一种具有多液流通道的双线圈磁流变制动器的制作方法

本实用新型涉及一种磁流变制动器，尤其涉及一种具有多液流通道的双线圈磁流变制动器。

背景技术：

随着磁流变智能材料的出现，磁流变技术被广泛应用在车辆控制系统中。由于磁流变器件具有毫秒级响应速度、大控制范围和大输出转矩输出的特点，使得它成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。

一直以来，车辆上使用的制动器主要为机械摩擦式。传统的机械摩擦式制动器具有一些不足之处：制动时摩擦材料的损耗带来的材料浪费、制动效率的损失以及环境污染问题。随着磁流变液的深入研究，其在工程应用方面的研究也越来越多，磁流变液特殊的流变特性为汽车传动和制动系统的开发带来了新思路。目前，磁流变制动器已成功应用于某些车辆的制动场合。但传统磁流变制动器具有一些缺陷，如输出转矩较小、稳定型不高、制造成本高、密封复杂等。

因此，有必要提出一种磁流变制动器，在具有较大输出转矩和较宽输出转矩可调范围同时，具有较简单紧凑的结构，且工作时较稳定。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种具有多液流通道的的双线圈磁流变制动器器。导磁盘内表面与十字圆盘外表面之间的圆环形间隙构成磁流变液流经的第Ⅰ轴向圆环通道；左线圈绕线架与十字圆盘的径向与轴向圆环形间隙构成第Ⅱ径向圆盘液流通道、第Ⅲ轴向圆环液流通道、第Ⅳ径向圆盘液流通道、第Ⅴ轴向圆环液流通道及第Ⅵ径向圆盘液流通道；右线圈绕线架与十字圆盘的径向与轴向圆环形间隙构成第Ⅶ径向圆盘液流通道、第Ⅷ轴向圆环液流通道、第Ⅸ径向圆盘液流通道、第Ⅹ轴向圆环液流通道及第Ⅺ径向圆盘液流通道；除第Ⅳ和第Ⅸ径向圆盘液流通道为无效液流通道外，其他液流通道均为全通道有效阻尼通道。当左、右励磁线圈通入异向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道的磁感应强度增强，增加了输出转矩；当左、右励磁线圈通入同向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道的磁感应强度减弱，降低了输出转矩。本实用新型通过采用复杂液流通道的方式，有效提高了输出转矩，并使输出转矩可调范围增大，特别适用于汽车半主动控制系统中。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：活塞头左端盖(1)、左线圈绕线架 (2)、左缸筒(3)、左励磁线圈(4)、十字圆盘(5)、右励磁线圈(6)、右线圈绕线架(7)、活塞头右端盖(8)、转轴(9)、右深沟球轴承(10)、右缸筒(11)、导磁盘(12)及左深沟球轴承(13)；活塞头左端盖(1)圆周内表面与转轴(9)圆周外表面间隙配合，并通过密封毡圈进行密封；左线圈绕线架(2)左端加工有法兰结构，活塞头左端盖(1)、左线圈绕线架(2)及左缸筒(3)通过螺钉进行固定连接；左缸筒(3)右侧圆周内表面加工有圆形沉孔，左缸筒(3)圆周内表面与导磁盘(12)圆周外表面间隙配合；左线圈绕线架(2)右端面加工有圆环形凹槽；左励磁线圈(4)均匀缠绕在左线圈绕线架(2)的圆环形凹槽内；左线圈绕线架(2)及活塞头左端盖(1)均加工有引线孔，左励磁线圈(4)引线依次通过上述引线引出；左线圈绕线架(2)圆周内表面与转轴(9)圆周外表面间隙配合；左线圈绕线架(2)右端面加工有圆柱形凸起，十字圆盘(5)左端通过圆柱形凸起进行轴向固定并通过密封圈进行密封；十字圆盘(5)与左线圈绕线架(2)、左线圈绕线架(2)及导磁盘(12)之间围成的间隙形成多液流通道；导磁盘(12)圆周内表面分别与左线圈绕线架(2)及右线圈绕线架(7)圆周外表面间隙配合，并通过沉头螺钉固定连接；十字圆盘(5)中间部位加工有圆形通孔，其通孔内表面与转轴(9)圆周外表面过盈配合，并通过圆头平键进行周向固定；左深沟球轴承 (13)内圈与转轴(9)圆周外表面过盈配合；左深沟球轴承(13)外圈与左线圈绕线架(2)的圆周内表面过盈配合；左深沟球轴承(13)左侧通过活塞头左端盖(1)凸起进行轴向固定；左深沟球轴承(13)右侧通过转轴(9)左端轴肩进行轴向固定；右线圈绕线架(7)左端面加工有圆环形凹槽；右励磁线圈(6)均匀缠绕在右线圈绕线架(7)的圆环形凹槽内；右线圈绕线架(7)及活塞头右端盖 (8)均加工有引线孔，右励磁线圈(6)引线依次通过上述引线引出；右线圈绕线架(7)圆周内表面与转轴(9)圆周外表面间隙配合；右线圈绕线架(7)左端面加工有圆柱形凸起，十字圆盘(5)右端通过圆柱形凸起进行轴向固定，并通过密封圈进行密封；右深沟球轴承(10)内圈与转轴(9)圆周外表面过盈配合；右深沟球轴承(10)外圈与右线圈绕线架(7)的圆周内表面过盈配合；右深沟球轴承(10)左侧通过转轴(9)右端轴肩进行轴向固定；右深沟球轴承(10)右侧通过活塞头右端盖(8)凸起进行轴向固定；左缸筒(3)右端加工有法兰结构，右缸筒(11)左端加工有法兰结构，两者通过螺栓固定连接；右缸筒(11)左侧圆周内表面加工有圆形沉孔，右缸筒(11)圆周内表面与导磁盘(12)圆周外表面间隙配合；右线圈绕线架(7)右端加工有法兰结构，右缸筒(11)、右线圈绕线架(7)及活塞头右端盖(8)通过螺钉固定连接；活塞头右端盖(8)圆周内表面与转轴(9)圆周外表面间隙配合，并通过密封毡圈进行密封。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

(1)本实用新型采用多液流通道结构，导磁盘内表面与十字圆盘外表面之间的圆环形间隙构成磁流变液流经的第Ⅰ轴向圆环液流通道；左线圈绕线架与十字圆盘的径向与轴向圆环形间隙构成第Ⅱ径向圆盘液流通道、第Ⅲ轴向圆环液流通道、第Ⅳ径向圆盘液流通道、第Ⅴ轴向圆环液流通道及第Ⅵ径向圆盘液流通道；右线圈绕线架与十字圆盘的径向与轴向圆环形间隙构成第Ⅶ径向圆盘液流通道、第Ⅷ轴向圆环液流通道、第Ⅸ径向圆盘液流通道、第Ⅹ轴向圆环液流通道及第Ⅺ径向圆盘液流通道；除第Ⅳ和第Ⅸ径向圆盘液流通道为无效液流通道外，其他液流通道均为全通道有效阻尼通道。本实用新型通过采用多液流通道的方式，有效提高了输出转矩，并使输出转矩可调范围增大。

(2)本实用新型采用左右励磁线圈双激励方式，当左、右励磁线圈通异向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度增强，从而增加了磁流变制动器输出转矩；当左、右线圈通同向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度减弱，从而降低了磁流变制动器输出转矩。

(3)本实用新型结构紧凑、体积小；同时具有输出转矩大、有较宽的输出转矩范围等优点；特别适用于汽车半主动控制系统中。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型左右励磁线圈通异向电流时的磁力线分布示意图。

图3是本实用新型左右励磁线圈通同向电流时的磁力线分布示意图。

图4是本实用新型液流通道及有效阻尼间隙分布示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1所示为本实用新型结构示意图。主要包括：活塞头左端盖1、左线圈绕线架2、左缸筒3、左励磁线圈4、十字圆盘5、右励磁线圈6、右线圈绕线架7、活塞头右端盖8、转轴9、右深沟球轴承10、右缸筒11、导磁盘12及左深沟球轴承13。

图2是本实用新型左右励磁线圈通异向电流时的磁力线分布示意图。本实用新型左线圈绕线架2、十字圆盘5、右线圈绕线架7及导磁盘12分别由低碳钢导磁材料制成，其余零件均由不导磁材料制成。当给左励磁线圈4和右励磁线圈6通入异向电流时，由于磁流变效应，左励磁线圈4产生的磁力线分为三个部分：第一部分开始于左线圈绕线架2，依次通过第Ⅲ轴向圆环液流通道、十字圆盘5及第Ⅴ轴向圆环液流通道，最后回到左线圈绕线架2；第二部分开始于左线圈绕线架2，依次通过第Ⅱ径向圆盘液流通道、十字圆盘5、第Ⅵ径向圆盘液流通道，最后回到左线圈绕线架2；第三部分开始于左线圈绕线架2，依次通过导磁盘 12、第Ⅰ轴向圆环液流通道、十字圆盘5、第Ⅵ径向圆盘液流通道，最后回到左线圈绕线架2。右励磁线圈6产生的磁力与左励磁线圈4类似。由于左励磁线圈4与右励磁线圈6通入异向电流，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度增强，从而增加了磁流变制动器的输出转矩。

图3所示为本实用新型左右励磁线圈通同向电流时的磁力线分布示意图。由于左励磁线圈4和右励磁线圈6通入同向电流，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度减弱，从而降低了磁流变制动器的输出转矩。

图4所示为本实用新型液流通道及有效阻尼间隙分布示意图。下半部分为本实用新型液流通道分布示意图，导磁盘12内表面与十字圆盘5外表面之间的圆环形间隙构成磁流变液流经的第Ⅰ轴向圆环液流通道；左线圈绕线架2与十字圆盘5的径向与轴向圆环形间隙分别构成第Ⅱ径向圆盘液流通道、第Ⅲ轴向圆环液流通道、第Ⅳ径向圆盘液流通道、第Ⅴ横向圆环液流通道及第Ⅵ径向圆盘液流通道；右线圈绕线架7与十字圆盘5的径向与轴向圆环形间隙分别构成第Ⅶ径向圆盘液流通道、第Ⅷ轴向圆环液流通道、第Ⅸ径向圆盘液流通道、第Ⅹ横向圆环液流通道及第Ⅺ径向圆盘液流通道。上半部分为本实用新型有效阻尼通道分布示意图，导磁盘12内表面与十字圆盘5外表面之间的第Ⅰ轴向圆环液流通道构成有效阻尼间隙A 和J；左线圈绕线架2与十字圆盘5之间的第Ⅱ径向圆盘液流通道构成有效阻尼间隙B，第Ⅲ轴向圆环液流通道构成有效阻尼间隙C，第Ⅴ轴向圆环液流通道构成有效阻尼间隙D，第Ⅵ径向圆盘液流通道构成有效阻尼间隙E；右线圈绕线架7与十字圆盘5之间的第Ⅶ径向圆盘液流通道构成有效阻尼间隙F，第Ⅷ轴向圆环液流通道构成有效阻尼间隙G，第Ⅹ轴向圆环液流通道构成有效阻尼间隙H，第Ⅺ径向圆盘液流通道构成有效阻尼间隙I。

本实用新型工作原理如下：

当给左励磁线圈4和右励磁线圈6通入一定大小的电流时，由于采用多液流通道，增加了有效阻尼间隙通道的长度，使得磁力线作用面积增大，并且磁场的利用效率也相应增加，使得屈服应力也随之增大，单个线圈提供的输出转矩增大。当给左励磁线圈4和右励磁线圈6通入异向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度增强，从而增加了磁流变制动器的输出转矩。当线左励磁线圈4与右励磁线圈6通入同向电流时，第Ⅰ轴向圆环液流通道处的磁感应强度减弱，从而降低了磁流变制动器的输出转矩。通过上述方式，通过调节左励磁线圈 4和右励磁线圈6通入电流的大小和方向，以达到预期输出转矩。