專利名稱：磁控流變減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁控流變減振器，是對汽車懸架中或者其它機(jī)械的減振器提出的技術(shù)創(chuàng)新，屬于機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域。
汽車懸架是連接車架(或承載式車身)和車橋(或車輪)之間的裝置。傳統(tǒng)的汽車懸架主要由用以緩沖路面沖擊的彈簧(如板簧、螺旋彈簧或扭力彈簧)、限制車身上下振動(dòng)的減振器、車輛橫向穩(wěn)定裝置以及控制車輪運(yùn)動(dòng)的連接機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)汽車輪胎在行駛中受到路面凹凸不平物沖擊時(shí)，懸架裝置能抑制和減小因沖擊引起的車身振動(dòng)而保持車輛的運(yùn)動(dòng)態(tài)勢，改善汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的汽車懸架由于彈簧的剛度和液壓減振器的阻尼系數(shù)均在車輛制造時(shí)已經(jīng)確定，因而在行駛中無法根據(jù)不同的道路狀況而改變，即只能被動(dòng)地承受路面沖擊，故也稱為“被動(dòng)懸架系統(tǒng)”。被動(dòng)懸架系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，生產(chǎn)加工容易，成本低廉，因而仍然是當(dāng)前汽車上的主導(dǎo)裝備產(chǎn)品。但隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，人們對汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性提出了更高的要求。盡管對傳統(tǒng)懸架和設(shè)計(jì)進(jìn)行了不少改進(jìn)和創(chuàng)新，也取得了一定的效果，但由于傳統(tǒng)懸架自身結(jié)構(gòu)和工作機(jī)理的局限性，不可能從根本上解決問題。如人民交通出版社《汽車構(gòu)造》(下冊，1995年7月，陳家瑞著，P198)介紹的汽車減振器為雙向作用筒式結(jié)構(gòu)，采用的減振器油的粘度不受人為控制，加上傳統(tǒng)懸架中的彈簧剛度是定值，故液壓減振器的阻尼系數(shù)為定值，不能適應(yīng)復(fù)雜的道路狀況?，F(xiàn)代電子技術(shù)、傳感技術(shù)和電液技術(shù)在汽車懸架上的應(yīng)用給懸架系統(tǒng)注入了全新的內(nèi)涵。然而目前的主動(dòng)懸架系統(tǒng)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、生產(chǎn)成本高昂，最主要的是伺服機(jī)構(gòu)消耗大量的外部能量，所以有著技術(shù)革新和方案改進(jìn)的必要性和迫切性。
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足之處，設(shè)計(jì)一種新的磁控流變減振器，使其阻尼系數(shù)能夠根據(jù)路面狀況適時(shí)作出相應(yīng)變化，從而提高汽車的行駛平順性、路面通過性和操縱穩(wěn)定性，并且結(jié)構(gòu)簡單，并不需要耗費(fèi)巨大的外部能源。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)的磁控流變減振器的最基本結(jié)構(gòu)包括車架(或承載式車身)連接器、防塵罩、活塞桿、油封蓋、油封、油封支承彈簧、導(dǎo)向座、工作缸筒、儲(chǔ)液缸筒、活塞閥板總成、下端閥板總成、下端蓋、車橋(或車輪)連接器、下端電磁鐵、活塞緊固螺母、上端電磁鐵、磁控變液，其特征在于三個(gè)同心缸筒一防塵罩、儲(chǔ)液缸筒和工作缸筒，防塵罩與活塞桿和用以連接車架的車架連接器焊接在一起；工作缸筒置于儲(chǔ)液缸筒內(nèi)，儲(chǔ)液缸筒的下端蓋焊有用以連接車橋的車橋連接器；在減振器工作時(shí)，儲(chǔ)液缸筒和工作缸筒是作為一個(gè)整體一起隨車橋而運(yùn)動(dòng)的，儲(chǔ)液缸筒與工作缸筒之間形成儲(chǔ)液腔，儲(chǔ)液腔內(nèi)填充有磁控流變減振器專用的磁控變液，但不填滿，工作缸筒內(nèi)則充滿磁控變液；活塞桿穿過工作缸筒和儲(chǔ)液缸筒的密封裝置而伸入工作缸筒內(nèi)，在活塞桿的下端用壓緊螺母固定著活塞閥板總成；活塞閥板總成上有伸張閥和流通閥及若干個(gè)常通孔，在壓縮或伸張行程中磁控變液均可通過常通孔流動(dòng)；在工作缸筒的下端閥板總成有壓縮閥和補(bǔ)償閥并有若干個(gè)常通孔。
磁控流變減振器具有四種閥，即壓縮閥、伸張閥、流通閥和補(bǔ)償閥。流通閥和補(bǔ)償閥是一般的單向閥，其彈簧力很弱，當(dāng)閥上的液壓作用力與彈簧力同向時(shí)，閥處于關(guān)閉狀態(tài)，完全不通液流；而當(dāng)液壓作用力與彈簧力反向時(shí)，只要很小的液壓，閥便能開啟。壓縮閥和伸張閥是卸載閥，其彈簧較強(qiáng)，預(yù)緊力較大，只有當(dāng)液壓增高至一定程度時(shí)，閥才能開啟；而當(dāng)油壓減低到一定程度時(shí)，閥即自行關(guān)閉。這些閥對液流的節(jié)流便造成對懸架壓縮或伸張運(yùn)動(dòng)的阻尼力。但這些閥的阻尼系數(shù)都是制造時(shí)都確定的，并不能在行駛中根據(jù)不同的道路狀況而改變，因而本發(fā)明在磁控流變減振器中又采取了磁控變液技術(shù)——在減振器的工作缸筒兩端分別設(shè)置有電磁鐵，通過外部驅(qū)動(dòng)電路適時(shí)進(jìn)行調(diào)整控制磁場強(qiáng)度，儲(chǔ)液缸筒和工作缸筒中填充的磁控變液在磁場的作用下會(huì)變得粘稠，其粘度隨磁場強(qiáng)度而變，磁場增強(qiáng)則磁控變液的粘度也變大，當(dāng)磁控變液的粘度變大后其流動(dòng)速度降慢，流動(dòng)阻力上升，磁控流變減振器的阻尼系數(shù)便也隨之相應(yīng)變大，從而根據(jù)施于磁控變液的磁場強(qiáng)度達(dá)到控制磁控流變減振器阻尼系數(shù)的目的。
為更好理解本發(fā)明的技術(shù)解決方案，下面結(jié)合附圖作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖所示，本發(fā)明磁控流變減振器的車架(或承載式車身)連接器1、防塵罩2及活塞桿3焊接在一起，防塵罩2又與儲(chǔ)液缸筒9、工作缸筒8形成三個(gè)同心鋼筒，防塵罩2居外，儲(chǔ)液缸筒9居中，工作缸筒8居內(nèi)，工作缸筒8內(nèi)充滿磁控變液21，儲(chǔ)液缸筒9的儲(chǔ)液腔中也充有磁控變液21，但是不充滿。油封蓋4蓋于油封5之上，油封5套于活塞桿3上，油封支承彈簧6位于導(dǎo)向座7和油封5之間，將油封5支承起來并緊密貼封活塞桿3與油封蓋4之間的間隙。導(dǎo)向座7置于油封蓋4和工作鋼筒8之間，令活塞桿3的行程受導(dǎo)，活塞閥板總成10通過活塞緊固螺母18安裝于活塞桿3下端，活塞閥板總成10上整合了伸張閥19和流通閥17，并有若干個(gè)常通孔，工作鋼筒8下部裝有下端閥板總成11，其上整合有壓縮閥16和補(bǔ)償閥15，并有若干個(gè)常通孔，車橋(或車輪)連接器13與下端蓋12焊在一起，下端蓋12蓋住儲(chǔ)液鋼筒9和工作鋼筒8的下端，以使磁控變液21不至于漏出減振器。在工作缸筒8兩端裝有電磁鐵，上端電磁鐵20整合于導(dǎo)向座7中，下端電磁鐵14整合于下端蓋12之中，上端電磁鐵20與下端電磁鐵14均有導(dǎo)線與外部驅(qū)動(dòng)電路連接。
本發(fā)明的技術(shù)方案具體實(shí)施到汽車懸架系統(tǒng)中，其車架(或承載式車身)連接器1與汽車的車架(或承載式車身)相連，其車橋(或車輪)連接器13與車橋(或車輪)相連。磁控流變減振器的工作原理可分為壓縮行程和伸張行程加以說明。當(dāng)汽車車輪滾上凸起或滾出凹坑時(shí)，車輪移近車架，磁控流變減振器受壓縮，活塞閥板總成10下移，活塞下面的腔室(下腔)容積減小，液壓升高，磁控變液21流經(jīng)流通閥17流到活塞閥板總成10上面的腔室(上腔)，由于上腔被活塞桿3占去一部分，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減小的容積，故還有一部分磁控變液21推開壓縮閥16流回儲(chǔ)液缸筒9；當(dāng)車輪滾進(jìn)凹坑或滾離凸起時(shí)，車輪相對車架移開，磁控流變減振器受拉伸，此時(shí)磁控流變減振器的活塞閥板總成10向上移動(dòng)，活塞閥板10上腔液壓升高，流通閥17關(guān)閉，上腔內(nèi)的磁控變液21便推開伸張閥19流入下腔。同樣，由于活塞桿13的存在，自上腔流來的磁控變液21還不足以充滿下腔所增加的容積，下腔內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，這時(shí)儲(chǔ)液缸筒9中的磁控變液21便推開補(bǔ)償閥15流入下腔進(jìn)行補(bǔ)償。這樣，壓縮閥16、流通閥17、伸張閥19、補(bǔ)償閥15的節(jié)流作用即造成對汽車懸架伸縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。當(dāng)車架或車身振動(dòng)緩慢(即活塞閥板總成10上下運(yùn)動(dòng)速度低)時(shí)，多余部分的磁控變液21便經(jīng)活塞閥板總成10和下端閥板總成11上的常通孔流回儲(chǔ)液缸筒9，由于常通孔截面積很小，便產(chǎn)生較大的阻尼力，從而消耗了振動(dòng)能量，使振動(dòng)迅速衰減；當(dāng)車身振動(dòng)劇烈，即活塞閥板總成10上下運(yùn)動(dòng)速度高時(shí)，則活塞閥板總成10的上腔和下腔液壓驟增，達(dá)到能克服壓縮閥16或伸張閥19的彈簧預(yù)緊力時(shí)，便推開壓縮閥16或伸張閥19，使磁控變液21在很短的時(shí)間內(nèi)，通過較大的通道流回儲(chǔ)液缸筒9。這樣，液壓和阻尼力都不致超過一定限度，以保證壓縮行程伸張行程中汽車懸架系統(tǒng)中的彈性元件(如板簧、螺旋彈簧或扭力彈簧)的緩沖作用得到充分發(fā)揮，而且可使磁控流變減振器及汽車懸架系統(tǒng)的某些零件不會(huì)因承受過大的沖擊載荷導(dǎo)致超載而造成損壞。而磁控變液21的粘度可通過上端電磁鐵20和下端電磁鐵14之間的磁場強(qiáng)度來調(diào)節(jié)，汽車懸架系統(tǒng)的電子控制部分根據(jù)不同的道路狀況和汽車行駛情況的反饋信息來作出判斷，從而改變施加于上端電磁鐵20和下端電磁鐵14的功率，達(dá)到改變磁控流變減振器阻尼系數(shù)，以適時(shí)地使汽車懸架系統(tǒng)與路面處于最佳匹配狀況。
本發(fā)明提出的減振器變阻尼技術(shù)解決方案，能使汽車懸架系統(tǒng)根據(jù)其所處工況改變而使其阻尼系數(shù)作出相應(yīng)的變化，從而使汽車懸架系統(tǒng)始終于路面處于最佳匹配狀況，達(dá)到極大地改善汽車的行駛平順性、路面通過性和操縱穩(wěn)定性的效果。
本發(fā)明的減振器采用了先進(jìn)的磁控變液技術(shù)，使汽車主動(dòng)懸架耗能驟減，節(jié)約了可貴的能源，符合綠色汽車的潮流和生態(tài)保護(hù)的時(shí)代步伐，可望得到廣泛地應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種磁控流變減振器，車架連接器(1)、防塵罩(2)及活塞桿(3)焊接在一起，車橋連接器(13)與下端蓋(12)焊在一起，其特征在于防塵罩(2)與儲(chǔ)液缸筒(9)、工作缸筒(8)形成三個(gè)同心鋼筒，活塞閥板總成(10)上有伸張閥(19)和流通閥(17)并有若干個(gè)常通孔，下端閥板總成(11)上有壓縮閥(16)和補(bǔ)償閥(15)并有若干個(gè)常通孔，工作缸筒(8)內(nèi)充滿磁控變液(21)，儲(chǔ)液缸筒(9)的儲(chǔ)液腔中也充有磁控變液(21)但不充滿，在工作缸筒(8)兩端有電磁鐵(20、14)與外部驅(qū)動(dòng)電路連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種磁控流變減振器,防塵罩與儲(chǔ)液缸筒、工作缸筒形成三個(gè)同心鋼筒,活塞閥板總成上有伸張閥和流通閥及常通孔,下端閥板總成上有壓縮閥和補(bǔ)償閥及常通孔,在工作缸筒內(nèi)充滿磁控變液,儲(chǔ)液缸筒的儲(chǔ)液腔中也充有磁控變液,但不充滿,工作缸筒的兩端安有電磁鐵與外部驅(qū)動(dòng)電路連接。本發(fā)明采用磁控方法來改變磁控變液的粘度,使減振器的阻尼系數(shù)能根據(jù)路況適時(shí)作出變化,提高汽車行駛的平穩(wěn)性,而不需耗費(fèi)巨大的外部能源。
文檔編號(hào)B60G13/00GK1275498SQ00119449
公開日2000年12月6日 申請日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月13日
發(fā)明者楊大華 申請人:上海交通大學(xué)