專利名稱：一種磁流變液壓橡膠空氣彈簧的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁流變液壓橡膠空氣彈簧，特別是一種用于汽車主動懸架系統(tǒng)可 實時自動變高度、變剛度的磁流變液壓橡膠彈簧控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車懸架是車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間的所有傳力連接裝置的總 稱。它把路面作用于車輪上的垂直力(支承力)，縱向反力(牽引力和制力)和側(cè)向反力，以及 這些反力所造成的力矩都傳遞到車架(或承載式車身)上，以保證汽車正常行駛。汽車懸架 的功用1.在裝載變化，車速變化及行駛轉(zhuǎn)彎等情況下，使車輪與軸線保持正確配合，保 證汽車的穩(wěn)定性；2.在各種道路條件下保證駕駛員能有效控制轉(zhuǎn)向，保持汽車行駛方向的 可操作性；3.對汽車行駛的平順性，舒適性以及減少汽車對路面的沖擊和破壞起著決定性 的作用。汽車懸架一般由彈性構(gòu)件，減振器和導向機構(gòu)組成。減振器使振動迅速衰減。而 三者分別起緩沖，減震和導向作用。懸架剛度和懸架彈簧支承的質(zhì)量所決定的車身自然振動頻率是影響汽車行駛平 順性的重要指標之一。人體所習慣的垂直振動頻率是步行時身體上下運動的頻率(約為 1-1. 6Hz)。車身自然振動頻率應當盡可能地處于或接近這一頻率范圍。在汽車的承載以及 行駛的路面發(fā)生變化時，為了使車身自然振動頻率基本保持不變，需要將懸架的剛度做成 可變的，即空車時懸架剛度小，而載荷增加時，懸架剛度隨之增加。衡量汽車懸架性能好壞的主要指標是汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性，但這兩個 方面是相互排斥的性能要求，往往不能同時滿足。怎樣在兩者之間取得合理的平衡以達到 最佳的效果一直是需要研究解決的課題。被動懸架因為具有固定的懸架剛度和阻尼系數(shù)， 在結(jié)構(gòu)設計上只能是滿足平順性和操縱穩(wěn)定性之間矛盾的折衷，無法達到懸架控制的理想 狀況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明其目的就在于提供一種磁流變液壓橡膠空氣彈簧，可實時自動變高度、變 剛度，具有耐油性高、調(diào)節(jié)范圍寬、溫度適應性強、響應速度快等特點，且結(jié)構(gòu)簡單、體積小 巧、成本低。實現(xiàn)上述目的而采取的技術(shù)方案，包括上固定密封板、下固定密封板、橡膠外囊和 橡膠囊，所述的橡膠外囊內(nèi)設有橡膠囊，所述的橡膠囊與上、下固定密封板相連接，所述的 橡膠囊內(nèi)設有磁流變液，所述的橡膠外囊與橡膠囊之間空腔為空氣，所述的磁流變液與磁 流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接，所述的空腔與氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接，所述的下固定密封板上設 有高度限位器，所述的橡膠囊內(nèi)還設有電磁鐵及線圈，所述的上、下固定密封板上設有振動 傳感器，所述的振動傳感器、電磁鐵及線圈與控制單元模塊相連接。所述的橡膠囊分為內(nèi)外兩層同軸對稱的橡膠囊橡膠外囊和橡膠囊，形狀和材料類似于普通橡膠空氣彈簧的橡膠囊。內(nèi)層橡膠囊橡膠囊內(nèi)部為磁流變液，內(nèi)層橡膠囊橡膠囊 與外層橡膠囊橡膠外囊的環(huán)形區(qū)域空腔為空氣，以及高度限位器和上下固定密封板組成， 高度限位器與下固定密封板相連接，橡膠內(nèi)外囊與上下固定密封板相連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比本裝置具有以下優(yōu)點
由于采用了磁流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和實時剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計，因而可實時自動變 高度、變剛度，具有耐油性高、調(diào)節(jié)范圍寬、溫度適應性強、響應速度快等特點，且結(jié)構(gòu)簡單、 體積小巧、成本低。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。圖1為本裝置結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施例方式包括上固定密封板4、下固定密封板7和橡膠外囊6，所述的橡膠外囊6內(nèi)設有橡 膠囊14，如圖1所示，所述的橡膠囊14與上固定密封板4、下固定密封板7相連接，所述的 橡膠囊14內(nèi)設有磁流變液1，所述的橡膠外囊6與橡膠囊14之間空腔13為空氣，所述的磁 流變液1與磁流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接，所述的空腔13與氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接，所述的下 固定密封板7上設有高度限位器2，所述的橡膠囊14內(nèi)還設有電磁鐵及線圈8，所述的上固 定密封板4、下固定密封板7上設有振動傳感器3，所述的振動傳感器3、電磁鐵及線圈8與 控制單元模塊5相連接。所述的上固定密封板4上設有高度傳感器12，所述的磁流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括磁 流變液壓泵9、可控溢流閥10和控制模塊11，所述的高度傳感器12與控制模塊11相連接， 控制模塊11和可控溢流閥10相連接，控制模塊11和磁流變液壓泵9相連接，磁流變液壓 泵9、可控溢流閥10和橡膠囊14內(nèi)的磁流變液1相連通，所述的氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括空氣壓 縮機15、高度傳感器12、控制模塊17和可控溢流閥16，高度傳感器12與控制模塊17相連 接，控制模塊17和可控溢流閥16相連接，控制模塊17和空氣壓縮機15相連接，空氣壓縮 機15、可控溢流閥16與橡膠外囊6和橡膠囊14之間的空腔13相連通。所述的橡膠囊14與橡膠外囊6同軸對稱。所述的電磁鐵及線圈8固定在下固定密封板7上。汽車懸架系統(tǒng)智能化解決了傳統(tǒng)被動懸架存在的舒適性和穩(wěn)定性不能兼顧的問 題，并能適應變化的行駛工況和任意道路激勵，代表了懸架系統(tǒng)發(fā)展的方向。汽車空氣彈簧 是一種可對汽車懸架系統(tǒng)的高度和剛度進行調(diào)節(jié)的系統(tǒng)，但不能實時的調(diào)整，其響應時間 為機械響應時間。磁流變液減振器或阻尼器是一種只能對汽車懸架系統(tǒng)的阻尼進行實時調(diào) 節(jié)的智能懸架系統(tǒng)。
實施例1、組成部分與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
1)磁流變液壓橡膠空氣彈簧，如圖1所示，分為內(nèi)外兩層同軸對稱的橡膠囊橡膠外囊 6和橡膠囊14，形狀和材料類似于普通橡膠空氣彈簧的橡膠囊。內(nèi)層橡膠囊橡膠囊14內(nèi)部為磁流變液1，內(nèi)層橡膠囊橡膠囊14與外層橡膠囊橡膠外囊6的環(huán)形區(qū)域空腔13為空氣， 以及高度限位器2和上、下固定密封板4、7組成，高度限位器2與下固定密封板7相連接， 橡膠內(nèi)外囊與上下固定密封板相連接；
2)磁流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)由磁流變液壓泵9、高度傳感器12、控制模塊11和可控溢流 閥10組成，其系統(tǒng)類似于液壓控制系統(tǒng)，高度傳感器12與控制模塊11相連接，控制模塊11 和可控溢流閥10相連接，控制模塊11和磁流變液壓泵9相連接，磁流變液壓泵9、可控溢流 閥10和內(nèi)層橡膠囊橡膠囊14內(nèi)的磁流變液1相連通；
3)氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)由空氣壓縮機15、高度傳感器12、控制模塊17和可控溢流閥16組 成，其系統(tǒng)類似于普通空氣彈簧控制系統(tǒng)，高度傳感器12與控制模塊17相連接，控制模塊 17和可控溢流閥16相連接，控制模塊17和空氣壓縮機15相連接，空氣壓縮機15、可控溢 流閥16與內(nèi)層橡膠囊和外層橡膠囊的環(huán)形區(qū)域內(nèi)部的空腔13相連通；
4)實時剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)高度傳感器12、振動傳感器3、控制單元模塊5、電磁鐵及線圈8 組成，控制單元模塊5與高度傳感器12、振動傳感器3和電磁鐵及線圈8相連接，電磁鐵及 線圈8固定在下固定密封板7上。2、工作原理和操作流程
磁流變液壓橡膠空氣彈簧能自動實時地調(diào)節(jié)變化高度和剛度來適應汽車行駛狀況和 路況，提高汽車的減震性能，極大地改善乘坐舒適性和操縱平穩(wěn)性。磁流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)接收高度傳感器發(fā)送的信號后，控制單元模塊類似于普通液 壓控制系統(tǒng)改變磁流變液壓力按機械響應時間(幾十毫秒)在較大范圍內(nèi)調(diào)整彈簧的剛度 和高度。氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)接收高度傳感器發(fā)送的信號后，控制單元模塊類似于普通空氣彈簧 控制系統(tǒng)改變氣壓按機械響應時間(幾十毫秒)在較大范圍內(nèi)調(diào)整彈簧的剛度和高度。實時剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)接收振動傳感器和高度傳感器發(fā)送的信號后，控制單元模塊實 時地(響應時間為幾毫秒)改變電磁體與線圈的電磁場強度、從而改變磁流變液的磁流變特 性、最后對剛度和高度進行微調(diào)。高度傳感器12將高度信號輸入到液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，由液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制可控溢 流閥10和磁流變液壓泵9的工作，輔以外部主體構(gòu)件(橡膠內(nèi)囊，上支架，下支架)，以此控 制磁流變液壓。振動參數(shù)傳感器將位移、加速度、速度等信號輸入到剛度調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，由剛度調(diào)節(jié) 系統(tǒng)來控制電磁鐵和線圈中電流的大小，從而實時控制電磁場的磁場強度變化，以此控制 磁流變液的流變特性。高度傳感器將高度信號輸入到氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，由氣液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制可控溢 流閥和空氣泵的工作，輔以外部主體構(gòu)件(橡膠囊14，橡膠外囊6，上固定板上4，下固定板 上7)，以此控制氣壓。高度限位器2用于將整個彈簧的高度調(diào)節(jié)控制在安全的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種磁流變液壓橡膠空氣彈簧，包括上固定密封板(4)、下固定密封板(7)、橡膠外囊(6)和橡膠囊(14)，其特征在于，所述的橡膠外囊(6)內(nèi)設有橡膠囊(14)，所述的橡膠囊(14)與上固定密封板(4)、下固定密封板(7)相連接，所述的橡膠囊(14)內(nèi)設有磁流變液(1)，所述的橡膠外囊(6)與橡膠囊(14)之間空腔(13)為空氣，所述的磁流變液(1)與磁流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接，所述的空腔(13)與氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接，所述的下固定密封板(7)上設有高度限位器(2)，所述的橡膠囊(14)內(nèi)還設有電磁鐵及線圈(8)，所述的上固定密封板(4)、下固定密封板(7)上設有振動傳感器(3)，所述的振動傳感器(3)、電磁鐵及線圈(8)與控制單元模塊(5)相連接。
2.根椐權(quán)利要求1所述的一種磁流變液壓橡膠空氣彈簧，其特征在于，所述的上固定 密封板(4)上設有高度傳感器(12)，所述的磁流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括磁流變液壓泵(9)、可 控溢流閥(10)和控制模塊(11)，所述的高度傳感器(12)與控制模塊(11)相連接，控制模塊(II)和可控溢流閥(10)相連接，控制模塊(11)和磁流變液壓泵(9 )相連接，磁流變液壓泵 (9)、可控溢流閥(10)和橡膠囊(14)內(nèi)的磁流變液(1)相連通，所述的氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括空 氣壓縮機(15)、高度傳感器(12)、控制模塊(17)和可控溢流閥(16)，高度傳感器(12)與控 制模塊(17)相連接，控制模塊(17)和可控溢流閥(16)相連接，控制模塊(17)和空氣壓縮 機(15)相連接，空氣壓縮機(15)、可控溢流閥(16)與橡膠外囊(6)和橡膠囊(14)之間的空 腔(13)相連通。
3.根椐權(quán)利要求1所述的一種磁流變液壓橡膠空氣彈簧，其特征在于，所述的橡膠囊 (14)與橡膠外囊(6)同軸對稱。
4.根椐權(quán)利要求1所述的一種磁流變液壓橡膠空氣彈簧，其特征在于，所述的電磁鐵 及線圈(8)固定在下固定密封板(7)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁流變液壓橡膠空氣彈簧，包括上固定密封板、下固定密封板和橡膠外囊，所述的橡膠外囊內(nèi)設有磁流變液，所述的橡膠外囊內(nèi)還設有橡膠囊，所述的橡膠囊與上、下固定密封板相連接，所述的磁流變液與磁流變液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)相連接。從而解決了自動實時調(diào)節(jié)高度和剛度的問題，具有耐油性高、調(diào)節(jié)范圍寬、溫度適應性強、響應速度快等特點，且結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧、成本低，可用于汽車主動懸架系統(tǒng)，如與磁流變阻尼器集成可成為實時地自動變高度、變剛度和變阻尼的汽車主動懸架系統(tǒng)，還可應用于其他振動主動控制系統(tǒng)。
文檔編號F16F9/53GK101968097SQ201010521330
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者馮云華, 唐東峰, 游世輝, 肖靜 申請人:游世輝;肖靜;馮云華;唐東峰