一种能量回馈性自控磁流变减振器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种能量回馈性自控磁流变减振器，由活塞杆、工作缸、补偿装置、活塞构成，活塞将工作油缸分割为上腔和下腔，上、下腔之间设有阻尼通道，所述活塞内设有能量回馈腔，该能量回馈腔的两侧设有两个磁极，分别为S极和N极，两个磁极之间设有励磁线圈，该励磁线圈与一个穿过其内孔的丝杠相连，丝杠与一个固定在能量回馈腔的螺母相适配，所述的丝杠与所述的工作缸转动连接。本发明具有结构简单，无须时行信号传递，根据路面情况自主进行电流的控制，并具有节能减排的效果。
【专利说明】一种能量回馈性自控磁流变减振器
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种汽车减振器，尤其是涉及一种磁流变减振器。
[0003]
【背景技术】
[0004]磁流变减振器因其阻尼力既具有主动减振系统的无级可控性，又在一定程度上具有被动结构的安全可靠性。磁流变减振器可实现阻尼的连续调节，而且具有响应频率高、阻尼变化明显、工作电压低、耗能少、调节装置结构简单、成本低等特点，故在流变阻尼调节半主动悬架中应用前景广阔，并且已经成为当前汽车工业研究和应用的热点之一。磁流变减振器的工作介质是磁流变液，其特征是屈服强度随着外加电磁场强度的增加而增加，即阻尼系数随电磁场的改变而改变。因此，减振器的工作原理是利用可控的电磁场改变磁流变液的阻尼系数，根据不同的道路和行驶状况通过适当的控制策略达到自适应调节减振器工作阻尼力，从而在改善乘坐舒适性和操作稳定性。
[0005]磁流变液是一种新型的智能材料，流变特性连续、可逆、迅速、易于控制，可以在工程上推广应用的领域十分广泛。目前的研究结果表明，磁流变技术能够在机械工程、汽车工程、自动控制、超精密加工、航空航天以及国防工程等领域推广应用。其中，磁流变技术应用于汽车半主动悬架是一个比较热门的技术。磁流变减振器工作原理是:由于外加磁场的作用，磁流变液的流变特性发生变化，导致流经磁流变减振器阻尼通道的磁流变液所产生的阻尼力发生变化。因此可以通过改变磁场强度的大小来改变磁流变减振器阻尼力的大小，从而达到智能减振的目的。国内方面，廖昌荣等人对于某型车用磁流变阻尼器进行了实验研究。胡红生等人研究了冲击载荷下的磁流变减振器结构设计与动态特性。在国外，磁流变减振器已开始在汽车座椅、房屋抗震、桥梁减振和许多军事领域使用，如美国Lord公司开发的汽车减振器，全长15cm，有效磁流变体量为0.3mm，电力消15w，能使汽车座位振幅减少25%?50%。馈能式磁流变减振器结构的独特性势必决定其有独特的研究价值。
[0006]磁流变减振器是基于磁流变液可控特性的一种新型可控减振器。通过调节励磁线圈中的电流获得不同强度的磁场，使磁流变液在外磁场作用下，其随机分布的磁化微粒的磁化运动方向大致平行于磁场方向，磁化运动使微粒首尾相连，形成链状结构或复杂的网状结构，从而使磁流变液的流变特性发生变化，改变减振器的阻尼力。
[0007]磁流变减振器由活塞杆、工作缸、补偿室、活塞几部分组成。活塞将工作油缸分为上、下两腔，电磁线圈绕制在绕线架上被封存于活塞内部，通过空心活塞杆引出电源线。电磁线圈产生的磁场穿过位于活塞上的阻尼通道，采用不同的电流产生不同的磁场，进而调节阻尼通道之间的磁流变液的流动粘度，实现对阻尼力大小的控制。减振器的活塞杆在工作缸中往复运动，上下工作腔中的油液在阻尼通道中流动，当活塞杆作拉伸运动时，由于活塞杆的存在，自上流下来的磁流变液不足以充满下腔所增加的容积，以致于下工作腔产生负压区，所以需通过补偿室对下工作腔进行补偿。由于磁流变液在磁场作用下，其流动特性发生变化，从而实现了阻尼可调。
[0008]压缩行程时:压力缸内的磁流变液由下腔通过阻尼通道流往上腔，此时通过外加电流使励磁线圈产生磁场对阻尼孔中的磁流变液作用，引起磁流变液粘度的变化，达到减振效果。
[0009]伸张行程时:压力缸内的磁流变液由上腔通过阻尼通道流往下腔，同样，此时加外加电流，磁流变液粘度发生变化，达到减振的效果。
[0010]磁流变减振器就是通过对间隙中油液的流量来控制减振器的活动，并且在磁饱和范围之内，通过电流对间隙液体的流量几乎可以无极变调减振器的减振能力。
[0011]但是，现有的磁流变减振器需要先获得一个车体振动的幅度和频率的信号，再通过该信号，由控制系统控制向其提供电流，从而实现磁流变液的粘度根据路况的变化而变化，这个系统较为复杂，万一出现信号传递和控制系统的故障，便不能完成对磁流变减振器的控制。同时，其在使用过程中也需要消耗大量的电能，这对于汽车电瓶来说是一个较大的负担。
[0012]
【发明内容】
[0013]本发明主要是解决现有技术所存在的结构复杂，信号传递路线较长，容易出现故障，能量消耗量大等技术问题，提供一种结构简单，无须时行信号传递，根据路面情况自主进行电流的控制，并具有节能减排效果的能量回馈性自控磁流变减振器。
[0014]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:一种能量回馈性自控磁流变减振器，由活塞杆、工作缸、补偿装置、活塞构成，活塞将工作油缸分割为上腔和下腔，上、下腔之间设有阻尼通道，其特征是在所述活塞内设有能量回馈腔，该能量回馈腔的两侧设有两个磁极，分别为S极和N极，两个磁极之间设有励磁线圈，该励磁线圈与一个穿过其内孔的丝杠相连，丝杠与一个固定在能量回馈腔的螺母相适配，所述的丝杠与所述的工作缸转动连接。本发明在使用中，由于汽车行驶在颠簸的路面上，发生车体振动，使得活塞在工作缸内上下移动，其上下移动的过程中，带动螺母移动，螺母的移动过程中会带动丝杠转动，由于丝杠上设有励磁线圈，励磁圈作切割磁感线作用，产生电流，该变化的电流即产生磁场。车体振动越大，螺母上下移动的速度越快，频率越高，同时励磁线圈的转动也越块，产生的电磁场也越大，磁流变液的粘度越高，阻尼越大。因此，本发明省去的复杂的控制系统，具有结构简单、控制准确、节能减排的作用。
[0015]作为优选，所述的补偿装置包括一个设于缸体内的浮动活塞，该浮动活塞的下侧为密封气室，该密封气室设有一个冲气口。减振器的活塞杆在工作缸中往复运动，上下工作腔中的油液在阻尼通道中流动，当活塞杆作拉伸运动时，由于活塞杆的存在，自上流下来的磁流变液不足以充满下腔所增加的容积，以致于下工作腔产生负压区，所以需通过补偿室对下工作腔进行补偿。
[0016]作为优选，所述的丝杠通过一个连杆与下腔转动连接，连杆穿过一个设于活塞下侧的通孔，该通孔内设有一个与所述的连杆相适配的密封圈。连杆可以相对于通孔转动，活塞也可以沿连杆上下移动。但由于密封圈的存在，可以防止磁流变液进入到能量回馈腔内。
[0017]作为优选，所述的丝杠通过一个连接架与所述的励磁线圈的上端相连，所述的螺母通过一个支架与所述的能量回馈腔的下端相连。
[0018]作为优选，所述的缸体的上端设有一个导向密封装置，导向密封装置包括一个塞体和一个端盖，塞体的内孔设有一个环形槽体，环形槽体的下端设有导向环，导向环与所述的活塞杆间隙配合，环形槽体的上端设有挡油环，该挡油环与所述的活塞杆相适配，塞体的外侧设有密封圈，所述的端盖与活塞杆相适配的内孔内设有油封。在导向环的外端设有挡油环，挡油环存在的价值主要是解决导向器位置的内泄漏，直接保证低速阻尼力。活塞杆与导向减磨套为间隙配合，间隙小了，就不需要挡油环，但容易引起卡滞；间隙大了，内部泄露加大，在活塞上腔建立不起足够的压强(特别是低速时)，导致力值偏小，加上挡油环可以解决。挡油环的结构设计，能防止过多的液压油撞击油封，大大减小了油封老化变形现象，从而保证了减振器的性能和各项技术要求。使其性能更加稳定，提高了减振器的质量和使用寿命。
[0019]本发明的带来的有益效果是，解决了现有技术所存在的结构复杂，信号传递路线较长，容易出现故障，能量消耗量大等技术问题，实现了一种结构简单，无须时行信号传递，根据路面情况自主进行电流的控制，并具有节能减排的效果。
[0020]
【专利附图】
【附图说明】
[0021]附图1是本发明的一种结构示意图；
附图2是本发明的一种局部放大图。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0024]实施例:如图1所示，本发明是一种能量回馈性自控磁流变减振器，由活塞杆2、工作缸2、补偿装置、活塞3构成，活塞3将工作油缸分割为上腔5和下腔6，上、下腔之间设有阻尼通道，所述活塞内设有能量回馈腔27，该能量回馈腔27的两侧设有两个磁极25，分别为S极和N极，两个磁极之间设有励磁线圈4，该励磁线圈4与一个穿过其内孔的丝杠21相连，丝杠21与一个固定在能量回馈腔的螺母22相适配，丝杠21通过一个连接架与所述的励磁线圈的上端相连，所述的螺母22通过一个支架23与所述的能量回馈腔的下端相连。丝杠通过一个连杆26与下腔转动连接，连杆26穿过一个设于活塞下侧的通孔24，该通孔内设有一个与所述的连杆相适配的密封圈。补偿装置包括一个设于缸体内的浮动活塞8，该浮动活塞的下侧为密封气室7，该密封气室7设有一个冲气口 9。缸体的上端设有一个导向密封装置，导向密封装置包括一个塞体15和一个端盖18，塞体15的内孔设有一个环形槽体，环形槽体的下端设有导向环16，导向环16与所述的活塞杆2间隙配合，环形槽体的上端设有挡油环17，该挡油环17与所述的活塞杆2相适配，塞体的外侧设有密封圈19，所述的端盖18与活塞杆相适配的内孔内设有油封20。
[0025]本发明在使用中，由于汽车行驶在颠簸的路面上，发生车体振动，使得活塞在工作缸内上下移动，其上下移动的过程中，带动螺母移动，螺母的移动过程中会带动丝杠转动，由于丝杠上设有励磁线圈，励磁圈作切割磁感线作用，产生电流，该变化的电流即产生磁场。车体振动越大，螺母上下移动的速度越快，频率越高，同时励磁线圈的转动也越块，产生的电磁场也越大，磁流变液的粘度越高，阻尼越大。因此，本发明省去的复杂的控制系统，具有结构简单、控制准确、节能减排的作用。
【权利要求】
1.一种能量回馈性自控磁流变减振器，由活塞杆、工作缸、补偿装置、活塞构成，活塞将工作油缸分割为上腔和下腔，上、下腔之间设有阻尼通道，其特征是在所述活塞内设有能量回馈腔，该能量回馈腔的两侧设有两个磁极，分别为S极和N极，两个磁极之间设有励磁线圈，该励磁线圈与一个穿过其内孔的丝杠相连，丝杠与一个固定在能量回馈腔的螺母相适配，所述的丝杠与所述的工作缸转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种能量回馈性自控磁流变减振器，其特征在于所述的补偿装置包括一个设于缸体内的浮动活塞，该浮动活塞的下侧为密封气室，该密封气室设有一个冲气口。
3.根据权利要求1所述的一种能量回馈性自控磁流变减振器，其特征在于所述的丝杠通过一个连杆与下腔转动连接，连杆穿过一个设于活塞下侧的通孔，该通孔内设有一个与所述的连杆相适配的密封圈。
4.根据权利要求3所述的一种能量回馈性自控磁流变减振器，其特征在于所述的丝杠通过一个连接架与所述的励磁线圈的上端相连，所述的螺母通过一个支架与所述的能量回馈腔的下端相连。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种能量回馈性自控磁流变减振器，其特征在于所述的缸体的上端设有一个导向密封装置，导向密封装置包括一个塞体和一个端盖，塞体的内孔设有一个环形槽体，环形槽体的下端设有导向环，导向环与所述的活塞杆间隙配合，环形槽体的上端设有挡油环，该挡油环与所述的活塞杆相适配，塞体的外侧设有密封圈，所述的端盖与活塞杆相适配的内孔内设有油封。
【文档编号】F16F9/36GK103615490SQ201210435035
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年11月5日 优先权日:2012年11月5日
【发明者】段福斌, 杨礼康, 张志义, 钱云周 申请人:浙江科技学院, 杨礼康