一种独立活塞控制式磁流变脂减振器制造技术

本申请公开了一种独立活塞控制式磁流变脂减振器，内缸筒设置于外缸筒内侧，上导向座设置于内缸筒上端，下底座总成设置于内缸筒下端；外缸筒上方连接有上端盖，外缸筒下方连接有下端盖；出杆套筒与下端盖通过螺栓连接，阀体机构设置于内缸筒内部。当外部激励使阀体机构移动时，形成压差，减振器内磁流变脂流动；通过控制下底座总成或阀体机构中活塞线圈的输入电流，能改变磁流变脂的屈服应力，进而改变减振器内整体磁流变脂的流动模式，产生不同的阻尼力。本申请采用磁流变脂作为基体，具有更高的输出阻尼力，且不易泄露；减振器在最大阻尼力不变的前提下具有较大的动态范围，与传统充气式减振器相比，本申请结构简单，装配方便，稳定性较高。稳定性较高。稳定性较高。

【技术实现步骤摘要】
一种独立活塞控制式磁流变脂减振器


[0001]本专利技术属于磁流变智能材料减振应用
，特别是涉及一种独立活塞控制式磁流变脂减振器。

技术介绍

[0002]随着磁流变技术的不断发展，以磁流变材料为基础设计的半主动控制减振设备结合了主被动控制两者优势，具有输出阻尼力连续可调、响应速度快、能耗低、易于实现智能化等特点，成为国内外相关机构研究热点。目前磁流变减振器多使用的材料为磁流变液，研究发现由于磁流变液的铁磁性颗粒与基础油之间巨大的密度差所导致的沉降问题一直是限制磁流变减振器发展的瓶颈之一。而磁流变脂以润滑脂作为连续相基体，在对磁流变响应无影响的前提下，彻底解决了沉降问题；此外，磁流变脂具有更高的屈服强度，且本身具有一定稠度，在器件设计时无需复杂的密封机构，也避免了多次使用后易泄露的问题。以上优点使得其在传统磁流变减振器、隔振器等实际工程应用中具有巨大优势。
[0003]然而磁流变脂的零场粘度较高，这导致目前基于磁流变脂设计的减振器在零场情况下被动粘性阻尼力较高，可调动态范围较小,为了将磁流变减振器应用于汽车悬架等半主动控制系统，必须减少被动粘性阻尼力或提高整体动态范围。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于解决传统磁流变脂减振器粘性阻尼力大、动态范围小的缺陷，提供一种独立活塞控制式磁流变脂减振器。
[0005]为了实现本专利技术目的，本专利技术公开了一种独立活塞控制式磁流变脂减振器，减振器包括内缸筒、外缸筒、上导向座、下底座总成、上端盖、下端盖、出杆套筒和阀体机构，减振器内部填充磁流变脂；内缸筒设置于外缸筒内侧，上导向座设置于内缸筒上端，下底座总成设置于内缸筒下端；外缸筒上方连接有上端盖，外缸筒下方连接有下端盖；出杆套筒与下端盖通过螺栓连接，阀体机构设置于内缸筒内部；当外部激励使阀体机构移动时，阀体机构与内缸筒上下两个腔体之间形成液压差，减振器内磁流变脂流动；而通过控制下底座总成或阀体机构中线圈的输入电流，能够改变磁流变脂的屈服应力，进而改变减振器内整体磁流变脂的流动模式，产生不同的阻尼力。
[0006]进一步地，外缸筒与上端盖和下端盖之间通过螺纹连接，上端盖和下端盖内侧台阶尺寸与外缸筒两端外侧台阶尺寸相同。
[0007]进一步地，下底座总成包括下导向座、下盖板、隔磁套筒和底座线圈；下导向座外侧台阶尺寸与外缸筒底端内侧台阶尺寸相同；下盖板通过螺纹连接于下导向座上方，隔磁套筒通过下盖板固定于下导向座内，底座线圈缠绕在隔磁套筒上；内缸筒与下导向座和上盖板形成底座阻尼间隙，通过调控底座线圈电流大小，能够控制底座阻尼间隙内磁流变脂屈服强度。
[0008]进一步地，阀体机构包括活塞、上活塞杆、下活塞杆、活塞线圈；活塞线圈缠绕于活
塞上；活塞、上活塞杆、下活塞杆同轴设置并通过螺纹连接，上活塞杆设有内通孔，活塞线圈从内通孔中引出；活塞外表面与内缸筒内壁之间形成活塞阻尼间隙，通过调控活塞线圈电流大小，能够控制活塞阻尼间隙内磁流变脂屈服强度。
[0009]进一步地，当减振器处于压缩或拉伸行程时，阀体机构移动带动减震器下腔体中的磁流变脂向下或向上流动；当活塞线圈通入电流，磁流变脂无法克服活塞间隙处磁流变脂的屈服应力，在压力的作用下仅通过底座阻尼间隙，并由内缸筒底端的液流孔流入内缸筒与外缸筒之间的环形通道，再通过内缸筒顶端的液流孔流入减振器的上腔体，拉伸流动方向与压缩流动方向相反；当底座线圈通入电流，流动的磁流变脂无法克服底座阻尼间隙处磁流变脂的屈服应力，在压力的作用下仅通过活塞阻尼间隙。
[0010]进一步地，上导向座下端面设有与内缸筒顶端尺寸相同的第一凹槽；在上导向座外壁设有第二凹槽和第三凹槽，内壁设有第四凹槽，在第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽内分别安装密封圈；上导向座外侧台阶尺寸与外缸筒顶端内侧台阶尺寸相同。
[0011]进一步地，下导向座外壁设有第五凹槽、第六凹槽，内壁设有第七凹槽，在第五凹槽、第六凹槽和第七凹槽内分别安装密封圈；隔磁套筒上端面设有与内缸筒底端相同尺寸的第八凹槽，第八凹槽内安装有密封圈。
[0012]进一步地，内缸筒上下两端分别设有个尺寸相同的液流孔；在下底座总成和阀体机构的组合控制下，使得磁流变脂在内缸筒和外缸筒之间形成不同的流动模式，从而产生预期阻尼效果。
[0013]进一步地，上活塞杆、下活塞杆与隔磁套筒采用铝合金制成；内缸筒、外缸筒、上导向座、下导向座、下盖板、上端盖、下端盖、出杆套筒、活塞采用低碳钢制成。
[0014]进一步地，底座线圈和活塞线圈与磁流变脂的接触面采用环氧树脂，防止线圈腐蚀与漏磁。
[0015]下底座总成与内缸筒底部之间形成内、外两段底座阻尼间隙，活塞外表面与内缸筒内壁之间形成活塞阻尼间隙；底座线圈与活塞线圈可分别调控底座阻尼间隙与活塞阻尼间隙内磁流变脂的屈服强度，阀体机构移动，形成压差，驱动磁流变脂流动，如果磁流变脂不能克服活塞阻尼间隙(底座阻尼间隙)中磁流变脂的屈服强度，则活塞阻尼间隙(底座阻尼间隙)中的磁流变脂将被堵塞而不能流动。基于此，所设计的减振器共有三种流动模式，模式一与传统单筒剪切阀式磁流变减振器类似，磁流变脂仅从活塞阻尼间隙流过；模式二与传统双筒磁流变减振器类似，磁流变脂流过底座阻尼间隙，再经内外筒间的环形间隙实现循环流动；模式三，磁流变脂同时流过活塞阻尼间隙与底座阻尼间隙。模式三下减振器粘性阻尼力最低，通过调控两线圈实现不同流动模式，可提高输出阻尼力动态范围。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的显著进步在于：1)本专利技术所述的减振器，采用磁流变脂作为基体，具有更高的输出阻尼力，且不易泄露；2)本专利技术所述的减振器，在最大阻尼力不变的前提下具有较大的动态范围；3)本专利技术所述的减振器，与传统充气式减振器相比，结构简单，装配方便，稳定性较高。
[0017]为更清楚说明本专利技术的功能特性以及结构参数，下面结合附图及具体实施方式进一步说明。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0019]图1为本专利技术独立活塞控制式磁流变脂减振器整体结构示意图；
[0020]图2为下底座总成结构示意图；
[0021]图3为阀体机构结构示意图；
[0022]图4为独立活塞控制式磁流变脂减振器流动模式示意图；
[0023]图5为减振器工作模式和输入电流的关系示意图；
[0024]图中标号所代表的含义为：1、内缸筒；2、外缸筒；3、上导向座；4下底座总成；5、上端盖；6、下端盖；7、出杆套筒；8、阀体机构；9、磁流变脂；31、第一凹槽；32、第二凹槽；33、第三凹槽；34、第四凹槽；41、下导向座；42、下盖板；43、隔磁套筒；44、底座线圈；45、底座阻尼间隙；411、第五凹槽；412、第六凹槽；413、第七凹槽；414、第八凹槽；81、活塞；82、上活塞杆；83、下活塞杆；84、活塞线圈；85、活塞阻尼间隙。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种独立活塞控制式磁流变脂减振器，其特征在于，减振器包括内缸筒(1)、外缸筒(2)、上导向座(3)、下底座总成(4)、上端盖(5)、下端盖(6)、出杆套筒(7)和阀体机构(8)，减振器内部填充磁流变脂(9)；所述内缸筒(1)设置于外缸筒(2)内侧，所述上导向座(3)设置于内缸筒(1)上端，所述下底座总成(4)设置于内缸筒(1)下端；所述外缸筒(2)上方连接有上端盖(5)，所述外缸筒(2)下方连接有下端盖(6)；所述出杆套筒(7)与下端盖(6)通过螺栓连接，所述阀体机构(8)设置于内缸筒(1)内部；当外部激励使阀体机构(8)移动时，阀体机构(8)与内缸筒(1)上下两个腔体之间形成液压差，减振器内磁流变脂(9)流动；而通过控制下底座总成(4)或阀体机构(8)中线圈的输入电流，能够改变磁流变脂(9)的屈服应力，进而改变减振器内整体磁流变脂(9)的流动模式，产生不同的阻尼力。2.根据权利要求1所述的一种独立活塞控制式磁流变脂减振器，其特征在于，所述外缸筒(2)与上端盖(5)和下端盖(6)之间通过螺纹连接，上端盖(5)和下端盖(6)内侧台阶尺寸与外缸筒(2)两端外侧台阶尺寸相同。3.根据权利要求2所述的一种独立活塞控制式磁流变脂减振器，其特征在于，所述下底座总成(4)包括下导向座(41)、下盖板(42)、隔磁套筒(43)和底座线圈(44)；所述下导向座(41)外侧台阶尺寸与外缸筒(2)底端内侧台阶尺寸相同；所述下盖板(42)通过螺纹连接于下导向座(41)上方，所述隔磁套筒(43)通过下盖板(42)固定于下导向座(41)内，底座线圈(44)缠绕在隔磁套筒(43)上；内缸筒(1)与下导向座(41)和上盖板(42)形成底座阻尼间隙(45)，通过调控底座线圈(44)电流大小，能够控制底座阻尼间隙(45)内磁流变脂(9)屈服强度。4.根据权利要求3所述的一种独立活塞控制式磁流变脂减振器，其特征在于，所述阀体机构(8)包括活塞(81)、上活塞杆(82)、下活塞杆(83)、活塞线圈(84)；所述活塞线圈(84)缠绕于活塞(81)上；活塞(81)、上活塞杆(82)、下活塞杆(83)同轴设置并通过螺纹连接，上活塞杆(82)设有内通孔，活塞线圈(84)从内通孔中引出；活塞(81)外表面与内缸筒(1)内壁之间形成活塞阻尼间隙(85)，通过调控活塞线圈(84)电流大小，能够控制活塞阻尼间隙(85)内磁流变脂(9)屈服强度。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉兴，孙俊杰，王炅，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：