本发明专利技术公开了一种伸缩剪切模式磁流变减振器，包括内筒、外筒以及位于内筒和外筒之间的伸缩筒，所述伸缩筒与内筒和外筒之间分别留有工作间隙，该工作间隙内充满磁流变液，且工作间隙的上下端分别密封，伸缩筒可沿着工作间隙作往复运动，所述内筒的外壁上的线圈凹槽中缠绕有线圈，线圈通电后产生磁场，磁场作用于工作间隙内的磁流变液，内筒的下端内部设有隔膜，隔膜将该内部空间分为上腔室和下腔室，上腔室通过连通孔与工作间隙相连通且内部充满磁流变液，下腔室内部注入有一定压强的气体。本发明专利技术通过伸缩剪切模式产生阻尼力，且该减振器具有明显的低速大阻尼特性，当车辆转向时，能够提供相当大的抗侧倾阻尼力，从而有效地抑制车身侧倾。
【技术实现步骤摘要】
一种伸缩剪切模式磁流变减振器
本专利技术涉及一种伸缩剪切模式磁流变减振器，属于汽车零部件及减振降噪领域。
技术介绍
磁流变液是在外加磁场作用下其黏度，塑性等流变特性发生急剧变化的材料，其基本特征是在外磁场作用下能在毫秒级的时间内从自由流动的液体转变为半固体，呈现出可控的屈服强度，而且这种变化是可逆的。通过改变电流的大小，可以有效的控制磁流变液的流变特性，根据这一原理，可以设计出阻尼力连续可调的磁流变减振器。目前常见的磁流变减振器多为伸缩阀式磁流变减振器，其通过活塞的上下运动在上下腔之间产生压力差，使得磁流变液从活塞上的阻尼通道流过，运用磁流变液的流动模式产生可控的阻尼力。该方案的磁流变减振器在低速下所能提供的阻尼力很小。考虑到车辆转向行驶时，车辆车身侧倾频率低，伸缩阀式磁流变减振器无法提供足够的阻尼力来实现有效的侧倾控制，严重时导致车辆侧翻事故的发生。虽然专利申请号为201910623043.8的申请文本中，公开了一种剪切模式磁流变减振器，该减振器具有低速大阻尼特性，但是该结构磁流变减振器仍存在制造工艺难度高，成本也高，而且需要在外部设置附加的磁流变液补偿机构等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有磁流变减振器存在的问题，提供一种基于伸缩剪切模式的磁流变减振器；该减振器通过剪切模式产生阻尼力，且该减振器具有明显的低速大阻尼特性，当车辆转向时，能够提供相当大的抗侧倾阻尼力，从而有效地抑制车身侧倾，提高车辆的弯道通行速度和平顺性。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种伸缩剪切模式磁流变减振器，包括内筒、外筒以及位于内筒和外筒之间的伸缩筒，所述伸缩筒与内筒和外筒之间分别留有工作间隙，该工作间隙内充满磁流变液，且工作间隙的上端通过密封圈密封、下端通过下端盖密封，所述伸缩筒可沿着工作间隙在磁流变液内作往复运动，所述内筒的外壁上缠绕有线圈，线圈通电后产生磁场，磁场作用于工作间隙内的磁流变液，内筒的下端内部为中空结构，并且其下端的内部空间内设有隔膜，所述隔膜将该内部空间分为上腔室和下腔室，上腔室通过连通孔与工作间隙相连通且内部充满磁流变液，下腔室内部注入有一定压强的气体。进一步的，所述密封圈的上方或者下方或者上方和下方设有导向环，所述导向环以内嵌方式安装于内筒外壁和外筒内壁。进一步的，所述伸缩筒的顶部设有用于与车身相连的上吊环。进一步的，所述伸缩筒的外部设有防尘罩，所述防尘罩的上端固定套接在伸缩筒的上端部或伸缩筒顶端的上吊环上，下端活动套接在外筒的外壁上，且其与外筒外壁接触的端部内壁上设有向内凸出的凸台，且该凸台内设有毛毡，以防止灰尘进入减振器内部。更进一步的，所述外筒的顶端四周的外壁向外凸出，其与防尘罩内壁上的凸台共同作用，从而限制伸缩筒垂向运动范围，以防止伸缩筒往复运动超出密封圈作用区域进而导致磁流变液泄漏及伸缩筒与内外筒的脱离。进一步的，所述隔膜的上方设有隔板，所述隔板上方的内筒内部为一段中空的空间，用于减轻内筒重量进而减小减振器的重量。进一步的，所述线圈缠绕在线圈凹槽内，线圈凹槽开设在所述内筒的外壁上，并且在线圈外侧的线圈凹槽内设有用于引导磁场分布的隔磁环。更进一步的，所述内筒的内部开设有线圈引线通道，该线圈引线通道与线圈凹槽连通用于引出导线。进一步的，所述内筒的上端安装有上端盖和缓冲块，所述缓冲块下端内嵌在内筒的端部、上端穿出所述上端盖。进一步的，所述内筒、外筒的下端可拆卸安装有所述下端盖，所述下端盖用于密封工作间隙和下腔室，并且在下端盖开设有有用于充气的气嘴以及用于引出导线的引线孔。综上所述，本专利技术的磁流变减振器，在没有施加外部磁场的时候，磁流变液中颗粒的分布是杂乱的，此时伸缩筒只要克服粘性阻力就可以继续运动，所能提供的阻尼力十分有限。当存在外加磁场时磁流变液中的颗粒沿着磁场方向成链束状分布，磁流变液从流体向半固体发展，剪切屈服强度也随之而生，并随着磁场强度的增大而增大。通过控制线圈中电流的大小，就可以改变工作间隙中磁流变液的流变特性，从而产生相应的剪切应力，由此实现对磁流变减振器产生的阻尼力的控制。本专利技术的磁流变减振器设置有补偿机制，在伸缩筒进出磁流变液腔室的过程中，通过内筒下部空间来保证磁流变液腔室中始终充满磁流变液，具体过程为：当磁流变减振器处于压缩行程时，伸缩筒进入腔室的体积变大，腔室内压强上升，使得多余的磁流变液在压强作用下流入内筒下部空间的上腔室；磁流变减振器处于伸张工作行程时，伸缩筒位于腔室内的体积减小，内筒下部空间下腔室压力大于磁流变液腔室内的压力，在压强作用下，内筒上腔室内的磁流变液流入腔室，补偿由于伸张运动造成的磁流变液体积不足。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：(1)本专利技术通过相对简洁的结构实现了由剪切模式产生阻尼力，总体结构新颖，且易于实现。(2)本专利技术的伸缩剪切模式磁流变减振器所提供的阻尼力主要通过磁流变液的剪切工作模式产生，在低速下也能够获得很大的阻尼力。(3)本专利技术的伸缩剪切模式磁流变减振器不仅在车辆直线行驶时能够有效的减少车身振动，在车辆转向时，由于低速大阻尼特性的存在，可以有效的抑制车身侧倾，为车辆提供更好的抗侧倾性能和平顺性，提高车辆的弯道通行速度。(4)本专利技术的伸缩剪切模式磁流变减振器相较于现有的伸缩阀式磁流变减振器，其磁流变液用量少，可以节约成本。(5)本专利技术的伸缩剪切模式磁流变减振器克服了现有磁流变减振器的线圈多布置在活塞内部，结构尺寸对于线圈匝数有着严格限制等缺陷。本专利技术内筒上部尺寸较大，采用双线圈结构，可以产生更大的磁场强度和磁场范围，能够提供更大的阻尼力，增大阻尼力调节范围。(6)本专利技术的磁流变减振器的励磁线圈布置在内筒上部的凹槽中，可供布置的空间较大，没有较高的精度要求，相较于在体积很小的活塞上布置线圈，降低了加工的难度，节约了加工时间和成本。(7)本专利技术的磁流变减振器的伸缩筒内外壁分别于内外筒之间产生剪切力，增大剪切模式的工作面积，可以产生更大的阻尼力。(8)本专利技术的磁流变减振器及通过相关原理设计的磁流变减振器还可用于其他相关领域，应用范围广泛。此外，本专利技术与申请人之前申请的申请号为201910623043.8的专利相比，本专利技术的创新及优点如下：(1)本专利技术的磁流变减振器将磁流变液补偿机构设置在内筒内部空间，有效减小了减振器的径向尺寸，减少在实车安装时可能出现的机构干涉。(2)本专利技术磁流变减振器的线圈与磁流变液直接靠近，能够增强磁流变液区域内的磁场强度，避免由于空气间隙和筒壁阻隔导致磁场强度减弱的问题，能获得更大的阻尼力。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图。图2为磁场分布示意图。图中标记为：1.上吊环，2.伸缩筒，3.橡胶缓冲块，4.导向环，5.密封圈，6.外筒，7.内筒，8.工作间隙，9.线圈，10.防尘罩，11.毛毡，12.毛毡座，13.螺栓A，14.下吊环，15.气嘴，16.下端盖，17.垫片，18.连通孔,19.隔膜本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种伸缩剪切模式磁流变减振器，包括内筒、外筒以及位于内筒和外筒之间的伸缩筒，其特征在于，所述伸缩筒与内筒和外筒之间分别留有工作间隙，该工作间隙内充满磁流变液，且工作间隙的上端通过密封圈密封、下端通过下端盖密封，所述伸缩筒可沿着工作间隙在磁流变液内作往复运动，所述内筒的外壁上缠绕有线圈，线圈通电后产生磁场，磁场作用于工作间隙内的磁流变液，内筒的下端内部为中空结构，并且其下端的内部空间内设有隔膜，所述隔膜将该内部空间分为上腔室和下腔室，上腔室通过连通孔与工作间隙相连通且内部充满磁流变液，下腔室内部注入有一定压强的气体。/n
【技术特征摘要】
1.一种伸缩剪切模式磁流变减振器，包括内筒、外筒以及位于内筒和外筒之间的伸缩筒，其特征在于，所述伸缩筒与内筒和外筒之间分别留有工作间隙，该工作间隙内充满磁流变液，且工作间隙的上端通过密封圈密封、下端通过下端盖密封，所述伸缩筒可沿着工作间隙在磁流变液内作往复运动，所述内筒的外壁上缠绕有线圈，线圈通电后产生磁场，磁场作用于工作间隙内的磁流变液，内筒的下端内部为中空结构，并且其下端的内部空间内设有隔膜，所述隔膜将该内部空间分为上腔室和下腔室，上腔室通过连通孔与工作间隙相连通且内部充满磁流变液，下腔室内部注入有一定压强的气体。
2.根据权利要求1所述的一种伸缩剪切模式磁流变减振器，其特征在于，所述密封圈的上方或者下方或者上方和下方设有导向环，所述导向环以内嵌方式安装于内筒外壁和外筒内壁。
3.根据权利要求1所述的一种伸缩剪切模式磁流变减振器，其特征在于，所述伸缩筒的顶部设有用于与车身相连的上吊环。
4.根据权利要求1或3所述的一种伸缩剪切模式磁流变减振器，其特征在于，所述伸缩筒的外部设有防尘罩，所述防尘罩的上端固定套接在伸缩筒的上端部或伸缩筒顶端的上吊环上，下端活动套接在外筒的外壁上，且其与外筒外壁接触的端部内壁上设有向内凸出的凸台，且该凸台内设有毛毡，以防止灰尘进入减振器内部。
5.根据权利要求4...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚嘉凌，唐郑，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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