一種能量回饋性自控磁流變減振器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種能量回饋性自控磁流變減振器，由活塞桿、工作缸、補(bǔ)償裝置、活塞構(gòu)成，活塞將工作油缸分割為上腔和下腔，上、下腔之間設(shè)有阻尼通道，所述活塞內(nèi)設(shè)有能量回饋腔，該能量回饋腔的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)磁極，分別為S極和N極，兩個(gè)磁極之間設(shè)有勵(lì)磁線圈，該勵(lì)磁線圈與一個(gè)穿過(guò)其內(nèi)孔的絲杠相連，絲杠與一個(gè)固定在能量回饋腔的螺母相適配，所述的絲杠與所述的工作缸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)須時(shí)行信號(hào)傳遞，根據(jù)路面情況自主進(jìn)行電流的控制，并具有節(jié)能減排的效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種能量回饋性自控磁流變減振器
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種汽車(chē)減振器，尤其是涉及一種磁流變減振器。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]磁流變減振器因其阻尼力既具有主動(dòng)減振系統(tǒng)的無(wú)級(jí)可控性，又在一定程度上具有被動(dòng)結(jié)構(gòu)的安全可靠性。磁流變減振器可實(shí)現(xiàn)阻尼的連續(xù)調(diào)節(jié)，而且具有響應(yīng)頻率高、阻尼變化明顯、工作電壓低、耗能少、調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，故在流變阻尼調(diào)節(jié)半主動(dòng)懸架中應(yīng)用前景廣闊，并且已經(jīng)成為當(dāng)前汽車(chē)工業(yè)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。磁流變減振器的工作介質(zhì)是磁流變液，其特征是屈服強(qiáng)度隨著外加電磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加，即阻尼系數(shù)隨電磁場(chǎng)的改變而改變。因此，減振器的工作原理是利用可控的電磁場(chǎng)改變磁流變液的阻尼系數(shù)，根據(jù)不同的道路和行駛狀況通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂撇呗赃_(dá)到自適應(yīng)調(diào)節(jié)減振器工作阻尼力，從而在改善乘坐舒適性和操作穩(wěn)定性。
[0005]磁流變液是一種新型的智能材料，流變特性連續(xù)、可逆、迅速、易于控制，可以在工程上推廣應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛。目前的研究結(jié)果表明，磁流變技術(shù)能夠在機(jī)械工程、汽車(chē)工程、自動(dòng)控制、超精密加工、航空航天以及國(guó)防工程等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。其中，磁流變技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)半主動(dòng)懸架是一個(gè)比較熱門(mén)的技術(shù)。磁流變減振器工作原理是:由于外加磁場(chǎng)的作用，磁流變液的流變特性發(fā)生變化，導(dǎo)致流經(jīng)磁流變減振器阻尼通道的磁流變液所產(chǎn)生的阻尼力發(fā)生變化。因此可以通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小來(lái)改變磁流變減振器阻尼力的大小，從而達(dá)到智能減振的目的。國(guó)內(nèi)方面，廖昌榮等人對(duì)于某型車(chē)用磁流變阻尼器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。胡紅生等人研究了沖擊載荷下的磁流變減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)特性。在國(guó)外，磁流變減振器已開(kāi)始在汽車(chē)座椅、房屋抗震、橋梁減振和許多軍事領(lǐng)域使用，如美國(guó)Lord公司開(kāi)發(fā)的汽車(chē)減振器，全長(zhǎng)15cm，有效磁流變體量為0.3mm，電力消15w，能使汽車(chē)座位振幅減少25%?50%。饋能式磁流變減振器結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性勢(shì)必決定其有獨(dú)特的研究?jī)r(jià)值。
[0006]磁流變減振器是基于磁流變液可控特性的一種新型可控減振器。通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈中的電流獲得不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)，使磁流變液在外磁場(chǎng)作用下，其隨機(jī)分布的磁化微粒的磁化運(yùn)動(dòng)方向大致平行于磁場(chǎng)方向，磁化運(yùn)動(dòng)使微粒首尾相連，形成鏈狀結(jié)構(gòu)或復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使磁流變液的流變特性發(fā)生變化，改變減振器的阻尼力。
[0007]磁流變減振器由活塞桿、工作缸、補(bǔ)償室、活塞幾部分組成?；钊麑⒐ぷ饔透追譃樯稀⑾聝汕?，電磁線圈繞制在繞線架上被封存于活塞內(nèi)部，通過(guò)空心活塞桿引出電源線。電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)位于活塞上的阻尼通道，采用不同的電流產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)阻尼通道之間的磁流變液的流動(dòng)粘度，實(shí)現(xiàn)對(duì)阻尼力大小的控制。減振器的活塞桿在工作缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上下工作腔中的油液在阻尼通道中流動(dòng)，當(dāng)活塞桿作拉伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于活塞桿的存在，自上流下來(lái)的磁流變液不足以充滿下腔所增加的容積，以致于下工作腔產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，所以需通過(guò)補(bǔ)償室對(duì)下工作腔進(jìn)行補(bǔ)償。由于磁流變液在磁場(chǎng)作用下，其流動(dòng)特性發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)了阻尼可調(diào)。
[0008]壓縮行程時(shí):壓力缸內(nèi)的磁流變液由下腔通過(guò)阻尼通道流往上腔，此時(shí)通過(guò)外加電流使勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)阻尼孔中的磁流變液作用，引起磁流變液粘度的變化，達(dá)到減振效果。
[0009]伸張行程時(shí):壓力缸內(nèi)的磁流變液由上腔通過(guò)阻尼通道流往下腔，同樣，此時(shí)加外加電流，磁流變液粘度發(fā)生變化，達(dá)到減振的效果。
[0010]磁流變減振器就是通過(guò)對(duì)間隙中油液的流量來(lái)控制減振器的活動(dòng)，并且在磁飽和范圍之內(nèi)，通過(guò)電流對(duì)間隙液體的流量幾乎可以無(wú)極變調(diào)減振器的減振能力。
[0011]但是，現(xiàn)有的磁流變減振器需要先獲得一個(gè)車(chē)體振動(dòng)的幅度和頻率的信號(hào)，再通過(guò)該信號(hào)，由控制系統(tǒng)控制向其提供電流，從而實(shí)現(xiàn)磁流變液的粘度根據(jù)路況的變化而變化，這個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，萬(wàn)一出現(xiàn)信號(hào)傳遞和控制系統(tǒng)的故障，便不能完成對(duì)磁流變減振器的控制。同時(shí)，其在使用過(guò)程中也需要消耗大量的電能，這對(duì)于汽車(chē)電瓶來(lái)說(shuō)是一個(gè)較大的負(fù)擔(dān)。
[0012]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號(hào)傳遞路線較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)故障，能量消耗量大等技術(shù)問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)須時(shí)行信號(hào)傳遞，根據(jù)路面情況自主進(jìn)行電流的控制，并具有節(jié)能減排效果的能量回饋性自控磁流變減振器。
[0014]本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:一種能量回饋性自控磁流變減振器，由活塞桿、工作缸、補(bǔ)償裝置、活塞構(gòu)成，活塞將工作油缸分割為上腔和下腔，上、下腔之間設(shè)有阻尼通道，其特征是在所述活塞內(nèi)設(shè)有能量回饋腔，該能量回饋腔的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)磁極，分別為S極和N極，兩個(gè)磁極之間設(shè)有勵(lì)磁線圈，該勵(lì)磁線圈與一個(gè)穿過(guò)其內(nèi)孔的絲杠相連，絲杠與一個(gè)固定在能量回饋腔的螺母相適配，所述的絲杠與所述的工作缸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。本發(fā)明在使用中，由于汽車(chē)行駛在顛簸的路面上，發(fā)生車(chē)體振動(dòng)，使得活塞在工作缸內(nèi)上下移動(dòng)，其上下移動(dòng)的過(guò)程中，帶動(dòng)螺母移動(dòng)，螺母的移動(dòng)過(guò)程中會(huì)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，由于絲杠上設(shè)有勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁圈作切割磁感線作用，產(chǎn)生電流，該變化的電流即產(chǎn)生磁場(chǎng)。車(chē)體振動(dòng)越大，螺母上下移動(dòng)的速度越快，頻率越高，同時(shí)勵(lì)磁線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)也越塊，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也越大，磁流變液的粘度越高，阻尼越大。因此，本發(fā)明省去的復(fù)雜的控制系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制準(zhǔn)確、節(jié)能減排的作用。
[0015]作為優(yōu)選，所述的補(bǔ)償裝置包括一個(gè)設(shè)于缸體內(nèi)的浮動(dòng)活塞，該浮動(dòng)活塞的下側(cè)為密封氣室，該密封氣室設(shè)有一個(gè)沖氣口。減振器的活塞桿在工作缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上下工作腔中的油液在阻尼通道中流動(dòng)，當(dāng)活塞桿作拉伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于活塞桿的存在，自上流下來(lái)的磁流變液不足以充滿下腔所增加的容積，以致于下工作腔產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，所以需通過(guò)補(bǔ)償室對(duì)下工作腔進(jìn)行補(bǔ)償。
[0016]作為優(yōu)選，所述的絲杠通過(guò)一個(gè)連桿與下腔轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿穿過(guò)一個(gè)設(shè)于活塞下側(cè)的通孔，該通孔內(nèi)設(shè)有一個(gè)與所述的連桿相適配的密封圈。連桿可以相對(duì)于通孔轉(zhuǎn)動(dòng)，活塞也可以沿連桿上下移動(dòng)。但由于密封圈的存在，可以防止磁流變液進(jìn)入到能量回饋腔內(nèi)。
[0017]作為優(yōu)選，所述的絲杠通過(guò)一個(gè)連接架與所述的勵(lì)磁線圈的上端相連，所述的螺母通過(guò)一個(gè)支架與所述的能量回饋腔的下端相連。
[0018]作為優(yōu)選，所述的缸體的上端設(shè)有一個(gè)導(dǎo)向密封裝置，導(dǎo)向密封裝置包括一個(gè)塞體和一個(gè)端蓋，塞體的內(nèi)孔設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽體，環(huán)形槽體的下端設(shè)有導(dǎo)向環(huán)，導(dǎo)向環(huán)與所述的活塞桿間隙配合，環(huán)形槽體的上端設(shè)有擋油環(huán)，該擋油環(huán)與所述的活塞桿相適配，塞體的外側(cè)設(shè)有密封圈，所述的端蓋與活塞桿相適配的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有油封。在導(dǎo)向環(huán)的外端設(shè)有擋油環(huán)，擋油環(huán)存在的價(jià)值主要是解決導(dǎo)向器位置的內(nèi)泄漏，直接保證低速阻尼力?；钊麠U與導(dǎo)向減磨套為間隙配合，間隙小了，就不需要擋油環(huán)，但容易引起卡滯；間隙大了，內(nèi)部泄露加大，在活塞上腔建立不起足夠的壓強(qiáng)(特別是低速時(shí))，導(dǎo)致力值偏小，加上擋油環(huán)可以解決。擋油環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能防止過(guò)多的液壓油撞擊油封，大大減小了油封老化變形現(xiàn)象，從而保證了減振器的性能和各項(xiàng)技術(shù)要求。使其性能更加穩(wěn)定，提高了減振器的質(zhì)量和使用壽命。
[0019]本發(fā)明的帶來(lái)的有益效果是，解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號(hào)傳遞路線較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)故障，能量消耗量大等技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)須時(shí)行信號(hào)傳遞，根據(jù)路面情況自主進(jìn)行電流的控制，并具有節(jié)能減排的效果。
[0020]
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]附圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明的一種局部放大圖。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0024]實(shí)施例:如圖1所示，本發(fā)明是一種能量回饋性自控磁流變減振器，由活塞桿2、工作缸2、補(bǔ)償裝置、活塞3構(gòu)成，活塞3將工作油缸分割為上腔5和下腔6，上、下腔之間設(shè)有阻尼通道，所述活塞內(nèi)設(shè)有能量回饋腔27，該能量回饋腔27的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)磁極25，分別為S極和N極，兩個(gè)磁極之間設(shè)有勵(lì)磁線圈4，該勵(lì)磁線圈4與一個(gè)穿過(guò)其內(nèi)孔的絲杠21相連，絲杠21與一個(gè)固定在能量回饋腔的螺母22相適配，絲杠21通過(guò)一個(gè)連接架與所述的勵(lì)磁線圈的上端相連，所述的螺母22通過(guò)一個(gè)支架23與所述的能量回饋腔的下端相連。絲杠通過(guò)一個(gè)連桿26與下腔轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿26穿過(guò)一個(gè)設(shè)于活塞下側(cè)的通孔24，該通孔內(nèi)設(shè)有一個(gè)與所述的連桿相適配的密封圈。補(bǔ)償裝置包括一個(gè)設(shè)于缸體內(nèi)的浮動(dòng)活塞8，該浮動(dòng)活塞的下側(cè)為密封氣室7，該密封氣室7設(shè)有一個(gè)沖氣口 9。缸體的上端設(shè)有一個(gè)導(dǎo)向密封裝置，導(dǎo)向密封裝置包括一個(gè)塞體15和一個(gè)端蓋18，塞體15的內(nèi)孔設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽體，環(huán)形槽體的下端設(shè)有導(dǎo)向環(huán)16，導(dǎo)向環(huán)16與所述的活塞桿2間隙配合，環(huán)形槽體的上端設(shè)有擋油環(huán)17，該擋油環(huán)17與所述的活塞桿2相適配，塞體的外側(cè)設(shè)有密封圈19，所述的端蓋18與活塞桿相適配的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有油封20。
[0025]本發(fā)明在使用中，由于汽車(chē)行駛在顛簸的路面上，發(fā)生車(chē)體振動(dòng)，使得活塞在工作缸內(nèi)上下移動(dòng)，其上下移動(dòng)的過(guò)程中，帶動(dòng)螺母移動(dòng)，螺母的移動(dòng)過(guò)程中會(huì)帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，由于絲杠上設(shè)有勵(lì)磁線圈，勵(lì)磁圈作切割磁感線作用，產(chǎn)生電流，該變化的電流即產(chǎn)生磁場(chǎng)。車(chē)體振動(dòng)越大，螺母上下移動(dòng)的速度越快，頻率越高，同時(shí)勵(lì)磁線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)也越塊，產(chǎn)生的電磁場(chǎng)也越大，磁流變液的粘度越高，阻尼越大。因此，本發(fā)明省去的復(fù)雜的控制系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制準(zhǔn)確、節(jié)能減排的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種能量回饋性自控磁流變減振器，由活塞桿、工作缸、補(bǔ)償裝置、活塞構(gòu)成，活塞將工作油缸分割為上腔和下腔，上、下腔之間設(shè)有阻尼通道，其特征是在所述活塞內(nèi)設(shè)有能量回饋腔，該能量回饋腔的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)磁極，分別為S極和N極，兩個(gè)磁極之間設(shè)有勵(lì)磁線圈，該勵(lì)磁線圈與一個(gè)穿過(guò)其內(nèi)孔的絲杠相連，絲杠與一個(gè)固定在能量回饋腔的螺母相適配，所述的絲杠與所述的工作缸轉(zhuǎn)動(dòng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能量回饋性自控磁流變減振器，其特征在于所述的補(bǔ)償裝置包括一個(gè)設(shè)于缸體內(nèi)的浮動(dòng)活塞，該浮動(dòng)活塞的下側(cè)為密封氣室，該密封氣室設(shè)有一個(gè)沖氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能量回饋性自控磁流變減振器，其特征在于所述的絲杠通過(guò)一個(gè)連桿與下腔轉(zhuǎn)動(dòng)連接，連桿穿過(guò)一個(gè)設(shè)于活塞下側(cè)的通孔，該通孔內(nèi)設(shè)有一個(gè)與所述的連桿相適配的密封圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種能量回饋性自控磁流變減振器，其特征在于所述的絲杠通過(guò)一個(gè)連接架與所述的勵(lì)磁線圈的上端相連，所述的螺母通過(guò)一個(gè)支架與所述的能量回饋腔的下端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的一種能量回饋性自控磁流變減振器，其特征在于所述的缸體的上端設(shè)有一個(gè)導(dǎo)向密封裝置，導(dǎo)向密封裝置包括一個(gè)塞體和一個(gè)端蓋，塞體的內(nèi)孔設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽體，環(huán)形槽體的下端設(shè)有導(dǎo)向環(huán)，導(dǎo)向環(huán)與所述的活塞桿間隙配合，環(huán)形槽體的上端設(shè)有擋油環(huán)，該擋油環(huán)與所述的活塞桿相適配，塞體的外側(cè)設(shè)有密封圈，所述的端蓋與活塞桿相適配的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有油封。
【文檔編號(hào)】F16F9/36GK103615490SQ201210435035
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月5日
【發(fā)明者】段福斌, 楊禮康, 張志義, 錢(qián)云周 申請(qǐng)人:浙江科技學(xué)院, 楊禮康