CN2496697Y

CN2496697Y - 一种新型磁流变液减振器

Info

Publication number: CN2496697Y
Application number: CN 01253284
Authority: CN
Inventors: 曹民; 冯正辉
Original assignee: Shanghai Huizhong Automotive Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Shanghai Huizhong Automotive Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2002-06-26
Anticipated expiration: 2011-08-27

Abstract

本实用新型一种新型磁流变液减振器,包括:工作缸、活塞、活塞杆、底阀、连接支架;其特点是:活塞是电磁活塞,由多级磁路构成;工作缸外设有一贮液筒,与工作缸构成双筒式结构;还包括一抗静置沉降装置和一抗磨损泄漏装置;抗沉降装置相对夹装在贮液筒外侧,所述的抗磨损泄漏装置安装在工作缸的内侧限位处;活塞杆通过贮液筒盖、油封、导向器、抗磨损泄漏装置与电磁活塞连接,底阀安装在贮液筒内侧底部,并与工作缸固定连接。本实用新型减振器可使磁流变液体长时间保持静置稳定,而不发生凝聚和沉降现象。从而阻止了磁性微粒进入减振器油封,避免了油封的早期磨损泄漏,提高了导磁材料利用率,减小了电磁活塞的体积和外径,因而解决了MRF减振器应用于车辆半主动悬架现存的主要问题。

Description

一种新型磁流变液减振器

技术领域

本实用新型涉及车辆的减振装置，特别涉及一种新型磁流变液减振器。

技术背景

磁流变液减振器(MRF减振器)通过电磁场直接改变磁流变液体(简称MRF)的粘度，来连续调节减振器阻尼，由于没有机械作动部件，因而较以往的电磁阀减振器响应迅速、工作可靠且噪声降低。

但现有的MRF减振器运用于车辆半主动悬架还存在诸多问题有待解决：

(1)由于MRF静置时难以避免的凝聚和沉降现象，使得车辆停置一段时间后，磁性微粒和载液发生分离，导致运动部件堵塞，车辆悬架失效。这是阻碍MRF减振器在车辆半主动悬架上应用的主要原因。虽然，美国Lord公司的发明专利(申请人号：97182336，发明名称：具有沉淀稳定性的磁流变液体装置)已述及采用永磁铁或电磁铁产生一个低强度磁场作用在MRF上以减少其沉淀，但所述永磁铁或电磁铁是固定不动的，为了在MRF减振器工作中避免静态阻抗过大，只能采用低强度磁场的永磁铁或电磁铁，这样不仅使MRF的静置稳定性改善有限，不能消除MRF长期静置时的凝聚和沉降，而且使MRF减振器阻尼的可控范围减小，降低了半主动悬架的控制效果。

在MRF减振器工作过程中，磁性微粒对减振器油封的磨料磨损加速了减振液的泄漏，这也是阻碍MRF减振器的车辆半主动悬架上应用的重要原因。虽然，美国Lord公司的发明专利(专利号：US005277281A，专利名称：磁流变液减振器)已述及在减振器上腔采用另一种与MRF不溶的液体通过浮动隔板或隔膜与MRF分离，以减少MRF流入减振器油封，但由于受到浮动隔板或隔膜密封性能的影响，造成分离效果不佳，磁性微粒仍然能通过不溶于MRF的液体进入油封，引起早期磨损泄漏。

另外，MRF减振器的电磁活塞大多采用单级磁路结构，为了避免磁通量过饱和，导磁轴和导磁管直径必须足够大，这就使导磁材料利用率降低、活塞体积重量加大，造成安装不便和成本上升。虽然，美国Lord公司的发明(申请号：97182336，发明名称：具有沉淀稳定性的磁流变液体装置)已述及采用三级磁路结构的电磁活塞，但所述磁路和布线结构不尽合理，不利于提高有效磁能和导磁材料的利用率。

总之，现有的MRF减振器存在MRF静置沉降、油封易磨损泄漏、磁路结构不尽合理等主要问题。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决现有MRF减振器存在的问题，而提供的一种具有抗静置沉降、抗磨损泄漏、多级磁路式电磁活塞的新型MRF减振器。

本实用新型的目的是这样实现的：一种新型磁流变液减振器，包括：工作缸、活塞、活塞杆、底阀、连接支架；其特点是：所述的活塞是电磁活塞，该电磁活塞由多级磁路构成；所述的工作缸外设有一贮液筒，与工作缸构成双筒式结构；还包括一抗静置沉降装置和一抗磨损泄漏装置；所述的抗沉降装置相对夹装在贮液筒外侧，所述的抗磨损泄漏装置安装在工作缸的内侧限位处；所述的活塞杆通过贮液筒盖、油封、导向器、抗磨损泄漏装置与电磁活塞连接，所述的底阀安装在贮液筒内侧底部，并与工作缸固定连接。

上述一种新型磁流变液减振器，其中，所述的抗磨损泄漏装置是一个环形结构，固定在工作缸的内侧限位处，包括环形密封外壳，该环形密封外壳内部设有两个环形导磁极，该两个环形导磁极横截面呈“L”形，相对设置；所述的两个导磁极的上部分之间设有永磁环，其下方形成空腔，该空腔内填充有抗磁填料。

上述一种新型磁流变液减振器，其中，所述的抗沉降装置包括两个半圆筒形的导磁瓦，其内侧分别嵌装半圆筒形的永磁瓦，在两个导磁瓦的对接面设有抗磁隔层，导磁瓦外侧与分离机构连接。

上述一种新型磁流变液减振器，其中，所述的电磁活塞由导磁管、导磁芯、线圈、活塞支承、活塞环构成；所述的导磁芯中设置梯形齿槽，该槽中设置线圈，在导磁芯外围套装导磁管，在导磁管两端外侧套装活塞环，在导磁管和导磁芯两端相对装夹活塞支承，线圈导线一端焊接在导磁芯底部齿顶的导线槽内，另一端通过导磁芯顶部槽底的导线孔从导磁芯上端的轴心导线孔引出，各槽线圈导线通过中间齿顶的导线槽跨越，相邻两级线圈绕向相反。

上述一种新型磁流变液减振器，其中，在电磁活塞和底阀上侧分别设置无簧式复原阀和压缩阀。

上述一种新型磁流变液减振器，其中，所述的导磁极、导磁管和导磁芯采用低矫顽力、高磁导率、高饱和磁密和磁时效稳定的电磁纯铁导磁材料构成。

上述一种新型磁流变液减振器，其中，所述的导磁瓦采用低碳钢导磁材料构成。

由于本实用新型采取了以上技术措施，MRF可长时间保持静置稳定，而不发生凝聚和沉降现象。阻止磁性微粒进入减振器油封，避免了油封的早期磨损泄漏。提高导磁材料利用率，减小了电磁活塞的体积和外径，因而解决了MRF减振器应用于车辆半主动悬架现存的主要问题。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型的总体结构示意图。

图2是本实用新型抗磨损泄漏装置的侧视剖视图。

图3是图1的A-A剖视图。

图4是图1的B-B剖视图。

图5是本实用新型电磁活塞的结构示意图。

图6是图5的侧视图。

具体实施方式

请参阅图1，一种新型磁流变液减振器，包括：工作缸1、活塞2、活塞杆3、底阀4、连接支架5。活塞是电磁活塞，该电磁活塞由多级磁路构成。还包括一抗静置沉降装置6和一抗磨损泄漏装置7。为减小摩擦阻尼和提高油封寿命，避免悬架刚度加大和减振器轴向过长，所述的MRF减振器采用在工作缸外设有一贮液筒8，与工作缸构成双筒式结构，该双筒式结构之间为气体腔81。贮液筒底部与连接支架5连接。抗沉降装置6装夹在贮液筒8外侧下部，抗磨损泄漏装置7安装在工作缸1的内侧限位处。活塞杆3通过贮液筒盖82、油封83、导向器84、抗磨损泄漏装置7与电磁活塞2连接。减振器工作时，从导向衬套渗漏的微量MRF载液，通过导向器回油孔沿气体腔流回MRF腔，并与MRF混合均匀。为加大贮液筒内的流速，避免MRF沉降，在保证补偿量的前提下，贮液筒与工作缸的间隙应尽量小。底阀4安装在贮液筒8内侧底部，并与工作缸1固定连接。

为了避免MRF减振器油封的早期磨损泄漏，在工作缸的内侧限位处加装抗磨损泄漏装置6。请参见图2、图3。所述的抗磨损泄漏装置是一个环形结构，由密封外壳61、导磁极62、永磁环63、抗磁填料64组成，环形密封外壳61内部设有两个环形导磁极62，该两个环形导磁极62横截面呈“L”形，相对设置；两个导磁极的上部分之间设有永磁环63，其下方形成空腔，该空腔内填充有抗磁填料。通过密封外壳外侧面上的安装孔65中的螺栓10固定在工作缸的内侧限位处的支承块9上。抗磨损泄漏装置将工作缸腔体分隔为密封的上腔11和下腔12，密封上腔11为载液腔(注入MRF载液)，密封下腔12为MRF腔(注入MRF)，抗磨损泄漏装置的下腔一侧安装有缓冲垫圈13以缓和活塞对抗磨损泄漏装置的冲击。活塞杆3表面从活塞上端至最大行程处喷涂防粘涂层31。磁力线回路通过密封处，使MRF形成强韧的液膜(类似液态O形圈)，阻止随活塞杆上行的MRF泄漏。

请参见图4。这是抗沉降装置7安装在减振器时的从图1的B-B剖视的图。该抗沉降装置7由导磁瓦71、永磁瓦72、抗磁隔层73和分离机构74组成。抗沉降装置包括两个半圆筒形的导磁瓦，其内侧分别嵌装半圆筒形的永磁瓦，相对装夹在贮液筒8的外侧。为使抗沉降装置易于分离操作，在导磁瓦对接面分别粘结抗磁隔层73，以便降低吸合力。导磁瓦外侧与机动车分离机构74连接，通过手制动器和分离机构进行操作。手制动器和分离机构为车辆已有的部件，不再赘述。为提高强度和降低成本，导磁瓦选用低碳钢等导磁材料。

当车辆停置时，通过手制动器和分离机构将将抗沉降装置吸合在贮液筒外侧，使缸筒内的MRF固结，可长时间保持MRF的稳定，而不发生凝聚和沉降现象；车辆起步时，再分离抗沉降装置，即可恢复到电磁磁路状态。若控制系统失灵，还可根据路况适当调整永磁瓦对的间距，对MRF施加一定磁场以达到手动可调减振器阻尼的作用。

请参见图5、图6。所述的电磁活塞由导磁管21、导磁芯22、线圈23、活塞支承24、活塞环25构成。在导磁芯22梯形齿槽中安装线圈，在导磁芯外围套装导磁管21，在导磁管21两端外侧套装活塞环25，在导磁管21和导磁芯22两端相对装夹活塞支承24，线圈导线一端焊接在导磁芯底部齿顶的导线槽28内，另一端通过导磁芯22顶部槽底的导线孔从导磁芯上端的轴心导线孔引出，各槽线圈导线通过中间齿顶的导线槽跨越，相邻两级线圈绕向相反。

本实用新型为减小剩磁和体积，导磁极、导磁管和导磁芯选用低矫顽力、高磁导率、高饱和磁密和磁时效稳定的电磁纯铁等导磁材料。

为实现符合设计要求的减振器复原/压缩阻力比，同时避免MRF吸附卡紧阀片弹簧，在电磁活塞上设置无簧式复原阀26。由于MRF温升时粘度降低引起沿程液压损失减小，导致减振器工作阻力热衰减，故应尽量减小电磁活塞和底阀通孔的轴向长度。为减小工作阻力热衰减率，还可加装热双金属温度补偿阀。

Claims

1、一种新型磁流变液减振器，包括：工作缸、活塞、活塞杆、底阀、连接支架；其特征在于：所述的活塞是电磁活塞，该电磁活塞由多级磁路构成；所述的工作缸外设有一贮液筒，与工作缸构成双筒式结构；还包括一抗静置沉降装置和一抗磨损泄漏装置；所述的抗沉降装置相对夹装在贮液筒外侧，所述的抗磨损泄漏装置安装在工作缸的内侧限位处；所述的活塞杆通过贮液筒盖、油封、导向器、抗磨损泄漏装置与电磁活塞连接，所述的底阀安装在贮液筒内侧底部，并与工作缸固定连接。

2、根据权利要求1所述的一种新型磁流变液减振器，其特征在于，所述的抗磨损泄漏装置是一个环形结构，固定在工作缸的内侧限位处，包括环形密封外壳，该环形密封外壳内部设有两个环形导磁极，该两个环形导磁极横截面呈“L”形，相对设置；所述的两个导磁极的上部分之间设有永磁环，其下方形成空腔，该空腔内填充有抗磁填料。

3、根据权利要求1所述的一种新型磁流变液减振器，其特征在于，所述的抗沉降装置包括两个半圆筒形的导磁瓦，其内侧分别嵌装半圆筒形的永磁瓦，在两个导磁瓦的对接面设有抗磁隔层，导磁瓦外侧与分离机构连接。

4、根据权利要求3所述的一种新型磁流变液减振器，其特征在于，所述的导磁瓦采用低碳钢导磁材料构成。

5、根据权利要求1所述的一种新型磁流变液减振器，其特征在于，所述的电磁活塞由导磁管、导磁芯、线圈、活塞支承、活塞环构成；所述的导磁芯中设置梯形齿槽，该槽中设置线圈，在导磁芯外围套装导磁管，在导磁管两端外侧套装活塞环，在导磁管和导磁芯两端相对装夹活塞支承，线圈导线一端焊接在导磁芯底部齿顶的导线槽内，另一端通过导磁芯顶部槽底的导线孔从导磁芯上端的轴心导线孔引出，各槽线圈导线通过中间齿顶的导线槽跨越，相邻两级线圈绕向相反。

6、根据权利要求5所述的一种新型磁流变液减振器其特征在于，所述的导磁极、导磁管和导磁芯采用低矫顽力、高磁导率、高饱和磁密和磁时效稳定的电磁纯铁导磁材料构成。

7、根据权利要求1或5所述的一种新型磁流变液减振器，其特征在于，在电磁活塞上侧设有无簧式复原阀。