贯通的位于内密封座21和外密封座19之间的空隙构成，油封20即位于该空隙的一侧，并且在油封20处也形成有可供存储电流变液的空间。

在回流通道内同时也设置有单向阀件，该单向阀件可承接于来自注油腔13 的压力，进而可实现对回流通道的封堵，从而在注油腔13中的压力撤去时，该单向阀件则又可实现对回流通道的导通，以实现电流变液向注油腔13内的回流。本实施例该单向阀件具体采用设置于外密封座19与内密封座21之间的空隙中的Y型密封圈26。当然除了采用Y型密封圈26，所述单向阀件亦能够为其它可实现单向导通的现有单向阀结构。

本实施例进一步的在内密封座21内还设置有环活塞杆4布置的刮油环22，该刮油环22由位于其一侧的弹性密封圈23进行支撑，且通过卡置在内密封座 21中的挡圈24进行定位。而除了刮油环22，本实施例在内密封座21内也设置有相邻于该刮油环22布置的套设于活塞杆4上的内衬25。刮油环22具体采用现有部件便可，内衬25则可为SF-1材质，通过刮油环的设置可在活塞杆4上行运动时刮掉其外周壁上的颗粒物，从而能够保护油封20，此外，通过上述电流变液回流单元的设计，亦可使得进入油封20处的高压电流变液在活塞杆4下行时回流，从而也可达到保护油封20的效果。

本实施例的电流变阻尼器在装配时，先将密封机构装入缸筒1的开口端，在插入中如图5所示的，内密封座21端部的缺口212与缸筒1内壁上的凸起 100抵接后即装入到位，然后旋铆缸筒1的开口端固定密封机构。接着，再将活塞杆4穿过密封机构而插于缸筒1内，先使活塞杆4的插入端从缸筒1的另一端伸出以连接活塞，活塞连接后再使活塞杆4退回缸筒1内，并充注电流变液。然后再将气液隔离机构嵌装固定于缸筒1内，再装入封头2并使之与缸筒 1焊接在一起，最后通过封头2上的充气嘴18充注高压气体，便完成整个装配。

本实施例的电流变阻尼器在使用时，通过电流变液经由阻尼通道于两侧注油腔13之间的流动而产生阻尼力，并且根据外部激励的不同，还可通过控制内置电极11的电压进而改变阻尼通道中的电场强度，由此能够改变电流变液在阻尼通道中的流通特性，从而使得该阻尼器能够响应于外部激励的不同，对阻尼力进行调整，可获得更好的阻尼减振效果，而具有很好的实用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种阻尼器气液隔离机构，装设于阻尼器的缸体中，以用于构成所述缸体内的注油腔与气腔之间的分隔，其特征在于：该阻尼器气液隔离机构包括通过环状骨架固定设置在所述缸体中的弹性隔膜，并在所述弹性隔膜上形成有因所述环状骨架的支撑而与所述缸体抵接、且沿所述缸体轴向延伸的密封面。

2.根据权利要求1所述的阻尼器气液隔离机构，其特征在于：所述弹性隔膜的径向中部被设置为向所述环状骨架一侧凹入的凹入部。

3.根据权利要求2所述的阻尼器气液隔离机构，其特征在于：所述凹入部中心的厚度大于所述凹入部边沿的厚度。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阻尼器气液隔离机构，其特征在于：所述环状骨架通过形成于所述环状骨架的外周壁上、并靠近所述环状骨架一端布置的抵接面过盈卡装于所述缸体内，相对于具有所述抵接面的一端，所述环状骨架的另一端缩径设置，且在所述环状骨架的缩径端构造有供所述弹性隔膜的边缘卡入的卡装槽。

5.根据权利要求4所述的阻尼器气液隔离机构，其特征在于：在所述抵接面上设有沿所述环状骨架周向布置的凹槽。

6.根据权利要求4所述的阻尼器气液隔离机构，其特征在于：所述弹性隔膜的位于所述卡装槽内的边缘的截面为圆形。

7.一种往复式电流变阻尼器，包括缸体，其特征在于：于所述缸体内设有如权利要求1至6中任一项所述的阻尼器气液隔离机构，以在所述缸体中分隔出注油腔与气腔，还包括一端插设于所述注油腔内的活塞杆，在所述活塞杆的插入端连接有滑动设于所述注油腔内的活塞，并在所述缸体和所述活塞杆之间设有密封机构。