CN208719241U - 一种自动调节式自供能磁流变减振器 - Google Patents
一种自动调节式自供能磁流变减振器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种自动调节式自供能磁流变减振器，主要由上下端盖、缸体、励磁线圈、永磁体环、隔磁环、感应线圈、活塞杆、磁环轴及内浮动活塞等组成。活塞杆往复运动时，下端腔体内的磁流变液被压入其内通道，推动内浮动活塞相对活塞杆做相对运动，安装在内浮动活塞的磁环轴上的永磁体环将切割固定在活塞杆上的感应线圈，产生交流电，通过整流电路将产生的交流电转换为两相直流电。感应线圈产生的电流通过导线传至安装在缸体Ⅱ上的励磁线圈，产生磁场，阻碍活塞杆的运动。另外涡流使得铜环产生热量，动能以热量的形式散失掉，从而衰减了活塞杆往复运动，保证了车体产生的振动和噪声最小化。本实用新型特别适用于汽车减振系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种减振器，尤其涉及一种自动调节式自供能磁流变减振器。
背景技术
目前，汽车用磁流变减振器在理论与试验研究方面都取得了不错的进展，但磁流变控制系统需配置电池、数据采集卡及控制器等方可工作，这导致了整个汽车减振系统的可靠性降低，在一定程度上限制了磁流变减振器在汽车减振系统上的应用。在汽车电子系统损坏或者断电情况下，磁流变减振器减振性能会失效。
另外，市场上汽车用磁流变减振器并不能完全适应各种路面工况，而且需要控制器及其他辅助设备控制其阻尼力，从而减振延迟，导致汽车减振系统减振效果较差，不能给驾乘人员提供良好舒适的驾驶及乘车环境。基于此，有必要提出一种自动调节式自供能磁流变减振器，实现减振器机械能的高效采集，并可以自动调节阻尼力大小，实现良好的减振性能。
发明内容
为了克服背景技术所述汽车减振器存在的问题，本实用新型提供一种自动调节式自供能磁流变减振器。该磁流变减振器中活塞杆上下往复运动时，下端腔体内的磁流变液被压入其内通道，推动内浮动活塞相对活塞杆做相对运动，安装在内浮动活塞的磁环轴上的永磁体环将切割固定在活塞杆上的感应线圈，产生交流电，通过整流电路将产生的交流电转换为两相直流电。感应线圈产生的电流通过导线传至安装在缸体Ⅱ上的励磁线圈，产生磁场。磁流变液在磁场作用下发生固化，且固化程度随磁场强度增强而增强，从而不断改变减振器内磁流变液的屈服阻尼力，实现减振系统的自供能和自动调节。另外，当励磁线圈通电产生磁场后，其作用相当于永磁体，每个励磁线圈产生沿活塞杆径向的环形磁场，形成的环形磁场会入射到铜环上。当活塞杆往复运动时，入射到铜环上的磁场区域会发生变化，并且在铜环上形成涡流，涡流使得铜环产生热量。最终活塞杆往复运动产生的动能以热量的形式散失掉，从而衰减了活塞杆往复运动。这两种同时进行并且共同自动调节减振器阻尼力的工作形式，可很好保证当汽车在不平路面上行驶时，使得车体产生的振动和噪声降到最小化。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：下端盖(1)、外浮动活塞(2)、缸体Ⅰ(3)、励磁线圈(4)、缸体Ⅱ(5)、隔磁片(6)、上端盖(7)、铜环(8)、活塞杆(9)、螺旋弹簧(10)、活塞杆端盖(11)、感应线圈(12)、感应线圈绕线架(13)、磁环轴(14)、隔磁环(15)、永磁体环(16)及内浮动活塞(17)；下端盖(1)与缸体Ⅱ(5)通过螺钉固定连接；外浮动活塞(2)外表面与缸体Ⅱ(5)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；缸体Ⅱ(5)外表面加工有4个绕线槽和3个隔磁槽，4个励磁线圈(4)分别缠绕在缸体Ⅱ(5)的4个绕线槽内，3个隔磁片(6)中间均加工有圆形通孔，3个隔磁片(6)圆形通孔内表面与缸体Ⅱ(5)外表面过渡配合；两个励磁线圈(4)之间通过隔磁片(6)隔开，4个励磁线圈(4)与3个隔磁片(6)按顺序依次排列；缸体Ⅰ(3)圆周内表面与缸体Ⅱ(5)圆周外表面过盈配合；缸体Ⅱ(5)分别通过下端盖(1)与上端盖(7)的环形凹槽进行轴向定位；上端盖(7)中间加工有圆形通孔，活塞杆(9)与上端盖(7)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；上端盖(7)与缸体Ⅱ(5)通过螺钉固定连接；铜环(8)加工成厚度为5mm的圆环形，铜环(8)圆周内表面与活塞杆(9)下端阶梯处圆周外表面过盈配合；活塞杆(9)下端头部加工有外螺纹，铜环(8)通过锁紧螺母进行轴向固定；螺旋弹簧(10)上端固定在活塞杆端盖(11)的下端面上，其下端固定在内浮动活塞(17)的上端面上；活塞杆端盖(11)和活塞杆(9)之间通过螺钉固定连接；感应线圈绕线架(13)上加工有2个绕线槽，感应线圈(12)缠绕在感应线圈绕线架(13)绕线槽内；活塞杆(9)中间加工有圆形通孔，感应线圈绕线架(13)外表面与活塞杆(9)圆形通孔内表面间隙配合，感应线圈绕线架(13)上端面与活塞杆端盖(11)端面接触，感应线圈绕线架(13)下端面与活塞杆(9)底部台阶端面接触；内浮动活塞(17)中间加工有圆形通孔，内浮动活塞(17)圆形通孔内表面与磁环轴(14)外表面间隙配合；内浮动活塞(17)外圆端面与感应线圈绕线架(13)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；磁环轴(14)下端头部加工有外螺纹，通过锁紧螺母与内浮动活塞(17)进行轴向固定；永磁体环(16)内表面与磁环轴(14)外表面间隙配合；隔磁环(15)内表面与磁环轴(14)外表面间隙配合；8个永磁体环(16)安装在磁环轴(14)上，永磁体环(16)以N极-S极相向，S极-N极相向的结构放置；4个永磁体环(16)组成一组，并通过隔磁环(15)隔开；两组永磁体环(16)和隔磁环(15)依次套设在磁环轴(14)上，并通过磁环轴(14)上的凸台进行轴向定位。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
（1）本实用新型自供能装置通过8个永磁体环和一个隔磁环套设在磁环轴上，每4个永磁体环为一组；缠绕在感应线圈绕线架上的感应线圈由两组独立线圈组成，活塞杆的上下运动将带动感应线圈绕线架往复运动，在永磁体环作用下，感应线圈在往复运动中将产生交流电，通过整流电路将产生的交流电转换成两相直流电，从而可直接用于活塞绕线槽内的励磁线圈的直流供电，产生磁场。
（2）本实用新型磁流变减振器设置的励磁线圈通电产生磁场后，其作用相当于永磁体，每个励磁线圈产生沿活塞杆径向的环形磁场，形成的环形磁场会入射到铜环上。当活塞杆往复运动时，入射到铜环上的磁场区域会发生变化，并且在铜环上形成涡流，由于电磁效应，涡流使得铜环产生热量，最终热量以衰减活塞杆往复运动的形式散失掉，从而衰减了活塞杆上下往复运动。
（3）本实用新型磁流变减振器可自供电且可自动调节阻尼力大小，不需要电池、传感器、控制器及数据采集卡等设备。具有结构简单、体积小、空间利用合理、发电效率较高及性能可靠等优点。
（4）本实用新型磁流变减振器中内浮动活塞所在活塞杆的内径小于活塞杆内径，使得内浮动活塞的运动速度大于活塞杆运动的速度，感应线圈能获得更快的切割速度，发电效率更高。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型永磁体环及隔磁环结构布置示意图。
图3是本实用新型感应线圈中两组独立线圈的引线示意图。
图4是本实用新型励磁线圈引线示意图。
图5是本实用新型感应线圈中磁力线分布示意图。
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是本实用新型结构示意图。主要包括下端盖1、外浮动活塞2、缸体Ⅰ3、励磁线圈4、缸体Ⅱ5、隔磁片6、上端盖7、铜环8、活塞杆9、螺旋弹簧10、活塞杆端盖11、感应线圈12、感应线圈绕线架13、磁环轴14、隔磁环15、永磁体环16及内浮动活塞17。
图2是本实用新型永磁体环及隔磁环结构布置示意图。永磁体环16以N极-S极相向，S极-N极相向的结构布置。每4个永磁体环16组成一组，两组之间通过隔磁环15隔开，隔磁环15和8个永磁体环16按照顺序依次套设在磁环轴14上，并通过磁环轴14上的凸台进行轴向定位。
图3是本实用新型感应线圈中两组独立线圈的引线示意图。感应线圈12由两组独立线圈组成，分别缠绕于感应线圈绕线架13绕线槽内。感应线圈绕线架13设有2个绕线槽，其中一组独立线圈分别从绕线槽Ⅰ及绕线槽Ⅱ中按串联方式缠绕，两根引线A1和A2由感应线圈绕线架13的引线槽103进入感应线圈绕线架13上端部的引线槽102，然后从活塞杆端盖11的引线孔101引出减振器；另外一组独立线圈分别从绕线槽Ⅲ及绕线槽Ⅳ中按串联方式缠绕，两根引线B1和B2由感应线圈绕线架13的引线槽103进入感应线圈绕线架13上端部的引线槽102，然后从活塞杆端盖11的引线孔101引出减振器。
图4是本实用新型励磁线圈引线示意图。励磁线圈4的两根引线C1和C2通过缸体Ⅱ5的引线槽201进入缸体Ⅰ3的引线孔202引出减振器。当感应线圈12在往复运动中产生交流电，可通过整流电路将交流电转换为直流电，给励磁线圈4供电，产生磁场，此时的励磁线圈4的作用相当于永磁体。
图5是本实用新型感应线圈中磁力线分布示意图。感应线圈12中产生的磁力线通过永磁体环16的N极进入隔磁环15及感应线圈绕线架13，到达活塞杆9内壁，再通过感应线圈绕线架13返回永磁体环16的S级，形成闭合磁路。
本实用新型工作原理如下：
车体振动时，活塞杆9会在外力作用下相对于缸体Ⅱ5做直线运动，活塞杆9下端腔体内的磁流变液被压入活塞杆9内通道，推动内浮动活塞17相对活塞杆9做相对运动，此时安装在内浮动活塞17的磁环轴14上的永磁体环16将切割固定在活塞杆上的感应线圈12，产生交流电。通过整流电路将产生的交流电转换为两相直流电，电流的强弱变化随内浮动活塞17的振动情况变化。感应线圈12产生的电流通过导线传至安装在缸体Ⅱ5上的励磁线圈4，产生磁场。所述磁流变液在磁场作用下发生固化，且固化程度随磁场强度增强而增强，从而不断改变减振器内磁流变液的屈服阻尼力，实现减振系统的自供能和自动调节。另外，当励磁线圈4通电产生磁场后，其作用相当于永磁体，每个励磁线圈4产生沿活塞杆9径向的环形磁场，形成的环形磁场会入射到铜环8上。当活塞杆9往复运动时，入射到铜环8上的磁场区域会发生变化，并且在铜环8上形成涡流，涡流使得铜环8产生热量。最终活塞杆9往复运动产生的动能以热量的形式散失掉，从而衰减了活塞杆9往复运动。这两种同时进行并且共同自动调节减振器阻尼力的工作形式，可很好保证当汽车在不平路面上行驶时，使得车体产生的振动和噪声降到最小化。
Claims (1)
1.一种自动调节式自供能磁流变减振器，其特征在于包括：下端盖(1)、外浮动活塞(2)、缸体Ⅰ(3)、励磁线圈(4)、缸体Ⅱ(5)、隔磁片(6)、上端盖(7)、铜环(8)、活塞杆(9)、螺旋弹簧(10)、活塞杆端盖(11)、感应线圈(12)、感应线圈绕线架(13)、磁环轴(14)、隔磁环(15)、永磁体环(16)及内浮动活塞(17)；下端盖(1)与缸体Ⅱ(5)通过螺钉固定连接；外浮动活塞(2)外表面与缸体Ⅱ(5)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；缸体Ⅱ(5)外表面加工有4个绕线槽和3个隔磁槽，4个励磁线圈(4)分别缠绕在缸体Ⅱ(5)的4个绕线槽内，3个隔磁片(6)中间均加工有圆形通孔，3个隔磁片(6)圆形通孔内表面与缸体Ⅱ(5)外表面过渡配合；两个励磁线圈(4)之间通过隔磁片(6)隔开，4个励磁线圈(4)与3个隔磁片(6)按顺序依次排列；缸体Ⅰ(3)圆周内表面与缸体Ⅱ(5)圆周外表面过盈配合；缸体Ⅱ(5)分别通过下端盖(1)与上端盖(7)的环形凹槽进行轴向定位；上端盖(7)中间加工有圆形通孔，活塞杆(9)与上端盖(7)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；上端盖(7)与缸体Ⅱ(5)通过螺钉固定连接；铜环(8)加工成厚度为5mm的圆环形，铜环(8)圆周内表面与活塞杆(9)下端阶梯处圆周外表面过盈配合；活塞杆(9)下端头部加工有外螺纹，铜环(8)通过锁紧螺母进行轴向固定；螺旋弹簧(10)上端固定在活塞杆端盖(11)的下端面上，其下端固定在内浮动活塞(17)的上端面上；活塞杆端盖(11)和活塞杆(9)之间通过螺钉固定连接；感应线圈绕线架(13)上加工有2个绕线槽，感应线圈(12)缠绕在感应线圈绕线架(13)绕线槽内；活塞杆(9)中间加工有圆形通孔，感应线圈绕线架(13)外表面与活塞杆(9)圆形通孔内表面间隙配合，感应线圈绕线架(13)上端面与活塞杆端盖(11)端面接触，感应线圈绕线架(13)下端面与活塞杆(9)底部台阶端面接触；内浮动活塞(17)中间加工有圆形通孔，内浮动活塞(17)圆形通孔内表面与磁环轴(14)外表面间隙配合；内浮动活塞(17)外圆端面与感应线圈绕线架(13)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；磁环轴(14)下端头部加工有外螺纹，通过锁紧螺母与内浮动活塞(17)进行轴向固定；永磁体环(16)内表面与磁环轴(14)外表面间隙配合；隔磁环(15)内表面与磁环轴(14)外表面间隙配合；8个永磁体环(16)安装在磁环轴(14)上，永磁体环(16)以N极-S极相向，S极-N极相向的结构放置；4个永磁体环(16)组成一组，并通过隔磁环(15)隔开；两组永磁体环(16)和隔磁环(15)依次套设在磁环轴(14)上，并通过磁环轴(14)上的凸台进行轴向定位。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109990039A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-07-09 | 扬州大学 | 一种阻尼力双向可调的自感式磁流变阻尼器及其工作流程 |
| CN115182953A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-14 | 成都工业学院 | 一种新能源汽车减震装置 |
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