一種內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器。包括缸筒，缸筒內從上至下依次設有組合式電磁活塞和浮動活塞，組合式電磁活塞將浮動活塞以上的腔室分割成充滿磁流變液的上腔室和下腔室，缸筒的底端設有底蓋，底蓋分別與充放氣閥和下吊環(huán)固接，缸筒的上端設有導向座，導向座上端緊扣上端蓋，通過上端蓋壓緊導向座，導向座的下端固接有緩沖塊；組合式電磁活塞固接活塞桿，活塞桿穿過導向座和上端蓋向外延伸，活塞桿的外端固接有上吊環(huán)，上吊環(huán)的內側設有出線槽。本發(fā)明結構簡單，制造成本低；能準確調節(jié)因路面隨機激勵產(chǎn)生的車振，工作效率高，工作穩(wěn)定性高；能保證浮動活塞上下運動過程中不易發(fā)生卡滯，進行壓力補償時穩(wěn)定；工作過程中液體不易泄露。
【專利說明】一種內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種懸架振動控制裝置，尤其是涉及一種內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器。
【背景技術】
[0002]磁流變液是一種屈服應力及粘度可隨外加磁場變化的智能材料，具有快速、可逆、可控等特點，將其與減振器結合起來，可使減振器連續(xù)可控地的調節(jié)機械設備的輸出，是一種很具前景的新型半主動減振器。由于與磁流變液結合的減振器阻尼可變，且結構簡單，魯棒性好，功率低，響應快，使其廣泛應用于航空航天工業(yè)、橋梁建筑物等領域，尤其是汽車工業(yè)領域。
[0003]現(xiàn)有的汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器一般由缸體、活塞桿、電磁活塞、活動活塞以及密封件組成，但存在以下幾點問題:
1、磁流變減振器的磁流變液大多數(shù)是沿電磁活塞周圍軸向通道流動，導致電磁線圈在工作時產(chǎn)生的熱量被液體包裹而不能得到及時耗散，從而加劇了溫度對磁流變效應及流體粘度的影響；發(fā)生磁流變效應的阻尼區(qū)域主要發(fā)生在缸筒與活塞之間，在減振器往復運動過程中，易引起活塞桿與缸筒不在同一軸線上，從而使發(fā)生磁流變效應的間隙寬度處處不等，因而易引起活塞的軸向阻尼力不同而發(fā)生卡滯。
[0004]2、為了增加發(fā)生磁流變效應的有效長度以及磁場利用率而增加其可控阻尼力，普遍采用增加活塞軸向長度、繞組級數(shù)等方法，在安裝輪廓不變的情況下，大大地縮短了減振器的工作行程并且磁場利用率也不高。
[0005]3、若需要對發(fā)生磁流變效應的間隙寬度進行調整，則需對減振器活塞結構進行重新設計與加工，從而增長了此類產(chǎn)品不同規(guī)格的生產(chǎn)周期，提高了制造成本。
[0006]4、對于車輛上拉壓阻尼力的不對稱問題，大多都是采用閥來進行匹配，而閥的開口是無法準確控制的，因而不能實時準確的控制磁流變減振器。
[0007]中國專利201110232851.5公開了一種汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，包括缸體、活塞桿、電磁活塞和浮動活塞，該減振器通過磁流變液流過設置于電磁活塞上的磁流變液通道所產(chǎn)生的阻尼力來使振動衰減，達到減振效果，使用時，該減振器可通過底座與浮動活塞之間氣室體積變化來進行補償。此磁流變減振器雖提高了減振器的工作穩(wěn)定性，具有較大的承載能力，但減振器長期工作時，線圈繞組被液體所包圍，電磁熱量不易耗散而產(chǎn)生的高溫，易引起流體粘度不穩(wěn)定以及磁流變液效應失效問題；同時，此減振器的磁路只在無繞線的活塞軸段正對的阻尼間隙通道產(chǎn)生磁場，并且各段的有效磁場區(qū)域有限，不能充分發(fā)揮磁流變減振器的庫侖阻尼力。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種磁場利用率高、可控性好、工作響應快的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器。[0009]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是，一種內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，包括缸筒，所述缸筒內從上至下依次設有組合式電磁活塞和浮動活塞，組合式電磁活塞將浮動活塞以上的腔室分割成充滿磁流變液的上腔室和下腔室，所述缸筒的底端設有底蓋，所述底蓋分別與充放氣閥和下吊環(huán)固接，所述缸筒的上端設有導向座，所述導向座的上端緊扣上端蓋，通過上端蓋壓緊，導向座的下端固接有緩沖塊；所述組合式電磁活塞固接活塞桿，所述活塞桿穿過導向座和上端蓋向外延伸，所述活塞桿的外端固接有上吊環(huán)，所述上吊環(huán)的內側設有出線槽，活塞桿的底端設有相互連通的軸向引流孔和徑向引流孔，所述活塞桿內設有與出線槽連通的柱形軸向引線孔，下部設有與柱形軸向引線孔連通的錐形徑向引線孔，錐形徑向引線孔內設有相適配的錐型橡膠密封圈。
[0010]進一步，所述組合式電磁活塞包括繞制有電磁線圈的中間導磁體，所述中間導磁體開有3-6個阻尼孔、中間導磁體的兩端分別設有下導磁體和上導磁體，所述上導磁體與活塞桿底端固接，下導磁體上開有中心孔，上導磁體與中間導磁體及下導磁體與中間導磁體之間均設有控制通道間隙寬度的不導磁體墊片，上導磁體、下導磁體及中間導磁體的外側設有與缸筒沿軸向滑動配合的帶徑向定位凸臺的活塞外套，活塞外套將上導磁體、下導磁體及中間導磁體固定于一體；所述上導磁體上設有電磁線圈出線孔，所述電磁線圈的引線依次經(jīng)出線孔、錐形徑向引線孔內的錐型橡膠密封圈、活塞桿柱形軸向引線孔及上吊環(huán)的出線槽引出，引線安裝后，將耐高壓膠注入到活塞桿柱形軸向引線孔內進行密封；上導磁體的中部設有與活塞桿底端徑向引流孔連通的磁流變液通道口 ；活塞桿底端相互連通的軸向引流孔和徑向引流孔、上導磁體上的磁流變液通道口、上導磁體與不導磁體墊片I的圓盤間隙通道、中間導磁體的阻尼孔、下導磁體與不導磁體墊片II的圓盤間隙通道和下導磁體的中心孔構成連通上腔室和下腔室磁流變液流體通道。
[0011]進一步,所述浮動活塞包括浮動活塞本體,所述活塞本體固接開有4-8個軸向孔的導向片，所述浮動活塞本體的外周固接有液壓密封圈和氣動密封圈，與缸筒壁密封；浮動活塞本體與底蓋之間構成補償腔，所述補償腔內的初始氣壓為1.45Mpa-l.55Mpa。
[0012]進一步，所述導向片與活塞本體的固接方式為螺栓連接。
[0013]進一步，所述活塞桿與導向座之間、活塞桿與上端蓋之間及導向座與缸筒之間均設有O型密封圈。
[0014]進一步，所述緩沖塊的材料采用彈性橡膠材料制成。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
(I)結構簡單，制造成本低，能準確調節(jié)因路面隨機激勵產(chǎn)生的車振，上下運動時的阻尼力可通過外部電流來進行調節(jié)，無需采用多個閥結構，并且其調節(jié)過程是可控的，減振效果好。
[0016](2)工作效率高，在總阻尼力要求不變的情況下，采用組合式電磁活塞結構，活塞的軸向空間縮小，減振器的工作行程增加，且電磁活塞結構發(fā)生磁流變效應的區(qū)域是沿中間導磁體上下端面的徑向區(qū)域，發(fā)生磁流變效應的面積增大，同時，主要導磁體中間導磁體的直徑大，隨著線圈電流增加，磁通量增大，磁場利用率高。
[0017](3)工作穩(wěn)定性高，能提高乘客的舒適性，磁流變液流體通道為內通式流道，磁流變液從中間流入、中間流出，避免了減振器往復運動過程中，由于活塞桿與缸筒不在同一軸線上，導致發(fā)生磁流變效應的間隙寬度處處不等而引起的活塞所受阻尼力沿周向邊緣不同而發(fā)生卡滯的現(xiàn)象；另，線圈繞匝于中間導磁體上，電磁線圈沒有被液體所包裹，其工作過程中產(chǎn)生的大部分熱量都可以通過活塞外套及筒壁直接排出，避免了由于工作溫度過高而對磁流變效應的影響；采用氣室補償結構，通過浮動活塞的運動來補償由活塞桿伸入、伸出造成的工作腔體積的變化。
[0018](4)能保證浮動活塞上下運動過程中不易發(fā)生卡滯，進行壓力補償時穩(wěn)定，浮動活塞由導向片和浮動活塞主件構成，導向片上均布有6個通氣孔。
[0019](5)工作過程中液體不易泄露，活塞桿上的引線孔采用錐形徑向與柱形軸向相連通的引線孔，密封時采用中間開孔的錐型橡膠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明一實施例的結構示意圖；
圖2為圖1所示減震器的組合式電磁活塞的結構示意圖；
圖3為圖2所示組合式電磁活塞的中間導磁體的結構示意圖；
圖4為圖3所示3中間導磁體的側視圖；
圖5為圖1所示減震器的浮動活塞的結構示意圖；
圖6為圖1所示減震器的端蓋處局部放大圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖及具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
實施例
[0022]參照圖1，本實施例包括缸筒6，缸筒6內設有組合式電磁活塞和浮動活塞，組合式電磁活塞將浮動活塞以上的腔室分割成充滿磁流變液的上腔室和下腔室，缸筒6的底端設有底蓋16，底蓋16分別與充放氣閥17和下吊環(huán)15固接，所述缸筒6的上端設有導向座28，導向座28的上端緊扣上端蓋5，通過上端蓋5壓緊導向座28，導向座28的下端固接有緩沖塊25 ;組合式電磁活塞固接活塞桿2，活塞桿2穿過導向座28和上端蓋5向外延伸，活塞桿2的外端固接有上吊環(huán)1，上吊環(huán)I的內側設有出線槽30，活塞桿2的底端設有相互連通的軸向引流孔24和徑向引流孔8，活塞桿2內設有與出線槽30連通的柱形軸向引線孔29，下部設有與柱形軸向引線孔29連通的錐形徑向引線孔7，錐形徑向引線孔7內設有相適配的錐型橡膠密封圈。通過上吊環(huán)I和下吊環(huán)15將減振器安裝車輛懸架上，汽車運行產(chǎn)生振動時，活塞桿2推動組合式電磁活塞壓縮或復原，磁流變液通過磁流變液通道產(chǎn)生阻尼力，使振動衰減，通過外加電流改變組合式電磁活塞內兩平行圓盤的間隙磁場強度，可改變磁流變液的粘度等特性，使減振器輸出阻尼力大小變化，以改善車輛在不同工況下的平順性與操作性。
[0023]參照圖1、圖2、圖3，圖4，組合式電磁活塞包括繞制有電磁線圈22的中間導磁體21，中間導磁體21開有4個阻尼孔33，阻尼孔33為3 — 6個較好、中間導磁體21的兩端分別設有上導磁體9和下導磁體11，上導磁體9與活塞桿2底端固接，下導磁體11上開有中心孔31，上導磁體9與中間導磁體21和下導磁體11與中間導磁體21之間均設有控制通道間隙寬度的不導磁體墊片I 20-1和不導磁體墊片II 20-2，上導磁體9、下導磁體11及中間導磁體21的外側設有與缸筒6沿軸向滑動配合的帶徑向定位凸臺的活塞外套10，活塞外套10將上導磁體9、下導磁體11及中間導磁體21固定于一體，使流體在通道處流動時不會引起中間導磁體21的軸向與徑向移動，有利于減振器工作時，發(fā)生磁流變效應的間隙工況不發(fā)生變化，磁流變減振器工作的穩(wěn)定性高；上導磁體9上設有電磁線圈出線孔32，所述電磁線圈22的引線依次經(jīng)出線孔32、錐形徑向引線孔7內的錐型橡膠密封圈、活塞桿2柱形軸向引線孔29及上吊環(huán)I的出線槽30引出，引線3安裝后，將耐高壓膠注入到活塞桿柱形軸向引線孔29內進行密封，可以有效防止活塞桿2下壓時上工作腔壓強增加而引起的泄液；上導磁體9的中部設有與活塞桿2底端徑向引流孔8連通的磁流變液通道口 23 ;活塞桿2底端的相互連通的軸向引流孔24和徑向引流孔8、上導磁體9上的磁流變液通道口 23、上導磁體9與不導磁體墊片I 20-1的圓盤間隙通道、中間導磁體21的阻尼孔33、下導磁體11與不導磁體墊片II 20-2的圓盤間隙通道和下導磁體11的中心孔31構成連通上腔室和下腔室磁流變液流體通道。電磁線圈22繞匝于中間導磁體21上，其外部環(huán)形區(qū)域無流體包裹，形成了一條內通式流道，組合式電磁活塞結構具有良好的散熱性能，并且磁流變效應發(fā)生在平行圓盤之間，在保持活塞軸向長度不變的情況下，增大了發(fā)生磁流變效應的面積，因此，在同樣軸向長度下，加大了磁流變減振器的可控阻尼力，提高可控阻尼力大小與活塞軸向長度無關，僅需增加其徑向尺寸，且有利于降低活塞的軸向占用空間而增大減振器的工作行程。
[0024]參照，1、圖5,浮動活塞包括浮動活塞本體12,活塞本體12螺栓19固接有開有6個軸向孔的導向片18，軸向孔一般為4 一 8個較好，使浮動活塞浮動時更加穩(wěn)定可靠；浮動活塞本體12的外周固接有液壓密封圈13和氣動密封圈14，有效避免工作時油氣混合，與缸筒6壁密封，浮動活塞本體12與底蓋16之間構成補償腔，通過充放氣閥17向補償腔內充入一定量的氣體，使其氣壓達到1.5Mpa左右，補償腔內的氣壓為1.45Mpa-l.55Mpa較好，滿足因活塞桿2運動產(chǎn)生的容積變化，提高了減振器工作的穩(wěn)定性。
[0025]參照圖1、圖6活塞桿2與導向座28設有O型密封圈27 ;活塞桿2與上端蓋5之間設有O型密封圈4 ;導向座28與缸筒6之間均設有O型密封圈26，以降低活塞桿運動時液體的泄漏。
[0026]緩沖塊25的材料采用彈性橡膠材料制成，可使減振器外部激勵劇烈時，起到緩和活塞沖擊的作用，同時，橡膠受壓變形使活塞桿2與緩沖塊25壓力增加，可進一步阻止活塞桿2的滑動，這樣起到了雙重緩和的作用的。
【權利要求】
1.一種內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，包括缸筒(6)，其特征在于，所述缸筒(6)內從上至下依次設有組合式電磁活塞和浮動活塞，組合式電磁活塞將浮動活塞以上的腔室分割成充滿磁流變液的上腔室和下腔室，所述缸筒(6)的底端設有底蓋(16)，所述底蓋(16)分別與充放氣閥(17)和下吊環(huán)(15)固接，所述缸筒(6)的上端設有導向座(28)，所述導向座(28)上端緊扣上端蓋(5)，通過上端蓋(5)壓緊導向座(28)，導向座(28)的下端固接有緩沖塊(25);所述組合式電磁活塞固接活塞桿(2)，所述活塞桿(2)穿過導向座(28)和上端蓋(5)向外延伸，所述活塞桿(2)的外端固接有上吊環(huán)(1)，所述上吊環(huán)(I)的內側設有出線槽(30)，活塞桿(2)的底端設有相互連通的軸向引流孔(24)和徑向引流孔(8)，所述活塞桿(2)內設有與出線槽(30)連通的柱形軸向引線孔(29)，下部設有與柱形軸向引線孔(29)連通的錐形徑向引線孔(7)，錐形徑向引線孔(7)內設有相適配的錐型橡膠密封圈。
2.根據(jù)權利要求1所述的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，其特征在于，組合式電磁活塞包括繞制有電磁線圈(22 )的中間導磁體(21)，所述中間導磁體(21)開有3-6個阻尼孔(33)、中間導磁體(21)的兩端分別設有上導磁體(9)和下導磁體(11)，所述上導磁體(9)與活塞桿(2)底端固接，下導磁體(11)上開有中心孔(31)，上導磁體(9)與中間導磁體(21)設有控制通道間隙寬度的不導磁體墊片I (20-1)，下導磁體(11)與中間導磁體(21)之間設有不導磁體墊片II (20-2)，上導磁體(9)、下導磁體(11)及中間導磁體(21)的外側設有與缸筒(6)沿軸向滑動配合的帶徑向定位凸臺的活塞外套(10)，活塞外套(10)將上導磁體(9)、下導磁體(11)及中間導磁體(21)固定于一體；上導磁體(9)上設有電磁線圈出線孔(32)，所述電磁線圈(22)的引線依次經(jīng)出線孔(32)、錐形徑向引線孔(7)內的錐型橡膠密封件、活塞桿⑵柱形軸向引線孔(29)及上吊環(huán)⑴的出線槽(30)引出，引線(3)安裝后，將耐高壓膠注入到活塞桿柱形軸向引線孔(29)內進行密封；上導磁體(9)的中部設有與活塞桿(2)底端徑向引流 孔(8)連通的磁流變液通道口(23);活塞桿(2)底端的相互連通的軸向引流孔(24)和徑向引流孔(8)、上導磁體(9)上的磁流變液通道口(23)、上導磁體(9)與不導磁體墊片I (20-1)的圓盤間隙通道、中間導磁體(21)的阻尼孔(33)、下導磁體(11)與不導磁體墊片II (20-2)的圓盤間隙通道和下導磁體(11)的中心孔(31)構成連通上腔室和下腔室磁流變液流體通道。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，其特征在于，所述浮動活塞包括浮動活塞本體(12)，所述浮動活塞本體(12)固接有開有4-8個軸向孔的導向片(18)，所述浮動活塞本體(12)的外周固接有液壓密封圈(13)和氣動密封圈(14)，與缸筒(6)壁密封，所述浮動活塞本體(12)與底蓋(16)之間構成補償腔，補償腔內的初始氣壓為 1.45Mpa_l.55Mpa。
4.根據(jù)權利要求3所述的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，其特征在于，所述導向片(18)與浮動活塞本體(12)的固接方式為螺栓連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，其特征在于，所述活塞桿與導向座之間、活塞桿與上端蓋之間及導向座與缸筒之間均設有O型密封圈。
6.根據(jù)權利要求1所述的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，其特征在于，所述緩沖塊(25)的材料采用彈性橡膠材料制成。
7.根據(jù)權利要求2所述的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，其特征在于，所述中間導磁體(21)開有4個阻尼孔(33 )。
8.根據(jù)權利要求2所述的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，其特征在于，所述補償腔內的初始氣壓為1.5Mpa。
9.根據(jù)權利要求3所述的內通道式汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，其特征在于，所述導向片(18)開有6個軸向孔。.
【文檔編號】F16F9/53GK103470674SQ201310454612
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權日:2013年9月30日
【發(fā)明者】朱石沙, 何浩, 朱虹璐, 唐濤, 錢學朋, 周躍龍 申請人:湘潭大學