一種磁流變液阻尼器的製作方法

2023-04-23 05:43:12

本發明屬於車輛減震裝置的技術領域。更具體地，本發明涉及一種磁流變液阻尼器。

背景技術：

磁流變液是由細小的軟磁性顆粒分散於磁導率較低的載液中，形成剪切屈服強度可隨外加磁場變化而具有可控流變特性的懸浮液體；在磁場的作用下，磁流變液可在毫秒級時間內實現由牛頓流體到Bingham半固態的可逆變化，撤去磁場後，又可以恢復原態。

採用磁流變液製作的阻尼器具有出力大、體積小、響應快、結構簡單、阻尼連續可調、易於與計算機結合，實現智能控制等優點。

傳統的磁流變液阻尼器僅利用磁流變液在磁場作用下，其阻尼特性的變化，來改變阻尼器的阻尼輸出。其阻尼輸出響應受控制器響應速度影響較大，在阻尼器受到猛烈衝擊時其響應往往存在遲緩，不能達到理想的阻尼輸出。現有技術的解決方案是通過改變控制器的響應時間來解決反應遲緩問題。然而，控制器本身的電子原理決定該方式僅僅能夠儘量的減小滯後時間，且開發成本較大，製作精度要求較高。

技術實現要素：

本發明提供一種磁流變液阻尼器，其目的是更好地滿足在猛烈衝擊下的減震阻尼需求。

為了實現上述目的，本發明採取的技術方案為：

本發明的磁流變液阻尼器，包括工作缸、活塞及活塞杆，所述的活塞將工作缸分隔為兩個工作腔，所述的工作腔中設有磁流變液；所述的活塞設有連接兩個工作腔的阻尼通道，所述的阻尼通道的結構為：在所述的活塞上設有滑槽及與其滑動配合的滑塊，所述的滑塊在所述的滑槽中可作沿活塞徑向的運動，所述的滑塊朝向所述的工作缸內壁的端面，與所述的工作缸內壁之間設有間隙，使所述的兩個工作腔連通。

所述的工作缸在所述的活塞杆伸出的端部設絲杆螺母，所述的活塞杆通過內循環式滾珠螺旋傳動機構與所述的絲杆螺母形成配合。

所述的絲杆螺母固定在上端蓋上，所述的上端蓋與所述的工作缸固定連接。

所述的兩個工作腔分別為上工作腔和下工作腔；所述的上工作腔由所述的活塞、工作缸及內密封蓋圍合而成；所述的內密封蓋設置在所述的上端蓋與活塞之間；所述的下工作腔由所述的活塞、工作缸以及設在工作缸端部的下端蓋圍合而成。

所述的滑塊朝向所述的活塞杆的端面，與所述的活塞的活塞本體之間，設有復位彈簧，所述的復位彈簧為拉簧，其兩端分別與滑塊的端面和活塞本體的內壁連接。

所述的滑槽及滑塊的數量均為四個，按所述的活塞的圓周方向均布。

所述的滑塊內設有勵磁線圈。

所述的活塞杆伸出工作缸的端部設有上連接裝置，所述的上連接裝置為吊環結構，所述的吊環結構設有安裝孔；所述的吊環結構通過軸承與所述活塞杆連接。

在所述的下端蓋上設有下連接裝置。

本發明採用上述技術方案，通過阻尼器活塞上的滑塊控制阻尼通道，不僅可以通過磁流變液的磁場變化來改變阻尼輸出，還可以通過阻尼通道的變化改變阻尼輸出；能很好地解決猛烈衝擊下的阻尼需求。與現有技術相比，本發明具有阻尼輸出範圍廣、輸出響應快、結構簡單、性能可靠、生產成本低等優點。

附圖說明

附圖所示內容及圖中標記簡要說明如下：

圖1是阻尼通道可變的磁流變液阻尼器整體結構示意圖；

圖2是圖1中的阻尼活塞結構示意圖；

圖3是圖2所示結構的俯視示意圖；

圖4是圖1中活塞杆阻尼整體結構的局部放大圖。

圖中標記為：

1、上連接裝置，2、軸承，3、活塞杆，4、絲杆螺母，5、上端蓋，6、工作缸，7、內密封蓋，8、磁流變液，9、活塞，10、下端蓋，11、下連接裝置，12、密封圈，13、下工作腔，14、阻尼通道，15、上工作腔，16、導線，91、活塞本體，92、滑塊，93、勵磁線圈，94、復位彈簧。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。

如圖1至圖4所示，是本發明的磁流變液阻尼器，包括工作缸6、活塞9及設在工作缸6中可滑動的活塞杆3，活塞杆3穿過上段蓋5和你密封蓋7。活塞杆3的下端插入工作缸6中與活塞9連接；所述的活塞9的外圓表面與工作缸6內壁緊密接觸；所述的活塞9將工作缸6分隔為兩個工作腔，即上工作腔15和下工作腔13。所述的工作腔中充滿了磁流變液8。本發明提供的是一種阻尼通道可變的磁流變液阻尼器，其能夠產生穩定且理想的、能夠產生快速阻尼輸出響應。

工作缸6通過上端蓋5、下端蓋10、內密封蓋7和安裝在端蓋上的密封圈12密封。

為了解決現有技術存在的問題並克服其缺陷，實現更好地滿足在猛烈衝擊下的減震阻尼需求的發明目的，本發明採取的技術方案為：

如圖1至圖4所示，本發明的磁流變液阻尼器，所述的活塞9設有連接兩個工作腔的阻尼通道14，所述的阻尼通道14的結構為：在所述的活塞9上設有滑槽及與其滑動配合的滑塊92，所述的滑塊92在所述的滑槽中可作沿活塞9徑向的運動，所述的滑塊92朝向所述的工作缸6內壁的端面，與所述的工作缸6內壁之間設有間隙，使所述的兩個工作腔連通。

所述的活塞9包括圓柱形的活塞本體91，所述的滑塊92設在活塞本體91中，在活塞本體91轉動時能夠直線移動，調節所述阻尼通道14的開度大小。

所述阻尼通道14設在活塞本體91的外圓周面上；在活塞本體91的阻尼通道14處的外側面上，設有沿徑向朝向活塞本體91內部延伸的滑槽，滑槽中設有能夠直線移動的阻尼柱塞滑塊92。

阻尼通道14為沿與活塞本體91軸線平行的方向在活塞本體91的外圓周上延伸形成，即活塞本體91的外圓周面與工作缸6的內壁在阻尼通道14的位置處具有間隙，其餘部位仍為緊密接觸。

本發明採用的阻尼可變的阻尼通道14裝置，其不僅可以通過磁流變液的變化改變阻尼輸出，還可以通過阻尼通道14的間隙大小變化改變阻尼輸出；且通過阻尼器活塞9上的滑塊92控制的阻尼通道14的開度大小，能很好的解決猛烈衝擊下的阻尼需求。

所述的工作缸6在所述的活塞杆3伸出的端部設絲杆螺母4，所述的活塞杆3通過內循環式滾珠螺旋傳動機構與所述的絲杆螺母4形成配合。

絲杆螺母4和上端蓋5是固定安裝在工作缸6中。絲杆螺母4固定在上端蓋5上。所述的上端蓋5與所述的工作缸6固定連接。絲杆螺母4內部設有滾珠，活塞杆3的外表面設有一端與其相配合的外螺紋。

活塞杆3的端部與上連接裝置為相對可轉動連接，確保活塞杆3相對連接裝置1可進行旋轉。

在阻尼器承受外界作用力時，工作缸6帶動絲杆螺母4作直線運動，絲杆螺母4通過活塞杆3表面的外螺紋驅動活塞杆3作螺旋運動(如圖3)。為了保證螺旋轉動的順滑，需要將活塞杆3和絲杆螺母4的螺紋螺距設置較大，即螺旋升角很大。

與現有技術相比，本發明通過控制活塞杆的轉動，從而使得滑塊的移動改變阻尼通道間隙的大小；

另外，本阻尼器通過阻尼通道大小及磁流變液阻尼特性的改變，兩者相結合，增加阻尼輸出範圍；該阻尼器在受到外界衝擊時，通過活塞內機構的快速響應，也能達到理想的阻尼輸出效果。

所述的兩個工作腔分別為上工作腔15和下工作腔13；所述的上工作腔15由所述的活塞9、工作缸6及內密封蓋7圍合而成；所述的內密封蓋7設置在所述的上端蓋5與活塞9之間；所述的下工作腔13由所述的活塞9、工作缸6以及設在工作缸6端部的下端蓋10圍合而成。

如圖2和圖3所示，滑槽中設有使阻尼柱塞滑塊92收縮至滑槽中的復位機構，其具體結構是：

所述的滑塊92朝向所述的活塞杆3的端面，與所述的活塞9的活塞本體91之間，設有復位彈簧94，所述的復位彈簧94為拉簧，其兩端分別與滑塊92的端面和活塞本體91的內壁連接。

也即：所述復位機構包括設在所述滑槽中的復位彈簧94，復位彈簧94的一端與所述阻尼柱塞滑塊92相連，另一端與活塞本體91的內壁相連。當阻尼發生變化時，活塞9軸向移動，活塞杆3通過過內循環式滾珠螺旋傳動機構的作用帶動活塞9旋轉，滑塊92在離心力的作用下，沿滑槽向外移動，使阻尼通道14的開度減小，也就是使活塞9軸向移動的阻尼增大，活塞軸向運動量減小；同時，其旋轉運動轉速減小，滑塊92在復位彈簧94的作用下向內運動，使阻尼通道14的開度增大，使液體的阻尼減小。

所述的滑槽及滑塊92的數量均為四個，按所述的活塞9的圓周方向均布。

由於採用四個阻尼通道14結構，使得阻尼調節的分布更加均勻，工作時更為穩定。

所述的滑塊92內設有勵磁線圈93，可以產生電磁場。通過控制加載在勵磁線圈93上的電流大小，來控制磁場強度的大小，從而改變磁流變液的阻尼特性。

所述磁流變液8的阻尼特性受所處勵磁線圈93所產生磁場強度的變化而變化。所述的勵磁線圈93通過設在活塞9及活塞杆3上的導線16與阻尼控制器的控制電源連接，實現調節其電源大小的目的。勵磁線圈93在外部電流接入後產生電磁場，電磁場作用於工作缸6內部的磁流變液8上，改變磁流變液8的阻尼特性，從而控制阻尼器的阻尼輸出。

所述的活塞杆3的伸出工作缸6的端部設有上連接裝置1，所述的上連接裝置1為吊環結構，所述的吊環結構設有安裝孔；所述的吊環結構通過軸承2與所述活塞杆3連接。

在下端蓋10上設有另一個連接裝置即下連接裝置11，阻尼器通過活塞杆3上端的上連接裝置1和下端蓋10上的下連接裝置11進行安裝固定。

在阻尼器不工作時，阻尼柱塞滑塊92在復位彈簧94的作用下收縮在滑槽中。此時阻尼通道14開度最大。在阻尼器工作時，由於滾珠絲杆副的作用，活塞杆3旋轉，產生離心力使得阻尼柱塞滑塊92沿活塞9的徑向向外移動，阻尼通道14開度減小。同時，在勵磁線圈93上加載電流，產生電磁場使得磁流變液8阻尼特性產生變化。

本發明通過阻尼通道14隨外力衝擊大小的自適應和勵磁線圈93對磁流變液8的控制，擴大了阻尼器的阻尼輸出範圍，加快了阻尼的響應速度。

本發明採用上述技術方案，其不僅可以通過磁流變液的變化改變阻尼輸出，還可以通過阻尼通道的變化改變阻尼輸出，使兩者相結合。該機構通過阻尼器活塞上的滑塊控制阻尼通道，能很好地解決猛烈衝擊下的阻尼需求。具有阻尼輸出範圍廣，輸出響應快，結構簡單，性能可靠，生產成本低等優點。同時，該阻尼器在受到外界衝擊時，通過活塞內機構的快速響應，也能達到理想的阻尼輸出效果。

上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現並不受上述方式的限制，只要採用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用於其它場合的，均在本發明的保護範圍之內。