CN2551806Y - 汽车磁流变液减振器 - Google Patents

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廖昌荣
余淼
陈伟民
黄尚廉
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Abstract

汽车磁流变液减振器，以工作钢作为磁场发生的外磁路，以活塞本体为磁场发生的内磁路；在励磁线圈外采用非导磁的线圈保护套，使磁力线通过由工作缸与活塞本体组成的阻尼通道；在活塞本体的外设计非导磁的导向器，以确保阻尼通道的径向尺寸均匀，更充分地发挥磁场对磁流变液作用；在工作缸的下腔设计了夹层橡胶波纹管补偿气囊，使减振器压缩过程中对簧载质量起到缓冲作用和对减振器起到体积补偿作用，有利于磁流变液的二次起浮。本减振器在小激励电流作用下，减振器的阻尼力就开始发生变化，确保减振器的能耗较小；在不加激励电流作用下，减振器也有一定的阻尼力，即使出现悬架控制系统故障，汽车也同样有减振作用。

Description

汽车磁流变液减振器
技术领域
本实用新型属于汽车减振技术领域，具体涉及一种汽车磁流变液减振器
技术背景
传统的汽车悬架系统在设计过程中，不可避免地要对乘坐舒适性和操纵稳定性进行折衷。尽管在结构上不断更新和完善，采用优化设计方法进行设计，使汽车的安全性(操纵稳定性)和平顺性(乘坐舒适性)有很大的提高，传统的悬架系统的悬架参数(弹性元件的刚度和阻尼元件的阻尼系数)是不可调节的，它是一种被动悬架，致使汽车只能保证在设计条件下的减振效果，不能根据汽车的运行状态和路面状况进行实时调节，达到最优的减振效果。现代汽车对悬架系统的要求除了保证其基本性能外，还致力于提高汽车的安全性和平顺性，向高技术、高性能、高质量和高附加值方向发展。开发适应于汽车悬架的传感器、控制器和作动器。
主动减振器一般根据两种原理进行设计——改变减振器阻尼通道的流通面积和改变减振器中阻尼液的流动特性。由于根据第一种原理设计的可调减振器结构复杂、响应速度慢，人们将研究的重点逐渐转移到可控流体(磁流变液和电流变体)减振器的研究和开发上来。电流变体存在剪切屈服应力小、要求的电压高等不足，而磁流变液的屈服应力大，响应速度快、能耗低、显著的流变效应、对污染的不敏感等特点，磁流变液一直是智能结构领域的理想执行(作动)器材料，磁流变减振器的研究和开发逐渐成为各国学者和工程技术人员追踪的热点，磁流变液也逐渐成为汽车智能减振器的首选材料。目前还没有结构和性能都能较好适用于汽车实际需要的汽车磁流变液减振器。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种汽车磁流变液减振器，在小激励电流作用下，减振器的阻尼力就开始发生变化，确保减振器的能耗较小；在不加激励电流作用下，减振器也有一定的阻尼力，即使出现悬架控制系统故障，汽车也同样有减振作用。
本实用新型是这样实现的：
汽车磁流变液减振器，包括工作缸、活塞组件和密封装置，活塞组件包括活塞杆、活塞本体和活塞导向器。工作缸的上腔和下腔都充满磁流变液。工作缸和它与活塞本体之间形成的阻尼通道构成外磁路，活塞本体上有励磁线圈，它们构成内磁路。励磁线圈的引出线由空心活塞杆引出，励磁线圈外有非导磁的线圈保护套，使磁力线通过由工作缸与活塞本体组成的阻尼通道。活塞本体的连接螺杆固定有活塞导向器。导向器的外园上安装有活塞环，以确保阻尼通道的径向尺寸均匀，更充分地发挥磁场对磁流变液作用，以提高活塞组件运动的灵活性，
另外，在工作缸的下腔内部设计了夹层橡胶波纹管补偿器，夹层橡胶波纹管补偿器通过充气口与工作缸底部连接，内部充满氮气。其作用是在减振器压缩过程中，对簧载质量起到缓冲作用和对减振器起到体积补偿作用，有利于磁流变液的二次起浮。
工作缸采用磁导率高、矫顽力低的低碳钢材料，活塞本体采用磁导率高、矫顽力低的坡莫合金材料。
活塞导向器内部设计均匀分布的磁流变液流通孔。在阻尼通道入口处将活塞环设计成园角，以减少磁流变在阻尼通道中的紊流现象。活塞杆的表明粗糙度Ra取磁流变液中可激化粒子的平均尺寸的15-20％。
密封装置由导向套、密封圈组件和支承管组成，支承管为法兰结构，对导向套定位，支承管和导向套周边设小孔，将磁流变液引向通密封圈一侧，使密封更为可靠，
本实用新型的优点是：
1、由于隔磁结构的设计，更能充分发挥磁场对阻尼通道中的磁流变液的作用，使减振器的能耗降低。
2、在不加激励电流作用下，减振器也有一定的阻尼力，即使出现悬架控制系统故障，汽车也同样有减振作用。
3、减振器的工作缸作为磁场发生器磁路的一部分，采用磁导率高、矫顽力低的低碳钢材料，减振器的活塞本体作为磁场发生器的内磁路，采用磁导率高、矫顽力低的坡莫合金材料，使减振器的剩磁和滞后特性得到改善。
4、液减振器采用设计了夹层橡胶波纹管补偿气囊，其作用是在减振器压缩过程中，对簧载质量起到缓冲作用和对减振器起到体积补偿作用，有利于活塞下腔磁流变液的二次起浮。
5、在活塞本体的外则设计了非导磁的导向器，在导向器的上设计了两道活塞环，以确保阻尼通道的径向尺寸均匀，更充分地发挥磁场对磁流变液作用，以提高活塞组件运动的灵活性和导向性能
6、在阻尼通道入口处将活塞设计为园角，以减少磁流变在阻尼通道中的紊流现象，使减振器的阻尼力更为稳定。
7、塞杆采用表明热处理和松孔镀铬，可以确保表明粗糙度Ra为磁流变液中可激化粒子的平均尺寸的15-20％，既有利于活塞与密封之间的润滑，也可以确保磁流变液中可激化粒子不会进入活塞与密封之间造成密封的损害，提高了密封的寿命。
8、减振器的密封装置使密封更为可靠。
9、相对与其他类型的磁流变减振器和传统的液力减振器而言，本实用新型结构简单、没有相对运动的阀片，工作更为可靠。
附图说明：
附图1是本实用新型的结构剖视图
附图2是本实用新型的磁场发生器结构剖视图
附图3是本实用新型的夹层橡胶波纹管补偿器结构剖视图
附图4是本实用新型的密封装置结构剖视图
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型底结构特征和实施作进一步说明。
参照附图1，为本实用新型的结构剖视图，采用单筒结构，励磁线圈底引出线1通过空心活塞杆8、活塞本体11与励磁线圈12相联，连接处采用环氧树脂14进行密封，活塞杆8与活塞本体11通过螺纹进行连接，活塞导向器10固定在活塞本体11的连接螺杆上，活塞导向器10与活塞本体11、活塞杆8同轴，导向器10的外园上安装有活塞环9，这样构成了活塞组件。活塞组件位于工作缸7的内部，工作缸的上腔和下腔充满磁流变液6，工作缸的上腔通过密封装置与外界隔离，工作缸的下腔内部设计了夹层橡胶波纹管补偿器15，夹层橡胶波纹管补偿器15通过充气口17与工作缸底部18连接，夹层橡胶波纹管补偿器15内部充满氮气16。
参照附图2，是本实用新型的磁场发生器结构剖视图，利用减振器的工作缸7作为磁场发生器磁路的一部分，采用磁导率高、矫顽力低的低碳钢材料，减振器的活塞本体11作为磁场发生器的内磁路，采用磁导率高、矫顽力低的坡莫合金材料。在励磁线圈12外则采用了非导磁的线圈保护套13，使磁力线通过由工作缸7与活塞本体11组成的阻尼通道。在活塞本体11的外则设计了非导磁的活塞导向器10，在活塞导向器10上设计了两道活塞环9，以确保阻尼通道的径向尺寸均匀，更充分地发挥磁场对磁流变液作用，提高活塞组件运动的灵活性。在活塞导向器10内部设计均匀分布的8个磁流变液流通孔24。当活塞组件向上运动时，减振器上腔的压力增加，磁流变液6经过导向器10内部均匀分布的8个流通孔24，在锥形引导环23(活塞本体与导向器之间)的作用下磁流变液进入由工作缸7与活塞本体11组成的阻尼通道，在阻尼通道入口处将活塞设计为园角21、22，以减少磁流变在阻尼通道中的紊流现象。磁流变液在阻尼通道中的流动方向与磁力线的方向垂直，磁流变液在磁场的作用下产生磁流变效应，励磁线圈电流的大小可以控制磁流变效应的强弱，从而实现对减振器阻尼力的控制。
参照附图3，是本实用新型的夹层橡胶波纹管补偿器结构剖视图，液减振器采用设计了夹层橡胶波纹管补偿气囊15，夹层橡胶波纹管补偿器15通过充气口与工作缸底部18连接，夹层橡胶波纹管补偿器15内部充满氮气16。补偿气囊15充气后，充气口通过螺母19与工作缸底部18相联，充气口连接处采用环氧树脂20进行密封其作用是在减振器压缩过程中，对簧载质量起到缓冲作用和对减振器起到体积补偿作用，有利于活塞下腔磁流变液的二次起浮。引出励磁导线1通过固定架17固定在磁流变减振器工作缸7的外壁。
参照附图4，是本实用新型的密封装置结构剖视图，密封装置由导向套4、密封圈组件3和支承管5组成，在于支承管5为法兰结构，周边小孔25可以将磁流变液引入到密封圈3外则，增加密封的径向压力，使密封更为可靠，支承管5对导向套4起到定位。活塞杆8的表明粗糙度Ra取磁流变液6中可激化粒子的平均尺寸的15-20％，既可以确保活塞杆8与密封3之间的润滑，也可以确保磁流变液中可激化粒子不会进入活塞杆与密封之间造成密封3的损害，保护套2对密封组件起保护作用。

Claims (7)

1、汽车磁流变液减振器，包括工作缸、活塞组件和密封装置，活塞组件包括活塞杆、活塞本体，其特征在于工作缸的上腔和下腔都充满磁流变液(6)；工作缸(7)和它与活塞本体之间形成的阻尼通道构成外磁路，活塞本体(11)上有励磁线圈(12)，它们构成内磁路；励磁线圈(12)的引出线(1)由空心活塞杆(8)引出，励磁线圈(12)外有非导磁的线圈保护套(13)，活塞本体(11)的连接螺杆固定有活塞导向器(10)，导向器(10)的外园上安装活塞环(9)。
2、根据权利要求1所述的汽车磁流变液减振器，其特征在于工作缸(7)的下腔内部设计了夹层橡胶波纹管补偿器(15)，夹层橡胶波纹管补偿器(15)通过充气口与工作缸底部(18)连接，内部充满氮气(16)。
3、根据权利要求1或2所述的汽车磁流变液减振器，其特征在于工作缸(7)采用磁导率高、矫顽力低的低碳钢材料，活塞本体(11)采用磁导率高、矫顽力低的坡莫合金材料。
4、根据权利要求1或2所述的汽车磁流变液减振器，其特征在于活塞导向器(10)内部设计均匀分布的磁流变液流通孔(24)。
5、根据权利要求1或2所述的汽车磁流变液减振器，其特征在于在阻尼通道入口处将活塞设计成园角(21、22)。
6、根据权利要求1或2所述的汽车磁流变液减振器，其特征在于活塞杆(8)的表面粗糙度Ra取磁流变液中可激化粒子的平均尺寸的15-20％。
7、根据权利要求1或2所述的汽车磁流变液减振器，其特征在于密封装置由导向套(4)、密封圈组件(3)和支承管(5)组成，支承管(5)为法兰结构，对导向套(4)定位，支承管(5)和导向套(4)周边设小孔(25)，将磁流变液引向通密封圈(3)一侧。
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