专利名称：用于填充有磁流变流体的发动机支座的孔板的结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于发动机支座的孔板结构，其填充有磁流变(magnetorheological) (“MR”)流体，更特别而言，涉及这样的孔板结构，其中在磁流变流体流动的整个通道 (channel)中磁场以垂直方向形成，从而有效地控制填充在发动机支座中的磁流变流体的流动。
背景技术：
发动机通过发动机支座安装在车身的发动机室中，以削弱从发动机产生的振动。 作为发动机支座，广泛地主要采用了利用材料惯性力的橡胶支座和内部填充有液体的水力支座(hydro mount)，所述水力支座通过水力液体的惯性效果来削弱振动。在这两者当中，水力的发动机支座配置为在高频范围内和低频范围内削弱振动， 以便被广泛地用于各种类型车辆中。在水力的发动机支座(hydro engine mount)中，水力液体被接收在内部空间中， 在所述内部空间中形成有绝缘体和隔板，然而在内部空间上安装有孔板，所述内部空间被分隔成上流体室和下流体室。所述孔板沿着其周边具有环形通道，所述水力液体在该环形通道中流到内部并且可以附加地具有安装在其中心的分离器。此外，与绝缘体相联结的立柱被联结于发动机的支架。因此，当由惯性材料(inertial material)制成的绝缘体根据施加于立柱的重量而受到重复的惯性压缩和恢复时，所述水力液体通过所述通道流向上流体室和下流体室。所述水力液体的流动使分离器(decoupler)振动，但是，所述高频范围的振动被分离器的振动削弱了，且低频范围的振动被通过通道的水力液体的流动削弱了。同时，所述水力支座可以填充有MR流体，而不是普通的水力液体。作为悬浮液的磁流变流体具有的剪切应力随着周围形成的磁场强度而变化，其中在磁流变流体中具有磁性的圆滑的颗粒与合成的碳氢化合物液体相混合。因此，填充有MR流体的水力支座配置为，通过对孔板额外地安装线圈并控制施加到该线圈的电流而在MR流体穿过的通道的周围形成磁场，从而根据车辆的操作条件来控制支座的动态刚度和衰减特性。同时，图IB中示出了相关技术中MR流体的控制方法。在相关技术的孔板的结构中安装有垂直敞开的通道，从而MR流体流向上流体室和下流体室，但是，所述线圈安装并定位在所述通道的一侧，且所述MR流体的流动受到施加于所述线圈的电流的控制。当周围没有形成磁场时，MR流体的流动特性类似于普通的水力液体；然而，当周围形成有磁场时，颗粒形成直线，使得MR流体具有了改变的流动特性。换言之，当磁场未形成时，MR流体的剪切应力通过将黏度和剪切率彼此相乘所获得的数值来计算；然而，当形成了磁场时，MR流体的剪切应力通过将断裂剪切应力加上黏度和剪切率的乘积值来计算。 断裂剪切应力与所施加的磁场强度成比例地增大。然而，如图IB所示，MR流体的流动方向与磁场的形成方向应该彼此垂直，以便将 MR流体中的颗粒排列成垂直于所述流动方向。在公知方法中，所述线圈以预定间隔布置在所述通道一侧，并且在部分“A”和部分 “C”中所述磁场垂直于MR流体的流动方向，但在部分“B”中，所述磁场在(MR流体流动方向的)平行方向上形成，从而恶化了控制效率。换言之，在部分“A”和部分“C”中，所述磁场穿过MR流体同时垂直于MR流体的流动方向；但在部分“B”中，所述磁场在平行于MR流体的流动方向的方向上形成，因而并不穿过MR流体，因此恶化了控制效率。因此，通过增加施加于线圈的电流值或进一步延长通道，恢复了所述恶化了的控制效率，但被恢复的控制效率导致了体积增大以及热值的增加。公开于本发明的该背景技术部分中的信息只是用于增强对于本发明一般背景的理解，而不应被看作是认可了或以任何方式暗示了该信息构成了已经为本领域的普通技术人员所知的现有技术。
发明内容
本发明的各方面涉及提供一种孔板结构，其能够解决所述问题并能够更为有效地控制MR流体的流动特性。在本发明的一个方面中，一种用于发动机支座的孔板的结构，该发动机支座填充有磁流变(“MR”)流体，所述结构可以包括铁芯，在所述铁芯中，中央部分可以形成于该铁芯的中央处，叶片部分可以形成有多个叶片，所述多个叶片从所述中央部分的外周边沿径向方向突出；和线圈组件，所述线圈组件围绕所述中央部分的外周边并被配线(wire up), 其中在所述叶片之间可以形成有间隙从而允许MR流体在叶片之间流动，且施加有电流的线圈组件对相邻的叶片进行磁化而可以使之具有不同的极性。所述结构可以进一步包括呈环形且为非磁性材料的外环，其中所述叶片部分可以被固定在所述外环的内周边中；其中直径小于所述外环的第二外环可以被连接至所述中央部分的周边，所述中央部分呈环形，以及第二铁芯和第二线圈组件可以被安装于所述第二外环的内周边，所述第二线圈组件围绕所述第二铁芯，所述第二铁芯和第二线圈组件与所述铁芯和所述线圈组件具有相同的构造。所述铁芯可以包括上铁芯，该上铁芯具有形成于其中央处的上中央部分，并且呈环形，其中多个上叶片可以以彼此间预定的间隔沿径向方向安装于所述上中央部分的外周边并向下弯曲；和下铁芯，该下铁芯具有形成于其中央处的下中央部分，并且呈环形，其中多个下叶片可以以彼此间预定的间隔沿径向方向安装于所述下中央部分的外周边并可以向上弯曲；其中所述上中央部分和所述下中央部分可以沿着它们的同轴方向彼此连接，并由线圈组件围绕；其中所述上中央部分和所述下中央部分构成了所述中央部分；以及其中下叶片可以布置在两个相邻的上叶片之间而构成叶片部分。在所述上叶片中，可以以环形沿着所述上中央部分的圆周方向形成向下开口的下沟槽；在所述下叶片中，可以以环形沿着所述上中央部分的圆周方向形成向上开口的上沟槽；以及呈环形的所述线圈组件可以沿着所述上中央部分和所述下中央部分的外周边而被安装于所述下沟槽和所述上沟槽之间。所述线圈组件可以与非磁性材料的封罩相连接，其中所述封罩可以呈环形且其内周边可以为开口的。通过以非磁性材料制成的附加元件来屏蔽中央部分的内周边，可以将MR流体的流路限制至所述叶片之间形成的通道。可以仅安装相关技术中的分离器而不对中央部分的内周边进行屏蔽，但是，可以额外地安装根据本发明示例性实施方式的孔板，该孔板具有相同的构造以便更加有效地提供类似于相关技术中的分离器的功能(高频振动衰减功能)， 所述孔板的直径小于相关技术中分离器。换言之，直径小于所述外环的第二外环可以被连接至呈环形的中央部分的内周边，但是第二铁芯和第二线圈组件可以被安装至所述第二外环的内周边，所述第二铁芯和第二线圈组件与所述铁芯和线圈组件具有相同的构造。根据本发明的示例性实施方式，通过感应产生磁场就可以更为有效地控制MR流体的流动特性，在MR流体流动的通道的所有部分中，所述磁场垂直于MR流体的流动方向。因此，通过以相当低的电流进行操作或缩短通道的长度，就可以解决相关技术中的诸如热值增大和体积增大的问题。此外，上铁芯和下铁芯具有对称的形状而易于实现生产，且其整个形状呈环形且在其内侧或/和外侧安装有多个孔板，从而更为精确地控制了 MR流体。本发明的装置和方法还具有其它的特征和优点，这些特征和优点将在结合于本文的附图中以及随后的具体实施方式
部分中得以显现或得到阐述，所述附图中好具体实施方式
一起用于解释本发明的特定原理。
图IA为填充有普通水力液体(hydro liquid)的水力支座的横截面视图。图IB为用于填充有MR流体的水力支座的孔板横截面视图以及一个局部放大视图，该局部放大视图显示了 MR流体的颗粒根据磁场的产生而排列的图形。图2为根据本发明示例性实施方式的孔板的立体图。图3为立体图，其显示了根据本发明示例性实施方式而被切割成的孔板的图像。图4为根据本发明示例性实施方式的孔板的分解立体图。图5为俯视图和仰视图，其示出了当电流施加于线圈组件时所形成的磁场的图像。图6为侧视图，其示出了 MR流体的流动方向和磁场的产生方向。图7为根据本发明的另一个示例性实施方式的孔板的俯视图。应该理解，所述附图不一定是按比例的，其显示了图解本发明的基本原理的各个特征的某种程度上的简化画法。本文所公开的本发明的具体设计特征，包括例如具体尺寸、 方向、位置和形状，将部分地由特定的预期应用和适用环境所确定。在图形中，贯穿附图的各个图形中，附图标记引用本发明的相同或等同部分。
具体实施例方式现在对本发明的各个实施方式进行详细的引用，这些实施方式的实例在附图中进
6行了图解并在下文中进行了描述。虽然将结合示例性实施方式对本发明进行描述，当应该明白，本描述并非是要将本发明限制于那些示例性的实施方式。相反，本发明旨在不仅要覆盖示例性的实施方式，而且要覆盖可被包含于由所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的各种替代形式、修改形式、等价形式和其它实施方式。根据本发明示例性实施方式的孔板被安装在填充有MR流体的发动机支座上，以便在绝缘体和隔板之间分隔出上流体室和下流体室，并且该孔板被电连接于车辆的电池和控制电流供应的控制器，从而根据施加的电流形成磁场。由于MR流体相对于磁场强度成正比地变化，而磁场强度与施加于线圈的电流成正比，因此控制器控制施加于线圈的电流供应，但是控制器根据控制算法来操作，所述控制算法考虑了诸如发动机转速、车辆速度等的车辆行驶状态。以下，将参考附图，对根据本发明示例性实施方式的用于填充有MR流体的发动机支座的孔板进行更为详细的描述。参考图2，根据本发明示例性实施方式的孔板形成为连接带有线圈组件的铁芯。该铁芯包括处于中央的中央部分1和叶片部分2，所述中央部分1呈环形形状(可选择地，呈盘形)，在所述叶片部分2中，多个叶片12和42以径向方式从中央部分1的外周边突出。此外，连接于封罩30的线圈组件20被连接到中央部分1的外周边并且被配线 (wire up)，从而叶片12和42中的每一个都能被磁化。叶片12和42被以预定的间隙相互间隔地布置，从而使MR流体竖直地流动。而且，线圈组件20 (通过控制器)从车辆的电池接受电流并对相邻的叶片12和42进行磁化，从而连续不断地重复不同的磁极，即N极性和 S极性。 如图3和图4所示，所述铁芯形成为连接上铁芯10和下铁芯40，所述上铁芯10和下铁芯40以相同(可选择地，对称)形状形成。换言之，上铁芯10包括在中央处以环形形状形成的上中央部分11和在外周边处以径向方式形成的多个上叶片12，并且所述上叶片端部的形状向着其下侧弯曲。此外，下铁芯40包括在中央处以环形形状形成的下中央部分 41以及在外周边处以径向方式形成的多个下叶片42，所述下叶片42的形状向着其上侧弯曲ο因此，上铁芯10和下铁芯40彼此竖直地连接，从而将一个下叶片42布置在两个相邻的上叶片12之间而形成叶片部分2，所述上中央部分11和下中央部分41彼此相连而形成中央部分1。此外，在上叶片12中形成有向着下侧开口且呈环形的下沟槽13，从而呈环形形状的线圈组件20被安装在上铁芯10和下铁芯40之间，并且在下叶片40中形成有向着上侧开口且呈环形形状的上沟槽43。线圈组件20通过被连接于作为非磁性材料的封罩30而被安装于下沟槽13和上沟槽43之间，从而并不直接地接触MR流体(换言之，从而使自身形成的磁场并不影响MR 流体)。换言之，封罩30呈环形形状，其内周边为开口的以屏蔽在线圈组件20的表面上产生的磁场，从而使线圈组件20对上铁芯10和下铁芯40的叶片12和42进行磁化，但是由线圈组件20产生的磁场并不直接作用于MR流体。线圈组件20被配线连接至上铁芯10和下铁芯40中的每一者。此外，当孔板被安装于发动机支座中时，则进一步包含有外环50，所述外环50呈环形形状并且为非磁性材料，叶片部分2被固定至所述外环50中的内周边，以便保护叶片 12和42 (以及以便屏蔽相邻叶片之间形成的每个磁场)，如图5所示。以上构造的孔板借助于所连接的外环50而被安装于填充有MR流体的发动机支座中，以便将其内部分隔成上流体室和下流体室。此外，在本发明示例性实施方式的孔板中， MR流体根据惯性压缩和绝缘体的恢复而在叶片12和42之间竖直地流动，然而，当电流施加于线圈组件20时，则沿着图5中箭头所标示的方向形成了磁场。该磁场形成为垂直于MR 流体的流动方向，如图6所示，以改变MR流体的剪切应力。由于发动机支座的动态刚度和衰减特性是根据MR流体的剪切应力的变化而确定的，因此对线圈组件20的电流供应比率 (current supply rate)根据车辆行驶状态来控制，从而提供最高的缓冲性能。同时，可以通过增加有非磁性材料制成的具有盘形形状的额外的制品来制造所述铁芯的中央部分1，从而使得MR流体不穿过，但被形成为环形形状，从而在其中额外地安装相关技术中的分离器，就像本发明的示例性实施方式一样。另外，如图7所示，直径小于外环50的第二外环50a被连接于所述中央部分1的内周边，第二铁芯和第二线圈组件被安装于所述第二外环的内周边，所述第二铁芯和第二线圈组件与所述铁芯和所述线圈组件具有相同的构造，但直径小于所述铁芯和所述线圈组件，从而像所述分离器一样地更为有效地衰减具有不同特性的振动(在高频范围中的振动)°为了在所附权利要求书中便于解释和精确限定，术语“上”、“下”、“内，，和“外，，用
于参考图形中所示的特征的位置来描述示例性实施方式中的这些特征。以上对于本发明示例性实施方式的描述是出于图解和说明的目的。这些描述并非是要穷尽本发明，也不是要将本发明限定于所公开的精确形式，显然，在上述教导的启示下可以进行许多的修改和变化。选择示例性的实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的普通技术人员能够实现并利用本发明的各个示例性实施方式及其替代方式和修改方式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。
权利要求
1.一种用于发动机支座的孔板的结构，该发动机支座填充有磁流变流体，所述结构包括铁芯，在所述铁芯中，中央部分形成于该铁芯的中央处，叶片部分形成有多个叶片，所述多个叶片从所述中央部分的外周边沿径向方向突出；和线圈组件，所述线圈组件围绕所述中央部分的外周边并被配线，其中在所述叶片之间形成有间隙从而允许磁流变流体在叶片之间流动，且施加有电流的线圈组件对相邻的叶片进行磁化而使之具有不同的极性。
2.根据权利要求1所述的用于发动机支座的孔板的结构，进一步包括呈环形且为非磁性材料的外环，其中所述叶片部分被固定在所述外环的内周边中。
3.根据权利要求2所述的用于发动机支座的孔板的结构，其中直径小于所述外环的第二外环被连接至所述中央部分的内周边，所述中央部分呈环形，以及其中第二铁芯和第二线圈组件被安装于所述第二外环的内周边，所述第二线圈组件围绕所述第二铁芯，所述第二铁芯和第二线圈组件与所述铁芯和所述线圈组件具有相同的构造。
4.根据权利要求1所述的用于发动机支座的孔板的结构，其中所述铁芯包括上铁芯，该上铁芯具有形成于其中央处的上中央部分，并且呈环形，其中多个上叶片以彼此间预定的间隔沿径向方向安装于所述上中央部分的外周边并向下弯曲；和下铁芯，该下铁芯具有形成于其中央处的下中央部分，并且呈环形，其中多个下叶片以彼此间预定的间隔沿径向方向安装于所述下中央部分的外周边并向上弯曲；其中所述上中央部分和所述下中央部分沿着它们的同轴方向彼此连接，并由线圈组件围绕；所述上中央部分和所述下中央部分构成了所述中央部分；以及下叶片布置在两个相邻的上叶片之间而构成叶片部分。
5.根据权利要求4所述的用于发动机支座的孔板的结构，进一步包括呈环形且为非磁性材料的外环，其中所述叶片部分被固定在所述外环的内周边中。
6.根据权利要求5所述的用于发动机支座的孔板的结构，其中直径小于所述外环的第二外环连接至所述中央部分的内周边，所述中央部分呈环形，以及其中第二铁芯和第二线圈组件被安装于所述第二外环的内周边，所述第二线圈组件围绕所述第二铁芯，所述第二铁芯和第二线圈组件与所述铁芯和所述线圈组件具有相同的构造。
7.根据权利要求4所述的用于发动机支座的孔板的结构，其中在所述上叶片中，以环形沿着所述上中央部分的圆周方向形成向下开口的下沟槽；其中在所述下叶片中，以环形沿着所述上中央部分的圆周方向形成向上开口的上沟槽；以及其中呈环形的所述线圈组件沿着所述上中央部分和所述下中央部分的外周边而被安装于所述下沟槽和所述上沟槽之间。
8.根据权利要求7所述的用于发动机支座的孔板的结构，其中所述线圈组件与非磁性材料的封罩相连接。
9.根据权利要求7所述的用于发动机支座的孔板的结构，其中所述封罩呈环形，且其内周边为开口的。
10.根据权利要求7所述的用于发动机支座的孔板的结构，进一步包括呈环形且为非磁性材料的外环，其中所述叶片部分被固定于所述外环的内周边中。
11.根据权利要求10所述的用于发动机支座的孔板的结构，其中直径小于所述外环的第二外环被连接至所述中央部分的内周边，所述中央部分呈环形；和其中第二铁芯和第二线圈组件被安装于所述第二外环的内周边，所述第二线圈组件围绕所述第二铁芯，所述第二铁芯和第二线圈组件与所述铁芯和所述线圈组件具有相同的构造。
全文摘要
一种用于填充有磁流变流体的发动机支座的孔板的结构，可以包括铁芯，在所述铁芯中，中央部分可以形成于该铁芯的中央处，叶片部分可以形成有多个叶片，所述多个叶片从所述中央部分的外周边沿径向方向突出；和线圈组件，所述线圈组件围绕所述中央部分的外周边并被配线，其中在所述叶片之间可以形成有间隙从而允许MR流体在叶片之间流动，且施加有电流的线圈组件对相邻的叶片进行磁化而使之具有不同的极性。
文档编号B60K5/12GK102562921SQ201110380600
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月25日 优先权日2010年11月29日
发明者金壮镐 申请人:现代自动车株式会社