CN220354365U - 多级径向串并联流道型磁流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，包括缸筒、活塞组件和磁流变阀，缸筒内设置有磁流变液；活塞组件包括活塞本体，活塞本体具有轴向贯通的工作腔；磁流变阀包括多个串联阀片Ⅰ、串联阀片Ⅱ和并联阀片，多个串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ沿轴向依次交替安装于活塞本体的工作腔内，串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ将工作腔分隔形成连续弯折的工作通道；活塞本体滑动以使得磁流变液流过工作通道并产生流体阻尼力；并联阀片沿轴向设置有多个，并联阀片设置于任意相邻的串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ之间的位置处并形成多条在轴向平行的径向通道；本实用新型通过对流道进行设计，增大阻尼力的大小，提高阻尼器的动态范围，改善阻尼器的可控性。

Description

多级径向串并联流道型磁流变阻尼器

技术领域

本实用新型属于振动抑制技术领域，涉及一种多级径向串并联流道型磁流变阻尼器。

背景技术

振动抑制应用在众多场景下，但对于空间受限制、结构紧凑的工作场景，由于工作行程有限，留给阻尼器的空间十分有限。目前常见的阻尼器，例如粘滞阻尼器或常规的磁流变阻尼器等，通常采用单一的环形流道，利用流动与剪切的混合模式产生可控的库伦阻尼力，但当阻尼器的体积较小时，工作区域面积也十分有限，进而导致阻尼器在正常工作时，只能向外输出较小的库伦阻尼力。且在此情况下，单一流道体积流量小，流速高，由此产生的不可控粘滞阻尼力太大，难以取得较好的减振效果。

为解决以上问题，需要一种新的减振器，通过对流道进行设计，使得阻尼器能够在有限的空间内，尽可能增加工作区域面积，增加阻尼力的同时，降低不可控的粘滞阻尼力，提高阻尼器的动态范围，进而改善阻尼器的可控性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，通过设置多种串联阀片，使得工作腔内形成了呈蛇形弯折的工作通道，再在不同的串联阀片之间设置多个并联阀片，使得对应位置处的工作通道被分隔形成多条并联的径向流道，多个串联阀片以及并联阀片共同构成了具有多级串并联式径向磁流变阀，使得在有限的空间内，磁流变液的流动路径更长，有效工作区域面积大，输出阻尼力大，阻尼力动态范围宽。

本实用新型公开了一种多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，包括：

缸筒，所述缸筒为中空的筒体，所述缸筒内设置有磁流变液；

活塞组件，所述活塞组件包括活塞本体，所述活塞本体可轴向滑动的设置于所述缸筒内，活塞本体具有轴向贯通的工作腔；

磁流变阀，所述磁流变阀包括多个串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ，多个所述串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ沿轴向依次交替并随动安装于所述活塞本体的工作腔内，串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ将所述工作腔分隔形成连续弯折的工作通道；活塞本体滑动以使得磁流变液流过工作通道并产生流体阻尼力；所述磁流变阀还包括并联阀片，所述并联阀片沿轴向设置有多个，并联阀片设置于任意相邻的串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ之间的位置处，并形成多条在轴向平行的径向通道，磁流变液同时流入或流出所述多条径向通道。

进一步，所述串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ均为圆盘结构，串联阀片Ⅱ沿轴线开设有流通孔Ⅰ。

进一步，按直径，串联阀片Ⅰ<工作腔。

进一步，所述并联阀片为圆盘结构，并联阀片沿轴线开设有流通孔Ⅱ，并联阀片的直径小于所述工作腔的直径。

进一步，所述活塞组件还包括活塞左端盖和活塞右端盖，所述活塞本体的径向外表面绕设有线圈，所述活塞左端盖安装于活塞本体轴向的左侧，所述活塞右端盖安装于活塞本体轴向的右侧，活塞左端盖和活塞右端盖在轴向上将线圈限位，所述活塞左端盖和活塞右端盖均开设有供磁流变液流入或流出工作腔的流通孔Ⅲ。

进一步，还包括缸底和外端盖，所述缸底安装于所述缸筒轴向的左端，所述外端盖设置于缸筒轴向的右端，缸底和外端盖将所述缸筒密封。

进一步，所述活塞组件还包括活塞杆，所述活塞杆一端连接于右端盖，另一端沿轴向向右延伸至所述缸筒外。

进一步，还包括浮动活塞，所述浮动活塞可轴向滑动的设置于所述缸筒内，浮动活塞将所述缸筒分隔为补偿腔和阻尼腔，所述磁流变液和活塞组件均设置于所述阻尼腔。

进一步，所述活塞组件还包括活塞套筒，所述活塞套筒套设于所述线圈外并在径向将线圈限位；活塞套筒的轴向的两端均沿径向向轴线所在的方向延伸形成限位翻边，所述限位翻边在轴向对所述活塞左端盖和活塞右端盖形成限位。

本实用新型的有益效果：

本实用新型公开了一种多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，通过在减振器的缸筒内设置多个阀片，以使得磁流变液的实际流道不光有呈蛇形弯折的工作通道，还有相互并联设置的径向通道，有效工作区域面积各更大，有效地增加了阻尼器正常工作时的库伦阻尼力，大大提高了阻尼器的阻尼力输出，且体积流量更大，流速更低，降低在高速环境下的不可控粘滞阻尼力，进而有效地增大了磁流变阻尼器的动态范围，大大改善了磁流变阻尼器的可控性，也提升了磁流变阻尼器在高速冲击环境下的缓冲性能；

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的磁流变液的流向示意图；

图3为本实用新型的磁场分布示意图；

图4为本实用新型串联阀片Ⅰ的主视图；

图5为本实用新型串联阀片Ⅱ的主视图；

图6为本实用新型并联阀片的主视图；

图7为本实用新型串联阀片Ⅰ的侧视图；

图8为本实用新型串联阀片Ⅱ的侧视图。

具体实施方式

图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的磁流变液的流向示意图；图3为本实用新型的磁场分布示意图；图4为本实用新型串联阀片Ⅰ的结构示意图；图5为本实用新型串联阀片Ⅱ的结构示意图；图6为本实用新型并联阀片的结构示意图图7为本实用新型串联阀片Ⅰ的侧视图；图8为本实用新型串联阀片Ⅱ的侧视图。

需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实施例中，若无特殊说明，则轴向为缸筒的轴线方向，径向为垂直于轴向的方向，也就是缸筒的直径方形。

本实用新型公开了一种多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，包括：

缸筒2，所述缸筒2为中空的筒体，所述缸筒2内设置有磁流变液；

活塞组件，所述活塞组件包括活塞本体7，所述活塞本体7可轴向滑动的设置于所述缸筒2内，活塞本体7具有轴向贯通的工作腔；

磁流变阀，所述磁流变阀包括多个串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5，多个所述串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5沿轴向依次交替并随动安装于所述活塞本体7的工作腔内，串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5将所述工作腔分隔形成连续弯折的工作通道；活塞本体7在缸筒2内往复滑动以使得磁流变液流过工作通道并产生流体阻尼力；

本实施例中，串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5均为圆盘结构，串联阀片Ⅱ5沿轴线开设有流通孔Ⅰ501，按直径，串联阀片Ⅰ4<工作腔。即串联阀片Ⅰ4的直径小于工作腔的内径，在本实施例中，串联阀片Ⅱ5与工作腔的直径相同，以使得磁流变液只能经流通孔Ⅰ501流过，串联阀片Ⅰ4的直径小于工作腔的直径，以使得串联阀片Ⅰ4与工作腔之间会形成径向间隙，如图所示。在安装串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5时，二者之间还会设置轴向间隙，如图2所示，串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5便会将工作腔分隔为呈蛇形连续弯折的工作通道，磁流变液则会依次流过流通孔Ⅰ501，串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5之间的轴向间隙，以及串联阀片Ⅰ4与活塞本体7之间的径向间隙，依次循环，直至流出工作腔，有效增大了阻尼力。也可以视作串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5间隔设置后，轴向间隙也就形成了径向的通道，然后通过径向的间隙以及流通孔Ⅰ501将其串联，便形成了连续弯折的串联的工作通道。

本实施例中的磁流变阀还包括并联阀片6，所述并联阀片6沿轴向设置有多个，并联阀片6设置于任意相邻的串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5之间的位置处，并形成多条在轴向平行的径向通道，磁流变液同时流入或流出所述多条径向通道。本实施例中，所述并联阀片6为圆盘结构，并联阀片6沿轴线开设有流通孔Ⅱ601，并联阀片6的直径小于工作腔的直径，如此设置，便使得并联阀片6与工作腔之间也会在径向形成间隙，以使得磁流变液可以同时流过流通孔Ⅱ601和前述的径向间隙，便形成如图2所示的多条相互并联的径向通道。并联阀片6设置于任意相邻的串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5之间的位置处，实质上是将对应的串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5之间的轴向间隙进行分隔，形成多条如图2所示的平行且并联的径向通道形，磁流变液会同时进入多条径向通道，进一步增大了有效工作区域面积大，有效地增加了阻尼器正常工作时的库伦阻尼力，大大提高了阻尼器的阻尼力输出。

如图2所示，在本实施例中，共设置有两个串联阀片Ⅰ4，两个串联阀片Ⅱ5，沿轴向从左往右按串联阀片Ⅰ4→串联阀片Ⅱ5→串联阀片Ⅰ4→串联阀片Ⅱ5的方式排列在工作腔内，同时在靠右侧的串联阀片Ⅰ4与串联阀片Ⅱ5的轴向间隙中设置有三个并联阀片6，前述多个阀片便在工作腔内形成了一个具有多级串并联式径向磁流变阀，其主流道为工作通道，为串联流道；次级流道为径向通道，为并联的流道，基于磁流变阻尼器的流动模式-阀模式，本实施例通过设置多种多个阀片，构成了磁流变阀，实现了对活塞内的流道的重新设计，使得阻尼器能够在有限的空间内，有效增加工作区域面积，增加库伦阻尼力的同时，降低不可控的粘滞阻尼力，提高阻尼器的动态范围，进而改善阻尼器的可控性。在本实施例中，为保证串联阀片Ⅰ4、串联阀片Ⅱ5和并联阀片6的轴向间隙均匀，在前述三者上均设置有如图所示的定位凸台20，以及与凸台20相适形的凹槽21，串联阀片Ⅰ4、串联阀片Ⅱ5和并联阀片6在轴向的定位和连接均是通过凸台20和凹槽21的插接配合实现的，凸台20和凹槽21的设计，不仅保证了前述三者之间的轴向间隙的均匀，还保证了多个串联阀片Ⅰ4、串联阀片Ⅱ5和并联阀片6之间的同轴度，以保证磁流变液流动的均匀性，也更加便于装配。本实施例中，串联阀片Ⅱ5和并联阀片6仅仅是尺寸不一，其结构是一致的，故附图中只突出体现了串联阀片Ⅰ4和串联阀片Ⅱ5的侧视图，以便于了解凸台与凹槽的结构，当然，保证了前述三者之间的轴向间隙的均匀的手段很多，如设置隔离环或是环形垫圈，或是垫设垫块等，均可实现，此为本技术领域技术人员可以理解的，在此不赘述。

本实施例中，所述活塞组件还包括活塞左端盖3和活塞右端盖15，所述活塞本体7的径向外表面均匀缠绕有线圈17，线圈17外均匀涂上树脂胶水，以防止磁流变液接触到导线对其造成影响；在线圈17通入电流时，产生环形磁场，覆盖工作腔，产生磁滞效应，向外输出库伦阻尼力；所述活塞左端盖3安装于活塞本体7轴向的左侧，所述活塞右端盖15安装于活塞本体7轴向的右侧，活塞左端盖3和活塞右端盖15将所述工作腔密封并在轴向上将线圈17限位，所述活塞左端盖3和活塞右端盖15均开设有供磁流变液流入或流出工作腔的流通孔Ⅲ19。

本实施例中，所述活塞组件还包括活塞套筒16，所述活塞套筒16套设于所述线圈17外并在径向将线圈17限位；活塞套筒16的轴向的两端均沿径向向轴线所在的方向延伸形成限位翻边，也就是如图所示的向内延伸，也就是向径向截面的圆心位置延伸；所述限位翻边在轴向对所述活塞左端盖3和活塞右端盖15形成限位。本实施例中，如图所示，限位翻边将活塞左端盖3和活塞右端盖15分别卡接在线圈17的轴向的左右两侧，如此设置使得活塞左端盖3、活塞右端盖15、活塞本体7、线圈17以及活塞套筒16便在缸筒2内构成了一个激励活塞；活塞套筒16采用翻边的方式与活塞端盖连接在一起，避免在端盖上开设螺纹，简化整体结构，进而避免套筒与端盖的连接对磁路造成影响。

本实施例中，所述活塞组件还包括活塞杆9，所述活塞杆9一端连接于右端盖，另一端沿轴向向右延伸至所述缸筒2外。本实施例的活塞杆9一体成型设置在有右端盖，将活塞杆9与活塞端盖制成一体式，保证连接强度的同时，避免端盖与活塞杆9之间的泄露问题。活塞杆9沿轴向还设置有引线槽，线圈17的引线则是通过引线槽引出并连接至电源，固定在活塞本体7内的线圈17在通入电流的情况下，产生磁场，垂直穿过环形工作区域，也就是工作腔，如图3所示，使得工作通道内的工作介质粘度瞬间增大，在本实施例中，活塞右端盖和活塞杆9为一体成型，故活塞右端盖设置的流通孔Ⅲ19为环形孔，环绕于活塞杆9的外侧，如图1所示。

本实施例中，还包括缸底1和外端盖10，所述缸底1通过焊接的方式固定安装于所述缸筒2轴向的左端，所述外端盖10可拆卸的设置于缸筒2轴向的右端，缸底1和外端盖10将所述缸筒2密封。本实施例中，还包括浮动活塞18，所述浮动活塞18可轴向滑动的设置于所述缸筒2内，浮动活塞18将所述缸筒2分隔为补偿腔和阻尼腔，所述磁流变液和活塞组件均设置于所述阻尼腔。浮动活塞18的设置，是为了补偿活塞杆9出入产生的体积差，同时为了便于活塞杆9的滑动以及延伸出缸筒2，在外端盖10上对应位置也会开设通孔。

本实施例中，如图所示，在工作腔内还设置有挡板8，挡板8由弹性材料制成，活塞套筒16通过限位翻边，使得右端盖与挡板8以及活塞套筒16压紧连接在一起，既能实现对活塞内部阀片之间的轴向定位，又能保证右端盖与活塞套筒16之间的密封，且能实现对活塞杆9内的引线槽的密封，防止磁流变液接触到导线，对其造成影响。在本实施例中。活塞左端盖也设置有凸台20，装配完成后，活塞左端盖的凸台20插接于最左侧的串联阀片Ⅰ4上的凹槽21内，而最右侧的串联阀片Ⅱ5上的凸台20则是抵持压紧于挡板8上，如此便实现了活塞内部的阀片之间的安装和轴向定位，此为本技术领域技术人员可以理解的，在此不赘述。

本实施例中，为了便于减振器的安装，在活塞杆9上通过螺纹连接的方式安装有吊环11，并在缸底1一体成型设置了吊环11，如图1所示。本实施例中，阀片由导磁性材料(如工业纯铁、低碳钢或硅钢等)制成。活塞本体7由非导磁材料制成，活塞本体7上可以设置线圈槽以便于线圈17在活塞本体7上的缠绕和定位。在本实施例中，为了提高减振器的密封性和滑动的稳定性，还设置有密封件和导向件，如图1所示，密封件包括密封环12和密封圈13，密封环12设置于阻尼腔内并贴合于活塞右端盖，活塞杆则是依次穿过密封环12和活塞右端盖，在活塞杆和密封环12之间还设置了密封圈13，进一步提高腔体的密封性；还在浮动活塞与缸筒的内壁面之间设置了密封圈13，以避免磁流变液进入补偿腔，也是在提高减振器的密封性。在浮动活塞与缸筒之间，以及活塞杆和密封环12之间均设置有导向带14。为了便于密封圈13和导向带14的安装，在密封环12和浮动活塞上的对应位置均设置有安装槽，以安装密封圈13和导向带14。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，其特征在于：包括：

缸筒，所述缸筒为中空的筒体，所述缸筒内设置有磁流变液；

活塞组件，所述活塞组件包括活塞本体，所述活塞本体可轴向滑动的设置于所述缸筒内，活塞本体具有轴向贯通的工作腔；

浮动活塞，所述浮动活塞可轴向滑动的设置于所述缸筒内，浮动活塞将所述缸筒分隔为补偿腔和阻尼腔，所述磁流变液和活塞组件均设置于所述阻尼腔；

磁流变阀，所述磁流变阀包括多个串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ，多个所述串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ沿轴向依次交替并随动安装于所述活塞本体并位于所述工作腔内，串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ将所述工作腔分隔形成连续弯折的工作通道；活塞本体滑动以使得磁流变液流过工作通道并产生流体阻尼力；所述磁流变阀还包括并联阀片，所述并联阀片沿轴向设置有多个，并联阀片设置于任意相邻的串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ之间的位置处，并形成多条在轴向平行的径向通道，磁流变液同时流入或流出所述多条径向通道。

2.根据权利要求1所述的多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，其特征在于：所述串联阀片Ⅰ和串联阀片Ⅱ均为圆盘结构，串联阀片Ⅱ沿轴线开设有流通孔Ⅰ。

3.根据权利要求2所述的多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，其特征在于：按直径，串联阀片Ⅰ<工作腔。

4.根据权利要求1所述的多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，其特征在于：所述并联阀片为圆盘结构，并联阀片沿轴线开设有流通孔Ⅱ，并联阀片的直径小于所述工作腔的直径。

5.根据权利要求1所述的多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞组件还包括活塞左端盖和活塞右端盖，所述活塞本体的径向外表面绕设有线圈，所述活塞左端盖安装于活塞本体轴向的左侧，所述活塞右端盖安装于活塞本体轴向的右侧，活塞左端盖和活塞右端盖在轴向上将线圈限位，所述活塞左端盖和活塞右端盖均开设有供磁流变液流入或流出工作腔的流通孔Ⅲ。

6.根据权利要求5所述的多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，其特征在于：还包括缸底和外端盖，所述缸底安装于所述缸筒轴向的左端，所述外端盖设置于缸筒轴向的右端，缸底和外端盖将所述缸筒密封。

7.根据权利要求6所述的多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞组件还包括活塞杆，所述活塞杆一端连接于右端盖，另一端沿轴向向右延伸至所述缸筒外。

8.根据权利要求7所述的多级径向串并联流道型磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞组件还包括活塞套筒，所述活塞套筒套设于所述线圈外并在径向将线圈限位；活塞套筒的轴向的两端均沿径向向轴线所在的方向延伸形成限位翻边，所述限位翻边在轴向对所述活塞左端盖和活塞右端盖形成限位。