電流變阻尼器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電流變阻尼器，包括缸筒、活塞桿、活塞總成和阻尼調(diào)節(jié)裝置，活塞總成設置于缸筒的內(nèi)腔體中，活塞總成并具有讓電流變液通過的多個節(jié)流孔?；钊麠U設置成貫穿缸筒和活塞總成，且與活塞總成連接。阻尼調(diào)節(jié)裝置包括可旋轉(zhuǎn)的設置于活塞總成內(nèi)部且用于調(diào)節(jié)處于開啟或關閉狀態(tài)的節(jié)流孔數(shù)量的第一阻尼片和第二阻尼片、與第一阻尼片連接的頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置以及與第二阻尼片連接的振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置。本發(fā)明的電流變阻尼器，在活塞總成內(nèi)設置第一阻尼片和第二阻尼片，通過第一阻尼片和第二阻尼片調(diào)節(jié)處于開啟或關閉狀態(tài)下的節(jié)流孔的數(shù)量，從而使得阻尼器的阻尼力也得到改變，達到調(diào)節(jié)阻尼的目的。
【專利說明】
電流變阻尼商
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明屬于阻尼器技術(shù)領域，具體地說，本發(fā)明涉及一種電流變阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在懸架系統(tǒng)中應用的電流變阻尼器主要有三種結(jié)構(gòu)：單桿單缸結(jié)構(gòu)、雙桿雙 缸結(jié)構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。這三種結(jié)構(gòu)的電流變阻尼器都能根據(jù)不同路況通過改變自身阻尼力 大小來改善汽車的平順性與操縱穩(wěn)定性，但都不能很好的根據(jù)懸架振幅來調(diào)節(jié)阻尼力大 小。在實際工程應用中，電流變阻尼器工作時，僅僅為了快速消耗振動能量，沒有考慮懸架 振幅特點(小振幅頻率快，大振幅頻率慢），這會造成阻尼器工作時產(chǎn)生熱量，進而會影響內(nèi) 部的電流變液性能，使懸架系統(tǒng)工作性能達不到最佳。因此需解決電流變阻尼器不能根據(jù) 懸架的不同振幅而導致工作性能以及冷卻、增大阻尼器調(diào)節(jié)范圍等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供一種電 流變阻尼器，目的是實現(xiàn)阻尼力可調(diào)。
[0004] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:電流變阻尼器，包括：
[0005] 缸筒，其內(nèi)部具有電流變液；
[0006] 活塞總成，其設置于缸筒內(nèi)，且具有讓電流變液通過的多個節(jié)流孔；
[0007] 活塞桿，其設置成貫穿缸筒和活塞總成，且與活塞總成連接；以及
[0008] 阻尼調(diào)節(jié)裝置，其包括可旋轉(zhuǎn)的設置于活塞總成內(nèi)部且用于調(diào)節(jié)處于開啟或關閉 狀態(tài)的節(jié)流孔數(shù)量的第一阻尼片和第二阻尼片、與第一阻尼片連接的頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置以 及與第二阻尼片連接的振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置。
[0009] 所述頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置包括套設于所述活塞桿上且與所述第一阻尼片連接的第 一調(diào)節(jié)套和與第一調(diào)節(jié)套連接且用于提供使其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的第一動力產(chǎn)生組件。
[0010]所述第一阻尼片設置多個，且多個第一阻尼片在所述第一調(diào)節(jié)套上為沿周向均勻 分布。
[0011 ]所述第一動力產(chǎn)生組件包括依次連接的電動機、第一傳動機構(gòu)和第二傳動機構(gòu)， 第二傳動機構(gòu)與所述第一調(diào)節(jié)套連接。
[0012] 所述第二傳動機構(gòu)為圓柱齒輪機構(gòu)，第二傳動機構(gòu)的主動齒輪通過長度可調(diào)節(jié)的 傳動軸與所述第一傳動該機構(gòu)連接，第二傳動機構(gòu)的從動齒輪與所述第一調(diào)節(jié)套連接。
[0013] 所述第一動力產(chǎn)生組件還包括第一信號采集機構(gòu)，該第一信號采集機構(gòu)包括信號 齒輪、與信號齒輪同軸連接的棘輪、套設于活塞桿上的固定套、可旋轉(zhuǎn)的設置于固定套上且 用于撥動棘輪旋轉(zhuǎn)的齒指和用于檢測信號齒輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。
[0014] 所述振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置包括套設于所述活塞桿上且與所述第二阻尼片連接的第 二調(diào)節(jié)套和與第二調(diào)節(jié)套連接且用于提供使其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的第二動力產(chǎn)生組件。
[0015] 所述第二動力產(chǎn)生組件包括可旋轉(zhuǎn)設置的搖臂、與搖臂的一端連接的驅(qū)動器和與 搖臂的另一端連接的半圓柱齒條，所述第二調(diào)節(jié)套的外表面設有與半圓柱齒條嚙合的外螺 紋。
[0016] 所述振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置還包括第二信號采集機構(gòu)，該第二信號采集機構(gòu)包括設置 于所述活塞桿下方的緩沖彈簧和用于檢測活塞桿位移量的位移傳感器。
[0017] 所述活塞總成包括相對設置的第一活塞半部和第二活塞半部以及與第二活塞半 部和所述活塞桿連接的第三阻尼片。
[0018] 本發(fā)明的電流變阻尼器，在活塞總成內(nèi)設置第一阻尼片和第二阻尼片，通過第一 阻尼片和第二阻尼片調(diào)節(jié)處于開啟或關閉狀態(tài)下的節(jié)流孔的數(shù)量，從而使得阻尼器的阻尼 力也得到改變，達到調(diào)節(jié)阻尼的目的。
【附圖說明】
[0019] 本說明書包括以下附圖，所示內(nèi)容分別是：
[0020] 圖1是本發(fā)明電流變阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2是阻尼器本體的剖視圖；
[0022]圖3是活塞總成的分解示意圖；
[0023]圖4是第一調(diào)節(jié)套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是第二調(diào)節(jié)套的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖6是第一調(diào)節(jié)套、第二調(diào)節(jié)套與活塞總成的分解示意圖；
[0026] 圖7是阻尼調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖8是頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置與活塞桿的裝配圖；
[0028]圖9是第一信號采集機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖10是傳動軸的分解示意圖；
[0030]圖11是振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖12是振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖13是第二信號采集機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖14是電磁閥的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0034]圖15是第二套圖的受力圖；
[0035] 圖中標記為：
[0036] 1、缸筒；
[0037] 2、活塞桿；
[0038] 3、活塞總成；31、第一活塞塊;32、第一側(cè)壁;33、第二活塞塊;34、第二側(cè)壁;35、節(jié) 流孔;36、第三阻尼片；
[0039] 4、頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置;41、第一調(diào)節(jié)套;42、第一主動齒輪;43、第一從動齒輪;44、 第二主動齒輪;45、第二從動齒輪;46、電動機;47、第一軸體;48、第二軸體;49、第一支架； 410、棘輪;411、信號齒輪;412、轉(zhuǎn)速傳感器;413、齒指;414、固定套;415、第一底座;416、導 線；
[0040] 5、振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置;51、第二調(diào)節(jié)套;52、第二底座;53、支座;54、搖臂；55、半圓 柱齒條;56、驅(qū)動器;57、緩沖彈簧;58、位移傳感器;59、第三底座;510、液壓栗;511、銷軸； 512、電磁閥；513、儲液箱;514、第一油孔;515、第二油孔；
[0041] 6、第一阻尼片;7、第二阻尼片;8、第一端蓋;9、第二端蓋;10、密封圈；11、控制器。
【具體實施方式】
[0042] 下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細的 說明，目的是幫助本領域的技術(shù)人員對本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準確和深入的理 解，并有助于其實施。
[0043] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種電流變阻尼器，包括缸筒1、活塞桿2、活塞總 成3和阻尼調(diào)節(jié)裝置。缸筒1為內(nèi)部中空的圓柱形筒體，缸筒1內(nèi)部中空部分為儲存有電流變 液的圓柱形的內(nèi)腔體。活塞總成3設置于缸筒1的內(nèi)腔體中，活塞總成3并具有讓電流變液通 過的多個節(jié)流孔35?；钊麠U2設置成貫穿缸筒1和活塞總成3,且與活塞總成3連接。阻尼調(diào)節(jié) 裝置包括可旋轉(zhuǎn)的設置于活塞總成3內(nèi)部且用于調(diào)節(jié)處于開啟或關閉狀態(tài)的節(jié)流孔35數(shù)量 的第一阻尼片6和第二阻尼片7、與第一阻尼片6連接的頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置4以及與第二阻尼 片7連接的振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置5。
[0044] 具體地說，如圖2和圖3所不，缸筒1內(nèi)的活塞總成3設有個，活塞總成3包括相對 設置的第一活塞半部和第二活塞半部以及與第二活塞半部和活塞桿2連接的第三阻尼片 36,活塞總成3內(nèi)部具有容納第一阻尼片6、第二阻尼片7和第三阻尼片36的空腔。第一活塞 半部包括第一活塞塊31和與第一活塞塊31連接的第一側(cè)壁32,第一活塞塊31為圓形塊狀結(jié) 構(gòu)，第一側(cè)壁32為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，第一側(cè)壁32的外直徑與第一活塞塊31的外直徑大小相等且 兩者為同軸固定連接。第一活塞塊31的中心處具有讓活塞桿2穿過的圓形通孔，節(jié)流孔35在 第一活塞塊31上以第一活塞塊31的軸線為中心線沿周向均勻分布多個，節(jié)流孔35并為沿第 一活塞塊31的厚度方向貫穿設置的通孔。第二活塞半部的結(jié)構(gòu)與第一活塞半部的結(jié)構(gòu)基本 相同，第二活塞半部包括第二活塞塊33和與第二活塞塊33連接的第二側(cè)壁34，第二活塞塊 33為圓形塊狀結(jié)構(gòu)，第二側(cè)壁34為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，第二側(cè)壁34的外直徑與第二活塞塊33的外 直徑大小相等且兩者為同軸固定連接，第一活塞塊的外直徑與第二活塞塊33的外直徑大小 相等且兩者相平行，第一側(cè)壁32的一端與第一活塞塊31連接，第一側(cè)壁32的另一端與第二 側(cè)壁34的端部固定連接，將活塞總成3的內(nèi)腔封閉。第二活塞塊33的中心處具有讓活塞桿2 穿過的圓形通孔，節(jié)流孔35在第二活塞塊33上以第二活塞塊33的軸線為中心線沿周向均勻 分布多個，節(jié)流孔35并為沿第二活塞塊33的厚度方向貫穿設置的通孔，而且第一活塞塊31 上的各個節(jié)流孔35分別與第二活塞塊33上的一個節(jié)流孔35為同軸設置。
[0045]如圖2和圖3所示，第三阻尼片36為設置于活塞總成3的內(nèi)腔中的扇形薄片，第三阻 尼片36且以活塞總成3的軸線為中心線在活塞總成3的內(nèi)部沿周向均勻設置多個，各個第三 阻尼片36的一端與活塞桿2固定連接，另一端與第二側(cè)壁34的固定連接，即在活塞總成3的 軸向上，第三阻尼片36分布在第一活塞塊31與第二活塞塊33之間，第三阻尼片36與第一活 塞塊31和第二活塞塊33之間具有間隙，相鄰兩個第三阻尼片36之間在周向上具有空隙，該 空隙與第一活塞塊31和第二活塞塊33上的節(jié)流孔35連通且形成讓電流變液通過的阻尼通 道，阻尼通道使缸筒1的內(nèi)腔體中的上腔室和下腔室能夠連通。由于形成的阻尼通道的開度 較小，電流變液在流經(jīng)阻尼通道時，阻尼通道會產(chǎn)生阻尼效果。
[0046] 如圖2、圖3和圖6所示，第一阻尼片6位于由第一側(cè)壁32包圍形成的圓環(huán)形腔體中， 第二阻尼片7位于由第二側(cè)壁34包圍形成的圓環(huán)形腔體中，第一阻尼片6和第二阻尼片7分 別位于第三阻尼片36的一側(cè)，第一阻尼片6和第二阻尼片7與第三阻尼片36的形狀基本相 同，也為扇形薄片，第一阻尼片6的兩個側(cè)面分別與第一活塞塊31的圓形內(nèi)壁面和第三阻尼 片36貼合，第二阻尼片7的兩個側(cè)面分別與第二活塞塊33的圓形內(nèi)壁面和第三阻尼片36貼 合，第一阻尼片6和第二阻尼片7分別可以遮蓋第一活塞塊31和第二活塞塊33上與位于相鄰 兩個第三阻尼片36之間的空隙位置對齊的節(jié)流孔35,控制此位置處的節(jié)流孔35的開閉和處 于開啟狀態(tài)或關閉狀態(tài)的節(jié)流孔35的數(shù)量，進而實現(xiàn)阻尼通道開度大小的調(diào)節(jié)。
[0047] 如圖4和圖7所示，頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置4包括套設于活塞桿2上且與第一阻尼片6連 接的第一調(diào)節(jié)套41和與第一調(diào)節(jié)套41連接且用于提供使其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的第一動力產(chǎn)生 組件。第一調(diào)節(jié)套41為兩端開口、內(nèi)部中空的圓管狀構(gòu)件，第一調(diào)節(jié)套41從第一活塞塊31上 的中心處穿過并插入活塞總成3內(nèi)部，第一調(diào)節(jié)套41的一端與第一阻尼片6固定連接，另一 端位于缸筒1外側(cè)且該端與第一動力產(chǎn)生組件連接。第一動力產(chǎn)生組件產(chǎn)生驅(qū)動力，使第一 調(diào)節(jié)套41在活塞桿2上能夠旋轉(zhuǎn)，第一調(diào)節(jié)套41帶動第一阻尼片6同步旋轉(zhuǎn)，進而可以調(diào)節(jié) 第一阻尼片6的位置，實現(xiàn)阻尼通道開度大小的調(diào)節(jié)。
[0048] 如圖7至圖9所示，位于阻尼器本體外側(cè)的第一動力產(chǎn)生組件包括依次連接的電動 機46、第一傳動機構(gòu)和第二傳動機構(gòu)以及第一底座415,第一底座415與缸筒1之間的相對位 置固定，第二傳動機構(gòu)與第一調(diào)節(jié)套41連接。電動機46設置于第一底座415上，第一傳動機 構(gòu)為錐齒輪機構(gòu)，第二傳動機構(gòu)為圓柱齒輪機構(gòu)，第一傳動機構(gòu)包括相嗤合的第一主動齒 輪42和第一從動齒輪43，第一主動齒輪42設置于電動機46的電機軸上，第一從動齒輪43可 旋轉(zhuǎn)的設置于第一底座415上，第二傳動機構(gòu)包括相嚙合的第二主動齒輪44和第二從動齒 輪45,第二傳動機構(gòu)的第二主動齒輪44通過長度可調(diào)節(jié)的傳動軸與第一從動齒輪43連接， 第二從動齒輪45固定設置于第一調(diào)節(jié)套41上。電動機46運轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的動力經(jīng)第一傳動機構(gòu) 和第二傳動機構(gòu)傳遞至第一調(diào)節(jié)套41，使第一調(diào)節(jié)套41旋轉(zhuǎn)，進而使第一阻尼片6旋轉(zhuǎn)，進 行位置的調(diào)節(jié)。
[0049] 如圖7至圖10所示，傳動軸為可伸縮的構(gòu)件，傳動軸的長度方向與缸筒1的軸線相 平行，傳動軸是由第一軸體47和第二軸體48組成，第二軸體48套設于第一軸體47上，第二軸 體48內(nèi)部具有讓第一軸體47插入的方形孔，第一軸體47插入方形孔中的部分為橫截面呈方 形的滑動部，方形的滑動部插入方形孔中，可以避免第一軸體47相對于第二軸體48進行轉(zhuǎn) 動，確保第一軸體47和第二軸體48僅能沿長度方向做相對直線移動，實現(xiàn)傳動軸長度的調(diào) 節(jié)。第二軸體48的下端與第一從動齒輪43連接，第二主動齒輪44設置于第一軸體47上，傳動 軸使第一從動齒輪43和第二主動齒輪44同步旋轉(zhuǎn)。由于第一調(diào)節(jié)套41在活塞桿2上僅能轉(zhuǎn) 動，因此第一軸體47的上端通過第一支架49與活塞桿2連接，第一支架49橫置在第二傳動機 構(gòu)的上方，第一支架49的一端套設于活塞桿2上，第一支架49的另一端套設于第一軸體47 上，第一軸體47和活塞桿2相對于第一支架49僅能旋轉(zhuǎn)，因此活塞桿2在沿軸向移動時，可以 通過第一支架49帶動第一軸體47同步做直線運動。
[0050] 如圖9所示，第一動力產(chǎn)生組件還包括第一信號采集機構(gòu)，該第一信號采集機構(gòu)包 括可旋轉(zhuǎn)的設置于第一底座415上的信號齒輪411、與信號齒輪411同軸連接的棘輪410、套 設于活塞桿2上的固定套414、可旋轉(zhuǎn)的設置于固定套414上且用于撥動棘輪410旋轉(zhuǎn)的齒指 413和用于檢測信號齒輪411轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器412。固定套414與活塞桿2固定連接，齒指 413的旋轉(zhuǎn)中心線與活塞桿2的軸線相垂直且與棘輪410和信號齒輪411的軸線相平行，轉(zhuǎn)速 傳感器412和電動機46與控制器連接。齒指413是通過銷與固定套414連接的，而且固定套 414上具有限制齒指413轉(zhuǎn)動角度的限位結(jié)構(gòu)，當活塞桿2帶動固定套414朝向接近缸筒1的 方向移動時，此時齒指413呈朝向固定套414外側(cè)伸出的狀態(tài)且齒指413的長度方向與固定 套414和活塞桿2的軸線相垂直，齒指413的端部與棘輪410接觸，從而可以撥動棘輪410旋 轉(zhuǎn)。在齒指413與棘輪410分離后，活塞桿2帶動固定套414朝向遠離缸筒1的方向移動時，當 齒指413移動至與棘輪410接觸時，齒指413會朝向活塞桿2翻轉(zhuǎn)，此時齒指413不會使棘輪 410轉(zhuǎn)動，直至下一次活塞桿2帶動固定套414再次朝向接近缸筒1的方向移動時，齒指413才 會再次撥動棘輪410朝同一方向旋轉(zhuǎn)。
[0051 ]當有振動時，活塞桿2上下振動，固定套414及其上的齒指413也隨之上下運動，齒 指413在向上運動過程中依次與棘輪410的輪齒嚙合，從而驅(qū)動棘輪410轉(zhuǎn)動。棘輪410與信 號齒輪411固定在同一軸的兩端，進行同步旋轉(zhuǎn)，信號齒輪411的轉(zhuǎn)速通過轉(zhuǎn)速傳感器412進 行測量，轉(zhuǎn)速傳感器412再將信號齒輪411的轉(zhuǎn)速作為輸入信號傳給控制器，控制器根據(jù)信 號齒輪411轉(zhuǎn)速的大小控制電動機46的運動方向、轉(zhuǎn)速以及工作時間（控制器將根據(jù)齒輪不 同的轉(zhuǎn)速即活塞桿2不同的振動頻率控制電動機46旋轉(zhuǎn)的運動方向、轉(zhuǎn)速以及工作時間，最 終使第一阻尼片6轉(zhuǎn)動不同角度），電動機46驅(qū)動第一主動齒輪42運動，第一主動齒輪42帶 動第一從動齒輪43運轉(zhuǎn)，第一從動齒輪43通過傳動軸帶動第二主動齒輪44運轉(zhuǎn)，第二主動 齒輪44帶動第二從動齒輪45運轉(zhuǎn)，進而通過第一調(diào)節(jié)套41帶動第一阻尼片6旋轉(zhuǎn)，通過第一 阻尼片6遮擋活塞總成3上節(jié)流孔35,增加電流變液流通阻力，進而衰減振動。當出現(xiàn)振動 時，阻尼器的振動頻率高，信號齒輪411的轉(zhuǎn)速就會變大，反之信號齒輪411的轉(zhuǎn)速變小;通 過轉(zhuǎn)速傳感器412測量的轉(zhuǎn)速大小，控制器將會控制電動機46的運動方向、轉(zhuǎn)速以及工作時 間；當出現(xiàn)高頻振動時，電動機46快速運動，通過傳動機構(gòu)快速推動第一調(diào)節(jié)套41轉(zhuǎn)動，使 第一阻尼片6迅速打開到最大角度，進而遮住最多的節(jié)流孔35,快速消耗振動能量；當振動 頻率逐漸減小時，電動機46將會反轉(zhuǎn)減小阻尼片遮擋面積，當振動完全消失時，阻尼片復 位。當沒有振動時，第一阻尼片6與活塞總成3內(nèi)的第三阻尼片36重疊。
[0052] 如圖2和圖11所示，振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置5包括套設于活塞桿2上且與第二阻尼片7連 接的第二調(diào)節(jié)套51和與第二調(diào)節(jié)套51連接且用于提供使其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的第二動力產(chǎn)生 組件。如圖5所示，第二調(diào)節(jié)套51為兩端開口、內(nèi)部中空的圓管狀構(gòu)件，第二調(diào)節(jié)套51從第二 活塞塊33上的中心處穿過并插入活塞總成3內(nèi)部，第二調(diào)節(jié)套51的一端與第二阻尼片7固定 連接，另一端位于缸筒1外側(cè)且該端與第二動力產(chǎn)生組件連接。第二動力產(chǎn)生組件產(chǎn)生驅(qū)動 力，使第二調(diào)節(jié)套51在活塞桿2上能夠旋轉(zhuǎn)，第二調(diào)節(jié)套51帶動第二阻尼片7同步旋轉(zhuǎn)，進而 可以調(diào)節(jié)第二阻尼片7的位置，實現(xiàn)阻尼通道開度大小的調(diào)節(jié)。
[0053]如圖11和圖12所示，位于阻尼器本體外側(cè)的第二動力產(chǎn)生組件包括第二底座52、 設置于第二底座52上的支座53、可旋轉(zhuǎn)的設置于支座53上的搖臂54、與搖臂54的一端連接 的驅(qū)動器56和通過銷軸511與搖臂54的另一端連接的半圓柱齒條55,第二調(diào)節(jié)套51的外表 面設有與半圓柱齒條55嚙合的外螺紋，銷軸511的軸線和搖臂54的旋轉(zhuǎn)中心線相平行且與 活塞桿2的軸線相垂直。半圓柱齒條55通過銷軸511安裝在搖臂54的端部，半圓柱齒條55的 外表面上所設的齒與第二調(diào)節(jié)套51上的外螺紋完全嚙合，半圓柱齒條55上下移動時能夠驅(qū) 動第二調(diào)節(jié)套51旋轉(zhuǎn)一定角度(半圓柱齒條和第二調(diào)節(jié)套的配合傳動與齒條驅(qū)動蝸桿機構(gòu) 類似，但半圓柱齒條與第二調(diào)節(jié)套嚙合的螺紋升角必須大于摩擦角，防止兩者運動過程中 發(fā)生自鎖，半圓柱齒條55驅(qū)動第二調(diào)節(jié)套51旋轉(zhuǎn)的最大角度為第二阻尼片7完全打開的角 度），進而使第二阻尼片7旋轉(zhuǎn)，進行位置的調(diào)節(jié)。
[0054]如圖15所示，半圓柱齒條與第二調(diào)節(jié)套在傳動過程中，第二調(diào)節(jié)套嚙合部分P點受 力分析如下，齒條集中作用于套筒節(jié)點P處的法向載荷Fn可以分解為三個互相垂直的分力， 即圓周力Ft、徑向力F r和軸向力Fa。
[0055]當不計摩擦力時，各力大小如下：
[0056] Ft = Fn cosan sinB (1)
[0057] Fa = Fn cosan cos9 (2)
[0058] Fr = Fn sinan (3)
[0059] M=Ftr (4)
[0060] Fn為齒條集中作用于第二調(diào)節(jié)套上的節(jié)點P處的法向載荷，單位:N;
[0061 ] Ft為圓周力，單位:N;
[0062] Fr為徑向力，單位:N;
[0063] Fa*軸向力，單位:N;
[0064] f為摩擦系數(shù)；
[0065] 作"為摩擦力，可以分解為圓周力方向的摩擦力fFnC〇S0與軸向的摩擦力fF nsin0， 單位:N;
[0066] Μ為第二調(diào)節(jié)套的圓周力矩，單位:N*m;
[0067] αη為壓力角，單位:rad;
[0068] Θ為第二調(diào)節(jié)套上的外螺紋的螺旋升角，單位:rad。
[0069] 當圓周力Ft產(chǎn)生的力矩大于圓周方向摩擦力距，半圓柱齒條驅(qū)動第二調(diào)節(jié)套旋 轉(zhuǎn)，即
[0070] M>frFncos9 (5)
[0071] 半圓柱齒條與第二調(diào)節(jié)套運動過程中避免發(fā)生自鎖，螺紋升角Θ必須大于摩擦角β (0 = arctanf)，艮Ρ
[0072] θ>β (6)
[0073] 由（1)~(6)式可以得出半圓柱齒條與第二調(diào)節(jié)套運動的條件為：
[0076] 作為優(yōu)選的，驅(qū)動器56為設置于第二底座52上的雙作用液壓缸，液壓缸的缸體與 第二底座52轉(zhuǎn)動連接，液壓缸的活塞桿2與搖臂54的端部轉(zhuǎn)動連接，第二底座52的端部套設 于活塞桿2上且第二底座52與活塞桿2之間相對位置固定，第二調(diào)節(jié)套51相對于第二底座52 僅能旋轉(zhuǎn)，活塞桿2在沿軸向移動時，可以帶動第二底座52其其上的部件同步做直線運動。
[0077] 如圖11和圖13所示，振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置5還包括第二信號采集機構(gòu)，該第二信號采 集機構(gòu)包括第三底座59、設置于第三底座59上的緩沖彈簧57和設置于第三底座59上且用于 檢測活塞桿2的位移量的位移傳感器58,緩沖彈簧57與活塞桿2為同軸設置，緩沖彈簧57夾 在第三底座59與活塞桿2的端部之間，緩沖彈簧57用于對活塞桿2施加使其朝向遠離第三底 座59的方向移動的彈性作用力。位移傳感器58與控制器連接，第三底座59與缸筒1之間的相 對位置固定，位移傳感器58主要是測量活塞桿2的端部與第三底座59之間的距離。
[0078] 如圖11、圖13和圖14所示，振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置5還包括設置于第三底座59上的液壓 栗510、電磁閥512和儲液箱513，液壓栗510的進油口與儲液箱513連接，驅(qū)動器56為雙作用 液壓缸，電磁閥512為二位四通電磁閥，液壓缸的缸體上設有用于進出油的第一油孔514和 第二油孔515，液壓栗510的出油口與電磁閥512的進油口連接，電磁閥512的出油口與儲液 箱513連接，電磁閥512的另外兩個工作口分別與液壓缸的第一油孔514和第二油孔515連 接，形成循環(huán)液壓油路，液壓栗510用于對驅(qū)動器56提供液壓油，電磁閥512用于控制油路換 向且與控制器連接，控制器控制電磁閥512的開閉。
[0079] 振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置5的工作原理如下：
[0080] 位移傳感器58主要是測量活塞桿2下端與第三底座59的距離，活塞桿2-個運動周 期中最小距離作為控制器控制液壓栗510的位移信號。這里我們規(guī)定活塞總成3在缸筒1中 間位置為起點(第一階段），活塞總成3從中間起點向下運動到最低點（第二階段），活塞總成 3再從最低點向上運動之中間位置(第三階段），然后活塞總成3從中間位置向上運動至最高 處（第四階段），最后從最高處向下運動之中間位置（第五階段），上述運動過程為活塞桿2 (活塞總成3與活塞桿2是固定在一起的）的一個運動周期。每個周期通過液控制器比較每個 階段活塞桿2底部與第三底座59距離的大小，將最小的距離作為位移信號作為本周期位移 信號?？刂破飨雀鶕?jù)第一個周期的位移信號（即活塞桿2底部與安裝底座的最小距離）以及 位移信號的數(shù)值控制液壓栗510栗油量，調(diào)節(jié)阻尼片開度，此后每個周期的位移信號都與上 一個周期位移信號進行比較，通過判斷其大小，來控制電磁閥512的打開方式，并根據(jù)兩者 差值大小改變液壓栗510的栗油量，控制阻尼片的開度。如果本周期比上一周期位移信號要 大，阻尼片開度相應減小，反之，阻尼片開度相應增大。
[0081]當沒有振動時，第二阻尼片7與第三阻尼片36是重合的；當出現(xiàn)振動，活塞桿2運動 第一個周期時，由位移傳感器58檢測的活塞桿2下端與第三底座59的距離信號，并將信號傳 遞給控制器，控制器通過位移信號使液壓栗510工作，液壓油通過液壓栗510流向電磁閥 512,此時電磁閥a端通電，液壓油經(jīng)過電磁閥流向第一油孔514,液壓油進入液壓缸，液壓缸 伸長產(chǎn)生驅(qū)動力，進而使半圓柱齒輪驅(qū)動第二調(diào)節(jié)套51旋轉(zhuǎn)，第二阻尼片7隨之旋轉(zhuǎn)打開， 此時控制器使液壓栗510停止工作，使第二阻尼片7保持打開狀態(tài)，通過第二阻尼片7遮住節(jié) 流孔35,增加電流變液流通阻力，進而衰減振動。此后活塞的運動周期，位移傳感器58檢測 的位移信號與上一周期位移信號進行比較，如果本周期位移信號比上一周期位移信號要 小，控制油路與第一周期相同，通過控制液壓栗510栗油量增大阻尼片開度，并保持開度進 入下一周期;如果本周期位移信號比上一周期位移信號要大，液壓栗510控制器根據(jù)位移信 號的數(shù)據(jù)啟動液壓栗510以及改變其栗油量，并控制電磁閥b端通電，使液壓油經(jīng)第二油孔 515進入液壓缸，使液壓缸收縮，進而使半圓柱齒條55驅(qū)動第二調(diào)節(jié)套51反向旋轉(zhuǎn)，使第二 阻尼片7開度減小，液壓栗510停止工作，第二阻尼片7保持該開度，使阻尼力減小。經(jīng)多次調(diào) 節(jié)，使振動消失，阻尼片復位。液壓系統(tǒng)可以根據(jù)不同振幅振動，使液壓油流動量的不同，改 變阻尼片的開度即其遮擋節(jié)流孔35的數(shù)量，以至于改變阻尼力，使振動逐漸消失。
[0082]作為優(yōu)選的，第一阻尼片6設置多個，且多個第一阻尼片6在第一調(diào)節(jié)套41上為沿 周向均勻分布。第二阻尼片7也設置多個，且多個第二阻尼片7在第二調(diào)節(jié)套51上為沿周向 均勻分布。第一阻尼片6和第二阻尼片7的數(shù)量相等，第三阻尼片36的數(shù)量為第一阻尼片6和 第二阻尼片7的數(shù)量之和，各個第一阻尼片6和第二阻尼片7分別用于在每相鄰兩個第三阻 尼片36之間的空隙處起作用，第一阻尼片6、第二阻尼片7和第三阻尼片36的材質(zhì)優(yōu)選為泡 沫金屬。在本實施例中，如圖3至圖6所示，第一阻尼片6和第二阻尼片7均設置兩個，第三阻 尼片36設置四個。第一阻尼片6和第二阻尼片7可以在活塞總成3的內(nèi)腔中自由旋轉(zhuǎn)。在不需 要調(diào)節(jié)阻尼力時，兩個第一阻尼片6與兩個第三阻尼片36重疊在一起，兩個第二阻尼片7與 兩個第三阻尼片36重疊在一起，從而不阻礙阻尼液流過節(jié)流孔35，當需要調(diào)節(jié)阻尼力時，第 一阻尼片6和第二阻尼片7進行旋轉(zhuǎn)一定的角度，遮擋節(jié)流孔35,使電流變液流通的節(jié)流孔 35變少增大阻尼力，進而消耗振動能量。
[0083] 如圖1和圖2所示，缸筒1的一端開口設置有第一端蓋8,另一端開口設置有第二端 蓋9,第一端蓋8和第二端蓋9分別將缸筒1的一端封閉，而且第一端蓋8的中心處具有讓第一 調(diào)節(jié)套41穿過的通孔，第二端蓋9的中心處具有讓第二調(diào)節(jié)套51穿過的通孔，活塞桿2穿過 第一調(diào)節(jié)套41和第二調(diào)節(jié)套51且活塞桿2的兩端分別伸出至第一調(diào)節(jié)套41和第二調(diào)節(jié)套51 的外側(cè)。第一端蓋8和第二端蓋9需分別通電，而且兩個端蓋中，當其中一個端蓋均勻分布正 電荷時，另一端蓋均勾分布負電荷，從而可以在缸筒1的內(nèi)腔形成電場。當沒有振動時，第一 端蓋8和第二端蓋9不通電，電流變液可以自由通過活塞總成3的節(jié)流孔35;當有振動時，第 一端蓋8和第二端蓋9通電，兩個端蓋形成的電場隨振動強度改變電場強度，使電流變液變 粘稠，流過活塞總成3的節(jié)流孔35時具有阻力，電流變液內(nèi)部以及與缸筒1內(nèi)壁的摩擦產(chǎn)生 熱能，進而消耗振動能量。
[0084] 當本發(fā)明的電流變阻尼器用于汽車上時，活塞桿2的頂部安裝在車架上，缸筒1與 第一底座415和第二底座52安置在車橋上，工作時，活塞桿2通過底部的緩沖彈簧57的運動， 可以與缸筒1產(chǎn)生相對運動。
[0085]以上結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述。顯然，本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方 式的限制。只要是采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進;或未 經(jīng)改進，將本發(fā)明的上述構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 電流變阻尼器，其特征在于，包括： 缸筒，其內(nèi)部具有電流變液； 活塞總成，其設置于缸筒內(nèi)，且具有讓電流變液通過的多個節(jié)流孔； 活塞桿，其設置成貫穿缸筒和活塞總成，且與活塞總成連接；以及 阻尼調(diào)節(jié)裝置，其包括可旋轉(zhuǎn)的設置于活塞總成內(nèi)部且用于調(diào)節(jié)處于開啟或關閉狀態(tài) 的節(jié)流孔數(shù)量的第一阻尼片和第二阻尼片、與第一阻尼片連接的頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置以及與 第二阻尼片連接的振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述頻率阻尼調(diào)節(jié)裝置包括套設 于所述活塞桿上且與所述第一阻尼片連接的第一調(diào)節(jié)套和與第一調(diào)節(jié)套連接且用于提供 使其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的第一動力產(chǎn)生組件。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述第一阻尼片設置多個，且多 個第一阻尼片在所述第一調(diào)節(jié)套上為沿周向均勻分布。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述第一動力產(chǎn)生組件包括依次 連接的電動機、第一傳動機構(gòu)和第二傳動機構(gòu)，第二傳動機構(gòu)與所述第一調(diào)節(jié)套連接。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述第二傳動機構(gòu)為圓柱齒輪機 構(gòu)，第二傳動機構(gòu)的主動齒輪通過長度可調(diào)節(jié)的傳動軸與所述第一傳動該機構(gòu)連接，第二 傳動機構(gòu)的從動齒輪與所述第一調(diào)節(jié)套連接。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述第一動力產(chǎn)生組件還包 括第一信號采集機構(gòu)，該第一信號采集機構(gòu)包括信號齒輪、與信號齒輪同軸連接的棘輪、套 設于活塞桿上的固定套、可旋轉(zhuǎn)的設置于固定套上且用于撥動棘輪旋轉(zhuǎn)的齒指和用于檢測 信號齒輪轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置包括套設 于所述活塞桿上且與所述第二阻尼片連接的第二調(diào)節(jié)套和與第二調(diào)節(jié)套連接且用于提供 使其旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力的第二動力產(chǎn)生組件。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述第二動力產(chǎn)生組件包括可旋 轉(zhuǎn)設置的搖臂、與搖臂的一端連接的驅(qū)動器和與搖臂的另一端連接的半圓柱齒條，所述第 二調(diào)節(jié)套的外表面設有與半圓柱齒條嚙合的外螺紋。9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述振幅阻尼調(diào)節(jié)裝置還包 括第二信號采集機構(gòu)，該第二信號采集機構(gòu)包括設置于所述活塞桿下方的緩沖彈簧和用于 檢測活塞桿位移量的位移傳感器。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9任一所述的電流變阻尼器，其特征在于，所述活塞總成包括相對 設置的第一活塞半部和第二活塞半部以及與第二活塞半部和所述活塞桿連接的第三阻尼 片。
【文檔編號】F16F9/53GK106090110SQ201610748306
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月29日
【發(fā)明人】肖平, 江民, 高洪, 時培成, 胡紅生, 鳳志民, 韓利敏, 王勇, 張榮蕓, 潘道遠, 唐冶, 王建平, 劉桂武
【申請人】安徽工程大學