CN103758923B - 智能式磁流变液双质量飞轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能式磁流变液双质量飞轮，旨在克服现有技术存在双质量飞轮阻尼不可控问题。智能式磁流变液双质量飞轮包括外转子组件、磁流变液（5）、内转子（7）、励磁装置和双质量飞轮组件。外转子组件安装在双质量飞轮组件的左侧，外转子组件中的密封腔后盖（9）与双质量飞轮组件中第一飞轮（18）螺栓固定连接，内转子（7）套装在双质量飞轮组件中的第二飞轮（19）的第二飞轮阶梯轴上为花键副连接，同时内转子（7）安装在外转子组件的内部，内转子（7）的外圆表面和外转子组件中的密封腔前盖（4）及密封腔后盖（9）内圆表面之间的间隙构成了的工作间隙即密封腔，磁流变液（5）充满密封腔，励磁装置固定安装在外转子组件周围。

Description

智能式磁流变液双质量飞轮

技术领域

本发明涉及一种汽车上的传动减振阻尼零部件，更确切地说，本发明涉及一种智能式磁流变液双质量飞轮。

背景技术

1.磁流变液效应

磁流变效应是指磁流变液在没有磁场作用时，它可以自由流动，表现出牛顿流体的行为；在施加外加磁场后，它可以在瞬间(毫秒级)由液态变成类固态，其粘度陡然增大几个数量级以至失去流动性，表现出宾汉姆粘塑性体的行为，具有一定的抗剪切屈服应力，随外加磁场强度的增加，磁流变液的屈服应力增大；并且磁流变液的这种变化是连续、可逆的，即一旦撤去磁场后磁流变液又变成可以流动的液体。磁流变液能产生磁流变效应的这种特征，为它在工程实际中提供了广泛的应用前景。

2.周向长弧形螺旋弹簧双质量飞轮（DMF-CS）

双质量飞轮，就是将原来的一个飞轮分成两个部分，它包括初级飞轮组件、次级飞轮组件和扭转减振器。初级飞轮组件保留在发动机一侧起到原来飞轮的作用，用于启动和传递发动机的转动扭矩；次级飞轮组件则放置在传动***的变速器一侧，用于提高变速器的转动惯量，初级飞轮组件与次级飞轮组件之间通过扭转减振器相连。初级飞轮组件包括第一飞轮、密封盖和启动齿圈等，第一飞轮与密封盖形成一个密封油腔，在该油腔内装有扭转减振器（弧形弹簧），弧形弹簧的一段抵靠在凹槽的端面，另一端与传力板的侧耳侧面焊接，传力板靠中心的铆接孔与第二飞轮铆接，次级飞轮组件包括传力板、第二飞轮等，并通过滑动轴承支撑在初级飞轮组件上。这样由发动机传递来的扭矩依次经过第一飞轮、弧形弹簧、传力板、第二飞轮，并最后传递到变速箱。初级飞轮组件和次级飞轮组件之间由于弧形弹簧的存在而产生相对转角，有效衰减了汽车发动机在启动和扭矩突变工况下的振动振幅，延长了汽车传动***中各零部件的使用寿命，同时也提高了汽车的平顺性。

但是，目前的双质量飞轮主要还是依靠长弧形弹簧与润滑脂之间的粘性摩擦产生阻尼，其阻尼特性是不可控制的。而汽车在启动时（低频区）需要双质量飞轮有较大的阻尼来衰减振动，在正常行驶时（高频区）需要双质量飞轮有较小的阻尼来降低噪声，这样双质量飞轮很难满足汽车在各种不同频率的工况下对其阻尼的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在双质量飞轮阻尼不可控的问题，提供了一种智能式磁流变液双质量飞轮。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的智能式磁流变液双质量飞轮包括外转子组件、磁流变液、内转子、励磁装置和双质量飞轮组件。

所述的外转子组件安装在双质量飞轮组件的左侧，外转子组件中的密封腔后盖与双质量飞轮组件中的第一飞轮采用螺栓固定连接，内转子套装在双质量飞轮组件中的第二飞轮的第二飞轮阶梯轴上为花键副连接，同时内转子安装在外转子组件的内部，内转子的外侧面和外转子组件中的密封腔前盖及密封腔后盖内侧面之间的间隙构成了的工作间隙即密封腔，磁流变液充满密封腔，励磁装置固定安装在外转子组件的周围。

技术方案中所述的密封腔是指：外转子组件中的密封腔前盖、1号隔磁环及密封腔后盖内侧面与内转子外侧面之间留有的间隙构成了工作间隙即密封腔，在密封腔后盖和第二飞轮的第二飞轮阶梯轴中的光轴之间安装了U型金属骨架密封圈，在1号隔磁环与密封腔前盖之间、1号隔磁环和密封腔后盖之间分别安装了硅胶密封圈，用以连接密封腔前盖、1号隔磁环和密封腔后盖的螺栓上涂有螺纹密封胶，注油孔的密封由注油塞封堵，工作间隙的厚度取值为1～4mm。

技术方案中所述的外转子组件还包括法兰与1号隔磁环。所述的法兰的内花键通孔与密封腔前盖的阶梯轴的最左端的花键轴配合安装，法兰的内花键通孔的右端面和密封腔前盖阶梯轴上的第一段与第二段阶梯轴所形成的轴肩接触连接，将卡簧安装在花键轴左端的卡簧槽内与法兰内花键通孔的左端面接触连接，采用螺栓将密封腔前盖、安装在密封腔前盖和密封腔后盖之间的1号隔磁环与密封腔后盖固定连接。

技术方案中所述的密封腔前盖为圆盘类结构件，在密封腔前盖左端面的中心处设置有中心阶梯轴，中心阶梯轴的轴径由右至左为由粗到细，中心阶梯轴的最左端为花键轴，花键轴的右侧有2段阶梯轴即第一段与第三段用于安装1号轴承和2号轴承，中心阶梯轴的周围即密封腔前盖的周边设置有6个回转轴线与密封腔前盖回转轴线等距平行的均匀分布的螺栓通孔，中心阶梯轴与6个螺栓通孔之间设置2个结构相同的对称布置的安装注油塞的注油孔。

技术方案中所述的密封腔后盖为圆盘类结构件，密封腔后盖的圆周边缘设有凸向左侧的外圆环体，外圆环体的右端设有6个回转轴线与密封腔后盖回转轴线等距平行的均匀分布的小直径的螺纹通孔，外圆环体的左端设置有6个回转轴线与6个小直径的螺栓通孔回转轴线共线的且连成一体的大直径螺栓通孔，密封腔后盖的中心处设置有中心阶梯通孔，大直径通孔位于左端，小直径通孔位于右端，密封腔后盖中心阶梯通孔的大直径通孔与双质量飞轮组件中的第二飞轮中光轴段配合用于安装有U型金属骨架油封，密封腔后盖中心阶梯通孔的小直径通孔与第二飞轮中光轴段之间为间隙配合；密封腔后盖中心阶梯通孔与外圆环体之间设置有回转轴线与密封腔后盖回转轴线等距平行的均匀分布的大直径的螺纹通孔。

技术方案中所述的内转子为圆盘类结构件，内转子的径向截面为工字型等截面，内转子中心处设置有用于和第二飞轮上的第二飞轮阶梯轴中的花键轴连接的内花键孔，内转子的内花键孔的周围设置有六个回转轴线和内转子的回转轴线平行等距的均匀分布的减重孔。

技术方案中所述的励磁装置包括磁轭连接件、2号隔磁环、磁轭和励磁线圈。励磁线圈安装在磁轭内，在磁轭上设置有便于励磁线圈的导线接入与接出的小孔；磁轭安装在磁轭连接件的右侧，2号隔磁环安装在磁轭连接件与磁轭之间，磁轭连接件、2号隔磁环和磁轭采用螺栓刚性连接，磁轭连接件采用1号轴承和2号轴承安装在密封腔前盖的中心阶梯轴中第一段与第三段阶梯轴上为转动连接，磁轭连接件的回转轴线与密封腔前盖的回转轴线共线。

技术方案中所述的双质量飞轮组件包括初级飞轮组件、次级飞轮组件和2个结构相同的弧形弹簧。所述的初级飞轮组件包括启动齿圈、第一飞轮和密封盖。第一飞轮向右侧凸出的横截面为弧形面的圆环体的右端面与密封盖左端面相接触并采用点焊连接，启动齿圈套装在第一飞轮的横截面为圆柱面的圆环体外圆周面上并点焊连接。所述的次级飞轮组件包括传力板与第二飞轮。传力板与第二飞轮采用铆接，次级飞轮组件采用轴承通过传力板安装在初级飞轮组件中的第一飞轮的右侧，密封盖的密封盖中心通孔与第二飞轮的周边为滑动配合，2个结构相同的弧形弹簧安装在密封盖上的2个结构相同的弧形凹槽内，2个结构相同的弧形弹簧在各自的弧形凹槽内其一端抵靠在弧形凹槽一端部的端面上，另一端与传力板的侧耳板侧面焊接。

技术方案中所述的传力板为圆盘类结构件，传力板的中心处设置有传力板中心通孔，传力板中心通孔的周围设置有6个均匀分布的回转轴线和传力板的回转轴线平行等距的铆接孔，传力板上的6个铆接孔与第二飞轮上的6个铆接孔结构相同；传力板的周边沿径向对称地设置2个向外伸出的侧耳板，2个向外伸出的侧耳板的对称线在同一直径上。

技术方案中所述的第二飞轮为圆盘类结构件，第二飞轮的中心处设置有回转轴线和第二飞轮回转轴线共线的凸向左侧的第二飞轮阶梯轴，第二飞轮阶梯轴的左端为小直径的花键轴，花键轴的左端设置有安装卡簧的卡簧槽，第二飞轮阶梯轴的右端为大直径的光轴，第二飞轮右端面中心处设有花键孔，第二飞轮阶梯轴的回转轴线与花键孔的回转轴线共线，第二飞轮阶梯轴的周围设置有6个均分布的回转轴线和第二飞轮的回转轴线平行等距的铆接孔，6个铆接孔和第二飞轮阶梯轴之间还设置有6个均匀分布的回转轴线和第二飞轮的回转轴线平行等距的装配孔。

与现有技术相比本发明的有益效果是：

1.理论上

通过改变励磁线圈中的电流大小来改变外加磁场力，从而改变磁流变液的阻尼特性，使其可以在更大范围的频率下比传统的双质量飞轮达到更好的减振效果，提高弹簧的使用寿命，提升汽车的减振性能。工作可靠，在磁流变元件失效的情况下，还具有传统双质量飞轮的减振性能。能源消耗少，可在车载能源的使用范围内。

2.机构上

设计了一种全新的双质量飞轮结构，保留了传统双质量飞轮隔振降噪的优点，并采用了磁流变技术。

3.实验仿真

参阅图14，本发明的磁流变双质量飞轮进行了第二飞轮转速波动试验和车内振动试验，并进行了数据采集，通过图表的形式呈现出来。五档减速行驶工况下第二飞轮转速波动均方根值试验结果如图中所示，图中颜色较深的为普通双质量飞轮试验曲线，颜色较浅的为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮的试验曲线，从图中我们可以很明显的看出智能式磁流变液双质量飞轮比普通双质量飞轮的第二飞轮转速波动更小，可以更好的降低传动系振动。

参阅图15，图中为汽车在五档减速行驶工况下分别安装普通双质量飞轮和磁流变液双质量飞轮时的车内振动加速度均方根值。由图中可知，在减速行驶工况下，相比普通双质量飞轮，智能式磁流变液双质量飞轮的车内振动加速度均方根值较小，能较好的改善车内的振动情况。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮主视图上的全剖视图；

图2为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮结构组成的轴测投影图；

图3为图2中本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮翻转180度后结构组成的轴测投影图；

图4为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的双质量飞轮总成的轴测投影图；

图5为图4中本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的双质量飞轮总成翻转180度后结构组成的轴测投影图；

图6为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的法兰结构组成的轴测投影图；

图7为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的密封腔前盖结构组成的轴测投影图；

图8为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的密封腔后盖结构组成的轴测投影图；

图9为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的磁轭连接件结构组成的轴测投影图；

图10为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的内转子结构组成的轴测投影图；

图11为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的第二飞轮结构组成的轴测投影图；

图12为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的密封盖结构组成的轴测投影图；

图13为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮中所采用的弧形弹簧结构组成的轴测投影图；

图14为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮与普通双质量飞轮在五档减速行驶工况第二飞轮转速波动均方根值曲线对比图；

图15为本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮与普通双质量飞轮在五档减速行驶工况车内振动加速度均方根值曲线对比图；

图中：1.1号轴承，2.2号轴承，3.法兰，4.密封腔前盖，5.磁流变液，6.注油塞，7.内转子，8.磁轭连接件，9.密封腔后盖，10.1号隔磁环，11.2号隔磁环，12.磁轭，13.励磁线圈，14.启动齿圈，15.弧形弹簧，16.密封盖，17.传力板，18.第一飞轮，19.第二飞轮，20.轴承，21.U型金属骨架油封，22.花键孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述：

本发明将磁流变技术应用到双质量飞轮中，设计一种全新结构的双质量飞轮，包括磁流变液工作间隙的选择、磁流变液密封腔的密封、励磁装置的布置等，实现了双质量飞轮阻尼的半主动控制，在车辆工作频率范围内同时满足低频减振和高频降噪的要求，从而提升了车内的乘坐舒适性，提高了整车的乘坐舒适性。

本发明所述的智能式磁流变液双质量飞轮包括外转子组件、磁流变液5、内转子7、励磁装置和双质量飞轮组件。

所述的外转子组件包括法兰3、密封腔前盖4、1号隔磁环10、密封腔后盖9。

参阅图6，所述的法兰3为圆盘类结构件，在法兰3右端面的中心处设置有凸台，凸台的中心处设有内花键通孔，该内花键通孔与密封腔前盖4轴颈上的外花键轴相配合用来传递扭矩，法兰3的凸台的周围设置有6个回转轴线与法兰3回转轴线等距平行的均布的螺栓通孔，6个螺栓通孔用于和发动机曲轴相连接。

参阅图7，所述的密封腔前盖4为圆盘类结构件，在密封腔前盖4左端面的中心处设置有中心阶梯轴，中心阶梯轴的轴径由右至左为由大到小（由粗到细），中心阶梯轴的最左端为花键轴，花键轴的右侧有2段阶梯轴（即第一段与第三段）用于安装固定1号轴承1和2号轴承2；中心阶梯轴的周围即密封腔前盖4的周边设置有6个回转轴线与密封腔前盖4回转轴线等距平行的均布的螺栓通孔，中心阶梯轴与6个螺栓通孔之间设置2个结构相同的对称布置的注油孔，2个结构相同的注油塞6安装其中起封堵的作用。

参阅图8，所述的密封腔后盖9为圆盘类结构件，密封腔后盖9的圆周边缘设有凸向左侧的外圆环体，外圆环体（的右端）设有6个回转轴线与密封腔后盖9回转轴线等距平行的均布的小直径的螺纹通孔，（外圆环体的左端设置有6个回转轴线与6个小直径的螺栓通孔回转轴线共线的且连成一体的大直径螺栓通孔），密封腔后盖9的中心处设置有中心阶梯通孔，大直径通孔位于左端，小直径通孔位于右端，密封腔后盖9中心处的大直径通孔与双质量飞轮组件中的第二飞轮19中光轴段的左端之间安装有U型金属骨架油封21，小直径通孔与第二飞轮19中光轴段的右端之间为间隙配合；密封腔后盖9的中心阶梯通孔与外圆环体之间设置有回转轴线与密封腔后盖9回转轴线等距平行的均布的大直径的螺纹通孔，通过大直径的螺纹通孔采用螺栓将密封腔后盖9与双质量飞轮中的第一飞轮18固定在一起。

参阅图1，所述的法兰3的内花键通孔与密封腔前盖4的阶梯轴的最左端的花键轴配合安装，法兰3凸台（即内花键通孔）的右端面抵靠在密封腔前盖4阶梯轴上的第一段与第二段阶梯轴所形成的轴肩而实现其右端的轴向定位，将卡簧安装在花键轴左端（即安装在法兰3左端面处）实现法兰3左端的轴向定位。采用6个螺栓将密封腔前盖4、安装在密封腔前盖4和密封腔后盖9之间的隔磁环10、密封腔后盖9固定连接成一体，在密封腔前盖4、隔磁环10和密封腔后盖9的内侧形成了磁流变液密封腔。

参阅图9，所述的励磁装置包括磁轭连接件8、2号隔磁环11、磁轭12和励磁线圈13。

所述的磁轭连接件8为圆盘类结构件，磁轭连接件8圆周边缘设有6个回转轴线与磁轭连接件8回转轴线等距平行的均布的螺栓通孔，磁轭连接件8左右端面的中心处设有凸向左右两侧的中心圆环体，中心圆环体的中心设置有阶梯状通孔，左端的阶梯通孔直径小于右端的阶梯通孔直径，左端的阶梯通孔与右端的阶梯通孔依次定位安装1号轴承1和2号轴承2，在6个螺栓孔和中心圆环体之间还设有6个回转轴线与磁轭连接件8回转轴线等距平行的均布的直径较大的减重孔。励磁线圈13安装在磁轭12中，在磁轭12上开有小孔以便励磁线圈13导线的接入和接出。励磁装置通过1号轴承1和2号轴承2安装在外转子组件中密封腔前盖4的中心阶梯轴中第一段与第三段阶梯轴上，使励磁装置安装在外转子组件的周围，在工作过程中，整个励磁装置是静止不转动的。

所述的磁轭连接件8采用1号轴承1和2号轴承2安装在密封腔前盖4的中心阶梯轴中第一段与第三段阶梯轴上，磁轭连接件8的回转轴线与密封腔前盖4的回转轴线共线。磁轭12安装在磁轭连接件8的右侧，励磁线圈13安装在磁轭12内，励磁线圈13中的电线以环绕密封腔前盖4与密封腔后盖9回转轴线的方式缠绕。当接通电流，励磁装置产生的磁场在工作间隙处的磁场方向是水平轴向的，而磁流变液的流动方向与磁流变液双质量飞轮的转动方向一致，这并不满足磁流变液流动方向切割磁场方向的工作要求。故我们在密封腔前盖4和密封腔后盖5之间安装有1号隔磁环10，使得1号隔磁环10附近的磁场方向顺着1号隔磁环10的方向径向垂直，并且与未安装1号隔磁环10相比，增大了工作间隙处的磁场强度，使磁流变液的阻尼控制性能更佳。磁轭连接件8、2号隔磁环11和磁轭12采用螺栓刚性连接，励磁装置的中轴线与外转子组件回转轴线共线。

参阅图4与图5，所述的双质量飞轮组件包括初级飞轮组件、次级飞轮组件和扭转减振器即弧形弹簧15。初级飞轮组件和次级飞轮组件之间通过扭转减振器即弧形弹簧15传递扭矩。

所述的初级飞轮组件包括启动齿圈14、第一飞轮18和密封盖16。

参阅图12，密封盖16为圆环盘类结构件，密封盖16的中心处设置有密封盖中心通孔，密封盖16的左端面上对称地冲压两个横截面为半圆形的弧形凹槽，用以安装弧形弹簧15，两个凹槽之间并不连通。

第一飞轮18为圆盘类结构件，第一飞轮18中心处设置有第一飞轮中心通孔，第一飞轮18通过第一飞轮中心通孔套装在第二飞轮19的中心阶梯轴上，第一飞轮18的周边设置有向右突出横截面为圆柱面的圆环体，横截面为圆柱面的圆环体与第一飞轮中心通孔之间设置有回转轴线和第一飞轮18回转轴线平行等距的均匀分布的螺栓通孔。第一飞轮18向右侧凸出的横截面为圆柱面的圆环体的右端面与密封盖16左端面相接触的外圆周处点焊在一起，启动齿圈14通过点焊刚性连接在第一飞轮18的横截面为圆柱面的圆环体外侧圆周面上，形成初级飞轮组件。

所述的次级飞轮组件包括传力板17、第二飞轮19。

参阅图11，所述的第二飞轮19为圆盘类结构件，第二飞轮19的中心处设置有回转轴线和第二飞轮19回转轴线共线的凸向左侧的第二飞轮阶梯轴，第二飞轮阶梯轴的左端为小直径的花键轴，用于与内转子7上的中心花键孔连接，花键轴的左端设置有安装卡簧的卡簧槽，采用卡簧来轴向定位安装的内转子7；第二飞轮阶梯轴的右端为大直径的光轴，第一飞轮18与外转子组件中的密封腔后盖9套装在大直径的光轴上，第二飞轮阶梯轴右端的中心处或者说第二飞轮19右端面中心处设有花键孔22，花键孔22与变速箱一轴为花键副连接输出扭矩，第二飞轮阶梯轴的回转轴线与花键孔22的回转轴线共线。第二飞轮阶梯轴的周围设置有6个均分布的回转轴线和第二飞轮19的回转轴线平行等距的铆接孔，6个铆接孔和第二飞轮阶梯轴之间还设置有6个均分布的回转轴线和第二飞轮19的回转轴线平行等距的装配孔，方便第一飞轮18与外转子组件中密封腔后盖9的螺栓连接，

所述的传力板17为圆盘类结构件，传力板17的中心处设置有传力板中心通孔，传力板17的中心处设置有传力板中心通孔，传力板中心通孔的周围设置有6个均匀分布的回转轴线和传力板17的回转轴线平行等距的铆接孔，传力板17上的6个铆接孔与第二飞轮19上的6个铆接孔对正，即传力板17上的6个铆接孔与第二飞轮19上的6个铆接孔结构相同；传力板17的周边沿径向对称地设置2个向外伸出的侧耳板，2个向外伸出的侧耳板的对称线在同一直径上。

传力板17与第二飞轮19采用刚性连接，本实施例中采用铆接的方式通过传力板17上的6个铆接孔与第二飞轮19上的6个铆接孔将两者铆接在一起，使得传力板17与第二飞轮19之间的连接更加稳固，提高了双质量飞轮组件的质量和使用寿命。

2个结构相同的弧形弹簧15安装在密封盖16上的2个结构相同的弧形凹槽内，2个结构相同的弧形弹簧15在各自的弧形凹槽内其一端抵靠在弧形凹槽一端部的端面上，另一端与传力板17的侧耳板侧面焊接，用以传递扭矩，衰减发动机曲轴的不平衡振动。参阅图13，为了使缓冲振动和消除噪声的效果更优，弧形弹簧15采用了大弹簧内套小弹簧的结构，小弹簧比大弹簧更短，它们组成子母簧，形成二级刚度。当***传递转矩较低时大弹簧单独工作，刚度很低，可以很好的缓冲振动；当***传递转矩较大时，大弹簧压缩变形到一定角度后大小弹簧同时工作，保证在有限相对转动角范围内能够传递全部转矩，避免***在高载时发生冲击现象。次级飞轮组件通过轴承20安装在初级飞轮组件右端，它们与2个结构相同的弧形弹簧15一起组成了双质量飞轮组件。双质量飞轮组件与外转子组件通过第一飞轮18和密封腔后盖9上的螺栓孔刚性连接。

参阅图10，所述的内转子7为圆盘类结构件，内转子7的径向截面为工字型等截面，内转子7中心处设置有内花键孔，用于和第二飞轮19上的第二飞轮阶梯轴中的花键轴连接，内转子7的内花键孔的周围设置有六个回转轴线和内转子7的回转轴线平行等距的均匀分布的减重孔，内转子7处于密封腔前盖4和密封腔后盖9之间，即处于密封腔前盖4和密封腔后盖9所形成的磁流变液密封腔中；法兰3与发动机曲轴螺栓连接，用以传递扭矩，第二飞轮19通过花键孔22与变速箱一轴刚性连接，用以输出扭矩。

密封腔前盖4和密封腔后盖9的内侧面与内转子7的外圆柱面之间的间隙构成了工作间隙即密封腔，磁流变液5充满密封腔，其厚度可进行选择。过小的工作间隙会使磁流变液5流动困难，不利于实现对阻尼转矩的控制，而且工作间隙越小，所要求的加工精度越高，加工难度和成本也相应增加；适当地加大工作间隙，可以提高磁流变液5在工作间隙内的流动性能，并且能较好的对产生的阻尼转矩进行控制；但过大工作间隙会增加间隙处的磁阻，磁势降低过大，降低间隙处的磁感应强度，使磁流变液能产生的最大阻尼转矩下降。综合考虑以上因素，工作间隙厚度在1～4mm之间选取。工作间隙的调整可以通过装配工艺的选择或者是改变内转子7的径向长度来实现。

为了使磁流变液5可以充分充满该密封腔，在密封腔前盖4左端面设有上下对称的两个注油孔，磁流变液5通过该注油孔进入到密封腔内。为了保证磁流变液密封腔的严格密封，在密封腔后盖9和第二飞轮19的第二飞轮阶梯轴中的光轴之间安装了U型金属骨架密封圈21，在隔磁环10与密封腔前盖4之间、隔磁环10和密封腔后盖9之间分别安装了硅胶密封圈，用以连接密封腔前盖4和密封腔后盖9的螺栓上涂有螺纹密封胶，注油孔的密封由注油塞6保证。

磁流变液5可采用Lord公司生产的型号为MRF-132DG的磁流变液，当然，也可以使用其他已经上市的成熟产品，如飞斯富睿F13140等。

智能式磁流变液双质量飞轮的工作原理：

发动机点火启动，转矩通过曲轴传递到外转子组件，外转子组件通过螺栓将转矩传递给第一飞轮18，第一飞轮18与密封盖16焊接，共同旋转工作，密封盖16弧形凹槽端部压缩弧形弹簧15，弧形弹簧15推动传力板17的侧耳板，传力板17与第二飞轮19刚性连接，转矩便传递到第二飞轮19，并由第二飞轮19上的花键孔22传递给变速箱一轴。由于弧形弹簧15的存在，初级飞轮组件与次级飞轮组件之间存在相对转动，工作间隙内的磁流变液5在内壁摩擦力的作用下流动。磁流变液5一般是由分散在载体介质（最普通的是矿物油或硅氧油）中的微小的、可磁化的极性粒子组成。当作用一个磁场时就形成了粒子链。在剪切力存在的条件下，粒子链的形成与断裂之间的平衡取决于所加磁场强度。当没有磁场作用时，磁流变液5可以自由流动。在磁场作用下，磁流变液5的粘度一般随着磁场强度增加而单调增加。当发动机怠速运转时，通过增加线圈的电流，使其产生的磁场强度变大，工作间隙内的磁流变液5的粘度迅速增加，使整个双质量飞轮装置阻尼增加，减小了振动传递率；反之，当发动机高速运转，即在高频区，通过减小线圈的电流，使其产生的磁场强度减弱，磁流变液5的粘度减小，使整个双质量飞轮装置阻尼降低，降低高频传递率，减小传动系的噪声与振动。

Claims (10)

1.一种智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的智能式磁流变液双质量飞轮包括外转子组件、磁流变液(5)、内转子(7)、励磁装置和双质量飞轮组件；

所述的外转子组件安装在双质量飞轮组件的左侧，外转子组件中的密封腔后盖(9)与双质量飞轮组件中的第一飞轮(18)采用螺栓固定连接，内转子(7)套装在双质量飞轮组件中的第二飞轮(19)的第二飞轮阶梯轴上为花键副连接，同时内转子(7)安装在外转子组件的内部，内转子(7)的外侧面和外转子组件中的密封腔前盖(4)及密封腔后盖(9)内侧面之间的间隙构成了的工作间隙即密封腔，磁流变液(5)充满密封腔，励磁装置固定安装在外转子组件的周围。

2.按照权利要求1所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的密封腔是指：

外转子组件中的密封腔前盖(4)、1号隔磁环(10)及密封腔后盖(9)内侧面与内转子(7)外侧面之间留有的间隙构成了工作间隙即密封腔，在密封腔后盖(9)和第二飞轮(19)的第二飞轮阶梯轴中的光轴之间安装了U型金属骨架油封(21)，在1号隔磁环(10)与密封腔前盖(4)之间、1号隔磁环(10)和密封腔后盖(9)之间分别安装了硅胶密封圈，用以连接密封腔前盖(4)、1号隔磁环(10)和密封腔后盖(9)的螺栓上涂有螺纹密封胶，注油孔的密封由注油塞(6)封堵，工作间隙的厚度取值为1～4mm。

3.按照权利要求1所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的外转子组件还包括法兰(3)与1号隔磁环(10)；

所述的法兰(3)的内花键通孔与密封腔前盖(4)的阶梯轴的最左端的花键轴配合安装，法兰(3)的内花键通孔的右端面和密封腔前盖(4)阶梯轴上的第一段与第二段阶梯轴所形成的轴肩接触连接，将卡簧安装在花键轴左端的卡簧槽内与法兰(3)内花键通孔的左端面接触连接，采用螺栓将密封腔前盖(4)、安装在密封腔前盖(4)和密封腔后盖(9)之间的1号隔磁环(10)与密封腔后盖(9)固定连接。

4.按照权利要求1或3所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的密封腔前盖(4)为圆盘类结构件，在密封腔前盖(4)左端面的中心处设置有中心阶梯轴，中心阶梯轴的轴径由右至左为由粗到细，中心阶梯轴的最左端为花键轴，花键轴的右侧有2段阶梯轴即第一段与第三段用于安装1号轴承(1)和2号轴承(2)，中心阶梯轴的周围即密封腔前盖(4)的周边设置有6个回转轴线与密封腔前盖(4)回转轴线等距平行的均匀分布的螺栓通孔，中心阶梯轴与6个螺栓通孔之间设置2个结构相同的对称布置的安装注油塞(6)的注油孔。

5.按照权利要求1所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的密封腔后盖(9)为圆盘类结构件，密封腔后盖(9)的圆周边缘设有凸向左侧的外圆环体，外圆环体的右端设有6个回转轴线与密封腔后盖(9)回转轴线等距平行的均匀分布的小直径的螺纹通孔，外圆环体的左端设置有6个回转轴线与6个小直径的螺纹通孔回转轴线共线的且连成一体的大直径螺栓通孔，密封腔后盖(9)的中心处设置有中心阶梯通孔，大直径通孔位于左端，小直径通孔位于右端，密封腔后盖(9)中心阶梯通孔的大直径通孔与双质量飞轮组件中的第二飞轮(19)中光轴段配合用于安装有U型金属骨架油封(21)，密封腔后盖(9)中心阶梯通孔的小直径通孔与第二飞轮(19)中光轴段之间为间隙配合；密封腔后盖(9)中心阶梯通孔与外圆环体之间设置有回转轴线与密封腔后盖(9)回转轴线等距平行的均匀分布的大直径的螺纹通孔。

6.按照权利要求1所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的内转子(7)为圆盘类结构件，内转子(7)的径向截面为工字型等截面，内转子(7)中心处设置有用于和第二飞轮(19)上的第二飞轮阶梯轴中的花键轴连接的内花键孔，内转子(7)的内花键孔的周围设置有六个回转轴线和内转子(7)的回转轴线平行等距的均匀分布的减重孔。

7.按照权利要求1所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的励磁装置包括磁轭连接件(8)、2号隔磁环(11)、磁轭(12)和励磁线圈(13)；

励磁线圈(13)安装在磁轭(12)内，在磁轭(12)上设置有便于励磁线圈(13)的导线接入与接出的小孔；磁轭(12)安装在磁轭连接件(8)的右侧，2号隔磁环(11)安装在磁轭连接件(8)与磁轭(12)之间，磁轭连接件(8)、2号隔磁环(11)和磁轭(12)采用螺栓刚性连接，磁轭连接件(8)采用1号轴承(1)和2号轴承(2)安装在密封腔前盖(4)的中心阶梯轴中第一段与第三段阶梯轴上为转动连接，磁轭连接件(8)的回转轴线与密封腔前盖(4)的回转轴线共线。

8.按照权利要求1所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的双质量飞轮组件包括初级飞轮组件、次级飞轮组件和2个结构相同的弧形弹簧(15)；

所述的初级飞轮组件包括启动齿圈(14)、第一飞轮(18)和密封盖(16)；

第一飞轮(18)向右侧凸出的横截面为弧形面的圆环体的右端面与密封盖(16)左端面相接触并采用点焊连接，启动齿圈(14)套装在第一飞轮(18)的横截面为圆柱面的圆环体外圆周面上并点焊连接；

所述的次级飞轮组件包括传力板(17)与第二飞轮(19)；

传力板(17)与第二飞轮(19)采用铆接，次级飞轮组件采用轴承(20)通过传力板(17)安装在初级飞轮组件中的第一飞轮(18)的右侧，密封盖(16)的密封盖中心通孔与第二飞轮(19)的周边为滑动配合，2个结构相同的弧形弹簧(15)安装在密封盖(16)上的2个结构相同的弧形凹槽内，2个结构相同的弧形弹簧(15)在各自的弧形凹槽内其一端抵靠在弧形凹槽一端部的端面上，另一端与传力板(17)的侧耳板侧面焊接。

9.按照权利要求8所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的传力板(17)为圆盘类结构件，传力板(17)的中心处设置有传力板中心通孔，传力板中心通孔的周围设置有6个均匀分布的回转轴线和传力板(17)的回转轴线平行等距的铆接孔，传力板(17)上的6个铆接孔与第二飞轮(19)上的6个铆接孔结构相同；传力板(17)的周边沿径向对称地设置2个向外伸出的侧耳板，2个向外伸出的侧耳板的对称线在同一直径上。

10.按照权利要求1或8所述的智能式磁流变液双质量飞轮，其特征在于，所述的第二飞轮(19)为圆盘类结构件，第二飞轮(19)的中心处设置有回转轴线和第二飞轮(19)回转轴线共线的凸向左侧的第二飞轮阶梯轴，第二飞轮阶梯轴的左端为小直径的花键轴，花键轴的左端设置有安装卡簧的卡簧槽，第二飞轮阶梯轴的右端为大直径的光轴，第二飞轮(19)右端面中心处设有花键孔(22)，第二飞轮阶梯轴的回转轴线与花键孔(22)的回转轴线共线，第二飞轮阶梯轴的周围设置有6个均分布的回转轴线和第二飞轮(19)的回转轴线平行等距的铆接孔，6个铆接孔和第二飞轮阶梯轴之间还设置有6个均匀分布的回转轴线和第二飞轮(19)的回转轴线平行等距的装配孔。