CN207454650U

CN207454650U - 一种复合式磁流变减震器

Info

Publication number: CN207454650U
Application number: CN201721516959.6U
Authority: CN
Inventors: 陈丙三; 孙行; 赖晓彬
Original assignee: Fujian University of Technology
Current assignee: Fujian University of Technology
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2018-06-05
Anticipated expiration: 2027-11-14

Abstract

本实用新型涉及一种复合式磁流变减震器，包括有缸体、端盖、活塞杆、活塞、磁流变液、线圈和永磁体；其中：缸体分隔成磁流变腔和磁悬浮腔，朝开口端的磁流变腔中充盈有磁流变液；活塞包括上活塞体和下活塞体，分别锁固在活塞杆上，上、下活塞体与缸体间均存在间隙；线圈包括上线圈和下线圈，上线圈锁固在磁流变腔内的活塞杆上，且紧贴着上活塞体；下线圈锁固在磁悬浮腔内的活塞杆上，且紧贴下活塞体；永磁体包括上永磁体和下永磁体，上永磁体锁固在活塞杆端部，并紧贴着下活塞体，下永磁体直接吸合在缸体的底部；上、下永磁体同极性相向，由上、永磁体形成磁悬浮力；实现磁悬浮和磁流变相结合，满足不同工况需要，达到最优减震目的。

Description

一种复合式磁流变减震器

技术领域：

本实用新型属于磁流变减震技术领域，特别涉及一种复合式磁流变减震器。

背景技术：

磁流变液，属于可控流体，是一种可以改变材料特性的智能软物质，由高磁导率、低磁滞性的微小颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。在外部磁场的作用下流体的流变性质发生突变，迅速固化而失去流动性。该原理在减震领域也广泛采用。单纯通过线圈产生磁场的方案，因其磁场强度有限，产生的阻尼力调节范围较小，并且减振器的刚度不可调节，减振效果有限。为此，引入永磁体的复合方案，更具灵活性。如，专利申请号201621200604.1，公开一种磁流变弹性体减振器，包括轴向连接在一起的减振杆、内套筒和底座，该减振杆延伸进内套筒内，该内套筒内的减振杆和底座之间轴向布置有压电模块和减振模块，该减振模块主要由轴向布置在一起的上永磁体、上磁流变弹性体、铁磁体、下磁流变弹性体和下永磁体组成，该铁磁体的外周布置有线圈，该线圈的两端分别与压电模块连接。该技术线圈通过铁磁体产生可调节强磁场，既可与上、下永磁体产生磁悬浮、又能使磁流变，但始终耗能，且需借助弹簧预紧。为此，设计磁悬浮与磁流变复合的方案，即成为本实用新型研究的对象。

发明内容：

本实用新型的目的是设计一种缸体分隔有磁悬浮腔和磁流变腔，利用磁悬浮和磁流变结合的复合式磁流变减震器。

本实用新型技术方案是这样实现的：

一种复合式磁流变减震器，包括有缸体、端盖、活塞杆、活塞、磁流变液、线圈和永磁体；其特征在于：

缸体，由浮动阀体分隔成两个独立工作腔，朝开口端为磁流变腔、底部为磁悬浮腔，磁流变腔中充盈有磁流变液；

活塞杆，成阶梯结构，轴向设置有引线通道，并依次穿过端盖和浮动阀体，保持密封滑动结构；

活塞，包括上活塞体和下活塞体，分别锁固在活塞杆上，上活塞体处于磁流变腔内、下活塞体处于磁悬浮腔内；上、下活塞体与缸体间均存在间隙；

线圈，包括上线圈和下线圈，上线圈锁固在磁流变腔内的活塞杆上，且紧贴着上活塞体；下线圈锁固在磁悬浮腔内的活塞杆上，且紧贴下活塞体；上、下线圈引线经活塞杆上的引线通道引出，并独立控制；

永磁体，包括上永磁体和下永磁体，上永磁体锁固在活塞杆端部，并紧贴着下活塞体，下永磁体直接吸合在缸体的底部；上、下永磁体同极性相向，由上、永磁体形成磁悬浮力。

所述浮动阀体在磁流变腔一侧设置有密封图，浮动阀体在缸体中的位置能上下浮动；浮动阀体和密封圈为绝磁材料。

所述磁悬浮腔内充盈有高压气体。

所述上永磁体处于下活塞体下端面、下线圈设置在下活塞体的上端面。

本实用新型减震器采用磁悬浮和磁流变结合，既可以克服一般半主动减振器刚度不可以调节的难题，同时也可以避免主动减振器能耗较大的问题，根据设备的工况需求，本减振器可以在“被动”“半主动”与“主动”的不同工况下工作，综合性能较优。

附图说明：

下面结合具体图例对本实用新型做进一步说明：

图1为复合式磁流变减震器

其中

1—缸体 11—浮动阀体 12—磁流变腔 13—磁悬浮腔

14—密封圈 2—端盖 21—油封 22—导向套

3—活塞杆 31—引线通道 4—活塞 41—上活塞体

42—下活塞体 5—线圈 51—上线圈 52—下线圈

6—永磁体 61—上永磁体 62—下永磁体 7—磁流变液

具体实施方式：

参照图1，复合式磁流变减震器，包括有缸体1、端盖2、活塞杆3、活塞4、线圈 5、永磁体6和磁流变液7。

缸体1，由浮动阀体11分隔成两个独立工作腔，朝开口端为磁流变腔12、底部为磁悬浮腔13，磁流变腔12中充盈有磁流变液7；开口端通过端盖2形成密封，在端盖2 与缸体1间，还可设置诸如油封21和活塞杆导向套22等附件，而且浮动阀体11在磁流变腔12一侧，还设置有密封圈14，起到间隙密封作用，允许活塞杆3滑动的同时，浮动阀体12和密封圈14位置，也能根据磁流变腔12压力变化，即因磁流变液7的体积和压力变化而上下浮动，磁悬浮腔13中的高压气体起到补偿作用。浮动阀体12和密封圈14为绝磁材料。

活塞杆3，成阶梯结构，以便可靠定位活塞等部件，其轴向设置有引线通道31，以供线圈电线引出；其依次穿过端盖2和浮动阀体11，以及油封21和导向套22，保持密封滑动结构。

活塞4，包括上活塞体41和下活塞体42，分别锁固在活塞杆3上，上活塞体41处于磁流变腔12内、下活塞体42处于磁悬浮腔13内；上、下活塞体41、42与缸体1间均存在间隙；这个间隙可以是活塞4口径小于缸体1内径，形成边沿间隙，或者在活塞 4边沿开设缺口，形成的间隙通道。

线圈5，包括上线圈51和下线圈52，上线圈51锁固在磁流变腔12内的活塞杆3 上，且紧贴着上活塞体41；下线圈52锁固在磁悬浮腔13内的活塞杆3上，且紧贴下活塞体42的上端面；上、下线圈51、52引线经活塞杆3上的引线通道31引出，并可独立控制。

永磁体6，包括上永磁体61和下永磁体62，上永磁体61锁固在活塞杆3端部，并紧贴着下活塞体42，更具体地说，是紧贴在下活塞体42的下端面；下永磁体62直接吸合在缸体1的底部；上、下永磁体61、62同极性相向，由上、永磁体61、62形成磁悬浮力。为了提供磁悬浮的阻尼，在磁悬浮腔13内充盈有高压气体，优选惰性气体，在活塞压缩时，也起到体积补偿作用。

上述活塞杆3、活塞4均使用磁通量大磁阻小的低碳钢，线圈环绕在活塞杆3上，和对应的活塞固定在一起。活塞41与缸筒1之间形成磁流变液间隙，使剪切阻尼力增大。活塞42辅助固定永磁体61，并可以起到线圈52产生的磁感应强度和永磁体的磁场强度叠加作用。

复合式磁流变减震器工作方式：

以运用于压路机上，作为一级减震为例，说明本减震器在“被动”、“半主动”和“主动”三种工况下工作。

当上线圈51和下线圈52中均没有电流通过时，此时减震器在“被动”工作模式下，在钢轮平衡状态下，位移为零，速度为零，下永磁体62和上永磁体61之间的斥力刚好等于车架的重力，阻尼力为零。当压路机受到外部路面不平的冲击时，下永磁体62和上永磁体61之间产生相对位移，斥力的作用使其具有返回静平衡位置的趋势。此工况下无需外界能量的输入，减振性能一般。

当只有上线圈51中通入电流时，此时减震器处于阻尼可调的“半主动”工作状态下，通过改变电流的大小，改变周围的磁感应强度，从而改变磁流变液7的粘度特性，实现阻尼可调。或者，只有下线圈52中通入电流时，此时减震器处于刚度可调的“半主动”工作状态，通过改变电流的大小，使下线圈52产生感应磁场，该磁场与上永磁体61产生的磁场同向，磁场强度叠加，使上永磁体61与下永磁体62之间斥力大小发生改变，根据公式F＝kx可知，当位移不变，弹性力的增大是由于弹簧刚度的增大，即此时的减震器***刚度变大，从而实现了减震器的刚度可调。此工作状态下需要外界能量的输入，悬架性能较优。

当上线圈51和下线圈52中，均通入电流时，此时减震器处于“主动”的工作模式下。当需要提供较大刚度时，增大下线圈52中的电流，使其产生与上永磁体61同向的磁场，此时下线圈52的感应磁场与上永磁体61的磁场相互叠加，因此上永磁体61与下永磁体62之间的斥力增大，即此时减震器的刚度变大。当需要提供较小的刚度时，可改变下线圈52中的电流，使其产生与上永磁体61相反的磁场，此时上永磁体61与下永磁体62之间的斥力减小，此时减震器的刚度减小。以此实现悬架的刚度可控。改变上线圈51中的电流，从而改变上线圈51周围磁场的磁感应强度，使得磁流变液7粘度特性改变，实现阻尼可控。其中上线圈51和下线圈52之间可相互影响，可增大磁流变液7处的磁场强度，增加磁流变液7的粘度变化范围，实现阻尼的更大调节范围。根据压路机的工况进行减震器刚度与阻尼的联合调节，获取较好的隔振性能。此工况下需要外界较高能量输入，悬架性能最优。

Claims

1.一种复合式磁流变减震器，包括有缸体、端盖、活塞杆、活塞、磁流变液、线圈和永磁体；

其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种复合式磁流变减震器，其特征在于：浮动阀体在磁流变腔一侧设置有密封图，浮动阀体在缸体中的位置能上下浮动；浮动阀体和密封圈为绝磁材料。

3.根据权利要求1所述的一种复合式磁流变减震器，其特征在于：磁悬浮腔内充盈有高压气体。

4.根据权利要求1所述的一种复合式磁流变减震器，其特征在于：上永磁体处于下活塞体下端面、下线圈设置在下活塞体的上端面。