CN203641377U - 一种阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，包括缸筒、主活塞、活塞杆、线圈、导线、下端盖、上端盖和气囊；所述缸筒的两端分别连接上端盖和下端盖，所述主活塞与活塞杆连接，主活塞位于缸筒中，活塞杆穿过上端盖伸出缸筒外，所述线圈缠绕在主活塞上并与导线连接；所述气囊位于缸筒内靠近下端盖的一端；缸筒、主活塞和气囊之间形成磁流体腔，下端盖和气囊之间形成高压气体腔；高压气体腔内密封有高压气体，磁流体腔内密封有磁流变液。本实用新型结构简单、制造工艺性和密封性能良好、提供的阻尼力大而且可调，能够根据车辆的行驶路况和车身的振动状况实时改变悬架的动力学特性，从而改善汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。

Description

一种阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种阻尼器。

背景技术

目前，常用阻尼器的阻尼力一般是不可调节的或可调节幅度很小，所以要达到最优的减振效果，需针对不同的受力工况进行设计，而且无法应对复杂工况下的振动。磁流变阻尼器是一种基于磁流变效应的半主动阻尼器，通过对其中的励磁线圈实时输入实时控制电流，可产生不同的阻尼力，实时控制电流的大小取决于外界输入的激励，从而能够获得最佳的减振效果。汽车悬架主要由弹簧和阻尼器组成，传统悬架的弹簧和阻尼器参数一旦确定后就无法更改，属于被动悬架，被动悬架难以满足各种状态下对悬架性能的较高要求。在此情况下，磁流变减振器特别适用。

磁流变阻尼器是一种新型的智能控制器件，可用于振动的半主动控制。由于磁流变阻尼器具有阻尼力连续可调、动态变化范围宽、出力大、响应迅速和结构简单等有点，使得磁流变阻尼器成为近年来最有发展前景的半主动控制器件，并已经在汽车、桥梁、建筑和军工产品等领域得到了应用。随着工程界对振动控制的要求越来越高，磁流变阻尼器必将在各种工程振动控制当中得到广泛的应用。因此，开发磁流变阻尼器和开拓磁流变阻尼器市场及其必要。在21世纪初期，国外已将磁流变减震器应用于高档轿车的悬架上，其反应时间仅仅有几毫秒，几乎实现了实时动态调节，能提供几乎连续变化、范围更宽的阻尼调节。然而到目前为止国内磁流变阻尼器在结构工程上并没有大规模的推广应用，其原因是现阶段国内磁流变阻尼器的结构和性能还未能满足以下两个方面的要求：其一，磁流变阻尼器对制造工艺性要求较高；其二，阻尼器产品应具有较好的可靠性和密封性。

现有磁流变阻尼器机械结构复杂、制造工艺性较差、密封性能欠佳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种结构简单、制造工艺性和密封性能良好的的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器。

本实用新型的技术方案如下：所述阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，包括缸筒、主活塞、活塞杆、线圈、导线、下端盖、上端盖和气囊；所述缸筒的两端分别连接上端盖和下端盖，所述主活塞与活塞杆连接，主活塞位于缸筒中，活塞杆穿过上端盖伸出缸筒外，所述线圈缠绕在主活塞上并与导线连接；所述气囊位于缸筒内靠近下端盖的一端；缸筒、主活塞和气囊之间形成磁流体腔，下端盖和气囊之间形成高压气体腔；所述磁流体腔和高压气体腔之间通过气囊隔离，高压气体腔内密封有高压气体，磁流体腔内密封有磁流变液。

上端盖与缸筒之间、下端盖与缸筒之间安装有第二密封圈。

所述上端盖的内侧安装有U型密封圈，U型密封圈采用止挡结构安装定位；上端盖上设有贯通的注液孔。

所述下端盖上设有充气孔，用于向高压气体腔中充填高压气体；充气孔处匹配有用于密封充气孔的销钉。

所述主活塞上设有环槽，所述线圈缠绕在主活塞的环槽内，主活塞和活塞杆的中轴线上开有导线孔，所述导线穿过导线孔伸出活塞杆的端部。

所述阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器还包括用于对活塞杆和主活塞进行导向的导向块和导向环，主活塞侧下端设有3×120°分布的均布孔，所述导向块安装在主活塞的均布孔处；上端盖上设有供活塞杆穿过的通孔，所述导向环安装在通孔中靠近上端盖外侧处。

所述阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器还包括连接头一和连接头二，所述连接头一和连接头二分别与活塞杆的一端和下端盖连接。

所述阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器还包括分别安装在主活塞上端和连接头一内侧的两个缓冲块，用于防止活塞杆和缸筒的相对位移过大导致两者相撞而损坏阻尼器，所述缓冲块与活塞杆同轴。

所述阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器还包括第一密封圈；主活塞上端面设有密封圈放置槽，第一密封圈位于密封圈放置槽内并通过活塞杆末端面压紧。

本实用新型具有以下特点：

1、利用上端盖外侧安装导向环以及在主活塞侧下端上打3×120°均布孔安装导向块起到对活塞杆和主活塞的导向作用，避免了主活塞在工作过程中与缸筒内壁摩擦发生损坏，从而获得更高的可靠性。

2、在主活塞上端螺纹端面留有密封圈置放槽，利用活塞杆的末端面压紧密封圈。此方式操作简单且易加工组装，能够更有效地密封磁流变液。

3、利用缸筒、下端盖和气囊组成高压气体腔，在其中充填高压气体，利用压缩气体提供恢复力。下端盖留有充气孔，用于向高压气体腔中充填高压气体。充气完成后用销钉密封气孔。

本实用新型针对现有磁流变阻尼器机械结构复杂、制造工艺性较差、密封性能欠佳等不足，提出了一种结构简单、制造工艺性和密封性能良好的阻尼力可调的单出杆剪切阀式磁流变阻尼器，本实用新型结构简单、性能可靠、占据空间小、反应迅速、提供的阻尼力大而且可调，可用于各类汽车的前、后悬架当中，能够根据车辆的行驶路况和车身的振动状况实时改变悬架的动力学特性，从而改善汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性。

附图说明

图1是本实用新型阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器的结构示意图。

图2是本实用新型中的主活塞和活塞杆连接示意图。

图3是本实用新型中的气囊结构示意图。

图中：1.球铰；2.销钉； 3.连接头二；4.下端盖； 5.气囊； 6.磁流变液； 7.导向块； 8.线圈； 9.第一密封圈； 10.主活塞； 11. 缸筒； 12. 缓冲块； 13.第二密封圈； 14.导线； 15.上端盖； 16.导向环； 17. U型密封圈； 18.活塞杆； 19. 连接头一。

具体实施方式

下面结合图1至图3对本实用新型作进一步说明。

汽车悬架用磁流变阻尼器采用单出杆结构形式，为了补偿活塞杆进出缸筒引起的体积变化，单出杆结构的阻尼器中设置高压气体腔。整个阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器由磁流体腔、高压气体腔和其他零部件组成。

所述阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器包括缸筒11、主活塞10、活塞杆18、线圈8、导线14、自由活塞（图中未标出）、上端盖15、下端盖4、气囊5、连接头一19和连接头二3、缓冲块12、导向块7、导向环16、第一密封圈9、第二密封圈13和U型密封圈17。缸筒、主活塞和气囊之间形成磁流体腔，下端盖和气囊之间形成高压气体腔，磁流体腔和高压气体腔之间采用气囊进行隔离。高压气体腔内密封有高压气体，磁流体腔内密封有磁流变液6。

所述缸筒的两端分别连接上端盖和下端盖。上端盖和下端盖与缸筒的密封均采用静密封圈（第二密封圈）。

所述上端盖的内侧安装U型密封圈，U型密封圈采用止挡结构安装定位。在上端盖供活塞杆穿过的通孔中，靠近端盖外侧安装一个金属导向环，起到对活塞杆导向的作用。上端盖上设有贯通的注液孔。

所述下端盖留有充气孔（为充气细直孔），用于向气囊中充填高压气体。所述主活塞与活塞杆连接，主活塞和活塞杆的中轴线上开导线孔。所述导向块通过打孔安装在主活塞上，与导向环共同起导向作用。

所述高压气体腔内密封高压气体，同时通过气囊将磁流体腔中的磁流变液6和高压气体腔中的高压气体隔离。

所述线圈缠绕在主活塞的环槽内，并与导线连接。所述导线穿过主活塞和活塞杆的中轴孔，最后由活塞杆的端部引出。

所述连接头一和连接头二分别与活塞杆的一端及下端盖连接。

在主活塞上端和连接头一内侧安装缓冲块，用于防止活塞杆和缸筒的相对位移过大导致两者相撞而损坏阻尼器，缓冲块与活塞杆同轴，并依靠与活塞杆之间的摩擦力对其位置进行固定。

实施例一：

如图1所示，本实施例的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器采用单出杆的剪切阀式结构形式。整个阻尼器由磁流体腔、高压气体腔和一些其他零部件组成。包括缸筒11、主活塞10、活塞杆18、线圈8、气囊5和上端盖15、气囊5、销钉2和下端盖4；其他零件还有连接头一19、连接头二3、缓冲块12、导向块7和各种密封件。磁流体腔和高压气体腔之间采用气囊5进行隔离。所述缸筒11的两端连接上端盖15和下端盖4。所述上端盖15与缸筒的密封采用静密封圈，下端盖4与缸筒的密封采用气囊5挤压密封。上端盖15的内侧安装U型密封圈17，U型密封圈17采用止挡结构安装定位。在上端盖15的通孔中的外侧安装导向环16与主活塞10下端安装的导向块共同起到对活塞杆导向的作用。上端盖15上面有贯通端盖内、外两侧的注液孔。所述下端盖4留有充气孔，用于向高压气体腔中充填高压气体。所述气囊5的两边分别密封磁流变液6和高压气体，气囊5将磁流变液6和高压气体腔隔离。所述主活塞10与活塞杆18连接，主活塞10和活塞杆18的中轴线上开导线孔。所述线圈8缠绕在主活塞10的环槽内，并与导线14连接。连接头一19和连接头二3分别与活塞杆18及下端盖4连接。球铰1与连接头二3连接。所述导线14经过主活塞10和活塞杆18的中轴线的导线孔，由活塞杆18的端部引出。在主活塞10的上端和连接头一19的内侧安装缓冲块12，缓冲块12与活塞杆11同轴，依靠与活塞杆18的摩擦力对其定位。

实施例二：

如图1所示，本实施方式利用上端盖15外侧安装导向环16以及在主活塞10侧下端上打3×120°均布孔安装导向块16，起到对活塞杆18和主活塞10的导向作用。避免主活塞10在工作过程中与缸筒11内壁摩擦发生损坏，可靠性更高，其它组成和连接方式与实施例一相同。

实施例三：

如图2所示，本实施方式在主活塞10上端螺纹端面留有第一密封圈9置放槽，利用活塞杆18的末端面压紧第一密封圈9，此方式简单易加工组装，能够更有效地密封磁流变液6。其它组成和连接方式与实施例一相同。

实施例四：

如图3所示，本实施方式利用缸筒11、下端盖4和气囊5组成高压气体腔，在其中充填高压气体，利用压缩气体提供恢复力。下端盖4留有充气孔，用于向高压气体腔中充填高压气体。充气完成后用销钉2密封充气孔。其它组成和连接方式与实施例一相同。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，包括缸筒、主活塞、活塞杆、线圈、导线、下端盖和上端盖；所述缸筒的两端分别连接上端盖和下端盖，所述主活塞与活塞杆连接，主活塞位于缸筒中，活塞杆穿过上端盖伸出缸筒外，所述线圈缠绕在主活塞上并与导线连接，其特征是，还包括气囊，所述气囊位于缸筒内靠近下端盖的一端；缸筒、主活塞和气囊之间形成磁流体腔，下端盖和气囊之间形成高压气体腔；所述磁流体腔和高压气体腔之间通过气囊隔离，高压气体腔内密封有高压气体，磁流体腔内密封有磁流变液。

2.根据权利要求1所述的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，其特征是，上端盖与缸筒之间、下端盖与缸筒之间安装有第二密封圈。

3.根据权利要求1所述的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，其特征是，所述上端盖的内侧安装有U型密封圈，U型密封圈采用止挡结构安装定位；上端盖上设有贯通的注液孔。

4.根据权利要求1所述的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，其特征是，所述下端盖上设有充气孔，用于向高压气体腔中充填高压气体；充气孔处匹配有用于密封充气孔的销钉。

5.根据权利要求1所述的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，其特征是，所述主活塞上设有环槽，所述线圈缠绕在主活塞的环槽内，主活塞和活塞杆的中轴线上开有导线孔，所述导线穿过导线孔伸出活塞杆的端部。

6.根据权利要求1所述的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，其特征是，还包括用于对活塞杆和主活塞进行导向的导向块和导向环，主活塞侧下端设有3×120°分布的均布孔，所述导向块安装在主活塞的均布孔处；上端盖上设有供活塞杆穿过的通孔，所述导向环安装在通孔中靠近上端盖外侧处。

7.根据权利要求1所述的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，其特征是，还包括连接头一和连接头二，所述连接头一和连接头二分别与活塞杆的一端和下端盖连接。

8.根据权利要求1所述的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，其特征是，还包括分别安装在主活塞上端和连接头一内侧的两个缓冲块，用于防止活塞杆和缸筒的相对位移过大导致两者相撞而损坏阻尼器，所述缓冲块与活塞杆同轴。

9.根据权利要求1所述的阻尼力可调直筒式磁流变阻尼器，其特征是，还包括第一密封圈；主活塞上端面设有密封圈放置槽，第一密封圈位于密封圈放置槽内并通过活塞杆末端面压紧。

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