CN110107640B - 减震器装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减震器装置及其控制方法,该减震器装置包括一减震缸体,在减震缸体内壁的中部固定设有一固定底座,在固定底座的上方设有磁悬浮阻尼器,在固定底座的下方设有磁流变阻尼器,磁悬浮阻尼器包括设于减震缸体内壁顶部的磁悬浮活塞组件、主磁铁组件,以及动块,磁流变阻尼器包括固定设于固定底座的下表面的活动柱、设于活动柱的底面的活塞杆、磁流变挡板以及设于减震缸体内壁底部的磁流变活塞组件,在磁流变挡板上开设有节流孔,在减震缸体的内部充填有流变液。本发明提出的减震器装置,在保证减震效果的同时,可延长减震器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及减震器设备技术领域,特别涉及一种减震器装置及其控制方法。
背景技术
随着经济的不断发展以及汽车工业的不断进步,汽车已经成为了人们日常生活中最为重要的代步工具。并且随着更新换代的加速,汽车的整体质量也得到了显著的提升。
对汽车而言,减振器作为汽车悬架的核心零件部分,其作用是衰减由激励路面冲击而导致的振动,有效降低对零部件的冲击载荷,以保证汽车在制动、转弯以及加速时的稳定性。磁流变液阻尼器是一种新型的半主动控制悬架,通过外加控制电场改变内部磁流变液的流变特性,具有较强的稳定性以及可控性,然而磁流变阻尼器的温升现象,在长时间的工作状态下会影响其稳定性。磁悬浮阻尼器由于为非机械接触,降低了传统减振器因机械摩擦带来的损耗,但是当振动强度大时减振效果差。
因此,如何设计一款能够有效避免温升现象以及较优减震效果的减震器,成为了科研工作者的重要研究课题。
发明内容
基于此,本发明的目的是为了解决现有的减震器装置,无法有效地将避免温升现象以及提高减震效果相结合的问题。
本发明提出一种减震器装置,其中,包括一减震缸体,在所述减震缸体内壁的中部固定设有一固定底座,在所述固定底座的上方设有磁悬浮阻尼器,在所述固定底座的下方设有磁流变阻尼器,所述磁悬浮阻尼器包括设于所述减震缸体内壁顶部的磁悬浮活塞组件、设于所述磁悬浮活塞组件与所述固定底座之间的主磁铁组件,以及设于所述主磁铁组件之间的动块,所述主磁铁组件用于在磁悬浮线圈通电状态下产生一磁悬浮排斥力以进行减震,所述磁流变阻尼器包括固定设于所述固定底座的下表面的活动柱、设于所述活动柱的底面的活塞杆、磁流变挡板以及设于所述减震缸体内壁底部的磁流变活塞组件,在所述磁流变挡板上开设有节流孔,在所述减震缸体的内部充填有流变液。
本发明提出的减震器装置,包括一减震缸体,其中在该减震缸体内设有一固定底座,在该固定底座的上方设有磁悬浮阻尼器,在固定底座的下方设有磁流变阻尼器,其中磁悬浮阻尼器包括设于减震缸体内壁顶部的磁悬浮活塞组件、设于磁悬浮活塞组件与固定底座之间的主磁铁组件,以及设于主磁铁组件之间的动块,流变阻尼器包括固定设于固定底座的下表面的活动柱、设于活动柱的底面的活塞杆、磁流变挡板以及设于减震缸体内壁底部的磁流变活塞组件,在实际工作过程中,若减震器为低负荷工作状态,则磁悬浮阻尼线圈不通电,动块搭载的上主磁铁与支撑块接触,磁悬浮阻尼器不工作;此外磁流变阻尼线圈通电,使得磁流变阻尼器中的节流孔内的磁场增强,磁流变液经过节流孔内的阻力增大,进而使得磁流变阻尼器输出磁流变阻尼力进行减震;若磁流变阻尼器中的磁流变液温度过高,则磁悬浮阻尼线圈通电,磁流变阻尼线圈不通电,磁悬浮阻尼器中的上主磁铁与下主磁铁之间产生排斥力,以输出磁悬浮阻尼力进行减震。本发明提出的减震器装置,在保证减震效果的同时,可延长减震器的使用寿命。
所述减震器装置,其中,所述磁悬浮活塞组件包括一磁悬浮活塞柱以及设于所述磁悬浮活塞柱顶部的磁悬浮活塞柱环,在所述磁悬浮活塞柱的底面固定设有第一磁悬浮橡胶垫片,在所述固定底座的上表面固定设有第二磁悬浮橡胶垫片。
所述减震器装置,其中,所述主磁铁组件包括相对设置的上主磁铁以及下主磁铁,所述上主磁铁位于所述动块的上方,所述下主磁铁位于所述动块的下方,在所述减震缸体的内壁还固定设有滑轨,所述动块沿所述滑轨在竖直方向上下运动,所述上主磁铁卡设于所述动块内。
所述减震器装置,其中,在所述减震缸体的内壁还固定设有支撑块,所述支撑块用于当所述磁悬浮阻尼器不工作状态下支撑所述上主磁铁,在所述下主磁铁的外周还设有磁悬浮阻尼线圈。
所述减震器装置,其中,在所述活动柱内设有一密封导向件,在所述密封导向件内固定设有所述活塞杆,所述活塞杆与所述活动柱之间为垂直设置,从所述活塞杆内引出有一线圈引线,所述线圈引线用于连接磁悬浮阻尼线圈以及磁流变阻尼线圈。
所述减震器装置,其中,在所述磁流变挡板上还设有所述磁流变阻尼线圈,所述磁流变阻尼线圈位于所述节流孔的内侧,所述活塞杆的自由末端穿设于所述磁流变挡板内。
所述减震器装置,其中,在所述减震缸体的内壁下部设有磁流变橡胶垫片,所述磁流变橡胶垫片的下表面与所述磁流变活塞组件连接。
所述减震器装置,其中,所述磁流变活塞组件包括相互固定连接的磁流变活塞柱以及设于所述磁流变活塞柱底部的磁流变活塞柱环,所述磁流变活塞柱的上表面与磁流变橡胶垫片的下表面固定连接。
本发明还提出一种如上所述的减震器装置的控制方法,其中,所述控制方法包括如下步骤:
当判断到所述减震器为低负荷工作状态,控制磁悬浮阻尼器中的磁悬浮阻尼线圈不通电,动块搭载的上主磁铁与支撑块接触,磁悬浮阻尼器不工作;且控制磁流变阻尼器中的磁流变阻尼线圈通电,使得磁流变阻尼器中的节流孔内的磁场增强,磁流变液经过节流孔内的阻力增大,进而使得磁流变阻尼器输出磁流变阻尼力进行减震;
当判断到磁流变阻尼器中的磁流变液温度高于预设温度时,控制磁悬浮阻尼器中的磁悬浮阻尼线圈通电,且控制流变阻尼器中的磁流变阻尼线圈不通电,使得磁悬浮阻尼器中的上主磁铁与下主磁铁之间产生排斥力,以输出磁悬浮阻尼力进行减震。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,或者,部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明第一实施例提出的减震器装置的整体结构示意图;
图2为图1所示的减震器装置中“V”部分的结构放大图;
图3为图1所示的减震器装置中“M”部分的结构放大图;
图4为本发明第一实施例提出的减震器装置的工作原理结构示意图。
主要符号说明:
减震缸体 | 11 | 滑轨 | 111 |
磁悬浮活塞组件 | 12 | 磁悬浮活塞柱 | 121 |
动块 | 13 | 磁悬浮活塞柱环 | 122 |
主磁铁组件 | 14 | 上主磁铁 | 141 |
支撑块 | 15 | 下主磁铁 | 142 |
磁悬浮阻尼线圈 | 16 | 第一磁悬浮橡胶垫片 | 171 |
固定底座 | 20 | 第二磁悬浮橡胶垫片 | 172 |
活动柱 | 21 | 密封导向件 | 211 |
活塞杆 | 22 | 线圈引线 | 221 |
磁流变挡板 | 23 | 磁流变阻尼线圈 | 231 |
温度传感器 | 24 | 节流孔 | 232 |
磁流变活塞组件 | 25 | 磁流变活塞柱 | 251 |
磁流变橡胶垫片 | 26 | 磁流变活塞柱 | 252 |
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
对汽车而言,减振器作为汽车悬架的核心零件部分,其作用是衰减由激励路面冲击而导致的振动,有效降低对零部件的冲击载荷,以保证汽车在制动、转弯以及加速时的稳定性。磁流变液阻尼器是一种新型的半主动控制悬架,通过外加控制电场改变内部磁流变液的流变特性,具有较强的稳定性以及可控性,然而磁流变阻尼器的温升现象,在长时间的工作状态下会影响其稳定性。磁悬浮阻尼器由于为非机械接触,降低了传统减振器因机械摩擦带来的损耗,但是当振动强度大时减振效果差。因此,如何设计一款能够有效避免温升现象以及较优减震效果的减震器,成为了科研工作者的重要研究课题。
实施例一
为了解决这一技术问题,本发明提出一种减震器装置,请参阅图1至图4,对于本发明提出的减震器装置,包括一减震缸体11,在该减震缸体11内壁的中部固定设有一固定底座20,在固定底座20的上方设有磁悬浮阻尼器,在固定底座20的下方设有磁流变阻尼器。
请参阅图1,对上述的磁悬浮阻尼器而言,该磁悬浮阻尼器包括设于减震缸体11内壁顶部的磁悬浮活塞组件12、设于磁悬浮活塞组件12与固定底座20之间的主磁铁组件14,以及设于主磁铁组件14之间的动块。在本实施例中,主磁铁组件14用于在磁悬浮线圈通电状态下产生一磁悬浮排斥力以进行减震。
具体的,上述的磁悬浮活塞组件12包括一磁悬浮活塞柱121以及设于磁悬浮活塞柱121顶部的磁悬浮活塞柱环122。在磁悬浮活塞柱121的底面固定设有第一磁悬浮橡胶垫片171,在固定底座20的上表面固定设有第二磁悬浮橡胶垫片172。
在上述的第一磁悬浮橡胶垫片171与第二磁悬浮橡胶垫片172之间设有主磁铁组件14。该主磁铁组件14包括相对设置的上主磁铁141以及下主磁铁142,其中上主磁铁141位于动块13的上方,下主磁铁142位于动块13的下方,在上述下主磁铁142的外周还设有磁悬浮阻尼线圈16。
在此需要补充的是,从图1中可以看出,在上述动块13的上部开设有一缺槽,该缺槽用于放置上述的上主磁铁141。此外,在减震缸体11的内壁还固定设有滑轨111,动块13可沿滑轨111在竖直方向进行上下运动,上主磁铁141卡设于动块13内。与此同时,在上述减震缸体11的内壁还固定设有支撑块15,该支撑块15用于当磁悬浮阻尼器不工作状态下支撑上述的上主磁铁141。
对上述的磁流变阻尼器而言,该磁流变阻尼器包括固定设于固定底座20的下表面的活动柱21、设于活动柱21的底面的活塞杆22、磁流变挡板23以及设于减震缸体11内壁底部的磁流变活塞组件25。在本实施例中,上述的活动柱21、活塞杆22、磁流变挡板23以及磁流变活塞组件25由上往下依次设置。
在活动柱21内设有一密封导向件211,在该密封导向件211内固定设有上述的活塞杆22。从图2中可以看出,上述的活塞杆22与活动柱21之间为垂直设置。从活塞杆22内引出有一线圈引线221,线圈引线221用于连接磁悬浮阻尼线圈16以及磁流变阻尼线圈231。上述的磁流变挡板23沿水平方向设置,磁流变活塞组件25设于减震缸体11内壁的最底端。
对上述的磁流变挡板23而言,在磁流变挡板23上开设有节流孔232,且在该磁流变挡板23内设有磁流变阻尼线圈231。在本实施例中,上述的磁流变阻尼线圈231设于节流孔232的内侧,活塞杆22的自由末端穿设于磁流变挡板23内。需要指出的是,在上述的磁流变挡板23与活动柱21之间的内部空间充填有流变液。
进一步的,在上述减震缸体11的内壁下部设有磁流变橡胶垫片26,该磁流变橡胶垫片26的下表面与磁流变活塞组件25连接。在本实施例中,上述的磁流变活塞组件25包括相互固定连接的磁流变活塞柱252以及设于磁流变活塞柱252底部的磁流变活塞柱环252,磁流变活塞柱251的上表面与磁流变橡胶垫片26的下表面固定连接。磁流变活塞柱环252的自由末端与汽车悬架连接,用于对汽车悬架传递的振动进行缓冲消除。
实施例二
本发明还提出一种如上所述的减震器装置的控制方法,其中,控制方法包括如下步骤:
(1)当判断到减震器为低负荷工作状态(对应汽车行驶在较平稳路面,悬架处于低负荷状态),此时作为副缸的磁悬浮阻尼器中的磁悬浮阻尼线圈16不通电,动块13搭载的上主磁铁141与支撑块15接触,磁悬浮阻尼器不工作;与此同时,磁流变阻尼器中的磁流变阻尼线圈231通电,使得磁流变阻尼器中的节流孔232内的磁场增强,磁流变液经过节流孔232内的阻力增大(反之,电流减小,阻尼力也减小),因此通过输入电流的调节,可使得磁流变阻尼器输出磁流变阻尼力进行减震;
(2)当汽车行驶在不平稳路面,悬架处于高负荷状态,温度传感器24检测到磁流变阻尼器中的磁流变液温度过高时,磁悬浮阻尼器中的磁悬浮阻尼线圈231通电,使得磁悬浮阻尼器中的上主磁铁141与下主磁铁142之间产生磁场,相同磁极之间的斥力输出阻尼力,磁悬浮阻尼器作为副缸处于工作状态;磁流变阻尼器中的磁流变阻尼线圈231不通电,磁流变阻尼液的阻尼力不可调节,进入被动工作状态;此时两种阻尼器串联工作,在保证减振效果的同时,为磁流变阻尼器提供降温机会,从而延长了减震器装置的使用寿命。
当磁流变阻尼器的磁流变液温度下降到合适的工作温度时,单片机控制装置控制磁流变阻尼器线圈通电,重新进入到主缸工作状态;磁悬浮阻尼器线圈不通电处于“休息”状态,如此往复循环。
本发明提出的减震器装置,包括一减震缸体,其中在该减震缸体内设有一固定底座,在该固定底座的上方设有磁悬浮阻尼器,在固定底座的下方设有磁流变阻尼器,其中磁悬浮阻尼器包括设于减震缸体内壁顶部的磁悬浮活塞组件、设于磁悬浮活塞组件与固定底座之间的主磁铁组件,以及设于主磁铁组件之间的动块,流变阻尼器包括固定设于固定底座的下表面的活动柱、设于活动柱的底面的活塞杆、磁流变挡板以及设于减震缸体内壁底部的磁流变活塞组件,在实际工作过程中,若减震器为低负荷工作状态,则磁悬浮阻尼线圈不通电,动块搭载的上主磁铁与支撑块接触,磁悬浮阻尼器不工作;此外磁流变阻尼线圈通电,使得磁流变阻尼器中的节流孔内的磁场增强,磁流变液经过节流孔内的阻力增大,进而使得磁流变阻尼器输出磁流变阻尼力进行减震;若磁流变阻尼器中的磁流变液温度过高,则磁悬浮阻尼线圈通电,磁流变阻尼线圈不通电,磁悬浮阻尼器中的上主磁铁与下主磁铁之间产生排斥力,以输出磁悬浮阻尼力进行减震。本发明提出的减震器装置,在保证减震效果的同时,可延长减震器的使用寿命。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种减震器装置,其特征在于,包括一减震缸体,在所述减震缸体内壁的中部固定设有一固定底座,在所述固定底座的上方设有磁悬浮阻尼器,在所述固定底座的下方设有磁流变阻尼器,所述磁悬浮阻尼器包括设于所述减震缸体内壁顶部的磁悬浮活塞组件、设于所述磁悬浮活塞组件与所述固定底座之间的主磁铁组件,以及设于所述主磁铁组件之间的动块,所述主磁铁组件用于在磁悬浮线圈通电状态下产生一磁悬浮排斥力以进行减震,所述磁流变阻尼器包括固定设于所述固定底座的下表面的活动柱、设于所述活动柱的底面的活塞杆、磁流变挡板以及设于所述减震缸体内壁底部的磁流变活塞组件,在所述磁流变挡板上开设有节流孔,在所述减震缸体的内部充填有流变液;
所述主磁铁组件包括相对设置的上主磁铁以及下主磁铁,所述上主磁铁位于所述动块的上方,所述下主磁铁位于所述动块的下方,在所述减震缸体的内壁还固定设有滑轨,所述动块沿所述滑轨在竖直方向上下运动,所述上主磁铁卡设于所述动块内,所述磁流变阻尼器上设置有温度传感器,所述温度传感器检测所述磁流变阻尼器中的磁流变液温度达到预设温度时,所述磁悬浮阻尼器中的磁悬浮阻尼线圈通电,使所述磁悬浮阻尼器中的上主磁铁与下主磁铁之间产生磁场,所述磁流变活塞组件包括相互固定连接的磁流变活塞柱以及设于所述磁流变活塞柱底部的磁流变活塞柱环,所述磁流变活塞柱的上表面与磁流变橡胶垫片的下表面固定连接;
当判断到所述减震器为低负荷工作状态,控制磁悬浮阻尼器中的磁悬浮阻尼线圈不通电,动块搭载的上主磁铁与支撑块接触,磁悬浮阻尼器不工作;且控制磁流变阻尼器中的磁流变阻尼线圈通电,使得磁流变阻尼器中的节流孔内的磁场增强,磁流变液经过节流孔内的阻力增大,进而使得磁流变阻尼器输出磁流变阻尼力进行减震;
当判断到磁流变阻尼器中的磁流变液温度高于预设温度时,控制磁悬浮阻尼器中的磁悬浮阻尼线圈通电,且控制流变阻尼器中的磁流变阻尼线圈不通电,使得磁悬浮阻尼器中的上主磁铁与下主磁铁之间产生排斥力,以输出磁悬浮阻尼力进行减震。
2.根据权利要求1所述的减震器装置,其特征在于,所述磁悬浮活塞组件包括一磁悬浮活塞柱以及设于所述磁悬浮活塞柱顶部的磁悬浮活塞柱环,在所述磁悬浮活塞柱的底面固定设有第一磁悬浮橡胶垫片,在所述固定底座的上表面固定设有第二磁悬浮橡胶垫片。
3.根据权利要求1所述的减震器装置,其特征在于,在所述减震缸体的内壁还固定设有支撑块,所述支撑块用于当所述磁悬浮阻尼器不工作状态下支撑所述上主磁铁,在所述下主磁铁的外周还设有磁悬浮阻尼线圈。
4.根据权利要求1所述的减震器装置,其特征在于,在所述活动柱内设有一密封导向件,在所述密封导向件内固定设有所述活塞杆,所述活塞杆与所述活动柱之间为垂直设置,从所述活塞杆内引出有一线圈引线,所述线圈引线用于连接磁悬浮阻尼线圈以及磁流变阻尼线圈。
5.根据权利要求4所述的减震器装置,其特征在于,在所述磁流变挡板上还设有所述磁流变阻尼线圈,所述磁流变阻尼线圈位于所述节流孔的内侧,所述活塞杆的自由末端穿设于所述磁流变挡板内。
6.根据权利要求4所述的减震器装置,其特征在于,在所述减震缸体的内壁下部设有磁流变橡胶垫片,所述磁流变橡胶垫片的下表面与所述磁流变活塞组件连接。
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