同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的製作方法

2023-05-11 12:18:56

專利名稱：同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種振動控制裝置，特別是關於一種同時具有圓環形和圓盤形液流阻 力通道的磁流變阻尼器，可應用於自行車、摩託車、汽車、卡車、輪船、火車、飛機、橋梁、建 築、運動設施以及其它振動控制系統。
背景技術：
磁流變阻尼器利用磁流變液的流變特性，具有屈服應力大、響應快、噪聲低、能耗 小、工作穩定可靠的特點。其工作原理是在阻尼器上設置受磁場作用的液流阻力通道，當 磁流變阻尼器的活塞與缸體發生相對運動時，會擠壓缸體內的磁流變液，使其在液流阻力 通道內定向運動。當液流阻力通道內沒有磁場作用的時候，磁流變液的粘度係數很小，不會 阻礙活塞的運動；當液流阻力通道內施加磁場時，磁流變液的粘度係數增大，硬化成為粘塑 性體，從而導致活塞運動的阻尼力增大。通過調節液流阻力通道內的磁場強度即可改變磁 流變液的粘度係數，以此來調節磁流變阻尼器的阻尼力大小。目前的磁流變阻尼器，不論是剪切式、擠壓式還是閥式，磁流變液的液流阻力通道 主要設置在線圈內部和線圈與缸體之間。不論何種設置方式，都需要保證磁場方向與磁流 變液的流向相垂直，否則就不能達到最佳效果，在這個前提下，還要使液流阻力通道的面 積儘可能大，以獲得足夠的阻尼力。中國專利「阻尼力可調控的磁流變阻尼器」(申請號 200810020142. 9)中公開了一種在活塞內增設磁流變液通道的阻尼器，其中磁流變液通道 由活塞中部內設置的兩個以上空腔-四條以上連接通管-活塞杆中部空腔構成，磁流變效 應主要發生在磁流變液通道中的與磁場方向垂直的兩個板狀空間區域；雖然活塞杆中部空 腔中也可能發生磁流變效應，但是由於活塞杆中部空腔處於活塞的中部，其中的磁流變液 受到的磁場作用不強，而且其運動方向不能夠保證與磁場方向垂直；這一裝置的不足之處 還在於，其活塞的結構非常複雜，且浪費了大部分勵磁線圈的磁場能量。現有的其他磁流變阻尼器的構思多採用單一的液流阻力通道，液流阻力通道的面 積小，產生的液流阻力有限。為了實現磁流變液的有效控制，只有增加結構尺寸和(或)工 作電流，而這又存在安裝空間和耗能等問題。因此使用一種更加優越的結構提高磁流變阻 尼器的效率是當前應當解決的問題。

發明內容
本發明針對現有技術中磁流變阻尼器液流阻力通道面積小、產生的液流阻尼力有 限、結構複雜等缺點，提出一種在不增加磁流變阻尼器的外部尺寸、線圈繞組、勵磁電流以 及磁流變阻尼器能耗的前提下，有效地增加液流阻力通道的剪切面積，在較小的勵磁電流 作用時具有較大的可控阻尼力的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器。本發明的技術方案如下一種同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器，包括阻尼器缸體、 位於阻尼器缸體內往復運動的活塞頭、與所述活塞頭至少一個端面固定連接的活塞杆，阻尼器缸內活塞頭之外部分充有的工作介質為磁流變液，所述活塞頭包括閥芯、勵磁線圈、勵 磁線圈架、圓盤，其特徵在於閥芯具有縱向貫通中心孔、圓盤在閥芯兩端面之外對稱布置， 定位銷保證圓盤與閥芯同軸心，各圓盤面對閥芯的端面與閥芯對應端面之間由間隔墊片形 成間隙構成與閥芯中心孔連通的圓盤形液流阻力通道，圓盤形液流阻力通道的間隙厚度由 間隔墊片保證；圓環形液流阻力通道由圓盤圓周面與阻尼器缸體內圓周面構成，與圓盤形 液流阻力通道、閥芯中心孔構成連通由活塞頭隔開的左液腔和右液腔的液流通道，活塞頭 左右運動時阻尼器缸體內的磁流變液通過上述液流通道左右流動；所述勵磁線圈架緊密套 在閥芯的外周，勵磁線圈均勻繞制於閥芯外圓周面、勵磁線圈架內側，勵磁線圈的引出導線 引出活塞杆；所述阻尼器缸體、圓盤和閥芯為高導磁材料；所述勵磁線圈架和墊片為非導 磁材料。所述活塞頭包括一閥芯外罩，閥芯外罩的外圓周面與阻尼器缸體內圓周面過渡配 合，利用0型密封圈進行滑動密封；閥芯外罩與圓盤和閥芯同軸，並且閥芯外罩的內圓周 面與圓盤的圓周面之間形成圓環形液流阻力通道；所述活塞頭還包括與圓盤和閥芯同軸、 分別設置於左右兩圓盤外端的固定圓盤和連接圓盤，連接圓盤位於活塞頭設置活塞杆的一 端，固定圓盤的一端與活塞頭未設置活塞杆一端的圓盤遠離閥芯的端面接觸且固定圓盤與 閥芯外罩利用螺栓或者其它不可拆卸連接方式連接，在固定圓盤上設置有與圓環形液流阻 力通道對應的液流槽；連接圓盤的一端與活塞頭設置活塞杆一端的圓盤遠離閥芯的端面接 觸且連接圓盤與閥芯外罩利用螺栓或者其它不可拆卸連接方式連接，在連接圓盤中心設置 有螺紋與活塞杆連接，同時，連接圓盤上也設置有與圓環形液流阻力通道對應的液流槽；液 流槽、圓環形液流阻力通道、圓盤形液流阻力通道和閥芯中心孔構成連通由活塞頭隔開的 左液腔和右液腔的液流通道，活塞頭左右運動時阻尼器缸體內的磁流變液通過上述液流通 道左右流動；所述固定圓盤、連接圓盤、螺栓為非導磁材料。上述活塞杆還可具有一與杆長方向相反的反向延長部分，所述反向延長部分的直 徑小於原杆長部分且小於閥芯中心孔的直徑，所述反向延長部分穿過所述活塞頭與活塞杆 連接的端面，穿過活塞頭中的圓盤和閥芯中心孔，伸出活塞頭的另一個端面，其伸出部分設 置有螺紋，一內螺紋螺帽與所述伸出部分配合，所述反向延長部分和所述螺帽為非導磁材 料。所述閥芯還可由至少兩個相同的閥芯沿軸向組合構成，兩兩閥芯之間分別設置一 個同軸心且具有一定厚度的圓盤，每一閥芯同樣具有緊密套在其外的勵磁線圈架，勵磁線 圈均勻繞制於閥芯外圓周面、勵磁線圈架內側，在兩閥芯與中間的圓盤之間由間隔墊片形 成間隙構成兩個圓盤形液流阻力通道且在圓盤圓周面之外再形成與所述兩個圓盤形液流 阻力通道連通的圓環形液流阻力通道，閥芯與圓盤之間是通過定位銷保證同軸心，閥芯兩 端面與圓盤之間構成的兩個圓盤形液流阻力通道的厚度通過間隔墊片保證。作為空氣補償裝置的浮動活塞設置於所述阻尼器缸體內未設置活塞杆的所述活 塞頭端面與端蓋形成的腔體的中間，並在設置浮動活塞相同端設置外置氣囊或者其它具有 活塞杆進出磁流變阻尼器時進行空氣補償作用的裝置。所述活塞杆在所述活塞頭兩端面分別對稱設置，此時省略浮動活塞。技術效果本發明通過控制勵磁線圈電流的大小來控制磁流變阻尼器的壓縮(還原)力，相
5CN 102121509 A
說明書
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對於傳統的磁流變阻尼器，同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器在不增 加磁流變阻尼器的外部尺寸、線圈繞組、勵磁電流以及磁流變阻尼器能耗的前提下，有效地 增加液流阻力通道的剪切面積，在較小的勵磁電流的作用時具有較大的可控阻尼力，使得 本發明的動態阻尼力範圍更寬，同時本發明具有高效率，結構簡單，體積小等優點。本發明形成的圓盤形阻力通道利用了閥芯端面和圓盤面，而形成的圓環形液流阻 力通道則是通過圓盤圓周面和閥芯外罩的部分內圓周面或者通過圓盤圓周面與阻尼器缸 體內圓周面形成。本發明的磁場迴路可以通過選擇具有不同導磁性能的組件實現，這樣可 以根據環境和成本的需要選擇組成部件設計不同的磁流變阻尼器。同時，本發明的連接結 構可以是具有液流槽的固定圓盤、連接圓盤和螺栓，與閥芯外罩連接將活塞頭的各組件組 合為一體，也可以是將活塞杆反方向延長，穿過閥芯中心孔將閥芯、各圓盤、固定圓盤、連接 圓盤(也可以不設置固定圓盤和連接圓盤)組合為一體，通過螺帽固定。如果選擇了閥芯 外罩作為磁路構件之一，則其通過螺栓與固定圓盤、連接圓盤固定，如果直接採用阻尼器缸 體作為磁路構件之一，則可以省去固定圓盤和連接圓盤。這些構件和連接方式，保證了活塞 頭各零件相互獨立又相互緊密連接，也可以通過其它不可拆卸的連接方式。這樣的結構可 靠，適用於批量生產，成本低。本發明的磁流變阻尼器在部件中採用一些非導磁材料，如活塞杆、勵磁線圈架、固 定圓盤、墊片、螺栓、定位銷和浮動活塞，以保證磁場迴路中的磁力線儘可能集中分布穿過 圓環形液流阻力通道和圓盤形液流阻力通道的主磁通迴路中，充分發揮垂直磁場對磁流變 液的作用，有效地控制磁流變阻尼器的阻尼力，提高磁流變阻尼器的效率，降低磁流變阻尼 器的能耗。活塞頭中的閥芯可以由至少兩個閥芯及其兩兩閥芯中間設置的圓盤組成，通過定 位銷確保閥芯與圓盤同軸心，閥芯兩端面與圓盤之間構成的兩個圓盤形液流阻力通道的厚 度通過間隔墊片保證，可以使一個活塞頭形成兩組或兩組以上的勵磁線圈的同時，還具有 圓環形和圓盤形液流阻力通道，進一步提高了磁流變阻尼器的效率，降低了磁流變阻尼器 的能耗。


圖1是本發明實施例一的結構剖視圖
圖2是本發明實施例一的活塞頭的結構圖
圖3是圖2的A-A剖面圖
圖4為固定圓盤的剖面圖
圖5為連接圓盤的剖面圖
圖6是本發明實施例一的磁通迴路圖
圖7是本發明實施例一活塞頭的結構擴展圖
圖8為本發明實施例二的活塞杆穿過活塞頭內閥芯中心孔固定活塞頭的結構
圖9是圖8的B-B剖面圖
圖10是磁路通過阻尼器缸體閉合的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器圖(實施例三)
圖11是圖10的C-C剖面圖
圖12是圖10的磁通迴路13是具有兩組勵磁線圈的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻 尼器的活塞頭圖(實施例四)圖14是同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的雙出杆式磁流變阻尼器原理圖 (實施例五)
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的結構作進一步說明參照附圖，1為下端蓋連接頭，2為0型密封圈，3為浮動活塞，4為阻尼器缸體，5為 螺栓，6為固定圓盤，7為螺紋，8為閥芯外罩，9為勵磁線圈，10為勵磁線圈架，11為圓盤形 液流阻力通道，12為圓環形液流阻力通道，13為圓盤，14為阻尼器上端蓋，15為油封，16為 活塞杆，17為活塞杆連接頭，18為惰性氣體，19為磁流變液，20為氣囊，21為氣門芯，22為 磁流變液左液腔，23為墊片二4為閥芯，25為磁流變液右液腔，26為勵磁線圈引出導線，27 為閥芯中心孔，28為活塞頭，29為下端蓋，30為液流槽，31為連接圓盤，32為定位銷，33為 彈簧墊圈，34為輔助活塞杆。實施例一參見圖1-7，同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器 的上端蓋14、下端蓋四通過標準的螺紋或者不可拆卸的連接方式與阻尼器缸體4連接，並 用0型密封圈2密封，將活塞頭觀置於工作介質磁流變液19中。浮動活塞3與阻尼器缸 體4之間是過渡配合，用0型圈進行滑動密封，浮動活塞3將補償氣囊20內的惰性氣體18 與磁流變液19進行隔離，實現對活塞杆16進出阻尼器缸體4時的空氣補償。油封15設置 於上端蓋14內與活塞杆16完成對內部磁流變液19的密封，在活塞杆16進出阻尼器缸體 4時不會出現漏油情況，勵磁線圈引出導線沈從活塞杆16連接頭17引出。圖1-7中的活塞頭觀包括閥芯對、勵磁線圈架10、勵磁線圈9、閥芯外罩8、圓盤 13和墊片23，通過連接結構和活塞杆16連接為一體。圓盤13在閥芯M兩端面之外對稱 布置，定位銷32確保圓盤13與閥芯M同軸心，各圓盤13面對閥芯M的端面與閥芯M對 應端面構成與閥芯中心孔27連通的圓盤形液流阻力通道11，圓盤形液流阻力通道11的間 隙厚度由間隔墊片23保證，一般為0. 5mm至2mm ；閥芯外罩8為一中空套筒，其外圓周面與 阻尼器缸體4內圓周面過渡配合，可以利用0型密封圈進行滑動密封；閥芯外罩8與圓盤13 和閥芯M同軸，並且閥芯外罩8內圓周面與圓盤13的圓周面之間形成圓環形液流阻力通 道12，一般為0. 5mm至2mm ；固定圓盤6的一端與圓盤13遠離閥芯M的端面接觸且固定圓 盤6與閥芯外罩8利用螺栓5或者其它不可拆卸連接方式連接，在固定圓盤6上設置有與 圓環形液流阻力通道12對應的液流槽30 ；連接圓盤31的一端與圓盤13遠離閥芯M的端 面接觸且連接圓盤31與閥芯外罩8利用螺栓5或者其它不可拆卸連接方式連接，在連接圓 盤31中心設置有螺紋與活塞杆16連接，同時，連接圓盤31上也設置有與圓環形液流阻力 通道12對應的液流槽30 ；液流槽30、圓環形液流阻力通道12、圓盤形液流阻力通道11和閥 芯中心孔27構成連通由活塞頭觀隔開的左液腔22和右液腔25的液流通道，活塞頭左右 運動時阻尼器缸體4內的磁流變液19通過上述液流通道左右流動；所述勵磁線圈架10緊 密套在閥芯M的外周，勵磁線圈9均勻繞制於閥芯M外圓周面、勵磁線圈架10內側，勵磁 線圈9的引出導線沈引出活塞杆16 ；所述連接結構為固定圓盤6、連接圓盤31、螺栓5和定位銷32，固定圓盤6、連接圓盤31的外徑與阻尼器缸體4內徑匹配；螺栓5穿過固定圓盤 6、連接圓盤31與閥芯外罩8端面將兩者固定；定位銷32連接圓盤13與閥芯M，通過間隔 墊片23確保圓盤13與閥芯M之間的間隙厚度。所述閥芯外罩8、圓盤13和閥芯M為高 導磁材料；所述阻尼器缸體4、勵磁線圈架10、墊片23、固定圓盤6、連接圓盤31、螺栓5、定 位銷32和浮動活塞為非導磁材料。當給勵磁線圈9通入電流，在磁流變阻尼器的磁通迴路中便會產生勵磁磁場，磁 場穿過圓盤形液流阻力通道11和圓環形液流阻力通道12，參見圖6。圓盤形液流阻力通道 11內和圓環形液流阻力通道12內的磁流變液在磁場的作用下被磁化，形成沿磁場方向分 布的粒子鏈。因此在勵磁線圈9產生的磁場未達到飽和前，增大電流時，屈服應力相應地增 加，也增加了液體流過的阻力，可以達到調節磁流變阻尼器的阻尼力的目的。螺栓5、定位銷 32等可拆卸連接也可以是其它不可拆卸連接方式。參照附圖2和圖3，為同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的 活塞頭裝置圖。活塞頭觀的閥芯M上設置閥芯中心孔27，勵磁線圈架10與閥芯M過盈 配合，勵磁線圈9均勻繞制於閥芯M外圓周面、勵磁線圈架10內側，定位銷32連接圓盤13 和閥芯M並確保二者同軸心，利用墊片23確保閥芯M和圓盤13之間的間隙距離，即圓盤 形液流阻力通道間隙11 ；閥芯外罩8與勵磁線圈架10之間同軸心，確保圓盤13與閥芯外 罩8之間的均勻徑向距離，即圓環形液流阻力通道12間隙距離；閥芯24、圓盤13、勵磁線圈 架10、勵磁線圈9依次固定安裝於閥芯外罩8內，固定圓盤6和連接圓盤31的一端與圓盤 13遠離閥芯M的端面接觸且與閥芯外罩8利用螺栓5連接；連接圓盤31與活塞杆16通 過螺紋連接，也可以通過其它不可拆卸方式連接。參照附圖4和圖5，分別為固定圓盤6和連接圓盤31的剖面圖。固定圓盤6和連 接圓盤31將活塞頭28的閥芯外罩8和其它零件固定為一體，固定圓盤6和連接圓盤31具 有與圓環形液流阻力通道12相對應的液流槽30，四周的通孔與螺栓5配合。磁流變阻尼器 的活塞頭28左右運動時，固定圓盤6和連接圓盤31不會影響阻尼器缸體4內磁流變液的 流通特性。與固定圓盤6不同的是，連接圓盤31的中心為一連接螺紋將其與活塞杆16連 接。為實現活塞頭觀的閥芯外罩8與其它零件固定，在磁流變阻尼器的活塞頭觀左右運 動時，不影響阻尼器缸體4內磁流變液的流通特性的情況下也可選擇其它連接結構。參照附圖6，為同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的磁通回 路圖。利用磁路原理，閥芯M和勵磁線圈9為磁場發生內磁路，圓盤13、閥芯外罩8以及圓 盤形液流阻力通道11和圓環形液流阻力通道12構成了磁場發生的外磁路。磁場始於閥芯 24，穿過圓盤形液流阻力通道11、圓盤13、圓環形液流阻力通道12，沿著閥芯外罩8，穿過圓 環形液流阻力通道12、圓盤13和圓盤形液流阻力通道11，於閥芯M閉合。在圓盤形液流 阻力通道11和圓環形液流阻力通道12中的磁流變液受到不同勵磁電流產生的磁場的作用 而產生作用，進而實現磁流變阻尼器阻尼力無級可調。參照附圖7，為同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的活塞頭 上勵磁線圈架的結構擴展圖。與附圖6所不同的是，附圖6中的勵磁線圈架10為圓環形套 筒，其兩端延長段為圓盤形狀，勵磁線圈9均勻繞制於兩圓盤形狀的延長段之間，勵磁線圈 架10緊密套在閥芯M外圓周面。勵磁線圈架10的中間部分的圓環形套筒的有或無取決 於磁流變阻尼器對外觀尺寸和可控阻尼力性能的要求而定。
實施例二 參照附圖8和圖9，活塞杆16反向穿過活塞頭觀內閥芯中心孔27固定 活塞頭觀的結構，為本發明的結構擴展。與附圖1-7所示的實施例一所不同的是，活塞杆 16具有一與杆長方向相反的反向延長部分，所述反向延長部分的直徑小於原杆長部分且小 於閥芯中心孔27的直徑，所述反向延長部分穿過活塞頭觀中的固定圓盤6、連接圓盤31、 圓盤13和閥芯中心孔27，並伸出活塞頭觀的另一個端面，其伸出部分設置有螺紋，一內螺 紋螺帽與所述伸出部分配合，所述連接結構包括該反向延長部分和所述螺帽，所述反向延 長部分和所述螺帽為非導磁材料。為確保活塞杆16與活塞頭觀之間的連接，將活塞杆16 設置為半徑不同的兩段，半徑較大的活塞杆16 —端直接連接於磁流變阻尼器連接頭17，另 一端與反向延長部分形成臺階卡住與其緊靠的連接圓盤31，所述反向延長部分即為半徑較 小的活塞杆一段，穿過閥芯中心孔27、兩個圓盤13、固定圓盤6和連接圓盤31，其伸出端設 置有螺紋，與螺帽連接，也可以是其它不可拆卸連接方式，將活塞頭觀中各部件固定為一 體。活塞頭28的勵磁線圈架10與閥芯M過盈配合，定位銷32連接圓盤12和閥芯M並 確保二者同軸心，利用墊片23確保閥芯M和圓盤13之間的間隙距離，即圓盤形液流阻力 通道間隙11 ；閥芯外罩8與勵磁線圈架10之間同軸心，確保圓盤13與閥芯外罩8之間的均 勻徑向距離，即圓環形液流阻力通道12間隙距離。閥芯M和勵磁線圈9為磁場發生內磁 路，圓盤13和閥芯外罩8以及圓盤形液流阻力通道11和圓環形液流阻力通道12構成了磁 場發生的外磁路。磁場始於閥芯對，穿過圓盤形液流阻力通道11、圓盤13、圓環形液流阻力 通道12，沿著閥芯外罩8，穿過圓環形液流阻力通道12，圓盤13和圓盤形液流阻力通道11， 於閥芯M閉合。在圓盤形液流阻力通道11和圓環形液流阻力通道12中的磁流變液受到 不同大小的勵磁電流產生的磁場的作用而產生作用，進而實現磁流變阻尼器阻尼力無級可 調。實施例三參照附圖10和圖11，為磁路通過磁流變阻尼器缸體閉合的同時具有圓 環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器圖，為本發明的另一擴展結構。閥芯M與繞制 有勵磁線圈9的勵磁線圈架10過盈配合，與附圖8和圖9 一樣，通過活塞杆16的反向延長 部分將閥芯M和圓盤13固定為一體，形成活塞頭28。活塞頭28上的勵磁線圈架10與阻 尼器缸體4之間是過渡配合，通過0型圈進行滑動密封。圓盤13在閥芯M兩端面之外對 稱布置且與閥芯M同軸心，各圓盤13面對閥芯M的端面與閥芯M對應端面構成與閥芯 中心孔27連通的圓盤形液流阻力通道11，圓盤形液流阻力通道11的間隙厚度由間隔墊片 23保證，一般為0. 5mm至2mm。阻尼器缸體4內圓周面與圓盤13的圓周面之間形成圓環形 液流阻力通道12，一般為0. 5_至2mm。圓環形液流阻力通道12、圓盤形液流阻力通道11 和閥芯中心孔27構成連通的由活塞頭觀隔開的左液腔22和右液腔25的液流通道，活塞 頭觀左右運動時阻尼器缸體4內的磁流變液19通過上述液流通道左右流動。本實施例所 述的阻尼器缸體4為高導磁材料。給勵磁線圈9通入電流，在圓盤形液流阻力通道11中便 產生法向的磁場，在圓環形液流阻力通道12中便產生徑向的磁場，磁流變液在磁場的作用 下被磁化，形成沿磁場方向分布的粒子鏈。因此在勵磁線圈9產生的磁場未達到飽和前，增 大電流時，屈服應力相應地增加，也增加了液體流過的阻力，可以達到調節磁流變阻尼器的 可控阻尼力的目的。參照附圖12，為磁路通過阻尼器缸體閉合的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通 道的磁流變阻尼器的磁通迴路。利用磁路原理，閥芯M和勵磁線圈9為磁場發生內磁路，
9圓盤13和阻尼器缸體4，以及圓盤形液流阻力通道11和圓環形液流阻力通道12構成了磁 場發生的外磁路。磁場始於閥芯24，穿過圓盤形液流阻力通道11、圓盤13和圓環形液流阻 力通道12，沿著阻尼器缸體4，穿過圓環形液流阻力通道12、圓盤13和圓盤形液流阻力通道 11，於閥芯M閉合。在圓盤形液流阻力通道11和圓環形液流阻力通道12中的磁流變液受 到不同勵磁電流產生的磁場的作用而產生作用，進而實現磁流變阻尼器阻尼力無級可調。實施例四參照附圖13，為同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼 器的活塞頭的結構擴展圖。該實施例的活塞頭觀同時具有兩組勵磁線圈。閥芯M由兩個 閥芯M沿軸向組合構成，兩個閥芯M之間分別設置一個同軸心且具有一定厚度的圓盤13， 每一閥芯M同樣具有套在其外的勵磁線圈架10，勵磁線圈9均勻繞制於閥芯M外圓周面、 勵磁線圈架10內側，在兩閥芯M與中間的圓盤13之間形成兩個圓盤形液流阻力通道11 且在圓盤13圓周面之外再形成與所述兩個圓盤形液流阻力通道11連通的圓環形液流阻力 通道12，閥芯M與圓盤13之間是通過定位銷32保證同軸心，閥芯M兩端面與圓盤13之 間構成的兩個圓盤形液流阻力通道11的厚度通過間隔墊片23保證。相當於增加了一個圓 盤13、一個勵磁線圈架10、一組勵磁線圈9和兩組墊片23，由此增加了兩個圓盤形液流阻力 通道和一個圓環形液流阻力通道，使得磁流變阻尼器具有更大的可控阻力。根據實際需要 可以再增加圓盤個數和勵磁線圈組數，每增加一組將增加兩個圓盤形液流阻力通道和一個 圓環形液流阻力通道。其磁場方向類似於圖6所示的磁場方向。實施例五參照附圖14，為同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼 器的另一擴展結構，為同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的雙出杆式磁流變阻尼器結 構圖。與實施例一至四所不同的是，同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的雙出杆式磁 流變阻尼器在活塞頭觀兩端面分別設置活塞杆16和輔助活塞杆34，這樣就可以省略補償 氣囊20和浮動活塞3。在實施例五中，活塞頭觀可以設置成如圖2和圖7(實施例一)或 如圖8(實施例二)或如圖10(實施例三)或如圖13(實施例四)所示的活塞頭。當實施 例五中的活塞頭設置為圖2或圖7(實施例一)或圖8(實施例二)或圖13(實施例四)所 示的活塞頭時，雙出杆磁流變阻尼器的阻尼器缸體4材料為導磁材料或不導磁材料均可， 而當實施例五為圖10(實施例三)中的活塞頭時，雙出杆磁流變阻尼器的阻尼器缸體4材 料必須是高導磁材料才能完成磁通迴路有效閉合。根據實際應用需要，可將實施例五中的 活塞頭28設置成為如圖13 (實施例四)所示的多組勵磁線圈的活塞頭。
權利要求
1.一種同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器，包括阻尼器缸體 (4)、位於阻尼器缸體(4)內往復運動的活塞頭08)、與所述活塞頭08)至少一個端面固定 連接的活塞杆(16)，阻尼器缸體內活塞頭08)之外部分充有的工作介質為磁流變液 (19)，所述活塞頭08)包括閥芯(M)、勵磁線圈(9)、勵磁線圈架(10)、圓盤(13)，其特徵 在於閥芯04)具有縱向貫通中心孔、2Τ)；圓盤(13)在閥芯04)兩端面之外對稱布置， 定位銷(32)保證圓盤(13)與閥芯04)同軸心，各圓盤(13)面對閥芯04)的端面與閥芯 (24)對應端面之間由間隔墊片03)形成間隙構成與閥芯中心孔07)連通的圓盤形液流阻 力通道(11)，圓盤形液流阻力通道(11)的間隙厚度由間隔墊片03)保證；圓環形液流阻 力通道(12)由圓盤(13)圓周面與阻尼器缸體內圓周面構成，與圓盤形液流阻力通道 (11)、閥芯中心孔(XT)構成連通由活塞頭08)隔開的左液腔02)和右液腔05)的液流 通道，活塞頭左右運動時阻尼器缸體內的磁流變液(19)通過上述液流通道左右流動； 所述勵磁線圈架(10)緊密套在閥芯04)的外周，勵磁線圈(9)均勻繞制於閥芯04)外圓 周面、勵磁線圈架(10)內側，勵磁線圈(9)的引出導線06)引出活塞杆(16)；所述阻尼器 缸體、圓盤(13)和閥芯04)為高導磁材料；所述勵磁線圈架(10)和墊片03)為非導 磁材料。
2.根據權利要求1所述的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器， 其特徵在於所述活塞頭08)包括一閥芯外罩(8)，閥芯外罩(8)的外圓周面與阻尼器缸體 ⑷內圓周面過渡配合，利用O型密封圈進行滑動密封；閥芯外罩⑶與圓盤(13)和閥芯 (24)同軸，並且閥芯外罩(8)的內圓周面與圓盤(13)的圓周面之間形成圓環形液流阻力 通道(12)；所述活塞頭08)還包括與圓盤(13)和閥芯04)同軸、分別設置於左右兩圓盤 (13)外端的固定圓盤(6)和連接圓盤(31)，連接圓盤(31)位於活塞頭設置活塞杆的一端， 固定圓盤(6)的一端與活塞頭未設置活塞杆一端的圓盤(13)遠離閥芯04)的端面接觸且 固定圓盤(6)與閥芯外罩(8)利用螺栓(5)或者其它不可拆卸連接方式連接，在固定圓盤 (6)上設置有與圓環形液流阻力通道(1 對應的液流槽(30)；連接圓盤(31)的一端與活 塞頭設置活塞杆一端的圓盤(13)遠離閥芯04)的端面接觸且連接圓盤(31)與閥芯外罩 (8)利用螺栓( 或者其它不可拆卸連接方式連接，在連接圓盤(31)中心設置有螺紋與活 塞杆(16)連接，同時，連接圓盤(31)上也設置有與圓環形液流阻力通道(12)對應的液流 槽(30)；液流槽(30)、圓環形液流阻力通道(12)、圓盤形液流阻力通道(11)和閥芯中心孔(27)構成連通由活塞頭08)隔開的左液腔(2 和右液腔0 的液流通道，活塞頭08) 左右運動時阻尼器缸體(4)內的磁流變液(19)通過上述液流通道左右流動；所述固定圓盤 (6)、連接圓盤(31)、螺栓(5)為非導磁材料。
3.根據權利要求1和2所述的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼 器，其特徵在於活塞杆(16)具有一與杆長方向相反的反向延長部分，所述反向延長部分的 直徑小於原杆長部分且小於閥芯中心孔(XT)的直徑，所述反向延長部分穿過所述活塞頭(28)與活塞杆(16)連接的端面，穿過活塞頭(28)中的圓盤(13)和閥芯中心孔(27)，伸出 活塞頭08)的另一個端面，其伸出部分設置有螺紋，一內螺紋螺帽與所述伸出部分配合， 所述反向延長部分和所述螺帽為非導磁材料。
4.根據權利要求1-3之一所述的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻 尼器，其特徵在於所述閥芯04)由至少兩個相同的閥芯04)沿軸向組合構成，兩兩閥芯(24)之間分別設置一個同軸心且具有一定厚度的圓盤(13)，每一閥芯04)同樣具有緊密 套在其外的勵磁線圈架(10)，勵磁線圈(9)均勻繞制於閥芯04)外圓周面、勵磁線圈架(10)內側，在兩閥芯04)與中間的圓盤(13)之間由間隔墊片03)形成間隙構成兩個圓 盤形液流阻力通道(11)且在圓盤(1 圓周面之外再形成與所述兩個圓盤形液流阻力通道(11)連通的圓環形液流阻力通道(12)，閥芯04)與圓盤(13)之間是通過定位銷(32)保 證同軸心，閥芯04)兩端面與圓盤(13)之間構成的兩個圓盤形液流阻力通道(11)的厚度 通過間隔墊片03)保證。
5.根據權利要求1-4之一所述的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻 尼器，其特徵在於作為空氣補償裝置的浮動活塞(3)設置於所述阻尼器缸體內未設置 活塞杆(16)的所述活塞頭08)端面與端蓋(14)形成的腔體的中間，並在設置浮動活塞相 同端設置外置氣囊或者其它具有活塞杆進出磁流變阻尼器時進行空氣補償作用的裝置。
6.根據權利要求1-4之一所述的同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻 尼器，可以將活塞杆關於活塞頭08)兩端面對稱設置，其特徵在於所述阻尼器省去了浮動 活塞等空氣補償裝置。
全文摘要
本發明公開了一種同時具有圓環形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器，包括阻尼器缸體(4)、活塞杆(16)、活塞頭(28)、上端蓋(14)和下端蓋(29)，所述活塞頭(28)包括勵磁線圈(9)、勵磁線圈架(10)、具有縱向貫通中心孔(27)的閥芯(24)、閥芯外罩(8)、閥芯(24)兩端面之外對稱布置的圓盤(13)、圓盤(13)面對閥芯(24)的端面與閥芯(24)對應端面形成的圓盤形液流阻力通道(11)和圓盤(13)圓周面與閥芯外罩(8)內圓周面形成的圓環形液流阻力通道(12)。勵磁線圈(9)和閥芯(24)為磁場發生的內磁路，磁場開始於閥芯(24)、穿過圓盤形液流阻力通道(11)、圓盤(13)、圓環形液流阻力通道(12)、沿著閥芯外罩(8)、穿過圓環形液流阻力通道(12)、圓盤(13)、圓盤形液流阻力通道(11)、閉合於閥芯(24)。所述活塞頭(28)可以沒有閥芯外罩(8)。利用本發明開發的阻尼器具有效率高、阻尼力動態範圍大、結構簡單、體積小等優點。
文檔編號F16F9/53GK102121509SQ201010579648
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月9日 優先權日2010年12月9日
發明者王代華, 白先旭 申請人:重慶大學