一种内旁通道阀式磁流变液悬置制造技术

本发明专利技术公开了一种内旁通道阀式磁流变液悬置，其特征是，磁流变液单元是由外缸体构成液压腔，在外缸体中同心设置内缸筒，在外缸体与内缸筒之间形成环形流道；励磁线圈嵌装在内缸筒外周的环形凹槽中，励磁线圈产生磁场使得环形流道中的磁流变液工作在流动模式下；设置承受静载荷的橡胶单元中的橡胶主簧处在液压腔外部；由活塞杆和活塞构成活塞机构，活塞在内缸筒中的轴向移动带动液压腔中磁流变液在环形通道和内缸筒的内腔之间形成流动，实现活塞机构与磁流变液单元之间的并行作用。本发明专利技术可控磁流变液阻尼力，可控悬置的动刚度，并具有较大的阻尼力控制范围、最大化的工作行程以及较小的零场动刚度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用磁流变液进行减振的
，尤其涉及一种用于汽车、轮船、工程机械等发动机悬置系统的阀式磁流变液悬置。
技术介绍
液压悬置目前广泛应用于汽车、轮船、工程机械等发动机悬置系统，相对于廉价的橡胶悬置，液压悬置在低频激励下表现出较大的阻尼特性，一定程度上抑制了悬置系统的振动，而在高频激励下由于阻尼孔或惯性通道堵塞，液压悬置表现出的大刚度特性恶化了悬置系统的高频隔振性能。与普通悬置液体相比，磁流变液是一种流变特性可调的智能材料，在外界磁场作用下，其粘度能够在牛顿流体和半固体状态之间快速、可逆地调节。应用磁流变液的磁流变液悬置可表现出较大的阻尼力控制范围，并且具有响应速度快、阻尼力大、结构简单、耐久性好、耗能低以及替代性好的特点，在外界磁场控制下，可以实现磁流变液悬置阻尼和动刚度的实时调节。常见的磁流变液悬置大多在传统液压悬置的基础上，利用磁流变液替代腔内液压油，通过外加磁路的设计，实现悬置阻尼的调节。这种结构的磁流变液悬置，并没有解决高频振动时阻尼孔或惯性通道堵塞的问题，即使在添加解耦器的情况下，液体的共振依旧会增大悬置的零场动刚度；同时由于阻尼孔或惯性通道的堵塞，该结构磁流变液悬置阻尼力可调节范围受到了限制；再者由于上液腔体积较大，该结构的磁流变液悬置需使用大量的磁流变液，提高了悬置生产成本。基于此，中国专利技术专利“基于挤压模式的发动机磁流变液压悬置”、公开号：CN103148158A中公开了一种用于汽车动力总成悬置系统的磁流变液挤压悬置，在该悬置中设置了上下挤压极板和惯性通道及解耦膜，上下挤压极板内的磁流变液挤压运动与惯性通道内的磁流变液流动运动互不干涉，因此即使在惯性通道堵塞的情况下，依旧能够利用磁流变液挤压运动实现较大范围内悬置动刚度的控制；但该悬置中应用的惯性通道和解耦膜结构依然没有解决高频激励时较大的零场动刚度问题。中国专利技术专利“基于单向挤压模式的磁流变液悬置”、公开号：CN104776153A中公开了一种单向挤压模式的磁流变液压悬置，摒弃了传统液压悬置中的阻尼孔或惯性通道结构，并且橡胶主簧与磁流变液挤压单元分离设置，仅利用磁流变液的挤压特性实现悬置动刚度的调节，有效避免了流体的高频堵塞或高频振动；但是由于磁流变的挤压工作特性受到挤压间隙大小的限制，只有当挤压间隙较小时，磁流变液的挤压效应才会比较明显，因此该悬置的应用范围受到了振动位移幅值的限制，并且在具体使用中，挤压极板的初始挤压间隙会随着预载荷的变化发生改变，进而影响到悬置的力学特性。
技术实现思路
本专利技术是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种内旁通道阀式磁流变液悬置，针对现有技术中磁流变液悬置动刚度可控范围较低、零场动刚度较大及工作行程有限等问题，提出在不改变现有磁流变液悬置外部尺寸、磁流变液使用量的前提下，实现一种在整个工作频率范围内具有较大动刚度调节、较小零场动刚度以及最大化工作行程的磁流变液悬置，从而同时实现悬置系统较好的低频位移控制性能和有效的高频隔振性能。本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：本专利技术内旁通道阀式磁流变液悬置的结构特点是：设置实现阻尼控制的磁流变液单元，是由外缸体在上下两端一一对应设置上端盖和下端盖形成密闭的、体积恒定的液压腔，在所述液压腔内充满磁流变液；在所述外缸体内同心设置内缸筒，在所述外缸体的内侧壁与内缸筒的外侧壁之间形成有环形流道；在所述内缸筒的顶部端面与上端盖之间沿圆周间隔设置多个上隔离块，在所述内缸筒的底部端面与下端盖之间沿圆周间隔设置多个下隔离块，使所述内缸筒在液压腔内获得定位支撑；在相邻的上隔离块之间，以及在相邻的下隔离块之间，分别形成有端面流道，内缸筒的内腔通过端面流道与环形流通相通；在所述内缸筒的外侧筒壁上设置环形凹槽，励磁线圈嵌装在所述环形凹槽中，由所述励磁线圈产生的磁场经外缸体、内缸筒以及环形流道形成闭合的磁路，使得环形流道中的磁流变液工作在流动模式下；设置承受静载荷的橡胶单元，其橡胶主簧处在液压腔的外部，由主簧螺栓固定设置在外缸体的顶端；设置由活塞杆和活塞构成的活塞机构，活塞杆的顶端通过上基座支撑在橡胶主簧上，活塞杆贯穿上端盖、内缸筒以及下端盖，活塞杆的底端与下基座间隙配合；活塞以内缸筒的内腔为活塞腔，活塞在内缸筒中的轴向移动带动液压腔中磁流变液在环形通道和内缸筒的内腔之间形成流动，实现活塞机构与磁流变液单元之间的并行作用。本专利技术内旁通道阀式磁流变液悬置的结构特点也在于：设置所述活塞杆为直杆，使液压腔的体积在工作过程中保持为恒定。本专利技术内旁通道阀式磁流变液悬置的结构特点也在于：在所述活塞的外圆周面上固定设置一层可弹性变形的块状硫化橡胶垫，利用所述硫化橡胶垫，使得活塞与内缸筒的内侧壁之间在大位移时表现为滑动摩擦作用，在小位移时表现为弹性变形作用，自动实现运动阻尼的调节。本专利技术内旁通道阀式磁流变液悬置的结构特点也在于：所述外缸体、内缸筒均由高导磁材料制成，所述上端盖、下端盖、上隔离块以及下隔离块均由非导磁材料制成。本专利技术内旁通道阀式磁流变液悬置的结构特点也在于：在所述下端盖上分别设置有与液压腔相连通的注液孔和排气孔。本专利技术内旁通道阀式磁流变液悬置的结构特点也在于：设置内缸筒的定位支撑结构为：上隔离块和下隔离块是与内缸筒的筒壁相应的弧形块，在上隔离块和下隔离块的顶部和底部均设置有插板，在内缸筒的端面上，以及在上端盖和下端盖上分别有对应位置上的插槽，利用插板和插槽的嵌插配合实现上隔离块在内缸筒与上端盖之间的装配，以及实现下隔离块在内缸筒与下端盖之间的装配。与已有技术相比，本专利技术有益效果体现在：1、本专利技术的结构形式使得磁流变液的有效作用面积最大化，在整个环形流道中，除了环形凹槽对应的部分，其余均为磁流变液有效作用流道，进而在同等外部结构尺寸、相同励磁激励下，本专利技术具有更大的可控阻尼力；或者在满足可控阻尼力要求的前提下，通过设计活塞面积与流通通道的面积比可有效地降低活塞运动速度和磁流变液流道的速度比，从而有效降低高速激励下流体粘性作用引起的悬置零场动刚度；2、本专利技术使得磁流变液悬置具有较大的运动行程，结构中摒弃了电磁线圈-活塞结构，活塞仅起到引导流体运动的作用，因此活塞结构较简单，在内缸筒高度有限的情况下，可最大限度的利用内缸筒的长度；3、本专利技术恒定体积液压腔的结构设计源于橡胶单元与磁流变液单元通过活塞机构连接平行作用，橡胶主簧与磁流变液没有直接接触，橡胶主簧没有参与到液压腔的构建中，因此在高频激励下，不会因为橡胶主簧的柔性特性发生流通通道的堵塞，使得悬置在高频激励时不会表现出较大的零场动刚度；4、本专利技术恒定体积液压腔的结构设计使得磁流变液悬置在高频激励下具有更小的零场动刚度，环形流道中磁流变液的惯性特性使得磁流变液悬置表现出负刚度特性，和橡胶主簧的共同作用下，随着激励频率的增加，磁流变液悬置的刚度特性逐渐减小；5、本专利技术在活塞的外圆周面上设置一层具有一定厚度的可弹性变形的块状硫化橡胶垫，在发动机低频大幅值位移激励下，硫化橡胶垫与内缸筒的内侧壁发生滑动摩擦，使得悬置表现出较大的阻尼特性，而在高频小幅值位移激励下，硫化橡胶垫发生弹性变形，可有效较低活塞与内缸筒内壁的摩擦力，从而提高悬置的高频隔振性能。附图说明图1a为本专利技术装配结构仰视图；图1b为图1a的A-A剖面图；图2a为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内旁通道阀式磁流变液悬置，其特征是：设置实现阻尼控制的磁流变液单元，是由外缸体(4)在上下两端一一对应设置上端盖(6)和下端盖(15)形成密闭的、体积恒定的液压腔，在所述液压腔内充满磁流变液；在所述外缸体(4)内同心设置内缸筒(20)，在所述外缸体(4)的内侧壁与内缸筒(20)的外侧壁之间形成有环形流道；在所述内缸筒(20)的顶部端面与上端盖(6)之间沿圆周间隔设置多个上隔离块(7)，在所述内缸筒(20)的底部端面与下端盖(15)之间沿圆周间隔设置多个下隔离块(17)，使所述内缸筒(20)在液压腔内获得定位支撑；在相邻的上隔离块(7)之间，以及在相邻的下隔离块(17)之间，分别形成有端面流道，内缸筒(20)的内腔通过端面流道与环形流通相通；在所述内缸筒(20)的外侧筒壁上设置环形凹槽，励磁线圈(18)嵌装在所述环形凹槽中，由所述励磁线圈(18)产生的磁场经外缸体(4)、内缸筒(20)以及环形流道形成闭合的磁路，使得环形流道中的磁流变液工作在流动模式下；设置承受静载荷的橡胶单元，其橡胶主簧(27)处在液压腔的外部，由主簧螺栓(26)固定设置在外缸体的顶端；设置由活塞杆(2)和活塞(8)构成的活塞机构，活塞杆(2)的顶端通过上基座(1)支撑在橡胶主簧(27)上，活塞杆(2)贯穿上端盖(6)、内缸筒(20)以及下端盖(15)，活塞杆(2)的底端与下基座(13)间隙配合；活塞(8)以内缸筒(20)的内腔为活塞腔，活塞(8)在内缸筒(20)中的轴向移动带动液压腔中磁流变液在环形通道和内缸筒(20)的内腔之间形成流动，实现活塞机构与磁流变液单元之间的并行作用。...

【技术特征摘要】
1.一种内旁通道阀式磁流变液悬置，其特征是：设置实现阻尼控制的磁流变液单元，是由外缸体(4)在上下两端一一对应设置上端盖(6)和下端盖(15)形成密闭的、体积恒定的液压腔，在所述液压腔内充满磁流变液；在所述外缸体(4)内同心设置内缸筒(20)，在所述外缸体(4)的内侧壁与内缸筒(20)的外侧壁之间形成有环形流道；在所述内缸筒(20)的顶部端面与上端盖(6)之间沿圆周间隔设置多个上隔离块(7)，在所述内缸筒(20)的底部端面与下端盖(15)之间沿圆周间隔设置多个下隔离块(17)，使所述内缸筒(20)在液压腔内获得定位支撑；在相邻的上隔离块(7)之间，以及在相邻的下隔离块(17)之间，分别形成有端面流道，内缸筒(20)的内腔通过端面流道与环形流通相通；在所述内缸筒(20)的外侧筒壁上设置环形凹槽，励磁线圈(18)嵌装在所述环形凹槽中，由所述励磁线圈(18)产生的磁场经外缸体(4)、内缸筒(20)以及环形流道形成闭合的磁路，使得环形流道中的磁流变液工作在流动模式下；设置承受静载荷的橡胶单元，其橡胶主簧(27)处在液压腔的外部，由主簧螺栓(26)固定设置在外缸体的顶端；设置由活塞杆(2)和活塞(8)构成的活塞机构，活塞杆(2)的顶端通过上基座(1)支撑在橡胶主簧(27)上，活塞杆(2)贯穿上端盖(6)、内缸筒(20)以及下端盖(15)，活塞杆(2)的底端与下基座(13)间隙配合；活塞(8)以内缸筒(20)的内腔为活塞腔，活塞(8)在内缸筒(20)中的轴向移动带动液压腔中磁流变液在环形通...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱立军，白先旭，陈朋，杨森，沈升，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34