一种阻尼器及其阻尼减振系统技术方案

一种阻尼器及其阻尼减振系统，尤其涉及磁流变阻尼器，尤其是涉及一种活塞净横截面面积可调的磁流变阻尼器，包括两个重叠的同轴活塞-主活塞和副活塞，通过两个活塞径向相对转动，调节净横截面积，改善阻尼性能；主活塞和副活塞之间的径向相对转动可以通过电机带动其中一方进行径向运动而限制另外一方相对径向运动，或者通过在活塞缸内壁设置与副活塞外周的凸耳/齿牙相配合的螺旋倾斜的导向槽，当副活塞随主活塞上下轴向运动时，由于凸耳/齿牙与导向槽之间的抵推作用而产生主活塞和从活塞的相对径向运动，上述阻尼器可以实现一器多用，可以实现同一阻尼器同时具备各种模式，例如流动阀模式、剪切模式、挤压模式及三者的组合模式等，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种阻尼器及其阻尼减振系统，尤其涉及磁流变阻尼器，尤其是涉及一种活塞净横截面面积可调的磁流变阻尼器，包括两个重叠的同轴活塞-主活塞和副活塞，通过两个活塞径向相对转动，调节净横截面积，改善阻尼性能；主活塞和副活塞之间的径向相对转动可以通过电机带动其中一方进行径向运动而限制另外一方相对径向运动，或者通过在活塞缸内壁设置与副活塞外周的凸耳/齿牙相配合的螺旋倾斜的导向槽，当副活塞随主活塞上下轴向运动时，由于凸耳/齿牙与导向槽之间的抵推作用而产生主活塞和从活塞的相对径向运动，上述阻尼器可以实现一器多用，可以实现同一阻尼器同时具备各种模式，例如流动阀模式、剪切模式、挤压模式及三者的组合模式等，降低生产成本。【专利说明】 —种阻尼器及其阻尼减振系统
本技术涉及一种阻尼器，尤其是磁流变(MR)阻尼器，尤其是涉及一种活塞净横截面面积可调的磁流变阻尼器，包括两个重叠的同轴活塞，通过两个活塞径向相对转动，调节净横截面积，拓展阻尼力调节手段，改善阻尼器性能。
技术介绍
磁流变液(Magneto Rheological Fluid，MRF)是由微小金属颗粒(例如铁粉)、载体流体以及稳定剂等组成，随着外加磁场变化、具有可控流变特性的特定的非胶体性质的悬浮液体。在无磁场作用下，表现为一般流体的性质，在施加外加磁场时，磁流变液的流变学行为表现为屈服应力随着外加磁场强度线性的增加，利用该特性可以制成各种模式的阻尼器，例如流动阀模式、剪切模式、挤压模式及三者的组合模式等。以传统流动阀模式的阻尼器为例，活塞将活塞缸隔成上下两个缸室，磁流变液由活塞上的阻尼孔或单独旁路构成，磁流变液工作于半流动模式，通过调节线圈的电流或电压进而调节磁场强度来改变磁流变液的工作黏性，进而实现调节磁流变阻尼器的目的。 但是传统阻尼器的阻尼孔或单独旁路通路往往是固定结构，固定结构的阻尼孔或者旁路通路的净横截面积恒定，在相同磁场强度情况下，阻尼器的阻尼力调节范围固定，当磁场强度建立故障或者其他涉及阻尼性能可调需要时，导致出现阻尼性能不可控的技术问题，一旦阻尼器不可控容易延误正常生产甚至震坏生产设备，造成经济损失。另外传统阻尼器由于固定结构，不能实现多领域多功能的一器多用，导致振动控制成本过大。本技术旨在提供一种除磁场强度可控外，通过活塞净横截面面积可调的方式对阻尼力范围实现实时可控的装置，同时可以实现一器多用，满足多种场合领域的使用要求。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种活塞净横截面面积可调的磁流变阻尼器。 为达到上述目的，设置该阻尼器包括活塞与活塞缸，所述活塞与所述活塞缸装配、可无泄漏地沿轴向相对运动，其中所述活塞包括主活塞和副活塞，所述主活塞设置有主活塞杆，所述副活塞同轴地套在活塞杆上，并通过具有合适预紧力的弹簧压紧抵靠在主活塞上，使得主活塞与副活塞之间即可相对无障碍转动又不会造成磁流变液不必要的泄漏，其中，主活塞表面均匀周布设置有径向排列的阻尼孔，同时副活塞表面阻尼孔的设置(数量/形状/孔径/位置)与主活塞保持一致，基于以上结构，当主活塞在活塞缸内上下往复运动时，保持主活塞与副活塞径向相对运动，从而达到阻尼孔相对净横截面面积变化。 为达到所述主活塞和所述副活塞径向相对转动，采用设置所述主活塞杆靠近上底座端通过键连接带有齿的齿盘，所述齿盘同轴地安装在所述主活塞杆上，主活塞杆可以是单头活塞杆也可以是双头活塞杆，并通过电机进行驱动，所述电机的主轴保持与所述主活塞杆轴垂直，并通过蜗轮蜗杆方式驱动所述齿盘，所述电机的运行/停止由电子控制单元(ECU)控制，当控制单元发出运转(正转或反转)指令，所述电机主轴旋转并带动所述齿盘运动，所述齿盘通过键将运动传递给所述主活塞杆，所述主活塞杆带动所述主活塞旋转，从而实现主活塞与副活塞的相对径向运动，其中，所述副活塞可以通过弹簧端部伸出端插入副活塞相应盲孔中限定径向运动(弹簧另外相对一端伸出端插入活塞缸缸盖相应盲孔中)，所述副活塞的相对径向运动的限制亦可通过如下方式实现:所述副活塞外圆周均匀设置有若干个凸耳，所述活塞缸内壁设置有与活塞缸轴线平行的若干长条状导向槽，所述凸耳数量与所述导向槽数量对应，并无间隙地卡合在所述键槽内。 为达到所述主活塞和所述副活塞径向相对转动，亦可采用如下方式:所述副活塞外圆周均匀设置有若干个凸耳，所述活塞缸内壁螺旋地设置有若干长条状导向槽，所述凸耳与所述导向槽配合，当主活塞上下往复运动时，所述凸耳受到所述导向槽的径向力，推动所述副活塞相对所述主活塞作相对地径向运动。 另外，可以根据实际应用环境需要，所述活塞缸内壁导向槽按照实际所需运动曲线进行设置，例如主活塞从活塞缸下止点运动到上止点过程中副活塞相对主活塞径向运动半周、一周或者若干周，或者主活塞从活塞缸下止点运动到上止点过程中副活塞相对主活塞径向运动先顺时针旋转后逆时针旋转，或者只顺/逆时针旋转；另外，基于上述相对运动圈数(角度)以及相对运动方向的其他多种组合，亦即以副活塞对于主活塞的相对运动角度与活塞上下行程(位置)的函数曲线关系来设置活塞缸内壁导向槽的形状；另外，同时可配合阻尼孔的设置(数量/形状/孔径/位置)实现活塞净横截面面积变化的多种形式以满足实际情况的阻尼调节需要。 基于本技术可以达到如下积极效果:可以实现除磁场强度可控外，通过活塞净横截面面积可调的方式对阻尼力大小实现调节的阻尼器，优选是缸内液体介质为磁流变液的阻尼器。 基于以上结构设计及控制系统不仅可以使得该阻尼器只进行直动式往复运动，也可以进行直动式和剪切运动，另外也可以横截面全部封闭而进行较低强度或幅值的挤压模式运动，从而可以制成各种模式的阻尼器，例如流动模式、流动与剪切组合模式、挤压模式等，实现一器多用的功能。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的剖面图； 图2A为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的剖面图的A-A向视图； 图2B为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的主活塞和副活塞的截面图； 图2C为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的主活塞和副活塞的截面图； 图2D为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的主活塞和副活塞的截面图； 图3A、3B为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的活塞缸的一种顺时针/逆时针展开图； 图3C、3D为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的活塞缸的另外一种顺时针/逆时针展开图； 图3E为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的活塞缸的图3A、图3B展开图对应的净横截面面积S与活塞升程H之间的关系曲线； 图3F为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的活塞缸的图3C、图3D展开图对应的净横截面面积S与活塞升程H之间的关系曲线； 图4为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的一种实施例； 图5为为本技术优选实施例的横截面可调的磁流变阻尼器的电机工作图； 在图1_图5中，Ia-王活塞杆，Ib-王活塞，2_副活塞，3_活塞缸，3a_上缸室，3b-下缸室，3c-下底座，4-线圈，5-电机，6-齿盘，7-轴承，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻尼器，包括活塞缸（3）、主活塞（1b）、副活塞（2）、缸盖（14），其特征在于，所述活塞缸（3）内壁面上螺旋倾斜地设置有若干长条状导向槽（12），所述副活塞（2）外圆周设置有若干凸耳（13），所述导向槽（12）与所述凸耳（13）相互配合，所述副活塞（2）同轴地套装在主活塞（1b）的主活塞杆（1a）上，并通过弹簧（11）预紧抵靠在主活塞（1b）上，所述主活塞（1b）和副活塞（2）表面设置有若干阻尼孔（17）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张全，张世亮，严谨，陆兵，邹律龙，沈斌，唐金龙，刘纯华，
申请(专利权)人：张世亮，广东海洋大学，
类型：新型
国别省市：广东;44