CN102359538B - 汽车碰撞磁流变减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车碰撞磁流变减振器，其包括工作缸、撞击活塞、撞击活塞杆和至少一个阻尼管，撞击活塞杆的一端与撞击活塞一端固定，撞击活塞杆的另一端通过工作缸一端的滑动轴承从工作缸内伸出；阻尼管的一端固定在工作缸的底部并与工作缸连通，在阻尼管与工作缸连通处的阻尼管一端的口部安装有滑动活塞，在阻尼管的末端有密封档板，在密封档板的中心开有圆孔，在圆孔内固定有密封膜片，在阻尼管的滑动活塞与密封膜片之间充满了硅油，在阻尼管的外圆周上安装有永久磁体；撞击活塞的一端与撞击活塞杆固定，撞击活塞的另一端的外圆周上安装有滑动轴承和密封圈，在撞击活塞的另一端与工作缸底部的空间内充满了磁流变液。
Description
技术领域
本发明属于一种减振器，具体涉及一种汽车碰撞磁流变减振器。
背景技术
随着我国汽车的拥有量的增加，汽车发生碰撞机率也大大增加，为了降低汽车在发生碰撞时对车辆和乘员造成损害，人们研发了各种汽车碰撞减振器，如中国专利申请号为：ZL93245003.2的“汽车碰撞活塞减振器”，以及中国专利申请号为：ZL200420087894.9的“一种汽车碰撞防护减振器”；由于“汽车碰撞活塞减振器”提供的是恒定的阻尼力，而“一种汽车碰撞防护减振器”提供的是弹性减振，所以，使用这些汽车碰撞减振器对于汽车在发生碰撞时降低车辆和乘员的损害能起到一定的作用，但现代碰撞理论认为：在汽车发生碰撞的过程中，要求汽车碰撞减振器产生的阻尼力要有一个从小到大逐渐增加的过程，即：在汽车碰撞接触开始时要求汽车碰撞减振器提供一个较小的阻尼力，而随着汽车碰撞的持续发展而要求汽车碰撞减振器产生的阻尼力要逐渐增大，才能使碰撞对车辆和乘员的造成损害降至最低，因此，现有的汽车碰撞减振器的性能难以满足汽车发生碰撞时对减振器的要求而减振效果不理想。
发明内容
针对现有汽车碰撞减振器减振效果较差的不足，本发明提出了全新的汽车碰撞减振器，即：一种汽车碰撞磁流变减振器。
本发明的技术方案如下：
一种汽车碰撞磁流变减振器，其包括工作缸、撞击活塞、撞击活塞杆和阻尼管，撞击活塞置于工作缸内的一端，撞击活塞的直径小于工作缸的内径，撞击活塞的一端与撞击活塞杆的一端固定，撞击活塞杆的另一端通过工作缸一端的滑动轴承从工作缸内伸出，撞击活塞的另一端的外圆周上安装有滑动轴承和密封圈，在撞击活塞的另一端与工作缸底部的空间内充满了磁流变液；工作缸的底部至少固定了一根阻尼管，且固定在工作缸底部的阻尼管的一端与工作缸是连通的，在阻尼管与工作缸连通处的阻尼管一端的口部安装有滑动活塞，在阻尼管的末端固定有密封档板，在密封档板的中心开有圆孔，在圆孔内固定有密封膜片，在阻尼管的滑动活塞与密封膜片之间充满了硅油，在阻尼管的外圆周上安装有永久磁体，并且，阻尼管是由不导磁材料构成的圆管形；滑动活塞的外径小于阻尼管的内径，在滑动活塞的外圆周上安装有密封圈，阻尼管末端密封档板上圆孔的直径小于滑动活塞的直径。
本发明的功能是这样实现的：在发生一些小的撞击，当撞击能量不足以使密封膜片暴裂时，碰撞磁流变减振器并不作用，当开始发生较大的撞击时，当撞击活塞杆受到撞击后，撞击活塞杆使撞击活塞向工作缸底部运动并压缩工作缸内的磁流变液，工作缸内的磁流变液在受到撞击活塞的压缩后使工作缸内的压力增大，因在零磁场的条件下磁流变液是流动性良好的液体，由于液体是不能被压缩的，同时由于阻尼管与工作缸是连通的，所以，受到撞击活塞压缩的磁流变液将压力通过阻尼管口部的滑动活塞、阻尼管的滑动活塞与密封膜片之间的硅油传递到阻尼管末端密封档板圆孔内的密封膜片上，当密封膜片承经受不住撞击传递过来的压力发生暴裂后，工作缸内的磁流变液将推动阻尼管口部的滑动活塞、滑动活塞推动阻尼管内的硅油，使硅油从阻尼管末端密封档板上的圆孔流出，同时工作缸内的磁流变液开始进入到阻尼管内，此时，撞击活塞受到的阻尼力较小；随后，在撞击能量的继续作用下，撞击活塞将继续推动工作缸内的磁流变液和处于阻尼管口部的滑动活塞向阻尼管的末端行进，阻尼管内的硅油将继续从阻尼管末端密封档板上的圆孔流出，工作缸内的磁流变液将继续进入到阻尼管内，由于阻尼管的外圆周上安装有永久磁体，因此，进入到阻尼管内的磁流变液在强磁场的作用下因其粘度变高而被“固化”，“固化”后的磁流变液在阻尼管内流动时将受到较大的阻尼力，从而使撞击活塞受到的阻尼力开始增大；随着被撞击活塞压入到阻尼管内的磁流变液的不断增多而使“固化”的磁流变液不断增加，将使得撞击活塞受到的阻尼力也不断增大；当工作缸内的磁流变液将阻尼管内的滑动活塞推动到阻尼管末端密封档板上的圆孔处时，撞击活塞将停止运动，使撞击活塞受到的阻尼力最大。由此可知：本发明是将汽车在碰撞时产生的撞击能量通过撞击活塞来压缩工作缸内的磁流变液，使其不断地进入到外圆周上安装有永久磁体的阻尼管中，使进入到阻尼管内磁流变液的不断增多（亦即是：被“固化”的磁流变液不断增多），使磁流变液在阻尼管内流动的阻尼力不断增大，从而使撞击活塞产生一个不断增大的阻尼力来达到减振的目的。
为了适用于不同汽车对汽车碰撞磁流变减振器的需要，本发明还可通过调整阻尼管的数量、管径、长度、阻尼管外圆周上永久磁体的磁场强度、密封膜片的大小和厚度等，来对本发明的汽车碰撞磁流变减振器的减振性能进行改变。与现有汽车碰撞减振器相比，由于本发明的汽车碰撞磁流变减振器在汽车发生碰撞的过程中能够提供一个从小到大的阻尼力，因而减振效果更加理想。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是图1中的A-A剖视图。
图3是图1中局部B的示意图。
图4是本发明固定在汽车保险杠上的实际应用示意图。
图5是本发明在工作开始时的示意图。
图6是本发明在工作过程中的示意图。
图7是本发明工作结束的示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的结构：
参见图1、图2和图3， 此为本发明的一种具体结构，一种汽车碰撞磁流变减振器，其包括工作缸5、撞击活塞15、撞击活塞杆1和阻尼管8；撞击活塞15置于工作缸5内的一端，撞击活塞15的直径小于工作缸5的内径，撞击活塞15的一端与撞击活塞杆1的一端固定，撞击活塞杆1的另一端通过工作缸5一端的滑动轴承2从工作缸5内伸出，撞击活塞15的另一端的外圆周上安装有滑动轴承3和密封圈4，在撞击活塞15的另一端与工作缸5底部的空间内充满了磁流变液14；工作缸5的底部固定了一根阻尼管8，且固定在工作缸5底部的阻尼管8的一端与工作缸5是连通的，在阻尼管8与工作缸5连通处的阻尼管8一端的口部安装有滑动活塞13，在阻尼管8的末端固定有密封档板10，在密封档板10的中心开有圆孔16，在圆孔16内固定有密封膜片11，在阻尼管8的滑动活塞13与密封膜片11之间充满了硅油12，在阻尼管8的外圆周上安装有永久磁体9，并且，阻尼管8是由不导磁材料构成的圆管形，滑动活塞13的外径小于阻尼管8的内径，在滑动活塞13的外圆周上安装有密封圈6和密封圈7，阻尼管8末端密封档板10的圆孔16的直径小于滑动活塞13的直径。
现在结合附图对本发明的汽车碰撞磁流变减振器作进一步描述：参见图4，将两个汽车碰撞磁流变减振器24和25的工作缸分别固定在汽车底盘的纵梁22和纵梁23上，两个汽车碰撞磁流变减振器24和25的撞击活塞杆固定在保险杠20上；参见图4和图1，当汽车发生碰撞时，汽车保险杠20将推动汽车碰撞磁流变减振器24和25的撞击活塞杆1使撞击活塞15向工作缸5底部运动并压缩工作缸5内的磁流变液14，工作缸5内的磁流变液14在受到撞击活塞15的压缩后使工作缸5内的压力增大，因在零磁场的条件下磁流变液14是流动性良好的液体，由于液体是不能被压缩的，同时由于阻尼管8与工作缸5是连通的，所以，受到撞击活塞15压缩的磁流变液14将压力通过阻尼管8口部的滑动活塞13、阻尼管8的滑动活塞13与密封膜片11之间的硅油12传递到阻尼管8末端密封档板10圆孔16内的密封膜片11上，当密封膜片11承受不住撞击传递过来的压力而发生暴裂后，工作缸5内的磁流变液14将推动阻尼管8口部的滑动活塞13、滑动活塞13推动阻尼管8内的硅油12，使硅油12从阻尼管8末端密封档板10的圆孔16流出，同时工作缸5内的磁流变液14开始进入到阻尼管8内并被“固化”（参见图5中的磁流变液14A），此时，撞击活塞15受到的阻尼力较小；随后，在撞击能量的继续作用下，撞击活塞15将继续推动工作缸5内的磁流变液14和处于阻尼管8口部的滑动活塞13向阻尼管8的末端行进，阻尼管8内的硅油12将继续从阻尼管8末端密封档板10的圆孔16流出，工作缸5内的磁流变液14将继续进入到阻尼管8内，由于阻尼管8的外圆周上安装有永久磁体9，因此，进入到阻尼管8内的磁流变液14在强磁场的作用下因其粘度变高而被“固化”（参见图6中的磁流变液14A），“固化”后的磁流变液14A在阻尼管8内流动时将受到较大的阻尼力，从而使撞击活塞15受到的阻尼力开始增大；随着被撞击活塞15压入到阻尼管8内的磁流变液14的不断增多而使“固化”的磁流变液14A不断增加，将使得撞击活塞15受到的阻尼力也不断增大；当工作缸5内的磁流变液14将阻尼管8内的滑动活塞13推动到阻尼管8末端密封档板10的圆孔16处时，撞击活塞15将停止运动，使撞击活塞15受到的阻尼力最大（参见图6）。
Claims (2)
1.一种汽车碰撞磁流变减振器，其包括工作缸、撞击活塞、撞击活塞杆和阻尼管，其特征在于：所述撞击活塞置于工作缸内的一端，撞击活塞的直径小于工作缸的内径，撞击活塞的一端与撞击活塞杆的一端固定，撞击活塞杆的另一端通过工作缸一端的滑动轴承从工作缸内伸出，撞击活塞的另一端的外圆周上安装有滑动轴承和密封圈，在撞击活塞的另一端与工作缸底部的空间内充满了磁流变液；所述工作缸的底部至少固定了一根阻尼管，且固定在工作缸底部的阻尼管的一端与工作缸是连通的，在阻尼管与工作缸连通处的阻尼管一端的口部安装有滑动活塞，在阻尼管的末端固定有密封档板，在密封档板的中心开有圆孔，在圆孔内固定有密封膜片，在阻尼管的滑动活塞与密封膜片之间充满了硅油，在阻尼管的外圆周上安装有永久磁体。
2.如权利要求1所述的一种汽车碰撞磁流变减振器，其特征在于：所述阻尼管是由不导磁材料构成的圆管形；所述滑动活塞的外径小于阻尼管的内径，在滑动活塞的外圆周上安装有密封圈，阻尼管末端密封档板上圆孔的直径小于滑动活塞的直径。
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