设置有磁场势垒的磁流变减震器的制作方法

1.本发明涉及减震器技术领域，尤其涉及设置有磁场势垒的磁流变减震器。


背景技术：

2.磁流变阻尼液在无磁场的作用下呈现出低粘度的牛顿流体特性；在强磁场的作用下，呈现出高粘度、低流动性的宾汉体特性。磁流变阻尼液在磁场作用下的流变是瞬时的、可逆的，故具有较强的阻尼性能，且磁流变阻尼液液体的粘度大小与磁通量存在一一对应的关系。
3.磁流变减震器能耗低，且能达到毫秒级响应，是一种具有优良性能的半主动控制装置。阻尼力的输出范围及最大阻尼力的数值通常是磁流变减震器领域研究的重点。磁流变减震器中，磁流变阻尼液的工作间隙、路径将直接影响上述两大研究重点。传统的磁流变减震器以阻尼活塞和贮油缸筒的间隙为阻尼通道，有效阻尼间隙只集中在电磁线圈两端附近，有效阻尼长度较短，限制了阻尼力的输出范围及最大阻尼力的数值。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了设置有磁场势垒的磁流变减震器。本发明通过在磁流变减震器中设置磁场势垒，改变磁场的方向，使得磁通能更多的垂直于磁流变阻尼液的工作通道，扩大了磁场的影响范围，使得阻尼力的输出范围及最大阻尼力的数值较现有技术的磁流变减震器大。
5.本发明的技术方案：
6.设置有磁场势垒的磁流变减震器，包括贮油缸筒，及设于贮油缸筒内的自由活塞和阻尼活塞；所述阻尼活塞与活塞杆相连，所述活塞杆与贮油缸筒的顶端滑动配合并通过密封件密封，所述贮油缸筒的底端由底盖密封；所述自由活塞将贮油缸筒的内部空间隔成气室和阻尼油室，所述阻尼活塞位于阻尼油室中；所述气室中充有惰性气体，所述阻尼油室中装有磁流变阻尼液；所述阻尼活塞上设有电磁线圈；所述阻尼活塞和贮油缸筒内侧的工作部之间存在间隙，形成阻尼间隙；所述工作部上嵌设有一组沿轴向呈间隔分布的a环形磁铁，对应的，所述阻尼活塞上嵌设有一组沿轴向间隔分布的b环形磁铁，所述a环形磁铁相对b环形磁铁错位设置，且a环形磁铁的磁极分布方向和b环形磁铁的磁极分布方向相反，b环形磁铁的磁极分布方向与电磁线圈通电后的磁极分布方向相同，形成磁场势垒。
7.与现有技术相比，本发明通过在贮油缸筒的工作部和阻尼活塞上按照特定的方式设置磁铁，形成磁场势垒，工作时，磁通能更多的垂直于磁流变阻尼液的工作通道，扩大了磁场的影响范围，有效阻尼长度较大，从而使得阻尼力的输出范围及最大阻尼力的数值较现有技术的磁流变减震器大。
8.作为优化，前述的设置有磁场势垒的磁流变减震器中，所述贮油缸筒的内壁具有台阶，形成工作部；所述贮油缸筒上，在工作部位置，设有一组沿周向均匀分布的阻尼孔；所述阻尼孔包括轴向段和径向段，所述轴向段通过径向段与阻尼间隙相连通。通过设置阻尼
孔，提高了磁流变阻尼液的剪切面积，从而使得阻尼力的输出范围及最大阻尼力的数值进一步得到提升。
9.作为优化，前述的设置有磁场势垒的磁流变减震器中，所述活塞杆包括活塞外杆和活塞内杆；所述活塞外杆由大段和小段组成，形成阶梯状；所述阻尼活塞套设于活塞外杆的小段上，其一端与活塞外杆上的轴肩相抵形成定位，另一端由与活塞外杆的小段通过螺纹连接的活塞内杆压紧形成定位。采用该结构，可靠性高，且易于制造和装配。
10.进一步，所述活塞内杆和阻尼活塞之间设有垫片。通过设置垫片，有利于提高螺纹连接的强度。
11.进一步，所述活塞外杆呈中空状，所述电磁线圈的引线从活塞外杆的中空结构中引出。活塞外杆设计成中空状，用于引出电磁线圈的引线，同时也达到了轻量化的目的。
12.进一步所述活塞内杆穿过自由活塞上的孔位与自由活塞形成滑动配合，并通过密封件密封。由此，自由活塞对自由活塞具有径向限位作用，起到防止阻尼活塞在工作过程中发生径向抖动。
13.作为优化，前述的设置有磁场势垒的磁流变减震器中，所述气室中填充有氮气。氮气是比较易得的惰性气体，有利于控制成本。
14.作为优化，前述的设置有磁场势垒的磁流变减震器中，所述自由活塞的截面呈u型。采用这种结构设计，既可以保证自由活塞与贮油缸筒的配合长度，有利于密封；同时，这种设计还起到轻量化的作用。
15.作为优化，前述的设置有磁场势垒的磁流变减震器中，各a环形磁铁等距设于工作部上。
16.作为优化，前述的设置有磁场势垒的磁流变减震器中，各b环形磁铁等距设于阻尼活塞上。
附图说明
17.图1是本发明设置有磁场势垒的磁流变减震器的结构示意图；
18.图2是本发明设置有磁场势垒的磁流变减震器的磁路示意图。
19.附图中的标记为：
20.1-贮油缸筒，101-工作部；2-自由活塞；3-阻尼活塞；4-底盖；5-活塞杆，501-活塞外杆、502-活塞内杆；6-电磁线圈；7-阻尼间隙；8-a环形磁铁；9-b环形磁铁；10-阻尼孔，11-垫片。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。以下实施例中，未详细说明的均为本领域常规技术手段或技术常识。
22.参见图1和图2，本发明的设置有磁场势垒的磁流变减震器，包括贮油缸筒1，及设于贮油缸筒1内的自由活塞2和阻尼活塞3；所述阻尼活塞3与活塞杆5相连，所述活塞杆5与贮油缸筒1的顶端滑动配合并通过密封件密封(活塞杆5与贮油缸筒1顶部的导向孔配合)，所述贮油缸筒1的底端由底盖4密封；所述自由活塞2将贮油缸筒1的内部空间隔成气室和阻尼油室，所述阻尼活塞3位于阻尼油室中；所述气室中充有惰性气体，所述阻尼油室中装有
磁流变阻尼液；所述阻尼活塞3上设有电磁线圈6；所述阻尼活塞3和贮油缸筒1内侧的工作部101之间存在间隙，形成阻尼间隙7；与现有技术不同的是，本发明中方案中：所述工作部101上嵌设有一组沿轴向呈间隔分布的a环形磁铁8，对应的，所述阻尼活塞3上嵌设有一组沿轴向间隔分布的b环形磁铁9，所述a环形磁铁8相对b环形磁铁9错位设置，且a环形磁铁8的磁极分布方向和b环形磁铁9的磁极分布方向相反，b环形磁铁9的磁极分布方向与电磁线圈6通电后的磁极分布方向相同(即a环形磁铁8的s级指向和b环形磁铁9的n级指向相同，b环形磁铁9的n级指向和电磁线圈6的n级指向相同)，形成磁场势垒。
23.本发明磁流变减震器避震时，阻尼活塞3沿工作部101移动，磁流变阻尼液受到挤压，从阻尼通道流过，产生阻尼力。a环形磁铁8和b环形磁铁9产生的磁场和电磁线圈6产生的磁场叠加，形成磁场势垒，使磁通能更多的垂直于磁流变阻尼液的工作通道，增加了有效阻尼长度，从而具有较大的阻尼力输出范围和最大阻尼力值。
24.实施例(参见图1-2)：
25.在本实施例中：所述贮油缸筒1的内壁具有台阶，形成工作部102；所述贮油缸筒1上，在工作部102位置，设有一组沿周向均匀分布的阻尼孔10；所述阻尼孔10包括轴向段和径向段，所述轴向段通过径向段与阻尼间隙7相连通。额外设置的阻尼孔10，增加了磁流变阻尼液的剪切面积，从而进一步加大了磁流变减震器的阻尼力输出范围和最大阻尼力值。
26.在本实施例中：所述活塞杆5包括活塞外杆501和活塞内杆502；所述活塞外杆501由大段和小段组成，形成阶梯状；所述阻尼活塞3套设于活塞外杆501的小段上，其一端与活塞外杆501上的轴肩相抵形成定位，另一端由与活塞外杆501的小段通过螺纹连接的活塞内杆502压紧形成定位。
27.在本实施例中：所述活塞内杆502和阻尼活塞3之间设有垫片11。垫片11使得螺纹连接强度更高，且具有密封作用。
28.在本实施例中：所述活塞外杆501呈中空状，所述电磁线圈6的引线从活塞外杆501的中空结构中引出。活塞外杆501设计成中空状，用于引出电磁线圈6的引线，同时也达到了轻量化的目的。
29.在本实施例中：所述活塞内杆502穿过自由活塞2上的孔位与自由活塞2形成滑动配合，并通过密封件密封。从而，自由活塞2对活塞杆5具有径向限位。
30.在本实施例中：所述气室中填充有氮气。氮气是比较易得的惰性气体，有利于控制成本。
31.在本实施例中：所述自由活塞2的截面呈u型。采用这种结构设计，既可以保证自由活塞与贮油缸筒的配合长度，有利于密封；同时，这种设计还起到轻量化的作用。
32.在本实施例中：各a环形磁铁8等距设于工作部101上。
33.在本实施例中：各b环形磁铁9等距设于阻尼活塞3上。
34.在本实施例中，活塞外杆502的外端加工有螺纹，减震器顶部吊环通过螺纹连接结构固定于活塞杆5上；底盖4的外侧设有螺柱结构，减震器底部吊环通过螺纹连接结构固定于底盖4上。采用螺纹连接可靠性有保障，且易于加工。当然，实施本发明的方案时，连接支架不一定是吊环形式，也可以是其实形式。
35.在本实施例中，a环形磁铁8和b环形磁铁9均由多个弧形子段组成。该设计可以降低制造难度，有利于产业化实施。
36.需要指出的还是，本发明的磁流变减震器针对汽车的需求开发，但本发明的技术并不限于在汽车零部件领域使用。
37.上述对本技术中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本技术的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本技术保护范围之内的其它的技术方案。