内置磁流变阀进行阻尼性能控制的磁流变阻尼器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种内置磁流变阀进行阻尼性能控制的磁流变阻尼器。
【背景技术】
[0002]磁流变阻尼器是一种广泛应用于半主动控制系统中的新型智能阻尼器件。其毫秒级响应速度、大控制范围和大阻尼力输出的特点，使得它成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。目前磁流变阻尼器已在建筑物及桥梁的减振抗震系统、铁路机车车辆及汽车悬架系统的减振等方面取得广泛应用。
[0003]磁流变阻尼器主要用来控制系统器件产生的振动，满足各类设备对不同工况及不同环境下的使用要求。因此磁流变阻尼器的性能直接影响到各种系统的静、动态特性及工作可靠性，是减振系统中的核心单元。
[0004]常规的磁流变阻尼器一般由活塞、活塞杆、缸体以及缠绕在活塞绕线槽内的励磁线圈组成。工作时，通过给激励线圈施加一定大小的电流，产生磁场使得流经液流通道内的磁流变液的屈服强度发生变化，从而动态改变输出阻尼力。
[0005]现有磁流变阻尼器大多数采用圆环式液流通道结构，液流阻力通道主要设置在线圈内部或线圈与套筒之间，并且缠绕线圈的活塞一般和活塞杆固定连接。这类阻尼器的外形尺寸都比较大，并且阻尼力可调范围也比较窄。
[0006]磁流变阻尼器结构设计时，首先应使磁流变液在有效阻尼间隙内的流动方向与磁场方向相互垂直;其次是尽可能使磁流变液在磁流变阻尼器内部的液流通道加长。目前所设计的磁流变阻尼器大多采用的是单一励磁线圈的圆环式液流阻尼通道，并且是通过以下两种方法来提高磁流变阻尼器的阻尼力可调范围。一是在相同输入电流下，尽可能在磁流变液饱和范围内提高有效阻尼间隙内的磁感应强度。常用的方法是减小磁流变阻尼器的阻尼间隙宽度，但由于磁流变液久置未用再次启用时，容易出现颗粒沉淀从而堵塞阻尼间隙，导致磁流变阻尼器失效。第二就是提高有效阻尼间隙长度，但这样会显著增加磁流变阻尼器的体积，占用更多的安装及使用空间，制造成本也相应增加。
[0007]基于此，在实际设计过程中，想要同时增加有效阻尼间隙内的磁感应强度和提高有效阻尼间隙的长度比较困难。因此，设计一种性能稳定且结构相对紧凑的磁流变阻尼器，使磁流变阻尼器输出的阻尼力更大、阻尼力控制范围更宽，是本行业亟需解决的问题，也是进一步拓宽磁流变阻尼器工业应用的前提。
【发明内容】
[0008]为了克服【背景技术】中存在的问题及满足磁流变阻尼器实际使用要求，本实用新型提出一种内置磁流变阀进行阻尼性能控制的磁流变阻尼器。该磁流变阻尼器的活塞缸、阻尼器缸体、阀芯、励磁线圈以及缸体液流通道和U型液流通道构成内置式磁流变阀，该内置式磁流变阀的液流通道由缸体液流通道和U型液流通道共同组成。当给励磁线圈通电时，缸体液流通道和U型液流通道有效阻尼间隙内将产生一定大小的磁场，流经有效阻尼间隙的磁流变液粘度增大，屈服应力增强，从而在磁流变液容腔I和磁流变液容腔π之间形成压力差，通过控制施加电流大小可实现阻尼力的有效控制。这种结构设计充分地利用了磁力线的走向，在不减小阻尼间隙宽度的前提下，增大了有效阻尼长度及剪切面积，保证了阻尼器能够输出足够大的阻尼力，同时不会因阻尼间隙太窄而造成堵塞。另外，该磁流变阻尼器的励磁线圈缠绕在内置式磁流变阀阀芯上，避免了传统磁流变阻尼器励磁线圈缠绕在活塞头上造成阻尼力可调范围小的不足。采用该磁流变阻尼器的阻尼力动态调节范围大、结构紧凑且体积小，特别适用于铁路、汽车、桥梁等结构的减振抗震系统。
[0009]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括:其特征在于包括:左吊耳(I)、活塞杆(2)、活塞缸(3)、左端盖(4)、螺钉1(5)、励磁线圈(6)、阻尼器缸体(7)、浮动活塞
(8)、右端盖(9)、右吊耳(10)、螺钉Π (11)、压缩空气容腔(12)、磁流变液容腔I (13)、缸体液流通道(I4)、阀芯(I5)、U型液流通道(16)、磁流变液容腔Π (17)、活塞头(I8)、气体容腔I
(19)及气体容腔Π (20);活塞杆(2)的左端和右端分别加工有外螺纹，活塞杆(2)左端与左吊耳(I)通过螺纹固定连接，活塞杆(2)右端与活塞头(18)通过螺纹固定连接;活塞杆(2)与活塞缸(3)间隙配合，活塞杆(2)与活塞缸(3)通过密封圈进行密封;活塞头(18)与活塞缸
(3)间隙配合，活塞头(18)与活塞缸(3)通过密封圈进行密封;活塞缸(3)右端部外表面和中间部位外表面加工有两段外螺纹;活塞缸(3)与左端盖(4)通过螺纹固定连接，活塞缸(3)与左端盖(4)之间通过密封圈进行密封;活塞缸(3)右端部与阻尼器缸体(7)通过螺纹固定连接;左端盖(4)与阻尼器缸体(7)通过螺钉1(5)固定连接，左端盖(4)与阻尼器缸体(7)之间通过密封圈进行密封；阀芯(15)左端面加工有四个圆形定位凸起，四个圆形定位凸起与左端盖(4)右端面的四个圆形凹槽过渡配合；阀芯(15)右端面加工有四个圆形定位凸起，四个圆形定位凸起与阻尼器缸体(7)端盖左端面的四个圆形凹槽过渡配合；阀芯(15)中间加工有圆环形凹槽，励磁线圈(6)均匀缠绕在阀芯(15)的凹槽内，其引线由阻尼器缸体(7)端盖中的引线孔导出，可避免磁流变液通过引线孔逸出；浮动活塞(8)与阻尼器缸体(7)间隙配合，浮动活塞(8)与阻尼器缸体(7)通过密封圈进行密封;右端盖(9)与阻尼器缸体(7)通过螺钉Π (11)固定连接;右端盖(9)与阻尼器缸体(7)通过密封圈进行密封;右端盖(9)右端加工有外螺纹，右端盖(9)与右吊耳(10)通过螺纹固定连接;阻尼器缸体(7)和浮动活塞(8)之间的空腔形成磁流变液容腔1(13);阻尼器缸体(7)内表面中间部位构成阻尼器缸体(7)端盖，阻尼器缸体(7)端盖加工有4个周向均匀布置的腰形通孔槽，形成缸体液流通道(14);阻尼器缸体(7)端盖、活塞头(18)和活塞缸(3)之间的空腔形成磁流变液容腔Π (17);阀芯
(15)外表面与阻尼器缸体(7)内表面围成圆环形液流通道I;阀芯(15)左端面与左端盖(4)右端面围成圆盘形液流通道Π ;阀芯(15)内表面与活塞缸(3)外表面围成圆环形液流通道ΙΠ ;三段液流通道的阻尼间隙宽度均为Imm;圆环形液流通道1、圆盘形液流通道Π以及圆环形液流通道ΙΠ组成U型液流通道(16);磁流变液容腔I (13)、磁流变液容腔Π (17)、U型液流通道(16)以及缸体液流通道(14)内填充有磁流变液;磁流变液容腔I (13)和磁流变液容腔Π (17)通过缸体液流通道(14)和U型液流通道(16)连通；当活塞头(I8)左右运动时，磁流变液容腔I (13)和磁流变液容腔Π (17)内的磁流变液通过缸体液流通道(14)和U型液流通道
(16)左右流动;活塞缸(3)、阻尼器缸体(7)、阀芯(15)、励磁线圈(6)以及缸体液流通道(14)和U型液流通道(16)构成磁流变阻尼器内置式磁流变阀；当给励磁线圈(6)通电时，由于电磁效应，在缸体液流通道(14)和U型液流通道(16)内产生与磁流变液流动方向垂直的磁场，使缸体液流通道(14)和U型液流通道(16)内的磁流变液流动性降低，从而在磁流变液容腔I
(13)和磁流变液容腔Π (17)之间形成压力差，进而使活塞头(18)右端面所受到的阻尼力发生相应变化，实现磁流变阀控制磁流变阻尼器阻尼性能的目的；在外部结构尺寸不增大的情况下，U型液流通道(16)有效增加了阻尼长度，从而增大了阻尼力可调范围。活塞杆(2)夕卜表面、活塞缸(3)内表面以及活塞头(18)左端面之间的空腔形成气体容腔1(19);活塞杆(2)中间圆形凹槽以及活塞头(18)左端面之间的空腔形成气体容腔Π (20);活塞杆(2)右端加工有4个周向均匀布置的圆形通孔，活塞杆(2)左右运动时，气体容腔1(19)和气体容腔Π
(20)通过圆形通孔进行气体补偿。浮动活塞(8)、阻尼器缸体(7)以及右端盖(9)之间的空腔形成压缩空气容腔(12);压缩空气容腔(12)内填充压缩气体;当活塞杆(2)沿轴向方向运动时，磁流变液容腔1(13)和磁流变液容腔Π (17)的体积会发生相应变化，此时浮动活塞(8)会通过轴向方向的左右浮动来实现体积补偿。活塞缸(3)、阻尼器缸体(7)以及阀芯(15)由低碳钢导磁材料制成；左吊耳(I)、活塞杆(2)、左端盖(4)、螺钉1(5)、浮动活塞(8)、右端盖
[9]、右吊耳(10)、螺钉Π(11)以及活塞头(18)由不锈钢不导磁材料制成。
[0010]本实用新型与【背景技术】相比，具有的有益效果是:
[0011](I)本实用新型磁流变阻尼器的活塞缸、阻尼器缸体、阀芯、励磁线圈以及缸体液流通道和U型液流通道构成内置式磁流变阀，该内置式磁流变阀的液流通道由缸体液流通道和U型液流通道共同组成。当给励磁线圈通电时，缸体液流通道和U型液流通道有效阻尼间隙内将产生一定大小的磁场，流经有效阻尼间隙的磁流变液粘度增大，屈服应力增强，从而在磁流变液容腔I和容腔Π之间形成压力差，通过控制施加电流大小可实现阻尼力的有效控制。在不减小阻尼间隙宽度的前提下，这种结构设计增大了有效阻尼长度及剪切面积，保证了阻尼器能够输出足够大的阻尼力。
[0012](2)与传统缠绕励磁线圈的活塞与活塞杆固定连接的磁流变阻尼器相比，本实用新型磁流变阻尼器的励磁线圈集成在内置式磁流变阀的阀芯上，设计时与活塞杆分开，这种分离式结构设计在不增加磁流变阻尼器外部尺寸的前提下，采用较小的励磁电流就可输出较大的可控阻尼力，同时阻尼力动态调节范