專利名稱：雙折閥類型磁流變流體能量吸收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種緊湊設(shè)計(jì)的雙折閥類型磁流變流體能量吸收裝置，其被構(gòu)造成在 沖程速度條件的全范圍上提供所希望的轉(zhuǎn)變比率。
背景技術(shù)：
磁流變(MR)流體屬于一類可控流體。這些流體的基本特性是當(dāng)暴露于磁場時(shí)其 能夠在數(shù)毫秒內(nèi)從自由流動(dòng)的線性粘性液體改變?yōu)榫哂锌煽厍?qiáng)度的半固體。在不存在 所施加的場時(shí)，MR流體被很合理地近似為牛頓流體。磁流變能量吸收(MREA)裝置利用MR流體的隨被施加的場的改變來改變屈服強(qiáng) 度的能力。MREA裝置被稱為“可調(diào)的”，意指所形成的屈服強(qiáng)度并因此能量吸收能力可通過 控制所施加的磁場來改變。MREA裝置已經(jīng)被確認(rèn)為可用于可調(diào)的沖擊能力吸收應(yīng)用，這指 在短時(shí)段期間施加以高沖擊負(fù)荷的應(yīng)用。至此，對于涉及沖擊能量管理和減速控制的許多 機(jī)動(dòng)設(shè)備應(yīng)用而言，由于MREA裝置的大尺寸并且在所需沖程速度范圍內(nèi)缺乏對其沖程力 (即，阻尼力)的顯著的場受控可調(diào)能力，所以MREA裝置并非是最理想的。阻尼力的可調(diào)能 力對于MREA裝置在許多應(yīng)用中例如在減速控制是重要的汽車應(yīng)用中的期望和有用性而言 是關(guān)鍵的。例如，適于在一種沖擊事件中吸收能量的阻尼力可能對于另一事件而言過大，在 該另一事件情況中，希望MREA裝置的可調(diào)能力響應(yīng)于較小的阻尼力以及從而較小的減速。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種具有流動(dòng)模式的雙折設(shè)計(jì)的MREA裝置，其對包括特定機(jī)動(dòng)設(shè)備應(yīng)用在 內(nèi)的各種應(yīng)用而言足夠緊湊，并對于在特定應(yīng)用例如汽車、直升機(jī)、火車、和其它交通運(yùn)輸 工具應(yīng)用中在用于有效的沖擊能量管理所需的力水平和速度上具有可調(diào)能力。在特定應(yīng)用 中，可調(diào)能力優(yōu)選地為2 1的比率，但不是所有應(yīng)用都這樣要求。例如，MREA裝置可用于特 定的機(jī)動(dòng)(自動(dòng))設(shè)備應(yīng)用中，包括但不限于膝墊、方向盤組件、座椅安全帶負(fù)荷限制器、 兒童座椅掛扣、滑動(dòng)座、沖撞盒或擠壓盒(即，在保險(xiǎn)桿與車架之間的專用能量吸收裝置) 和緩沖器系統(tǒng)。所希望的可調(diào)能力范圍和期望活塞速度可以是以下項(xiàng)的函數(shù)期望車輛速 度范圍(例如，10英里/小時(shí)至30英里/小時(shí))、車輛滿載質(zhì)量對車輛非滿載質(zhì)量(例如 僅承載一位乘客)之比、或最大乘客質(zhì)量與最小乘客質(zhì)量之比。優(yōu)選地，希望在活塞速度高 達(dá)至少35英里/小時(shí)(約16m/s)時(shí)具有一定程度的可調(diào)能力。具體地，所提供的MREA裝置包括阻尼器組件，其中阻尼器組件具有內(nèi)管和外管， 外管大致圍繞內(nèi)管并優(yōu)選地與內(nèi)管同心。內(nèi)管限定內(nèi)室。外管部分地限定位于內(nèi)管與外管 之間的外室?；钊趦?nèi)管中是可移動(dòng)的，并且劃分內(nèi)室。阻尼器組件被構(gòu)造成以形成雙折 閥(在此也被稱為雙折閥類型的腔)，以便可操作地將內(nèi)室與外室相連。這優(yōu)選地通過磁 性端部結(jié)構(gòu)組件實(shí)現(xiàn)，磁性端部結(jié)構(gòu)組件定位于內(nèi)管的相反端處，每個(gè)磁性端部結(jié)構(gòu)組件 至少部分地限定腔，且所述腔具有在內(nèi)室和外室處的開口以及在所述開口之間的環(huán)部，從 而在所述腔開口之間建立逆流路徑。這樣的腔可被稱為雙折閥類型的腔。能量吸收裝置包括在內(nèi)室和外室和腔內(nèi)的MR流體。MR流體優(yōu)選地包含體積百分比為10-60%的磁性顆粒， 并且優(yōu)選地，包含體積百分比大于20%的磁性顆粒。優(yōu)選地，顆粒被涂覆，例如被涂覆有硅 酸鹽涂層，這使得MR流體的粘度和關(guān)停狀態(tài)(OFF-STATE)的屈服應(yīng)力減小。電線圈鄰近于 磁性端部結(jié)構(gòu)組件被固定，優(yōu)選地與內(nèi)管和外管同心，并可激勵(lì)從而產(chǎn)生作用在MR流體上 的磁場以改變阻尼器組件的阻尼力。優(yōu)選地，所述腔形成有平滑連續(xù)表面，即，在相鄰部分 處斜率或曲率連續(xù)例如沒有棱的表面，以增強(qiáng)MR流體在活塞移動(dòng)時(shí)通過腔的層流(而非渦 流)，這使MR流體在其通過所述腔以達(dá)到可實(shí)現(xiàn)的通量密度范圍時(shí)的屈服應(yīng)力可調(diào)增大最 大化。阻尼器組件、MR流體和電線圈被構(gòu)造為在規(guī)定的或在具體應(yīng)用中可能遇到的活塞速 度的全范圍內(nèi)提供所希望的阻尼器力的可調(diào)能力。例如，對于某些應(yīng)用，在活塞移動(dòng)(響應(yīng) 于沖擊)時(shí)，優(yōu)選地但并非必要地，線圈被激勵(lì)至通量飽和時(shí)的阻尼器力對線圈未被激勵(lì) (零場)時(shí)的阻尼器力的比率(即，“可調(diào)能力”)約為2 1，其中，優(yōu)選地但并非必要地，在 規(guī)定的或在具體應(yīng)用中可能遇到的活塞速度的全范圍內(nèi)。這樣，能量吸收裝置以及與其可 操作相連的物體的減速也通過該可調(diào)能力進(jìn)行控制。例如，在一個(gè)具體應(yīng)用中，2 1的可 調(diào)能力比率可在高達(dá)約7m/s的活塞速度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，其中，零場阻尼器力不大于2kN，MREA 裝置的外直徑不大于5cm。為了防止當(dāng)活塞高速移動(dòng)時(shí)在MR流體中的空化，并且為了補(bǔ)償在活塞移動(dòng)時(shí)由 于在內(nèi)室內(nèi)的活塞桿長度變化所致內(nèi)室內(nèi)的容積變化，可壓縮構(gòu)件可鄰近于活塞頭并圍繞 活塞桿設(shè)置。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，可壓縮構(gòu)件響應(yīng)于與可壓縮構(gòu)件接觸的MR流體的壓力而壓縮 和舒張(即，容積變化)?？蓧嚎s構(gòu)件可為封閉單元泡沫材料；或可替代地為通過柔性隔膜 與MR流體分隔開的管狀氣室；或可替代地為通過浮動(dòng)活塞與MR流體分隔開的管狀氣室，其 中活塞環(huán)或襯墊圍繞該活塞的周邊以防止MR流體與氣體流通。作為圍繞活塞桿設(shè)置的可 壓縮構(gòu)件的替代性方案，氣動(dòng)室可被可操作地相連到線圈之間的MR流體，并且處于MREA裝 置的端部處或處于中間位置。MREA裝置可包括改進(jìn)的電連接器，其使MR流體并且特別是其中的磁性顆粒的泄 漏最小化，由此能夠保持期望的屈服應(yīng)力和阻尼力能力。特別地，所提供的電連接器可包括 限定了腔的插座，其中，多層橡膠盤圍繞插座內(nèi)的塑料盤。插頭封閉插座內(nèi)的橡膠盤和塑料 盤。插座、插頭和塑料層均具有對準(zhǔn)孔，這些孔優(yōu)選地被預(yù)成形，來自電線圈的線可以被引 出MERA。優(yōu)選地，橡膠層中不具有任何這樣的預(yù)成形孔，且所述線必須在延伸穿過電連接器 時(shí)“刺穿”通過橡膠層。插座和插頭可具有螺紋，使得插頭可通過足夠壓力被轉(zhuǎn)動(dòng)以牢固壓 緊橡膠層和塑料層，從而防止MR流體經(jīng)過線圈通過電連接器泄漏。根據(jù)以下結(jié)合附圖對實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述特征和優(yōu) 點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。


圖1是在各種磁通量密度下磁流變能量吸收裝置的阻尼器力(牛頓)相對于阻尼 器活塞速度(米/秒)的圖線；圖2A是在本發(fā)明范圍內(nèi)的磁流變能量吸收裝置的第一實(shí)施例的示意性剖視圖；圖2B是由圖2A的磁流變能量吸收裝置所形成的雙折閥類型或流體通道或腔的示 意性局部剖視圖2C是圖2A的磁流變能量吸收裝置中所使用的包括涂覆磁性顆粒的磁流變流體 的示意性局部剖視圖；圖3是在本發(fā)明范圍內(nèi)的磁流變能量吸收裝置的第二實(shí)施例的示意性局部剖視 圖；圖4是圖3中所示電連接器的示意性剖視圖；和圖5是在本發(fā)明范圍內(nèi)的磁流變能量吸收裝置的第三實(shí)施例的示意性剖視圖。
具體實(shí)施例方式參見附圖，其中相同附圖標(biāo)記表示相同部件，圖1示出施加于磁流變流體能量吸 收器(MREA)的磁場的通量密度的增大(沿箭頭B的方向)對MREA的阻尼力的影響。在任 何給定的速度(或剪切速率)下阻尼力(或剪切力)的增大是由于MR流體在經(jīng)受垂直于 流體流動(dòng)方向的磁場時(shí)屈服應(yīng)力的增大所致。對于給定的通量密度(其對應(yīng)于MREA中的 電線圈的給定電流水平)，阻尼力(F)以與載體流體的粘度成比例的速率隨阻尼器的活塞 速度線性增大。阻尼器的活塞速度或速率(V)是作用在阻尼器上的沖擊力的速度的函數(shù)。 圖1還示出阻尼器力相對于阻尼器的活塞速度的斜率在不同通量密度下保持相對恒定。應(yīng) 認(rèn)識(shí)到，阻尼器力在低活塞速度下即在屈服前范圍內(nèi)的表現(xiàn)是非線性的；不過，在較高活塞 速度下即在屈服后范圍內(nèi)，該力與速度的比率大致為線性的，并且恰為載體流體的粘度。線 10表示剪切力，其為與針對阻尼器設(shè)計(jì)的最大可實(shí)現(xiàn)通量密度的剪切速率的函數(shù)，在此被 稱為“開啟狀態(tài)(ON-STATE) ”，并在活塞處于零速度時(shí)出現(xiàn)貞狀態(tài)；線16表示阻尼器在零施 加場下(即，沒有電流供應(yīng)到電線圈)的性能，在此被稱為“關(guān)停狀態(tài)(OFF-STATE)”，并在 活塞處于零速度時(shí)出現(xiàn)其中，線12和14表示在其間的不同水平的通量密度。通 過改變所施加的電流(或電壓)，阻尼器力在最大通量密度狀態(tài)下達(dá)到的阻尼器力與在零 通量密度狀態(tài)下達(dá)到的阻尼器力之間“可調(diào)節(jié)”，其中，零場阻尼器力與在通量飽和時(shí)實(shí)現(xiàn) 的阻尼器力的比率被稱為轉(zhuǎn)變比率、可調(diào)能力或動(dòng)態(tài)范圍。從圖1中顯見，為了在增大的 阻尼器活塞速度下實(shí)現(xiàn)所選擇的阻尼器可調(diào)能力的比率，阻尼器力相對于阻尼器活塞速度 的斜率(即，流體粘度)應(yīng)最小化；陡峭的斜率將導(dǎo)致相對大的零場阻尼器力，并由此使最 大通量密度時(shí)的阻尼器力與零場時(shí)的阻尼器力的比率減小。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，圖 1的圖線表示典型MR流體的剪切應(yīng)力與剪切速率之間的關(guān)系，其中每條線的斜率等同于流 體粘度。因此，減小流體粘度有利于提高轉(zhuǎn)變比率。參見圖2A，磁流變能量吸收(MREA)裝置100的第一實(shí)施例包括由外管104定界 的阻尼器組件102。內(nèi)管106由外管104包圍，使得在兩個(gè)管104、106之間部分地限定外 室108。內(nèi)管106限定內(nèi)室110。活塞112在內(nèi)管106內(nèi)可移動(dòng)，并包括活塞桿114和緊固 到桿114的活塞頭116。活塞頭116由內(nèi)室110引導(dǎo)并跨越內(nèi)室110，并且將內(nèi)室110分為 在活塞頭116的與桿114相反的側(cè)上的第一部分118和在活塞頭116的與桿114相同的側(cè) 上的第二部分120。外室108和內(nèi)室110填充有MR流體123，其特征在下文中進(jìn)一步描述。 活塞環(huán)121有助于使活塞頭116密封于內(nèi)管106的壁，從而確保MR流體123在MREA內(nèi)特 別是在下述的流體腔133內(nèi)的流動(dòng)不會(huì)由于意外流動(dòng)路徑而受到影響。第一磁性端部結(jié)構(gòu)組件122和第二磁性端部結(jié)構(gòu)組件124鄰近于內(nèi)管106的端 126、128定位。磁性端部結(jié)構(gòu)組件122、124也被稱為磁通量返回部，并優(yōu)選地但不必需地為美國鋼鐵學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(AISI)的12L 14低碳鋼，其具有0. 14%的額定碳含量并具有高的磁飽 和施加場的值。為了改進(jìn)其磁性能，AISI 12L 14材料可在1600 °F下退火1小時(shí)，并緩慢 冷卻至室溫，且然后進(jìn)行機(jī)加工。磁性端部結(jié)構(gòu)組件122、124形成有環(huán)形縫以接納和包圍內(nèi)管106的端126、128，從 而在管106與每個(gè)磁性端部結(jié)構(gòu)組件122、124之間限定尺度恒定的間隙或流體腔133。如 圖2B中最佳地可見，流體腔133均具有外通道部分134、與外通道部分平行的內(nèi)通道部分 136、和連接通道部分134、136的環(huán)部138。在此，流體腔133被稱為雙折閥。MR流體123 流動(dòng)通過腔133，如在下文中進(jìn)一步所述，使得腔133用作流動(dòng)模式雙折MR閥。在“流動(dòng)模 式”MR閥中，流體流動(dòng)是壓力驅(qū)動(dòng)的，并且不是如同在剪切模式中那樣由于與流體接觸的部 件的移動(dòng)所致。(外通道部分134、內(nèi)通道部分136和環(huán)部138相對于磁性端部結(jié)構(gòu)組件 122編號；磁性端部結(jié)構(gòu)組件124以與磁性端部結(jié)構(gòu)組件122呈鏡像的方式形成類似的結(jié) 構(gòu)和腔133，如圖1中所見。)在內(nèi)通道部分136和外通道部分134的端部處的開口分別通 向內(nèi)室110和外室108。支撐環(huán)139A、139B有助于使端部結(jié)構(gòu)組件122、124保持相對于內(nèi) 管106和外管104的相對位置。如圖2B最佳地所示，整個(gè)流體腔133 (通道部分134、136 和環(huán)部138)由內(nèi)管106的表面和磁性結(jié)構(gòu)組件122的表面限定，這些表面在相鄰部分處的 斜率或曲率連續(xù)并在幾何形狀上沒有棱或突變，從而有利于流體在內(nèi)室110與外室108之 間通過流體腔133的層流。存在于內(nèi)室110的端部處的流體腔133 (通道部分134、136和環(huán)部138)將內(nèi)室110 與外室108流體連通，從而允許磁流變流體123從內(nèi)室110通過鄰近于磁性端部結(jié)構(gòu)組件 124的流體腔流動(dòng)到外室108，并且允許磁流變流體123通過鄰近于磁性端部結(jié)構(gòu)組件122 的流體腔133反向流動(dòng)，其中假定活塞112響應(yīng)于對連接到活塞112的可移動(dòng)沖擊構(gòu)件141 的沖擊而在內(nèi)管106內(nèi)在圖2A中從左到右移動(dòng)。第一磁性端部結(jié)構(gòu)組件122和第二磁性端部結(jié)構(gòu)組件124均具有開口以分別將環(huán) 形電線圈140A、140B保持于該開口中。線圈140A、140B被構(gòu)造成以產(chǎn)生磁場，磁場如箭頭 所示，并大致環(huán)繞圖2A中每個(gè)線圈140A、140B的截面區(qū)。參見圖2B，其顯示了圖2A中左 上部的流體腔133，由圖2A所示線圈140A產(chǎn)生的場在流體由于活塞112的運(yùn)動(dòng)而沿圖2B 中所示的箭頭的方向從外室108到內(nèi)室106流動(dòng)時(shí)影響流體沿通道部分134的長度L以及 沿通道部分136的相同長度L的流動(dòng)。當(dāng)線圈140A、140B被激勵(lì)時(shí)，磁場使通道部分134、 136內(nèi)的沿長度L的MR流體123獲得較大的屈服應(yīng)力，因而響應(yīng)于作用在可移動(dòng)沖擊構(gòu)件 141上的沖擊力和由此活塞112的運(yùn)動(dòng)使阻尼器力增大。流體大致垂直于磁場流動(dòng)通過通 道部分134、136，從而允許所述場在MR流體123中導(dǎo)致最大量的屈服應(yīng)力或表觀粘度增大。 所述場的量級可通過控制到線圈140A、140B的輸入電流來控制。這樣，改變所述場使MR流 體123的屈服應(yīng)力增大，從而在線圈140A、140B不產(chǎn)生場時(shí)的屈服應(yīng)力與通量飽和時(shí)或?qū)?最大電流傳送到線圈140A、140B時(shí)的最大屈服應(yīng)力之間變化。流體腔133沒有移動(dòng)部件； 這樣，MR流體123的屈服應(yīng)力僅承受驅(qū)動(dòng)該流體通過流體腔133的壓力。為了增大MREA裝置100的有效性，MR流體123被專門設(shè)計(jì)成具有低的零場粘度 (即，使圖1中的線的斜率最小化)，并由此在給定活塞速度下實(shí)現(xiàn)低的零場阻尼器力，從而 在采用所述裝置的各種應(yīng)用的力和速度極限下能夠使更緊湊的裝置100實(shí)現(xiàn)所希望的轉(zhuǎn) 變比率(例如，在一種應(yīng)用中，在0至約7米/秒的活塞速度范圍內(nèi)，零場阻尼器力不大于2kN)。特別地，參見圖2C，MR流體123包括可磁化顆粒150，可磁化顆粒150在其上具有硅 酸鹽涂層152并懸浮在載體流體154中。涂層152是使得MR流體123的粘度和零場屈服 應(yīng)力減小的疏水基涂層。對照測試顯示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的涂層152阻止鐵顆粒在空氣 中高溫氧化并使顆粒表面呈疏水性。進(jìn)一步地，與通過無涂層顆粒制成的相似的流體相比， 通過涂層顆粒制成的MR流體在最大施加場下的屈服應(yīng)力僅略微減小，而且在零場下的粘 度和屈服應(yīng)力顯著減小。通過處理后的顆粒制備的MR流體的性能顯示在下表1中，其中與 通過未處理顆粒制備的相似的MR流體進(jìn)行比較。表1顯示出所述處理對于啟動(dòng)狀態(tài)的屈 服應(yīng)力僅具有小的影響。辛基三乙氧基硅烷(0TES)涂層以顯著減小關(guān)停狀態(tài)的粘度和屈服應(yīng)力的方式提 供了意想不到的益處。如表1中所示，與通過未處理顆粒制備的相似MR流體相比，具有40% 和45% (體積百分比)鐵的MR流體的粘度(厘泊)減小至約1/4，并且關(guān)停狀態(tài)的屈服應(yīng) 力減小至低于1/8-1/10。當(dāng)MR流體用于阻尼器或扭矩傳遞裝置中時(shí)，表觀粘度的這種減小 將轉(zhuǎn)化為關(guān)停狀態(tài)的阻力的減小。表1 采用0TES處理的鐵所制備的40%和45%的MR流體的關(guān)停狀態(tài)粘度和屈服 應(yīng)力 其上具有涂層152的顆粒150可占約10%至60% (體積百分比)，而載體流體 154可占約40%至90% (體積百分比)。疏水基通?？蔀榉菢O性的，其額外的例子包括線 性脂肪族鏈、分支脂肪族鏈、和線性芳香族鏈或分支芳香族鏈。例如，保護(hù)性涂層可包括疏 水基，其包括但不限于甲基、乙基、戊基、己基、庚基、和/或辛基、或更長的烴鏈。優(yōu)選地，但 并非必要地，顆粒150上的涂層152可占具有涂層的顆粒的約0.01%至約0. 1% (重量百 分比)。載體流體154可包括水、乙醇、乙二醇或多元醇、硅酮油、或烴油中的至少一種。適 合的醇類的示例包括但不限于庚醇、苯甲醇、乙二醇、和/或聚丙二醇。適合的烴油的示例 包括但不限于聚a-烯烴(PA0，礦物油和/或聚二甲基硅氧烷)。用于載體流體154的其 它適合材料在下文中描述。適合的可磁化顆?？少徸訠ASF公司，其商標(biāo)名稱例如為CM和 HS。例如，范圍在約0. 01特斯拉至約2特斯拉的磁通量密度可應(yīng)用于MR流體123以增大 其粘度。適用于載體流體154的磁性顆粒150是可磁化、低矯頑力(即，在移除磁場時(shí)很少 有或沒有殘余磁性)、細(xì)分的鐵、鎳、鈷、鐵鎳合金、鐵鈷合金、鐵硅合金等的顆粒，所述顆粒 在形狀上可為球形或近似球形并具有約0. 1微米至100微米范圍的直徑。由于顆粒150可 用于非膠態(tài)懸浮物中，因而優(yōu)選的是，使顆粒150在適合范圍中的較小的一端處，優(yōu)選地，其標(biāo)稱直徑或顆粒尺寸在1微米至10微米范圍內(nèi)。與用于“鐵流體”的顆粒相比，用于MR 流體的顆粒更大且具有不同組分，其中“鐵流體”的顆粒為膠態(tài)懸浮物，例如由直徑在10納 米至100納米范圍內(nèi)的很細(xì)的氧化鐵顆粒構(gòu)成。鐵流體通過不同于MR流體的機(jī)制工作。MR 流體是固態(tài)顆粒的懸浮物，其在磁場中易于排列或成簇并顯著增大流體的有效粘度或流動(dòng) 性。用于磁性顆粒150的適合的可磁化固體可包括CM羰基鐵粉末和HS羰基鐵粉末， 兩者例如由BASF公司制造。羰基鐵粉末是由高純度金屬鐵制成的灰色的、細(xì)分的粉末。羰 基鐵粉末由已經(jīng)通過蒸餾被高度提純的五羰基鐵化合物液體的熱解而制成。球形顆粒包 含碳、氮和氧。這些元素賦予顆粒具有高機(jī)械硬度的芯/殼結(jié)構(gòu)。CM羰基鐵粉末包括大于 99. 5wt % (重量百分比)的鐵、小于0. 05wt %的碳、約0. 2wt %的氧、和小于0. 0lwt %的 氮，其顆粒尺寸分布為，在4. Oil m處小于10%，在9. Oil m處小于50 %，在22. 0 y m處小于 90%，且其真實(shí)密度> 7.8g/cm3。HS羰基鐵粉末包括至少97. 3wt%的鐵、至多1.0襯％的 碳、至多0. 5wt%的氧、和至多1.0襯％的氮，其顆粒尺寸分布為，在1. 5iim處小于10%，在 2. 5 ii m處小于50%，且在3. 5 ii m處小于90%。如上所示，CM和HS羰基粉末的重量比的范 圍可從3 1至1 1，但優(yōu)選地約為1 1?？捎糜诖判灶w粒150的其它鐵合金的示例包括鐵鈷合金和鐵鎳合金。鐵鈷合金具 有的鐵鈷比率的范圍可從約30 70至約95 5，且優(yōu)選地從約50 50至約85 15; 而鐵鎳合金具有的鐵鎳比率的范圍可從約90 10至約99 1，且優(yōu)選地從約94 6至 97 3。鐵合金保持少量的其它元素，例如釩、鉻等，以改善合金的延展性和機(jī)械性能。這 些其它元素的存在量通常小于約3. 0% (總重量百分比)。磁性顆粒150可為金屬粉末的形式。磁性顆粒150的顆粒尺寸可被選擇為在經(jīng)受 磁場時(shí)呈現(xiàn)雙峰特性。磁性顆粒150的平均顆粒直徑分布尺寸大致在約1微米和約100微 米之間，且優(yōu)選地在約1微米和約50微米之間的范圍。磁性顆粒150可呈現(xiàn)大顆粒和小顆粒的雙峰分布，其中大顆粒具有的平均顆粒尺 寸分布在約5微米和約30微米之間。小顆?？梢跃哂械钠骄w粒尺寸分布在約1微米和 約10微米之間。在本文公開的雙峰分布中，可以想到的是，在給定的雙峰分布中，大顆粒的 平均顆粒尺寸分布通常將超過小顆粒的平均顆粒尺寸分布。這樣，在大顆粒平均顆粒分布 尺寸例如為5微米的情況下，小顆粒平均顆粒分布尺寸將小于該值。磁性顆粒150可為球形形狀。不過，也可想到的是，根據(jù)希望或需要，磁性顆粒150 可具有不規(guī)則或非球形的形狀。此外，在此公開的非球形顆粒的顆粒分布可在其分布內(nèi)具 有一些近似球形顆粒。當(dāng)采用羰基鐵粉末時(shí)，可以想到的是，相當(dāng)大部分的磁性顆粒150將 具有球形或近似球形的形狀。具有涂層152的磁性顆粒150可集成到適合的載體流體154中。適合的載體流體 可使MR顆粒懸浮，但基本上不反應(yīng)。這樣的流體包括但不限于水、有機(jī)流體、或油基流體。 適合的有機(jī)和/或油基載體流體的示例包括但不限于環(huán)烷油、石蠟油、天然脂肪油、礦物 油、多酚醚(polyphenol ether)、二元酸酯、新戊基多元醇酯、磷酸酯、聚酯、合成環(huán)烷油和 合成石蠟油、不飽和烴油、一元酸酯、乙二醇酯和醚、硅酸鹽酯、硅酮油、硅酮共聚物、合成烴 油、全氟化聚醚和酯、鹵代烴、和它們的混合物或摻雜物。烴油，例如礦物油、石蠟油、環(huán)烷油 (也被稱為環(huán)烷基油(naphthenic oil))、和合成烴油，可用作載體流體。合成烴油包括通
10過烯烴例如聚丁烯的低聚而得到的油、和通過酸催化二聚和通過使用烷基三鋁作為催化劑 的低聚而具有從8至20個(gè)碳原子的更高a的烯烴得到的油。這樣的聚a烯烴油可用作 優(yōu)選的載體流體。還可想到的是，這樣的油可為適合的材料，例如從蔬菜材料得到的油。所 選的油可能夠根據(jù)希望和需要而進(jìn)行再循環(huán)或再處理。所選的載體流體154在25°C時(shí)可具有在約2cp和約lOOOcp之間的粘度，優(yōu)選地具 有在約3cp和約200cp之間的粘度，特別優(yōu)選地具有在約5cp和約lOOcp之間的粘度。可 想到的是，載體流體154和具有涂層152的磁性顆粒150可被混合以提供帶涂層152的磁 性顆粒150占約30%至約60% (體積百分比)的量的組合物，。另一適合的載體流體154為氫化聚a -烯烴(PA0)基流體，名為SHF21，例如由 Mobil Chemical Company制造。所述材料是氫化的1_癸烯均聚物。所述材料為石蠟類烴， 并在15. 6°C時(shí)具有0. 82的比重。所述材料為無色無味液體，并具有375°C至505°C范圍內(nèi) 的沸點(diǎn)和_57°C的傾點(diǎn)。可替代地，MR流體123可包括10%至14% (重量百分比)的聚a -烯烴液體， 86%至90% (重量百分比)的已處理的可磁化顆粒，可任選地最大至0.5% (重量百分比) 的氣相二氧化硅，和可選地最大至0.5% (基于液體質(zhì)量的重量百分比)的液相添加物。氣相二氧化硅是懸浮試劑，其在基于MR流體123的重量百分比約0. 05至0. 5內(nèi)、 并優(yōu)選地在0. 5至0. 1內(nèi)、且最優(yōu)選地在0. 05至0. 06內(nèi)添加。氣相二氧化硅是通過高溫 水解制成的高純度二氧化硅，其具有的表面積在100至300m2/g的范圍內(nèi)。再次參見圖2A，MREA裝置100包括氣動(dòng)室156，氣動(dòng)室156與流體室159中的MR 流體123通過柔性隔膜158可操作地相連。氣動(dòng)室156優(yōu)選地填充有800psi的惰性氣體， 例如氮?dú)饣蚩諝狻鈩?dòng)室156用作緩沖機(jī)構(gòu)，以適應(yīng)由于活塞112運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的桿114在室 110中的體積變化，并且防止MR流體123在低壓力側(cè)(其當(dāng)活塞112移動(dòng)到圖2A中的右方 時(shí)是內(nèi)室110的第二部分120 ；當(dāng)活塞112移動(dòng)到圖2A中的左方時(shí)是內(nèi)室110的第一部分 118)上的空化。與典型的MREA裝置100不同的是，線圈140A、140B移動(dòng)離開活塞112至 鄰近于內(nèi)管106的端部的固定位置處。這種布置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，活塞頭116的尺寸和有 效MR閥直徑(即，腔133的有效直徑，其為外通道部分134和內(nèi)通道部分136的直徑d的 函數(shù))可被更靈活地構(gòu)造，而且不會(huì)如當(dāng)線圈安裝到活塞112時(shí)那樣相互直接關(guān)聯(lián)或限制。 以這種方式，通過減小活塞-閥的有效面積比，能夠減小在活塞高速操作時(shí)的零場阻尼力， 而不會(huì)減小最大的場阻尼力。在此實(shí)施例中，MREA裝置100的外直徑(0D)在其最大部位 優(yōu)選地不超過5cm。這樣，滿足了阻尼器力和可調(diào)能力要求，而同時(shí)保持了便于在各種場合 例如在汽車上封裝的緊湊的整體尺寸。MREA裝置100的提升實(shí)現(xiàn)所希望可調(diào)能力的能力的又一特征是，在液壓帽162與 U杯保持部或密封套164的接觸表面之間添加襯墊161 (其也可稱為密封件、包封件或包封 法蘭)。U杯密封件160定位于襯墊161與桿114之間。液壓帽162圍繞外管104緊固，并 包括用于連接器線166將電流傳送到線圈140A、140B的通路。電連接器(未示出)安裝到 液壓帽162，并以與參照圖3和圖4在下文中顯示和描述的電連接器類似的方式與連接器線 166可操作地相連。襯墊161有助于防止載體流體154從內(nèi)室110沿桿114與磁性端部組 件122的界面通過U杯保持部164泄漏。載體流體泄漏使可磁化顆粒的濃度增大，這可能導(dǎo) 致高于期望或預(yù)計(jì)值的過高的零場流體粘度和關(guān)停狀態(tài)阻尼力。這進(jìn)而使得緊湊MREA裝置更難以實(shí)現(xiàn)特定的向上轉(zhuǎn)變比率，例如2 1。載體流體泄漏最終可導(dǎo)致MREA裝置100 的流體腔133中的流體路徑被阻塞，并可能在MREA裝置100的底端(沉淀凹部)處產(chǎn)生半 固態(tài)沉淀物。應(yīng)注意，“底端”的位置根據(jù)MREA裝置10被水平、豎直或以其它方式安裝使用 而有所不同。參見MREA裝置100，假定最大活塞速度為6. 71m/s，零場阻尼器力為2kN，MR流體 (即，具有涂覆磁性顆粒150的MR流體123)的零場流體粘度為0. 4Pa-sec,在0. 7特斯拉 下的最大場屈服應(yīng)力為80kPa，流體密度為3. 863kg/m3，流體腔133具有的平滑表面，所述 平滑表面在相鄰部分處的斜率或曲率連續(xù)而且沒有棱以利于層流，MREA裝置100的外直徑 0D為5cm，逆流路徑的長度Lt (在此Lt = 4L，因?yàn)樵趦?nèi)室110的端部上存在兩個(gè)分立腔的 四個(gè)部分，且所述部分(對于每個(gè)腔133的內(nèi)通道部分136和外通道部分134而言)具有 有效長度L)為64mm，間隙d(即，雙折腔133的通道(內(nèi)部分136和外部分134)的寬度) 為1.2mm(見圖2B)，則根據(jù)已知的流體機(jī)制公式，可實(shí)現(xiàn)大于2 1的可調(diào)能力。而且，根 據(jù)這些要求而實(shí)現(xiàn)的MREA裝置的總長度不大于8cm?？傻玫诫p折MREA裝置的阻尼器力F， 如下 其中
盡這里，是牛頓壓力降，APt是由于
MR流體的屈服應(yīng)力所致的壓力降，、是MR流體的屈服應(yīng)力，P是流體密度，d是前述MR 雙折閥類型腔的間隙，Lt是MREA裝置中的雙折閥類型腔的總的有效長度。Dh是用于非循 環(huán)閥路徑的液壓直徑。對于雙折MREA裝置而言，為了簡化，雙折閥類型腔的環(huán)形間隙由平 行板來近似。因此，液壓直徑Dh通過Dh = 2d給出。摩擦系數(shù)f可基于流動(dòng)通過間隙d的 雷諾數(shù)(Reynolds number)而計(jì)算出，這是已知的。在優(yōu)選實(shí)施例中，為促進(jìn)層流和獲得轉(zhuǎn) 變比率2，對于0至7m/s范圍內(nèi)的活塞速度，雷諾數(shù)保持小于850。在雙折閥類型腔的情況 下，雷諾數(shù)正比于流體速度(和活塞速度)和間隙d，并通過限制這些值中的一個(gè)或全部兩 個(gè)從而保持較低。Vd是在間隙d中的平均流體速度，給定如下 這里，Ap是有效活塞面積，Ad是MR閥間隙的截面積，Vp是活塞速度。假定采用柱 形活塞頭，則 其中，rp是活塞頭的半徑。對于柱形環(huán)而言 其中，&是環(huán)的外半徑且禮是環(huán)的內(nèi)半徑。雙折腔133具有兩個(gè)這樣的環(huán)，一個(gè) 在內(nèi)通道136處，一個(gè)在外通道134處。Ap/Ad的比率是流體速度放大因子I，并確定在給 定活塞速度下在間隙d中的流體速度。如果放大因子較大，則間隙d中的流體速度可較大，即使在活塞速度較小時(shí)也是如此。參見圖3，示出根據(jù)另一實(shí)施例的MREA裝置200。MREA裝置200包括由外管204 定界的阻尼器組件202，其中內(nèi)管206被外管204包圍，使得在兩個(gè)管204、206之間部分地 限定外室208。內(nèi)管206限定了內(nèi)室210。活塞212在內(nèi)管206內(nèi)可移動(dòng)，并包括活塞桿 214和緊固到桿214的活塞頭216?；钊^216被內(nèi)室210引導(dǎo)并跨越內(nèi)室210，且將內(nèi)室 210分為在活塞頭216的與桿214相反側(cè)上的第一部分218和在活塞頭216的與桿214相 同側(cè)上的第二部分220。外室208和內(nèi)室210填充有MR流體223，MR流體223具有涂層磁 性顆粒并與圖2A和圖2C的流體123大致相同?；钊h(huán)221有助于使活塞頭216密封于內(nèi) 管206的壁，以確保MR流體223在MREA裝置200內(nèi)特別是在腔233內(nèi)的流動(dòng)不會(huì)受到意 外流動(dòng)路徑的影響。第一磁性端部結(jié)構(gòu)組件222和第二磁性端部結(jié)構(gòu)組件224鄰近于連接在內(nèi)管206 的相應(yīng)端226、228處的內(nèi)管環(huán)形延伸部225A、225B定位。磁性端部結(jié)構(gòu)組件222、224與外 管204協(xié)作形成環(huán)形縫以接納和包圍內(nèi)管環(huán)形延伸部225A、225B，從而在外管204和相應(yīng) 的磁性端部結(jié)構(gòu)組件222、224以及內(nèi)管環(huán)形延伸部225A、225B之間限定尺度恒定的間隙或 流體腔233。流體腔233在此也被稱為雙折MR閥，其建立了逆流路徑，并且包括外通道部 分234、與外通道部分234平行的內(nèi)通道部分236、和連接通道部分234、236的環(huán)部分238。 (外通道部分234、內(nèi)通道部分236和環(huán)部分238相對于磁性端部結(jié)構(gòu)組件222被編號；磁 性端部結(jié)構(gòu)組件224以與磁性端部結(jié)構(gòu)組件222呈鏡像的方式形成類似的結(jié)構(gòu)和腔，如圖 3中所見。)在內(nèi)通道部分236和外通道部分234的端部處的開口分別通向內(nèi)室210和外 室208。整個(gè)流體腔233(通道部分234、236和環(huán)部分238)通過內(nèi)管環(huán)形延伸部225A的 表面和磁性結(jié)構(gòu)組件222的表面限定，這些表面平滑，即，其在相鄰部分處的斜率或曲率連 續(xù)，從而有利于流體在內(nèi)室210與外室208之間通過流體腔233的層流。存在于內(nèi)室210的端部處的流體腔233(通道部分234、236和環(huán)部分238)將內(nèi)室 210與外室208流體連通，從而在活塞212在內(nèi)管206內(nèi)移動(dòng)例如響應(yīng)于作用在可移動(dòng)沖 擊構(gòu)件241上的沖擊而移動(dòng)時(shí)允許磁流變流體223在內(nèi)室210與外室208之間通過流體腔 233流動(dòng)。第一磁性端部結(jié)構(gòu)組件222和第二磁性端部結(jié)構(gòu)組件224均具有開口以分別將環(huán) 形電線圈240A、240B保持于所述開口中。線圈240A、240B被構(gòu)造成以產(chǎn)生磁場，磁場如圖3 中大致環(huán)繞每個(gè)線圈240A、240B的截面區(qū)的箭頭所示，從而使得通道部分234、236內(nèi)的MR 流體223獲得較高的表觀粘度，進(jìn)而使阻尼器組件202的阻尼力增大。MREA裝置200包括氣動(dòng)室256，氣動(dòng)室256與MR流體223通過柔性隔膜258可操 作地相連。氣動(dòng)室256用作緩沖機(jī)構(gòu)以適應(yīng)由于活塞桿214運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致桿214在室210內(nèi)的 體積變化并且防止MR流體223在低壓力側(cè)(其當(dāng)活塞移動(dòng)到圖2A中的右方時(shí)為活塞212 的內(nèi)室210的第二部分220 ；當(dāng)活塞212移動(dòng)到圖2A中的左方時(shí)為內(nèi)室210的第一部分 218)的空化。氣動(dòng)室256在線圈240A、240B之間移動(dòng)，并處于比圖2A中的氣動(dòng)室156更居 中的位置，且適用于要求MREA裝置200的總長度最小的應(yīng)用。MREA裝置200包括電連接器280A、280B，如圖4中最佳地所示，電連接器280A、 280B安裝到磁性端部結(jié)構(gòu)組件222和224，并通過線266 (顯示在圖4中，而未顯示在圖3 中)連接到相應(yīng)的線圈240A、240B。為了實(shí)現(xiàn)MREA裝置200的更高可靠性并更易于拆卸，線266穿過插座283的中心孔282并刺穿橡膠盤284A的第一層，然后穿過塑料盤層286中的 兩個(gè)小孔，刺穿橡膠盤的第二層284B和第三層284C，并最后延伸穿出塞290的中心孔288。 塞290利用圖4中所示螺紋(例如，公制螺紋類型)方式擰入插座283中，以牢固壓緊橡膠 層284A-284C和塑料層286，并在線266與橡膠層284A-284C的接觸表面處產(chǎn)生足夠應(yīng)力， 以將圖3的MR流體223密封在MREA裝置200內(nèi)使得其不會(huì)泄漏經(jīng)過線圈240A、240B，并 通過磁性端部結(jié)構(gòu)組件222、224中的開口沿線266到達(dá)連接器280A、280B。插座283通過 具有如圖4中所示的螺紋296的部分連接到在磁性端部組件222中的螺紋線出口開口 292。 螺紋296優(yōu)選地為NPT類型(美國國家標(biāo)準(zhǔn)錐形管螺紋，根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)的規(guī)定) 或NPTF類型(國家標(biāo)準(zhǔn)干式密封管螺紋)，以最佳地密封MR流體223。參見圖5，示出另一實(shí)施例的MREA裝置300，MREA裝置300與圖2A的MREA裝置 100基本相同，其不同之處在于，以裝配到活塞頭316的桿側(cè)的可壓縮構(gòu)件358替換氣動(dòng)室 156和隔膜158。這種新的構(gòu)造可減小與氣動(dòng)室相關(guān)的彈簧效應(yīng)，而且與圖2A的MREA裝置 100相比消除了 MR流體磁顆粒在鄰近于圖2A中隔膜158將內(nèi)室110與流體室159連通的 通道中沉淀的可能性。而且，消除了對氣動(dòng)室的高壓氣體的苛刻密封要求?？蓧嚎s構(gòu)件358 補(bǔ)償由于活塞桿312響應(yīng)于對沖擊構(gòu)件341的沖擊而在活塞頭316的后側(cè)處的內(nèi)室中運(yùn)動(dòng) 所致的體積變化?？蓧嚎s構(gòu)件358可為封閉單元泡沫體(例如，橡膠或海綿；或具有約50% 的壓縮性和約50psi的壓縮應(yīng)力的封閉單元離聚物)；或者為小的氣室，其中例如具有空氣 或氮?dú)?；或者可替代地為風(fēng)箱，其中具有諸如空氣或氮?dú)庵惖臍怏w。由于不采用氣動(dòng)室、 柔性隔膜和鄰近于隔膜的流體室，因而MREA裝置300總長度減小，不過，由于需要增大長度 以補(bǔ)償由可壓縮構(gòu)件358形成的最大阻尼器沖程的減小，因而這種總長度減小可能被至少 部分地抵消。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式，不過，本發(fā)明所涉及領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，存在各種用于實(shí)施本發(fā)明的可替代設(shè)計(jì) 和實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種能量吸收裝置，所述能量吸收裝置包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有同心的內(nèi)管、外管和在所述內(nèi)管內(nèi)能夠移動(dòng)的活塞；其中所述阻尼器組件被構(gòu)造成形成雙折閥類型的腔，從而將所述內(nèi)管的內(nèi)室與形成在所述內(nèi)管和外管之間的外室可操作地相連通；磁流變流體，所述磁流變流體填充所述室和所述雙折閥類型的腔；電線圈，所述電線圈鄰近于所述雙折閥類型的腔；其中所述阻尼器組件、所述磁流變流體、和所述電線圈被構(gòu)造為使得所述電線圈能夠被選擇性地激勵(lì)，從而使得所述能量吸收裝置在機(jī)動(dòng)設(shè)備應(yīng)用中在活塞速度的相關(guān)范圍上提供對阻尼器力的全范圍的所希望可調(diào)能力。
2.如權(quán)利要求1所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述磁流體包括磁性顆粒，所述磁 性顆粒被涂覆以增強(qiáng)所述磁流變流體的層流。
3.如權(quán)利要求1所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述磁流變流體包含體積百分比 約為10%至60%的磁性顆粒。
4.如權(quán)利要求1所述的能量吸收裝置，其特征在于，在最大施加場下的阻尼器力與在 零施加場下的阻尼器力的比率約為2。
5.如權(quán)利要求1所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述活塞包括桿和可操作地連接 到所述桿的活塞頭；其中，所述活塞頭被構(gòu)造成大體跨越所述內(nèi)室；并且還包括可壓縮構(gòu)件，所述可壓縮構(gòu)件在所述內(nèi)室內(nèi)鄰近于所述活塞頭圍繞所述活塞桿、并且 從所述活塞頭沿所述活塞桿延伸；其中，所述可壓縮構(gòu)件被構(gòu)造為在所述活塞在所述內(nèi)室 內(nèi)移動(dòng)時(shí)體積發(fā)生變化。
6.如權(quán)利要求1所述的能量吸收裝置，其特征在于，還包括從所述電線圈延伸的電線；電連接器，所述電連接器具有限定出腔的插座；橡膠層，所述橡膠層圍繞所述插座內(nèi)的塑料層；和圍封所述插座內(nèi)的所述橡膠層和塑料層的插頭；其中，所述插座、所述插頭和所述塑料 層限定了供所述電線延伸穿過的對準(zhǔn)孔；并且其中，所述電線延伸穿過所述橡膠層。
7.如權(quán)利要求1所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述腔的特征在于，曲率連續(xù)的連 續(xù)表面，從而增強(qiáng)所述磁流變流體在所述活塞移動(dòng)時(shí)通過所述腔的層流。
8.一種能量吸收裝置，所述能量吸收裝置包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有內(nèi)管，所述內(nèi)管具有相反的端并在其中限定內(nèi)室；外管，所述外管大致圍繞所述內(nèi)管，以部分地限定在所述內(nèi)管與所述外管之間的外室；在所述內(nèi)管內(nèi)能夠移動(dòng)并對所述內(nèi)室進(jìn)行劃分的活塞；和第一磁性端部結(jié)構(gòu)組件和第二磁性端部結(jié)構(gòu)組件，所述第一磁性端部結(jié)構(gòu)組件和第二 磁性端部結(jié)構(gòu)組件定位于所述內(nèi)管的相應(yīng)端處以進(jìn)一步限定所述內(nèi)室和外室；其中，所述 第一磁性端部結(jié)構(gòu)組件和第二磁性端部結(jié)構(gòu)組件均至少部分地限定出腔，且所述腔具有在 所述內(nèi)室和所述外室處的開口以及在所述開口之間的環(huán)部，從而在所述腔開口之間建立逆流路徑；磁流變流體，所述磁流變流體處于所述內(nèi)室和外室和所述腔內(nèi)，并包含體積百分比約 為20%至60%的帶涂層的磁性顆粒；和第一電線圈和第二電線圈，所述第一電線圈和第二電線圈分別鄰近于所述第一磁性端 部結(jié)構(gòu)組件和第二磁性端部結(jié)構(gòu)組件而被固定，并且能夠激勵(lì)以通過改變所述磁流變流體 的屈服應(yīng)力改變所述能量吸收裝置的阻尼力。
9.如權(quán)利要求8所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述磁性顆粒在其上具有包含疏 水基的硅酸鹽涂層。
10.如權(quán)利要求8所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述腔的特征在于，連續(xù)的平滑 表面，以增強(qiáng)所述磁流變流體在所述活塞移動(dòng)時(shí)通過所述腔的層流。
11.如權(quán)利要求8所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述活塞包括桿和可操作地連接 到所述桿的活塞頭；其中，所述活塞頭被構(gòu)造成大體跨越所述內(nèi)室；并且其中，所述阻尼器 組件還包括液壓帽，所述液壓帽鄰近于所述線圈中與所述活塞桿同心的一個(gè)線圈、并且限定了供 所述活塞桿移動(dòng)通過的桿開口；密封套，所述密封套鄰近于所述液壓帽、并相對于與所述活塞桿同心的所述一個(gè)線圈， 且限定了供所述活塞桿移動(dòng)通過的另一桿開口 ；和襯墊，所述襯墊與所述活塞桿同心、并定位于所述液壓帽與所述密封套之間以密封所 述桿開口。
12.如權(quán)利要求8所述的能量吸收裝置，其特征在于，還包括從所述電線圈延伸的電線；電連接器，所述電連接器具有限定出腔的插座；圍繞所述插座內(nèi)的塑料層的橡膠層；和圍封所述插座內(nèi)的所述橡膠層和塑料層的插 頭；其中，所述插座、所述插頭和所述塑料層限定了供所述電線延伸穿過的對準(zhǔn)孔；并且其 中，所述電線延伸穿過所述橡膠層。
13.如權(quán)利要求8所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述活塞包括桿和可操作地連接 到所述桿的活塞頭；其中，所述活塞頭被構(gòu)造成大體跨越所述內(nèi)室；并且還包括可壓縮構(gòu)件，所述可壓縮構(gòu)件在所述內(nèi)室內(nèi)鄰近于所述活塞頭圍繞所述活塞桿、并且 從所述活塞頭沿所述活塞桿延伸；其中，所述可壓縮構(gòu)件被構(gòu)造為在所述活塞在所述內(nèi)室 內(nèi)移動(dòng)時(shí)體積發(fā)生變化。
14.如權(quán)利要求8所述的能量吸收裝置，其特征在于，還包括與所述外室流體連通并定位于所述磁性端部結(jié)構(gòu)組件之間的氣動(dòng)室；并且其中，所述 氣動(dòng)室被構(gòu)造為在所述活塞在所述內(nèi)室內(nèi)移動(dòng)時(shí)體積發(fā)生變化。
15.一種能量吸收裝置，所述能量吸收裝置包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有同心的內(nèi)管、外管和在所述內(nèi)管內(nèi)能夠移動(dòng)的活塞； 其中所述阻尼器組件被構(gòu)造成形成雙折閥類型的腔，從而將所述內(nèi)管的內(nèi)室與形成在所述 內(nèi)管和外管之間的外室可操作地相連通；其中所述活塞包括桿和可操作地連接到所述桿的 活塞頭；其中所述活塞頭被構(gòu)造成大體跨越所述內(nèi)室；填充所述室和所述雙折閥的磁流變流體；電線圈，所述電線圈鄰近于所述雙折閥并且能夠選擇性地激勵(lì)，使得所述能量吸收裝 置提供可調(diào)的阻尼力；可壓縮構(gòu)件，所述可壓縮構(gòu)件在所述內(nèi)室內(nèi)鄰近于所述活塞頭圍繞所述活塞桿、并且 從所述活塞頭沿所述活塞桿延伸；并且其中，所述可壓縮構(gòu)件被構(gòu)造為在所述活塞在所述 內(nèi)室內(nèi)移動(dòng)時(shí)體積發(fā)生變化，以補(bǔ)償當(dāng)所述活塞移動(dòng)時(shí)在所述內(nèi)室內(nèi)被所述活塞桿占據(jù)的 體積的變化。
16.如權(quán)利要求15所述的能量吸收裝置，其特征在于，所述磁流變流體包括磁性顆粒， 所述磁性顆粒被涂覆以增強(qiáng)層流、并在體積百分比上占所述磁流變流體的約10%至60%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙折閥類型磁流變流體能量吸收裝置，具體地，一種能量吸收裝置包括阻尼器組件，所述阻尼器組件具有同心的內(nèi)管、外管和在所述內(nèi)管內(nèi)能夠移動(dòng)的活塞，其中所述阻尼器組件被構(gòu)造成形成雙折閥類型的腔，從而將所述內(nèi)管的內(nèi)室與形成在所述內(nèi)管和外管之間的外室可操作地相連通；磁流變流體，所述磁流變流體填充所述室和所述雙折閥類型的腔；電線圈，所述電線圈鄰近于所述雙折閥類型的腔；其中所述阻尼器組件、所述磁流變流體和所述電線圈被構(gòu)造為使得所述電線圈能夠被選擇性地激勵(lì)，從而使得所述能量吸收裝置在機(jī)動(dòng)設(shè)備應(yīng)用中在活塞速度的相關(guān)范圍上提供對阻尼器力的全范圍的所希望可調(diào)能力。
文檔編號F16F9/53GK101878379SQ200880118005
公開日2010年11月3日 申請日期2008年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月28日
發(fā)明者A·L·布勞恩, C·S·納穆杜里, J·C·烏利尼, M·毛, N·L·約翰遜, N·M·維爾利, W·胡, Y·T·蔡 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司