一种磁流变液阻尼器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种磁流变液阻尼器，包括缸筒（3），缸筒（3）内设有可在缸筒（3）内滑动的活塞杆（2），并设有端盖封闭缸筒（3），活塞杆（2）上设有活塞盘（5）和不少于两个的磁芯套筒（6），活塞盘（5）内镶嵌有永磁环（7），磁芯套筒（6）外套装有励磁线圈（9），缸筒（3）内充满磁流变液（11），励磁线圈（9）通过导线导出，将零电流时阻尼力调整为最大阻尼力与最小阻尼力之间，使磁流变液阻尼器的故障安全性能得到了有效保障。
【专利说明】—种磁流变液阻尼器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种磁流变液阻尼器。
【背景技术】
[0002]磁流变液是一种新型的智能材料。具体来说就是磁流变液的流动特性会随着所加磁场而变化。在未加磁场的时候，磁流变液表现为液体状态，而加入磁场后，磁流变液中随机分布的极化粒子沿磁场方向成链状或柱状结构，表现为固体状态，并且一个变化的过程非常短暂(毫秒级 而且由液体状态转变为固体状态的过程是可逆的。一旦磁场消除，磁流变液又会回到液体状态。采用磁流变液制作的磁流变液阻尼器具有阻尼力大、体积小、调节范围宽等特点。
[0003]现有的磁流变液阻尼器结构各有不同，但是传统的磁流变液阻尼器在断开电源的情况下阻尼力很小，控制效果差，故障安全性能差；磁流变液长期处于零磁场状态时会出现沉降现象，影响磁流变液的性能；传统的磁流变液阻尼器具有较长的活塞尾部，结构不够紧凑，成本较高；绕制的励磁线圈长期裸露在磁流变液体当中，励磁线圈的使用寿命都不长，增加了阻尼器的使用成本；磁流变液阻尼器缺少密封装置，工作条件下磁流变液泄露严重；活塞在运动过程当中会出现空行程的问题，提高了阻尼器的反应时间，灵敏度降低。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种阻尼力等级可调、故障安全性能得到有效保障的磁流变液阻尼器。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是:一种磁流变液阻尼器，包括缸筒，所述缸筒内设有可在缸筒内滑动的活塞杆，并设有端盖封闭所述缸筒，所述活塞杆上设有活塞盘和不少于两个的磁芯套筒，所述活塞盘内镶嵌有永磁环，所述磁芯套筒外套装有励磁线圈，所述缸筒内充满磁流变液，所述励磁线圈通过导线导出。
[0006]所述活塞杆上依次为活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区，各个活塞盘区的永磁体磁极相反，中部的两个活塞盘区均设有两个活塞盘。
[0007]最外侧的两个活塞盘区设有阻磁盘，所述励磁线圈外侧包裹有密封层。
[0008]所述缸筒内设有移动活塞，所述移动活塞将缸筒分隔为两个密闭腔体，一个腔体内放置活塞杆和填充磁流变液，另一个腔体内填充氮气。
[0009]所述移动活塞外套装有密封圈。
[0010]所述活塞杆和缸筒上均设有耳环。
[0011]本实用新型的优点在于，
[0012]1.当磁流变阻尼器控制系统发生故障，系统输入电流为零时，六个永磁环独立工作使阻尼通道处的磁流变液产生阻尼力，从而解决故障安全问题；
[0013]2.当车辆停止工作，阻尼器处于非工作状态，其内部可以保持一定的磁场强度，因而可以解决磁流变液静置沉降问题；
[0014]3.为了防止永磁环在反复外加磁场作用下发生永久退磁，永磁环采用矫顽力高的铷铁硼类永磁体制作，且厚度只有几毫米以确保励磁线圈能对其充分充磁、退磁；
[0015]4.为了解决活塞在工作过程中的空行程问题，阻尼器设置了补偿腔，补偿腔内采用高压氮气推动移动活塞工作。
[0016]5.为了使励磁线圈的使用寿命更长，当励磁线圈绕制完成之后，在励磁线圈外部涂敷有环氧树脂材料。
[0017]6.为了解决阻尼器中磁流变液的泄露问题，阻尼器设置有密封圈，防止补偿腔中的氮气与缸筒内磁流变液相混合。
[0018]7.为了降低阻尼器的制造成本，在保证阻尼器有较高效率的同时尽量缩短活塞杆的长度。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型一种磁流变液阻尼器的结构示意图；
[0020]上述图中的标记均为:1、耳环，2、活塞杆，3、缸筒，4、阻磁盘，5、活塞盘，6、磁芯套筒，7、永磁环，8、密封层，9、励磁线圈，10、阻尼通道，11、磁流变液，12、移动活塞，13、密封圈，14、补偿腔。
【具体实施方式】
[0021]图1为本实用新型一种磁流变液阻尼器的结构示意图，包括缸筒3，缸筒3内设有可在缸筒3内滑动的活塞杆2，并设有端盖封闭缸筒3，活塞杆2上设有活塞盘5和不少于两个的磁芯套筒6，活塞盘5内镶嵌有永磁环7，磁芯套筒6外套装有励磁线圈9，缸筒3内充满磁流变液11，励磁线圈9通过导线导出。
[0022]活塞杆2上依次为活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区，各个活塞盘区的永磁体磁极相反，中部的两个活塞盘区均设有两个活塞盘5。最外侧的两个活塞盘区设有阻磁盘4，励磁线圈9外侧包裹有密封层8。
[0023]缸筒3内设有移动活塞12，移动活塞12将缸筒3分隔为两个密闭腔体，一个腔体内放置活塞杆2和填充磁流变液11，另一个腔体内填充氮气。移动活塞12外套装有密封圈13。活塞杆2和缸筒3上均设有耳环1。
[0024]活塞盘5共有六个，且中间位置上的四个活塞盘5为两两相对设置，每个活塞盘5的轴对称轴线上开有一个凹槽，凹槽中插有一个永磁环7，永磁环7的极性如图1所示，三个磁芯套筒6分别依次安装在活塞杆2上，每个磁芯套筒6上装有一个励磁线圈9，励磁线圈9外部由环形树脂包裹密封，防止了磁流变液11对励磁线圈9的破坏，提高了励磁线圈9的使用寿命，左右活塞盘5两侧各安装一个不锈钢阻磁盘4以防止漏磁，磁流变液11充满缸筒3，活塞盘5与缸筒3之间形成阻尼通道10，在缸筒3的最左侧和最右侧布置有两个耳环1，以便于阻尼器的实际安装。
[0025]根据安装方式及阻尼器的磁路走向，永磁环7沿着径向充电。每个相对的活塞盘5中所插入的永磁环7的极性相反，当一个永磁环7的内侧为3极外侧为~极时，其相对的另一个永磁环7的内侧为~极外侧为3极。另外，铷铁硼类永磁体矫顽力很高，且励磁线圈9的匝数与电流有限，为了让励磁线圈9能够对永磁环7能够充分的进行充磁退磁，永磁环7的径向厚度仅仅为数毫米。
[0026]在零电流的状态下，即励磁线圈9中没有电流通过，励磁线圈9中不会产生磁场，由于活塞盘5中插有永磁环7，此时只有永磁环7独立工作，阻尼通道10内磁流变液11的磁感应强度仅由永磁环7引起，进而改变磁流变液11的状态来控制磁流变液阻尼器的阻尼力。给励磁线圈9都通上正向电流时，励磁线圈9中产生感应磁场，并且感应磁场的方向与永磁环7在阻尼通道10处的磁场方向一致，即励磁线圈9产生的充磁磁场的作用，此时，磁流变液11受永磁环7和励磁线圈9的共同作用，形成复合磁路，阻尼通道10的磁感应强度逐渐增强，直到磁流变液11的达到饱和，此时磁流变液阻尼器的阻尼力达到最大值。在给励磁线圈9通上反向电流时，励磁线圈9中所产生的感应磁场的方向与永磁环7在阻尼通道10处产生的磁场方向相反，即励磁线圈9中产生退磁磁场的作用，磁流变液11的状态受永磁环与励磁线圈9的共同作用，阻尼通道10的磁感应强度逐渐减弱，直至感应强度为零，磁流变液阻尼器的阻尼力将达到最小值。
[0027]每个励磁线圈9都有单独的导线引出，可根据具体工作环境选择连续调节和阻尼力分级调节，在阻尼力分级调节的时候，由于励磁线圈9中的电流方向有正向和反向两种，所以每个励磁线圈9会产生两种感应磁场，磁流变液阻尼器将会产生两种阻尼力，如图1所示，阻尼器中共有三个励磁线圈9，加上初始状态，所示的阻尼器共有七种阻尼力等级，从而能够实现分级调节。
[0028]磁流变液阻尼器的缸筒3与阻尼通道10的通道是固定的，在缸筒3的最右端内侧安装有一个充满氮气的补偿腔14，在补偿腔14的左侧有一个移动活塞12，移动活塞12上布置有两个密封圈13。阻尼器保证较高的效率的同时使活塞杆2尾部在合理的长度范围之内，缸筒3内部空间紧凑有序，降低了磁流变液阻尼器的制造成本。活塞从右向左运动时，活塞右侧的缸筒3压力小于活塞左侧缸筒3压力，活塞在左移的过程中，阻尼通道10流过的磁流变液11流量是一定的，活塞右端的缸筒3磁流变液11不能及时得到补偿，将会有间隙存在。若没有补偿腔14的存在，则活塞左右端达到压力平衡需要一段时间，在活塞右端缸筒3全部填满时，活塞左右端达到压力平衡，在安装图1所示的磁流变液阻尼器时，缸筒3内的补偿腔14在这个时候发挥作用，充满氮气的补偿腔14膨胀，推动移动活塞12向左移动，移动活塞12上的密封圈13将磁流变液11与氮气进行隔离，避免了补偿腔14中的氮气和缸筒3内的磁流变液11混合，提高了气体和液体的纯度，移动活塞12在左移的同时推动磁流变液11向左移动，消除了活塞右端缸筒3内的液体间隙，加快了阻尼器的反应时间，提高了磁流变液阻尼器的效率和灵敏度。
[0029]采用这样的结构后，
[0030]1.当磁流变阻尼器控制系统发生故障，系统输入电流为零时，六个永磁环7独立工作使阻尼通道10处的磁流变液产生阻尼力，从而解决故障安全问题；
[0031]2.当车辆停止工作，阻尼器处于非工作状态，其内部可以保持一定的磁场强度，因而可以解决磁流变液11静置沉降问题；
[0032]3.为了防止永磁环7在反复外加磁场作用下发生永久退磁，永磁环7采用矫顽力高的铷铁硼类永磁体制作，且厚度只有几毫米以确保励磁线圈9能对其充分充磁、退磁；
[0033]4.为了解决活塞在工作过程中的空行程问题，阻尼器设置了补偿腔14，补偿腔14内采用高压氮气推动移动活塞12工作。
[0034]5.为了使励磁线圈9的使用寿命更长，当励磁线圈9绕制完成之后，在励磁线圈9外部涂敷有环氧树脂材料。
[0035]6.为了解决阻尼器中磁流变液11的泄露问题，阻尼器设置有密封圈13，防止补偿腔14中的氮气与缸筒3内磁流变液11相混合。
[0036]7.为了降低阻尼器的制造成本，在保证阻尼器有较高效率的同时尽量缩短活塞杆2的长度。
[0037]上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种磁流变液阻尼器，包括缸筒（3)，所述缸筒（3)内设有可在缸筒（3)内滑动的活塞杆（2 )，并设有端盖封闭所述缸筒（3 )，其特征在于，所述活塞杆（2 )上设有活塞盘（5 )和不少于两个的磁芯套筒（6)，所述活塞盘（5)内镶嵌有永磁环（7)，所述磁芯套筒（6)外套装有励磁线圈（9 )，所述缸筒（3 )内充满磁流变液（11 )，所述励磁线圈（9 )通过导线导出，所述活塞杆（2)上依次为活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区、磁芯套筒区、活塞盘区，各个活塞盘区的永磁体磁极相反，中部的两个活塞盘区均设有两个活塞盘（5)，最外侧的两个活塞盘区设有阻磁盘（4)，所述励磁线圈（9)外侧包裹有密封层（8)，所述缸筒（3)内设有移动活塞（12)，所述移动活塞（12)将缸筒（3)分隔为两个密闭腔体，一个腔体内放置活塞杆（2 )和填充磁流变液（11)，另一个腔体内填充氮气。
2.如权利要求1所述的磁流变液阻尼器，其特征在于，所述移动活塞（12)外套装有密封圈（13)。
3.如权利要求2所述的磁流变液阻尼器，其特征在于，所述活塞杆（2)和缸筒（3)上均设有耳环（I)。
【文档编号】F16F9/53GK203627637SQ201320624289
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】肖平, 张宏, 夏晓逸, 高洪, 田丽, 戴剑, 孙卫强, 于滨 申请人:安徽工程大学