CN208619558U - 一种具有复杂液流通道的双线圈磁流变制动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有复杂液流通道的双线圈磁流变制动器，主要由转轴、活塞头端盖、线圈绕线架、励磁线圈、工型圆盘及缸筒等组成。缸筒内表面与工型圆盘外表面之间的间隙构成第Ⅰ轴向圆环液流通道；左线圈绕线架与工型圆盘的间隙构成第Ⅱ径向圆盘液流通道、第Ⅲ轴向圆环液流通道及第Ⅳ径向圆盘液流通道；右线圈绕线架与工型圆盘的间隙构成第Ⅴ径向圆盘液流通道、第Ⅵ轴向圆环液流通道及第Ⅶ径向圆盘液流通道；该结构增加了有效阻尼间隙段数。采用左右励磁线圈双激励方式，进一步增强了有效阻尼间隙处的磁感应强度。本实用新型采用复杂液流通道结构，有效提高了输出转矩，并使输出转矩可调范围增大。特别适用于汽车半主动控制系统中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变制动器，尤其涉及一种具有复杂液流通道的双线圈磁流变制动器。
背景技术
由于磁流变器件具有毫秒级响应速度、大控制范围和大输出转矩输出的特点，使得它成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。
一直以来，车辆上使用的制动器主要为机械摩擦式。传统的机械摩擦式制动器具有一些不足之处：制动时摩擦材料的损耗带来的材料浪费、制动效率的损失以及环境污染问题。随着磁流变液的深入研究，其在工程应用方面的研究也越来越多，磁流变液特殊的流变特性为汽车传动和制动系统的开发带来了新思路。目前，磁流变制动器已成功应用于某些车辆的制动场合。但传统磁流变制动器具有一些缺陷，如输出转矩较小、稳定型不高、制造成本高、密封复杂等。
因此，有必要提出一种磁流变制动器，在具有较大输出转矩和较宽输出转矩可调范围同时，具有较简单紧凑的结构，且工作时较稳定。
实用新型内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种具有复杂液流通道的双线圈磁流变制动器器。缸筒内表面与工型圆盘外表面之间的圆环形间隙构成磁流变液流经的第Ⅰ轴向圆环液流通道；左线圈绕线架与工型圆盘的间隙构成第Ⅱ径向圆盘液流通道、第Ⅲ轴向圆环液流通道及第Ⅳ径向圆盘液流通道；右线圈绕线架与工型圆盘的间隙构成第Ⅴ径向圆盘液流通道、第Ⅵ轴向圆环液流通道及第Ⅶ径向圆盘液流通道。该结构显著增加了有效阻尼间隙的段数。另外，最长的第Ⅰ轴向圆环液流通道及第Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ及Ⅶ径向圆盘液流通道实现全阻尼通道有效，该结构极大增加了有效阻尼间隙的长度。当左、右励磁线圈通入异向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道的磁感应强度增强，增加了输出转矩；当左、右励磁线圈通入同向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道的磁感应强度减弱，降低了输出转矩。本实用新型通过采用复杂液流通道的方式，有效提高了输出转矩，并使输出转矩可调范围增大，特别适用于汽车半主动控制系统中。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：活塞头左端盖(1)、左线圈绕线架(2)、缸筒(3)、左励磁线圈(4)、工型圆盘(5)、右励磁线圈(6)、右线圈绕线架(7)、活塞头右端盖(8)、转轴(9)、右深沟球轴承(10)及左深沟球轴承(11)；活塞头左端盖(1)圆周内表面与转轴(9)圆周外表面间隙配合，并通过密封毡圈进行密封；左线圈绕线架(2)左端加工有法兰结构，活塞头左端盖(1)、左线圈绕线架(2)及缸筒(3)通过螺钉进行固定连接；左线圈绕线架(2)右端圆周外表面加工有圆环形凹槽；左励磁线圈(4)均匀缠绕在左线圈绕线架(2)的圆环形凹槽内；左线圈绕线架(2)及活塞头左端盖(1)均加工有引线孔，左励磁线圈(4)的引线依次通过上述引线引出；左线圈绕线架(2)右端圆周内表面加工有台肩，左线圈绕线架(2)右端圆周内表面与工型圆盘(5)中间凹槽圆周表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；工型圆盘(5)中间部位加工有圆形通孔，其通孔内表面与转轴(9)圆周外表面过盈配合，并通过圆头平键进行周向固定；左深沟球轴承(11)内圈与转轴(9)圆周外表面过盈配合；左深沟球轴承(11)外圈与左线圈绕线架(2)的圆周内表面过盈配合；左深沟球轴承(11)内圈左侧通过活塞头左端盖(1)凸起进行轴向固定；左深沟球轴承(11)右侧通过转轴(9)左端轴肩和工型圆盘(5)中间部位左端面进行轴向定位；右线圈绕线架(7)左端圆周外表面加工有圆环形凹槽；右励磁线圈(6)均匀缠绕在右线圈绕线架(7)的圆环形凹槽内；右线圈绕线架(7)及活塞头右端盖(8)均加工有引线孔，右励磁线圈(6)的引线依次通过上述引线引出；右线圈绕线架(7)左端圆周内表面加工有台肩，右线圈绕线架(7)左端圆周内表面与工型圆盘(5)中间凹槽圆周表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；右深沟球轴承(10)内圈与转轴(9)圆周外表面过盈配合；右深沟球轴承(10)外圈与右线圈绕线架(7)的圆周内表面过盈配合；右深沟球轴承(10)左侧通过转轴(9)右端轴肩和工型圆盘(5)中间部位右端面进行轴向定位；右深沟球轴承(10)右侧通过活塞头右端盖(8)凸起进行轴向固定；缸筒(3)、右线圈绕线架(7)及活塞头右端盖(8)通过螺钉进行固定连接；活塞头右端盖(8)圆周内表面与转轴(9)圆周外表面间隙配合，并通过密封毡圈进行密封。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
（1）本实用新型采用复杂液流通道结构；缸筒内表面与工型圆盘外表面之间的圆环形间隙构成磁流变液流经的第Ⅰ轴向圆环液流通道；左线圈绕线架与工型圆盘的间隙构成第Ⅱ径向圆盘液流通道、第Ⅲ轴向圆环液流通道及第Ⅳ径向圆盘液流通道；右线圈绕线架与工型圆盘的间隙构成第Ⅴ径向圆盘液流通道、第Ⅵ轴向圆环液流通道及第Ⅶ径向圆盘液流通道；该结构显著增加了有效阻尼间隙的段数。另外，最长的第Ⅰ轴向圆环液流通道及第Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ及Ⅶ径向圆盘液流通道实现全阻尼通道有效，该结构极大增加了有效阻尼间隙的长度。本实用新型通过采用复杂液流通道的方式，有效提高了输出转矩，并使输出转矩可调范围增大。
（2）本实用新型采用左右励磁线圈双激励方式，当左、右励磁线圈通异向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度增强，从而增加了磁流变制动器输出转矩；当左、右线圈通同向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度减弱，从而降低了磁流变制动器输出转矩。
（3）本实用新型结构紧凑、体积小；同时具有输出转矩大、有较宽的输出转矩范围等优点；特别适用于汽车半主动控制系统中。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型左右励磁线圈通异向电流时的磁力线分布示意图。
图3是本实用新型左右励磁线圈通同向电流时的磁力线分布示意图。
图4是本实用新型液流通道及有效阻尼间隙分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1所示为本实用新型结构示意图。主要包括：活塞头左端盖1、左线圈绕线架2、缸筒3、左励磁线圈4、工型圆盘5、右励磁线圈6、右线圈绕线架7、活塞头右端盖8、转轴9、右深沟球轴承10及左深沟球轴承11。
图2是本实用新型左右励磁线圈通异向电流时的磁力线分布示意图。本实用新型左线圈绕线架2、缸筒3、工型圆盘5及右线圈绕线架7分别由低碳钢导磁材料制成，其余零件均由不导磁材料制成。当给左励磁线圈4和右励磁线圈6通异向电流时，由于磁流变效应，左励磁线圈4产生的磁力线分为三个部分：第一部分开始于左线圈绕线架2，依次通过第Ⅲ轴向圆环液流通道、工型圆盘5，最后回到左线圈绕线架2；第二部分开始于左线圈绕线架2，依次通过第Ⅱ径向圆盘液流通道、工型圆盘5，最后回到左线圈绕线架2；第三部分开始于左线圈绕线架2，依次通过缸筒3、第Ⅰ轴向圆环液流通道、工型圆盘5、第Ⅳ径向圆盘液流通道，最后回到左线圈绕线架2。右励磁线圈6产生的磁力线与左励磁线圈4类似。由于左励磁线圈4与右励磁线圈6通入异向电流，第Ⅰ轴向圆环液流通道的磁感应强度增强，从而增加了磁流变制动器的输出转矩。
图3所示为本实用新型左右励磁线圈通同向电流时的磁力线分布示意图。由于左励磁线圈4与右励磁线圈6通入同向电流，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度减弱，从而降低了磁流变制动器的输出转矩。
图4所示为本实用新型液流通道及有效阻尼间隙分布示意图。下半部分为本实用新型液流通道分布示意图，缸筒3内表面与工型圆盘5外表面之间的圆环形间隙构成磁流变液流经的第Ⅰ轴向圆环液流通道；左线圈绕线架2与工型套筒5的间隙分别构成第Ⅱ径向圆盘液流通道、第Ⅲ轴向圆环液流通道及第Ⅳ径向圆盘液流通道；右线圈绕线架7与工型圆盘5的间隙分别构成第Ⅴ径向圆盘液流通道、第Ⅵ轴向圆环液流通道及第Ⅶ径向圆盘液流通道。上半部分为本实用新型有效阻尼通道分布示意图，缸筒3内表面与工型圆盘5外表面之间的第Ⅰ轴向圆环液流通道构成有效阻尼间隙A和J；左线圈绕线架2与工型圆盘5之间的第Ⅱ径向圆盘液流通道构成有效阻尼间隙B，第Ⅲ轴向圆环液流通道构成有效阻尼间隙C和D，第Ⅳ径向圆盘液流通道构成有效阻尼间隙E；右线圈绕线架7与工型圆盘5之间的第Ⅴ径向圆盘液流通道构成有效阻尼间隙F，第Ⅵ轴向圆环液流通道构成有效阻尼间隙G和H，第Ⅶ径向圆盘液流通道构成有效阻尼间隙I。
本实用新型工作原理如下：
当给左励磁线圈4和右励磁线圈6通入一定大小的电流时，由于采用复杂液流通道，增加了有效阻尼间隙通道的长度，使得磁力线作用面积增大，使得屈服应力也随之增大，单个线圈提供的输出转矩增大。当给左励磁线圈4和右励磁线圈6通入异向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度增强，从而增加了磁流变制动器的输出转矩。当左励磁线圈4与右励磁线圈6通入同向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度减弱，从而降低了磁流变制动器的输出转矩。通过上述方式，通过调节左励磁线圈4和右励磁线圈6通入电流的大小和方向，可达到预期输出转矩。
Claims (1)
1.一种具有复杂液流通道的双线圈磁流变制动器，其特征在于包括：活塞头左端盖(1)、左线圈绕线架(2)、缸筒(3)、左励磁线圈(4)、工型圆盘(5)、右励磁线圈(6)、右线圈绕线架(7)、活塞头右端盖(8)、转轴(9)、右深沟球轴承(10)及左深沟球轴承(11)；活塞头左端盖(1)圆周内表面与转轴(9)圆周外表面间隙配合，并通过密封毡圈进行密封；左线圈绕线架(2)左端加工有法兰结构，活塞头左端盖(1)、左线圈绕线架(2)及缸筒(3)通过螺钉进行固定连接；左线圈绕线架(2)右端圆周外表面加工有圆环形凹槽；左励磁线圈(4)均匀缠绕在左线圈绕线架(2)的圆环形凹槽内；左线圈绕线架(2)及活塞头左端盖(1)均加工有引线孔，左励磁线圈(4)的引线依次通过上述引线引出；左线圈绕线架(2)右端圆周内表面加工有台肩，左线圈绕线架(2)右端圆周内表面与工型圆盘(5)中间凹槽圆周表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；工型圆盘(5)中间部位加工有圆形通孔，其通孔内表面与转轴(9)圆周外表面过盈配合，并通过圆头平键进行周向固定；左深沟球轴承(11)内圈与转轴(9)圆周外表面过盈配合；左深沟球轴承(11)外圈与左线圈绕线架(2)的圆周内表面过盈配合；左深沟球轴承(11)内圈左侧通过活塞头左端盖(1)凸起进行轴向固定；左深沟球轴承(11)右侧通过转轴(9)左端轴肩和工型圆盘(5)中间部位左端面进行轴向定位；右线圈绕线架(7)左端圆周外表面加工有圆环形凹槽；右励磁线圈(6)均匀缠绕在右线圈绕线架(7)的圆环形凹槽内；右线圈绕线架(7)及活塞头右端盖(8)均加工有引线孔，右励磁线圈(6)的引线依次通过上述引线引出；右线圈绕线架(7)左端圆周内表面加工有台肩，右线圈绕线架(7)左端圆周内表面与工型圆盘(5)中间凹槽圆周表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；右深沟球轴承(10)内圈与转轴(9)圆周外表面过盈配合；右深沟球轴承(10)外圈与右线圈绕线架(7)的圆周内表面过盈配合；右深沟球轴承(10)左侧通过转轴(9)右端轴肩和工型圆盘(5)中间部位右端面进行轴向定位；右深沟球轴承(10)右侧通过活塞头右端盖(8)凸起进行轴向固定；缸筒(3)、右线圈绕线架(7)及活塞头右端盖(8)通过螺钉进行固定连接；活塞头右端盖(8)圆周内表面与转轴(9)圆周外表面间隙配合，并通过密封毡圈进行密封。
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|---|---|---|---|---|
| CN109973559A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-07-05 | 许娟 | 一种电流变液式汽车制动装置 |
| WO2021164090A1 (zh) * | 2020-02-22 | 2021-08-26 | 富奥汽车零部件股份有限公司 | 一种泵式磁流变液缓速器 |
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