專利名稱：用于填充有磁流變流體的發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于發(fā)動機支座的孔板結(jié)構(gòu)，其填充有磁流變(magnetorheological) (“MR”)流體，更特別而言，涉及這樣的孔板結(jié)構(gòu)，其中在磁流變流體流動的整個通道 (channel)中磁場以垂直方向形成，從而有效地控制填充在發(fā)動機支座中的磁流變流體的流動。
背景技術(shù)：
發(fā)動機通過發(fā)動機支座安裝在車身的發(fā)動機室中，以削弱從發(fā)動機產(chǎn)生的振動。 作為發(fā)動機支座，廣泛地主要采用了利用材料慣性力的橡膠支座和內(nèi)部填充有液體的水力支座(hydro mount)，所述水力支座通過水力液體的慣性效果來削弱振動。在這兩者當中，水力的發(fā)動機支座配置為在高頻范圍內(nèi)和低頻范圍內(nèi)削弱振動， 以便被廣泛地用于各種類型車輛中。在水力的發(fā)動機支座(hydro engine mount)中，水力液體被接收在內(nèi)部空間中， 在所述內(nèi)部空間中形成有絕緣體和隔板，然而在內(nèi)部空間上安裝有孔板，所述內(nèi)部空間被分隔成上流體室和下流體室。所述孔板沿著其周邊具有環(huán)形通道，所述水力液體在該環(huán)形通道中流到內(nèi)部并且可以附加地具有安裝在其中心的分離器。此外，與絕緣體相聯(lián)結(jié)的立柱被聯(lián)結(jié)于發(fā)動機的支架。因此，當由慣性材料(inertial material)制成的絕緣體根據(jù)施加于立柱的重量而受到重復(fù)的慣性壓縮和恢復(fù)時，所述水力液體通過所述通道流向上流體室和下流體室。所述水力液體的流動使分離器(decoupler)振動，但是，所述高頻范圍的振動被分離器的振動削弱了，且低頻范圍的振動被通過通道的水力液體的流動削弱了。同時，所述水力支座可以填充有MR流體，而不是普通的水力液體。作為懸浮液的磁流變流體具有的剪切應(yīng)力隨著周圍形成的磁場強度而變化，其中在磁流變流體中具有磁性的圓滑的顆粒與合成的碳氫化合物液體相混合。因此，填充有MR流體的水力支座配置為，通過對孔板額外地安裝線圈并控制施加到該線圈的電流而在MR流體穿過的通道的周圍形成磁場，從而根據(jù)車輛的操作條件來控制支座的動態(tài)剛度和衰減特性。同時，圖IB中示出了相關(guān)技術(shù)中MR流體的控制方法。在相關(guān)技術(shù)的孔板的結(jié)構(gòu)中安裝有垂直敞開的通道，從而MR流體流向上流體室和下流體室，但是，所述線圈安裝并定位在所述通道的一側(cè)，且所述MR流體的流動受到施加于所述線圈的電流的控制。當周圍沒有形成磁場時，MR流體的流動特性類似于普通的水力液體；然而，當周圍形成有磁場時，顆粒形成直線，使得MR流體具有了改變的流動特性。換言之，當磁場未形成時，MR流體的剪切應(yīng)力通過將黏度和剪切率彼此相乘所獲得的數(shù)值來計算；然而，當形成了磁場時，MR流體的剪切應(yīng)力通過將斷裂剪切應(yīng)力加上黏度和剪切率的乘積值來計算。 斷裂剪切應(yīng)力與所施加的磁場強度成比例地增大。然而，如圖IB所示，MR流體的流動方向與磁場的形成方向應(yīng)該彼此垂直，以便將 MR流體中的顆粒排列成垂直于所述流動方向。在公知方法中，所述線圈以預(yù)定間隔布置在所述通道一側(cè)，并且在部分“A”和部分 “C”中所述磁場垂直于MR流體的流動方向，但在部分“B”中，所述磁場在(MR流體流動方向的)平行方向上形成，從而惡化了控制效率。換言之，在部分“A”和部分“C”中，所述磁場穿過MR流體同時垂直于MR流體的流動方向；但在部分“B”中，所述磁場在平行于MR流體的流動方向的方向上形成，因而并不穿過MR流體，因此惡化了控制效率。因此，通過增加施加于線圈的電流值或進一步延長通道，恢復(fù)了所述惡化了的控制效率，但被恢復(fù)的控制效率導(dǎo)致了體積增大以及熱值的增加。公開于本發(fā)明的該背景技術(shù)部分中的信息只是用于增強對于本發(fā)明一般背景的理解，而不應(yīng)被看作是認可了或以任何方式暗示了該信息構(gòu)成了已經(jīng)為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各方面涉及提供一種孔板結(jié)構(gòu)，其能夠解決所述問題并能夠更為有效地控制MR流體的流動特性。在本發(fā)明的一個方面中，一種用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，該發(fā)動機支座填充有磁流變(“MR”)流體，所述結(jié)構(gòu)可以包括鐵芯，在所述鐵芯中，中央部分可以形成于該鐵芯的中央處，葉片部分可以形成有多個葉片，所述多個葉片從所述中央部分的外周邊沿徑向方向突出；和線圈組件，所述線圈組件圍繞所述中央部分的外周邊并被配線(wire up), 其中在所述葉片之間可以形成有間隙從而允許MR流體在葉片之間流動，且施加有電流的線圈組件對相鄰的葉片進行磁化而可以使之具有不同的極性。所述結(jié)構(gòu)可以進一步包括呈環(huán)形且為非磁性材料的外環(huán)，其中所述葉片部分可以被固定在所述外環(huán)的內(nèi)周邊中；其中直徑小于所述外環(huán)的第二外環(huán)可以被連接至所述中央部分的周邊，所述中央部分呈環(huán)形，以及第二鐵芯和第二線圈組件可以被安裝于所述第二外環(huán)的內(nèi)周邊，所述第二線圈組件圍繞所述第二鐵芯，所述第二鐵芯和第二線圈組件與所述鐵芯和所述線圈組件具有相同的構(gòu)造。所述鐵芯可以包括上鐵芯，該上鐵芯具有形成于其中央處的上中央部分，并且呈環(huán)形，其中多個上葉片可以以彼此間預(yù)定的間隔沿徑向方向安裝于所述上中央部分的外周邊并向下彎曲；和下鐵芯，該下鐵芯具有形成于其中央處的下中央部分，并且呈環(huán)形，其中多個下葉片可以以彼此間預(yù)定的間隔沿徑向方向安裝于所述下中央部分的外周邊并可以向上彎曲；其中所述上中央部分和所述下中央部分可以沿著它們的同軸方向彼此連接，并由線圈組件圍繞；其中所述上中央部分和所述下中央部分構(gòu)成了所述中央部分；以及其中下葉片可以布置在兩個相鄰的上葉片之間而構(gòu)成葉片部分。在所述上葉片中，可以以環(huán)形沿著所述上中央部分的圓周方向形成向下開口的下溝槽；在所述下葉片中，可以以環(huán)形沿著所述上中央部分的圓周方向形成向上開口的上溝槽；以及呈環(huán)形的所述線圈組件可以沿著所述上中央部分和所述下中央部分的外周邊而被安裝于所述下溝槽和所述上溝槽之間。所述線圈組件可以與非磁性材料的封罩相連接，其中所述封罩可以呈環(huán)形且其內(nèi)周邊可以為開口的。通過以非磁性材料制成的附加元件來屏蔽中央部分的內(nèi)周邊，可以將MR流體的流路限制至所述葉片之間形成的通道?？梢詢H安裝相關(guān)技術(shù)中的分離器而不對中央部分的內(nèi)周邊進行屏蔽，但是，可以額外地安裝根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的孔板，該孔板具有相同的構(gòu)造以便更加有效地提供類似于相關(guān)技術(shù)中的分離器的功能(高頻振動衰減功能)， 所述孔板的直徑小于相關(guān)技術(shù)中分離器。換言之，直徑小于所述外環(huán)的第二外環(huán)可以被連接至呈環(huán)形的中央部分的內(nèi)周邊，但是第二鐵芯和第二線圈組件可以被安裝至所述第二外環(huán)的內(nèi)周邊，所述第二鐵芯和第二線圈組件與所述鐵芯和線圈組件具有相同的構(gòu)造。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式，通過感應(yīng)產(chǎn)生磁場就可以更為有效地控制MR流體的流動特性，在MR流體流動的通道的所有部分中，所述磁場垂直于MR流體的流動方向。因此，通過以相當?shù)偷碾娏鬟M行操作或縮短通道的長度，就可以解決相關(guān)技術(shù)中的諸如熱值增大和體積增大的問題。此外，上鐵芯和下鐵芯具有對稱的形狀而易于實現(xiàn)生產(chǎn)，且其整個形狀呈環(huán)形且在其內(nèi)側(cè)或/和外側(cè)安裝有多個孔板，從而更為精確地控制了 MR流體。本發(fā)明的裝置和方法還具有其它的特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點將在結(jié)合于本文的附圖中以及隨后的具體實施方式
部分中得以顯現(xiàn)或得到闡述，所述附圖中好具體實施方式
一起用于解釋本發(fā)明的特定原理。


圖IA為填充有普通水力液體(hydro liquid)的水力支座的橫截面視圖。圖IB為用于填充有MR流體的水力支座的孔板橫截面視圖以及一個局部放大視圖，該局部放大視圖顯示了 MR流體的顆粒根據(jù)磁場的產(chǎn)生而排列的圖形。圖2為根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的孔板的立體圖。圖3為立體圖，其顯示了根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式而被切割成的孔板的圖像。圖4為根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的孔板的分解立體圖。圖5為俯視圖和仰視圖，其示出了當電流施加于線圈組件時所形成的磁場的圖像。圖6為側(cè)視圖，其示出了 MR流體的流動方向和磁場的產(chǎn)生方向。圖7為根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實施方式的孔板的俯視圖。應(yīng)該理解，所述附圖不一定是按比例的，其顯示了圖解本發(fā)明的基本原理的各個特征的某種程度上的簡化畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計特征，包括例如具體尺寸、 方向、位置和形狀，將部分地由特定的預(yù)期應(yīng)用和適用環(huán)境所確定。在圖形中，貫穿附圖的各個圖形中，附圖標記引用本發(fā)明的相同或等同部分。
具體實施例方式現(xiàn)在對本發(fā)明的各個實施方式進行詳細的引用，這些實施方式的實例在附圖中進
6行了圖解并在下文中進行了描述。雖然將結(jié)合示例性實施方式對本發(fā)明進行描述，當應(yīng)該明白，本描述并非是要將本發(fā)明限制于那些示例性的實施方式。相反，本發(fā)明旨在不僅要覆蓋示例性的實施方式，而且要覆蓋可被包含于由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種替代形式、修改形式、等價形式和其它實施方式。根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的孔板被安裝在填充有MR流體的發(fā)動機支座上，以便在絕緣體和隔板之間分隔出上流體室和下流體室，并且該孔板被電連接于車輛的電池和控制電流供應(yīng)的控制器，從而根據(jù)施加的電流形成磁場。由于MR流體相對于磁場強度成正比地變化，而磁場強度與施加于線圈的電流成正比，因此控制器控制施加于線圈的電流供應(yīng)，但是控制器根據(jù)控制算法來操作，所述控制算法考慮了諸如發(fā)動機轉(zhuǎn)速、車輛速度等的車輛行駛狀態(tài)。以下，將參考附圖，對根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的用于填充有MR流體的發(fā)動機支座的孔板進行更為詳細的描述。參考圖2，根據(jù)本發(fā)明示例性實施方式的孔板形成為連接帶有線圈組件的鐵芯。該鐵芯包括處于中央的中央部分1和葉片部分2，所述中央部分1呈環(huán)形形狀(可選擇地，呈盤形)，在所述葉片部分2中，多個葉片12和42以徑向方式從中央部分1的外周邊突出。此外，連接于封罩30的線圈組件20被連接到中央部分1的外周邊并且被配線 (wire up)，從而葉片12和42中的每一個都能被磁化。葉片12和42被以預(yù)定的間隙相互間隔地布置，從而使MR流體豎直地流動。而且，線圈組件20 (通過控制器)從車輛的電池接受電流并對相鄰的葉片12和42進行磁化，從而連續(xù)不斷地重復(fù)不同的磁極，即N極性和 S極性。 如圖3和圖4所示，所述鐵芯形成為連接上鐵芯10和下鐵芯40，所述上鐵芯10和下鐵芯40以相同(可選擇地，對稱)形狀形成。換言之，上鐵芯10包括在中央處以環(huán)形形狀形成的上中央部分11和在外周邊處以徑向方式形成的多個上葉片12，并且所述上葉片端部的形狀向著其下側(cè)彎曲。此外，下鐵芯40包括在中央處以環(huán)形形狀形成的下中央部分 41以及在外周邊處以徑向方式形成的多個下葉片42，所述下葉片42的形狀向著其上側(cè)彎曲ο因此，上鐵芯10和下鐵芯40彼此豎直地連接，從而將一個下葉片42布置在兩個相鄰的上葉片12之間而形成葉片部分2，所述上中央部分11和下中央部分41彼此相連而形成中央部分1。此外，在上葉片12中形成有向著下側(cè)開口且呈環(huán)形的下溝槽13，從而呈環(huán)形形狀的線圈組件20被安裝在上鐵芯10和下鐵芯40之間，并且在下葉片40中形成有向著上側(cè)開口且呈環(huán)形形狀的上溝槽43。線圈組件20通過被連接于作為非磁性材料的封罩30而被安裝于下溝槽13和上溝槽43之間，從而并不直接地接觸MR流體(換言之，從而使自身形成的磁場并不影響MR 流體)。換言之，封罩30呈環(huán)形形狀，其內(nèi)周邊為開口的以屏蔽在線圈組件20的表面上產(chǎn)生的磁場，從而使線圈組件20對上鐵芯10和下鐵芯40的葉片12和42進行磁化，但是由線圈組件20產(chǎn)生的磁場并不直接作用于MR流體。線圈組件20被配線連接至上鐵芯10和下鐵芯40中的每一者。此外，當孔板被安裝于發(fā)動機支座中時，則進一步包含有外環(huán)50，所述外環(huán)50呈環(huán)形形狀并且為非磁性材料，葉片部分2被固定至所述外環(huán)50中的內(nèi)周邊，以便保護葉片 12和42 (以及以便屏蔽相鄰葉片之間形成的每個磁場)，如圖5所示。以上構(gòu)造的孔板借助于所連接的外環(huán)50而被安裝于填充有MR流體的發(fā)動機支座中，以便將其內(nèi)部分隔成上流體室和下流體室。此外，在本發(fā)明示例性實施方式的孔板中， MR流體根據(jù)慣性壓縮和絕緣體的恢復(fù)而在葉片12和42之間豎直地流動，然而，當電流施加于線圈組件20時，則沿著圖5中箭頭所標示的方向形成了磁場。該磁場形成為垂直于MR 流體的流動方向，如圖6所示，以改變MR流體的剪切應(yīng)力。由于發(fā)動機支座的動態(tài)剛度和衰減特性是根據(jù)MR流體的剪切應(yīng)力的變化而確定的，因此對線圈組件20的電流供應(yīng)比率 (current supply rate)根據(jù)車輛行駛狀態(tài)來控制，從而提供最高的緩沖性能。同時，可以通過增加有非磁性材料制成的具有盤形形狀的額外的制品來制造所述鐵芯的中央部分1，從而使得MR流體不穿過，但被形成為環(huán)形形狀，從而在其中額外地安裝相關(guān)技術(shù)中的分離器，就像本發(fā)明的示例性實施方式一樣。另外，如圖7所示，直徑小于外環(huán)50的第二外環(huán)50a被連接于所述中央部分1的內(nèi)周邊，第二鐵芯和第二線圈組件被安裝于所述第二外環(huán)的內(nèi)周邊，所述第二鐵芯和第二線圈組件與所述鐵芯和所述線圈組件具有相同的構(gòu)造，但直徑小于所述鐵芯和所述線圈組件，從而像所述分離器一樣地更為有效地衰減具有不同特性的振動(在高頻范圍中的振動)°為了在所附權(quán)利要求書中便于解釋和精確限定，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)，，和“外，，用
于參考圖形中所示的特征的位置來描述示例性實施方式中的這些特征。以上對于本發(fā)明示例性實施方式的描述是出于圖解和說明的目的。這些描述并非是要窮盡本發(fā)明，也不是要將本發(fā)明限定于所公開的精確形式，顯然，在上述教導(dǎo)的啟示下可以進行許多的修改和變化。選擇示例性的實施方式并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各個示例性實施方式及其替代方式和修改方式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等價形式所限定。
權(quán)利要求
1.一種用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，該發(fā)動機支座填充有磁流變流體，所述結(jié)構(gòu)包括鐵芯，在所述鐵芯中，中央部分形成于該鐵芯的中央處，葉片部分形成有多個葉片，所述多個葉片從所述中央部分的外周邊沿徑向方向突出；和線圈組件，所述線圈組件圍繞所述中央部分的外周邊并被配線，其中在所述葉片之間形成有間隙從而允許磁流變流體在葉片之間流動，且施加有電流的線圈組件對相鄰的葉片進行磁化而使之具有不同的極性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，進一步包括呈環(huán)形且為非磁性材料的外環(huán)，其中所述葉片部分被固定在所述外環(huán)的內(nèi)周邊中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，其中直徑小于所述外環(huán)的第二外環(huán)被連接至所述中央部分的內(nèi)周邊，所述中央部分呈環(huán)形，以及其中第二鐵芯和第二線圈組件被安裝于所述第二外環(huán)的內(nèi)周邊，所述第二線圈組件圍繞所述第二鐵芯，所述第二鐵芯和第二線圈組件與所述鐵芯和所述線圈組件具有相同的構(gòu)造。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，其中所述鐵芯包括上鐵芯，該上鐵芯具有形成于其中央處的上中央部分，并且呈環(huán)形，其中多個上葉片以彼此間預(yù)定的間隔沿徑向方向安裝于所述上中央部分的外周邊并向下彎曲；和下鐵芯，該下鐵芯具有形成于其中央處的下中央部分，并且呈環(huán)形，其中多個下葉片以彼此間預(yù)定的間隔沿徑向方向安裝于所述下中央部分的外周邊并向上彎曲；其中所述上中央部分和所述下中央部分沿著它們的同軸方向彼此連接，并由線圈組件圍繞；所述上中央部分和所述下中央部分構(gòu)成了所述中央部分；以及下葉片布置在兩個相鄰的上葉片之間而構(gòu)成葉片部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，進一步包括呈環(huán)形且為非磁性材料的外環(huán)，其中所述葉片部分被固定在所述外環(huán)的內(nèi)周邊中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，其中直徑小于所述外環(huán)的第二外環(huán)連接至所述中央部分的內(nèi)周邊，所述中央部分呈環(huán)形，以及其中第二鐵芯和第二線圈組件被安裝于所述第二外環(huán)的內(nèi)周邊，所述第二線圈組件圍繞所述第二鐵芯，所述第二鐵芯和第二線圈組件與所述鐵芯和所述線圈組件具有相同的構(gòu)造。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，其中在所述上葉片中，以環(huán)形沿著所述上中央部分的圓周方向形成向下開口的下溝槽；其中在所述下葉片中，以環(huán)形沿著所述上中央部分的圓周方向形成向上開口的上溝槽；以及其中呈環(huán)形的所述線圈組件沿著所述上中央部分和所述下中央部分的外周邊而被安裝于所述下溝槽和所述上溝槽之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，其中所述線圈組件與非磁性材料的封罩相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，其中所述封罩呈環(huán)形，且其內(nèi)周邊為開口的。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，進一步包括呈環(huán)形且為非磁性材料的外環(huán)，其中所述葉片部分被固定于所述外環(huán)的內(nèi)周邊中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，其中直徑小于所述外環(huán)的第二外環(huán)被連接至所述中央部分的內(nèi)周邊，所述中央部分呈環(huán)形；和其中第二鐵芯和第二線圈組件被安裝于所述第二外環(huán)的內(nèi)周邊，所述第二線圈組件圍繞所述第二鐵芯，所述第二鐵芯和第二線圈組件與所述鐵芯和所述線圈組件具有相同的構(gòu)造。
全文摘要
一種用于填充有磁流變流體的發(fā)動機支座的孔板的結(jié)構(gòu)，可以包括鐵芯，在所述鐵芯中，中央部分可以形成于該鐵芯的中央處，葉片部分可以形成有多個葉片，所述多個葉片從所述中央部分的外周邊沿徑向方向突出；和線圈組件，所述線圈組件圍繞所述中央部分的外周邊并被配線，其中在所述葉片之間可以形成有間隙從而允許MR流體在葉片之間流動，且施加有電流的線圈組件對相鄰的葉片進行磁化而使之具有不同的極性。
文檔編號B60K5/12GK102562921SQ201110380600
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者金壯鎬 申請人:現(xiàn)代自動車株式會社