專利名稱：同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種振動(dòng)控制裝置，特別是關(guān)于一種同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻 力通道的磁流變阻尼器，可應(yīng)用于自行車、摩托車、汽車、卡車、輪船、火車、飛機(jī)、橋梁、建 筑、運(yùn)動(dòng)設(shè)施以及其它振動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
磁流變阻尼器利用磁流變液的流變特性，具有屈服應(yīng)力大、響應(yīng)快、噪聲低、能耗 小、工作穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。其工作原理是在阻尼器上設(shè)置受磁場(chǎng)作用的液流阻力通道，當(dāng) 磁流變阻尼器的活塞與缸體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)擠壓缸體內(nèi)的磁流變液，使其在液流阻力 通道內(nèi)定向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)液流阻力通道內(nèi)沒有磁場(chǎng)作用的時(shí)候，磁流變液的粘度系數(shù)很小，不會(huì) 阻礙活塞的運(yùn)動(dòng)；當(dāng)液流阻力通道內(nèi)施加磁場(chǎng)時(shí)，磁流變液的粘度系數(shù)增大，硬化成為粘塑 性體，從而導(dǎo)致活塞運(yùn)動(dòng)的阻尼力增大。通過調(diào)節(jié)液流阻力通道內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度即可改變磁 流變液的粘度系數(shù)，以此來調(diào)節(jié)磁流變阻尼器的阻尼力大小。目前的磁流變阻尼器，不論是剪切式、擠壓式還是閥式，磁流變液的液流阻力通道 主要設(shè)置在線圈內(nèi)部和線圈與缸體之間。不論何種設(shè)置方式，都需要保證磁場(chǎng)方向與磁流 變液的流向相垂直，否則就不能達(dá)到最佳效果，在這個(gè)前提下，還要使液流阻力通道的面 積盡可能大，以獲得足夠的阻尼力。中國(guó)專利“阻尼力可調(diào)控的磁流變阻尼器”(申請(qǐng)?zhí)?200810020142. 9)中公開了一種在活塞內(nèi)增設(shè)磁流變液通道的阻尼器，其中磁流變液通道 由活塞中部?jī)?nèi)設(shè)置的兩個(gè)以上空腔-四條以上連接通管-活塞桿中部空腔構(gòu)成，磁流變效 應(yīng)主要發(fā)生在磁流變液通道中的與磁場(chǎng)方向垂直的兩個(gè)板狀空間區(qū)域；雖然活塞桿中部空 腔中也可能發(fā)生磁流變效應(yīng)，但是由于活塞桿中部空腔處于活塞的中部，其中的磁流變液 受到的磁場(chǎng)作用不強(qiáng)，而且其運(yùn)動(dòng)方向不能夠保證與磁場(chǎng)方向垂直；這一裝置的不足之處 還在于，其活塞的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，且浪費(fèi)了大部分勵(lì)磁線圈的磁場(chǎng)能量?，F(xiàn)有的其他磁流變阻尼器的構(gòu)思多采用單一的液流阻力通道，液流阻力通道的面 積小，產(chǎn)生的液流阻力有限。為了實(shí)現(xiàn)磁流變液的有效控制，只有增加結(jié)構(gòu)尺寸和(或)工 作電流，而這又存在安裝空間和耗能等問題。因此使用一種更加優(yōu)越的結(jié)構(gòu)提高磁流變阻 尼器的效率是當(dāng)前應(yīng)當(dāng)解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中磁流變阻尼器液流阻力通道面積小、產(chǎn)生的液流阻尼力有 限、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)，提出一種在不增加磁流變阻尼器的外部尺寸、線圈繞組、勵(lì)磁電流以 及磁流變阻尼器能耗的前提下，有效地增加液流阻力通道的剪切面積，在較小的勵(lì)磁電流 作用時(shí)具有較大的可控阻尼力的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器，包括阻尼器缸體、 位于阻尼器缸體內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞頭、與所述活塞頭至少一個(gè)端面固定連接的活塞桿，阻尼器缸內(nèi)活塞頭之外部分充有的工作介質(zhì)為磁流變液，所述活塞頭包括閥芯、勵(lì)磁線圈、勵(lì) 磁線圈架、圓盤，其特征在于閥芯具有縱向貫通中心孔、圓盤在閥芯兩端面之外對(duì)稱布置， 定位銷保證圓盤與閥芯同軸心，各圓盤面對(duì)閥芯的端面與閥芯對(duì)應(yīng)端面之間由間隔墊片形 成間隙構(gòu)成與閥芯中心孔連通的圓盤形液流阻力通道，圓盤形液流阻力通道的間隙厚度由 間隔墊片保證；圓環(huán)形液流阻力通道由圓盤圓周面與阻尼器缸體內(nèi)圓周面構(gòu)成，與圓盤形 液流阻力通道、閥芯中心孔構(gòu)成連通由活塞頭隔開的左液腔和右液腔的液流通道，活塞頭 左右運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼器缸體內(nèi)的磁流變液通過上述液流通道左右流動(dòng)；所述勵(lì)磁線圈架緊密套 在閥芯的外周，勵(lì)磁線圈均勻繞制于閥芯外圓周面、勵(lì)磁線圈架內(nèi)側(cè)，勵(lì)磁線圈的引出導(dǎo)線 引出活塞桿；所述阻尼器缸體、圓盤和閥芯為高導(dǎo)磁材料；所述勵(lì)磁線圈架和墊片為非導(dǎo) 磁材料。所述活塞頭包括一閥芯外罩，閥芯外罩的外圓周面與阻尼器缸體內(nèi)圓周面過渡配 合，利用0型密封圈進(jìn)行滑動(dòng)密封；閥芯外罩與圓盤和閥芯同軸，并且閥芯外罩的內(nèi)圓周 面與圓盤的圓周面之間形成圓環(huán)形液流阻力通道；所述活塞頭還包括與圓盤和閥芯同軸、 分別設(shè)置于左右兩圓盤外端的固定圓盤和連接圓盤，連接圓盤位于活塞頭設(shè)置活塞桿的一 端，固定圓盤的一端與活塞頭未設(shè)置活塞桿一端的圓盤遠(yuǎn)離閥芯的端面接觸且固定圓盤與 閥芯外罩利用螺栓或者其它不可拆卸連接方式連接，在固定圓盤上設(shè)置有與圓環(huán)形液流阻 力通道對(duì)應(yīng)的液流槽；連接圓盤的一端與活塞頭設(shè)置活塞桿一端的圓盤遠(yuǎn)離閥芯的端面接 觸且連接圓盤與閥芯外罩利用螺栓或者其它不可拆卸連接方式連接，在連接圓盤中心設(shè)置 有螺紋與活塞桿連接，同時(shí)，連接圓盤上也設(shè)置有與圓環(huán)形液流阻力通道對(duì)應(yīng)的液流槽；液 流槽、圓環(huán)形液流阻力通道、圓盤形液流阻力通道和閥芯中心孔構(gòu)成連通由活塞頭隔開的 左液腔和右液腔的液流通道，活塞頭左右運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼器缸體內(nèi)的磁流變液通過上述液流通 道左右流動(dòng)；所述固定圓盤、連接圓盤、螺栓為非導(dǎo)磁材料。上述活塞桿還可具有一與桿長(zhǎng)方向相反的反向延長(zhǎng)部分，所述反向延長(zhǎng)部分的直 徑小于原桿長(zhǎng)部分且小于閥芯中心孔的直徑，所述反向延長(zhǎng)部分穿過所述活塞頭與活塞桿 連接的端面，穿過活塞頭中的圓盤和閥芯中心孔，伸出活塞頭的另一個(gè)端面，其伸出部分設(shè) 置有螺紋，一內(nèi)螺紋螺帽與所述伸出部分配合，所述反向延長(zhǎng)部分和所述螺帽為非導(dǎo)磁材 料。所述閥芯還可由至少兩個(gè)相同的閥芯沿軸向組合構(gòu)成，兩兩閥芯之間分別設(shè)置一 個(gè)同軸心且具有一定厚度的圓盤，每一閥芯同樣具有緊密套在其外的勵(lì)磁線圈架，勵(lì)磁線 圈均勻繞制于閥芯外圓周面、勵(lì)磁線圈架內(nèi)側(cè)，在兩閥芯與中間的圓盤之間由間隔墊片形 成間隙構(gòu)成兩個(gè)圓盤形液流阻力通道且在圓盤圓周面之外再形成與所述兩個(gè)圓盤形液流 阻力通道連通的圓環(huán)形液流阻力通道，閥芯與圓盤之間是通過定位銷保證同軸心，閥芯兩 端面與圓盤之間構(gòu)成的兩個(gè)圓盤形液流阻力通道的厚度通過間隔墊片保證。作為空氣補(bǔ)償裝置的浮動(dòng)活塞設(shè)置于所述阻尼器缸體內(nèi)未設(shè)置活塞桿的所述活 塞頭端面與端蓋形成的腔體的中間，并在設(shè)置浮動(dòng)活塞相同端設(shè)置外置氣囊或者其它具有 活塞桿進(jìn)出磁流變阻尼器時(shí)進(jìn)行空氣補(bǔ)償作用的裝置。所述活塞桿在所述活塞頭兩端面分別對(duì)稱設(shè)置，此時(shí)省略浮動(dòng)活塞。技術(shù)效果本發(fā)明通過控制勵(lì)磁線圈電流的大小來控制磁流變阻尼器的壓縮(還原)力，相
5CN 102121509 A
說明書
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對(duì)于傳統(tǒng)的磁流變阻尼器，同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器在不增 加磁流變阻尼器的外部尺寸、線圈繞組、勵(lì)磁電流以及磁流變阻尼器能耗的前提下，有效地 增加液流阻力通道的剪切面積，在較小的勵(lì)磁電流的作用時(shí)具有較大的可控阻尼力，使得 本發(fā)明的動(dòng)態(tài)阻尼力范圍更寬，同時(shí)本發(fā)明具有高效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明形成的圓盤形阻力通道利用了閥芯端面和圓盤面，而形成的圓環(huán)形液流阻 力通道則是通過圓盤圓周面和閥芯外罩的部分內(nèi)圓周面或者通過圓盤圓周面與阻尼器缸 體內(nèi)圓周面形成。本發(fā)明的磁場(chǎng)回路可以通過選擇具有不同導(dǎo)磁性能的組件實(shí)現(xiàn)，這樣可 以根據(jù)環(huán)境和成本的需要選擇組成部件設(shè)計(jì)不同的磁流變阻尼器。同時(shí)，本發(fā)明的連接結(jié) 構(gòu)可以是具有液流槽的固定圓盤、連接圓盤和螺栓，與閥芯外罩連接將活塞頭的各組件組 合為一體，也可以是將活塞桿反方向延長(zhǎng)，穿過閥芯中心孔將閥芯、各圓盤、固定圓盤、連接 圓盤(也可以不設(shè)置固定圓盤和連接圓盤)組合為一體，通過螺帽固定。如果選擇了閥芯 外罩作為磁路構(gòu)件之一，則其通過螺栓與固定圓盤、連接圓盤固定，如果直接采用阻尼器缸 體作為磁路構(gòu)件之一，則可以省去固定圓盤和連接圓盤。這些構(gòu)件和連接方式，保證了活塞 頭各零件相互獨(dú)立又相互緊密連接，也可以通過其它不可拆卸的連接方式。這樣的結(jié)構(gòu)可 靠，適用于批量生產(chǎn)，成本低。本發(fā)明的磁流變阻尼器在部件中采用一些非導(dǎo)磁材料，如活塞桿、勵(lì)磁線圈架、固 定圓盤、墊片、螺栓、定位銷和浮動(dòng)活塞，以保證磁場(chǎng)回路中的磁力線盡可能集中分布穿過 圓環(huán)形液流阻力通道和圓盤形液流阻力通道的主磁通回路中，充分發(fā)揮垂直磁場(chǎng)對(duì)磁流變 液的作用，有效地控制磁流變阻尼器的阻尼力，提高磁流變阻尼器的效率，降低磁流變阻尼 器的能耗?；钊^中的閥芯可以由至少兩個(gè)閥芯及其兩兩閥芯中間設(shè)置的圓盤組成，通過定 位銷確保閥芯與圓盤同軸心，閥芯兩端面與圓盤之間構(gòu)成的兩個(gè)圓盤形液流阻力通道的厚 度通過間隔墊片保證，可以使一個(gè)活塞頭形成兩組或兩組以上的勵(lì)磁線圈的同時(shí)，還具有 圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道，進(jìn)一步提高了磁流變阻尼器的效率，降低了磁流變阻尼器 的能耗。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)剖視圖
圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的活塞頭的結(jié)構(gòu)圖
圖3是圖2的A-A剖面圖
圖4為固定圓盤的剖面圖
圖5為連接圓盤的剖面圖
圖6是本發(fā)明實(shí)施例一的磁通回路圖
圖7是本發(fā)明實(shí)施例一活塞頭的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展圖
圖8為本發(fā)明實(shí)施例二的活塞桿穿過活塞頭內(nèi)閥芯中心孔固定活塞頭的結(jié)構(gòu)
圖9是圖8的B-B剖面圖
圖10是磁路通過阻尼器缸體閉合的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器圖(實(shí)施例三)
圖11是圖10的C-C剖面圖
圖12是圖10的磁通回路13是具有兩組勵(lì)磁線圈的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻 尼器的活塞頭圖(實(shí)施例四)圖14是同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的雙出桿式磁流變阻尼器原理圖 (實(shí)施例五)
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明參照附圖，1為下端蓋連接頭，2為0型密封圈，3為浮動(dòng)活塞，4為阻尼器缸體，5為 螺栓，6為固定圓盤，7為螺紋，8為閥芯外罩，9為勵(lì)磁線圈，10為勵(lì)磁線圈架，11為圓盤形 液流阻力通道，12為圓環(huán)形液流阻力通道，13為圓盤，14為阻尼器上端蓋，15為油封，16為 活塞桿，17為活塞桿連接頭，18為惰性氣體，19為磁流變液，20為氣囊，21為氣門芯，22為 磁流變液左液腔，23為墊片二4為閥芯，25為磁流變液右液腔，26為勵(lì)磁線圈引出導(dǎo)線，27 為閥芯中心孔，28為活塞頭，29為下端蓋，30為液流槽，31為連接圓盤，32為定位銷，33為 彈簧墊圈，34為輔助活塞桿。實(shí)施例一參見圖1-7，同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器 的上端蓋14、下端蓋四通過標(biāo)準(zhǔn)的螺紋或者不可拆卸的連接方式與阻尼器缸體4連接，并 用0型密封圈2密封，將活塞頭觀置于工作介質(zhì)磁流變液19中。浮動(dòng)活塞3與阻尼器缸 體4之間是過渡配合，用0型圈進(jìn)行滑動(dòng)密封，浮動(dòng)活塞3將補(bǔ)償氣囊20內(nèi)的惰性氣體18 與磁流變液19進(jìn)行隔離，實(shí)現(xiàn)對(duì)活塞桿16進(jìn)出阻尼器缸體4時(shí)的空氣補(bǔ)償。油封15設(shè)置 于上端蓋14內(nèi)與活塞桿16完成對(duì)內(nèi)部磁流變液19的密封，在活塞桿16進(jìn)出阻尼器缸體 4時(shí)不會(huì)出現(xiàn)漏油情況，勵(lì)磁線圈引出導(dǎo)線沈從活塞桿16連接頭17引出。圖1-7中的活塞頭觀包括閥芯對(duì)、勵(lì)磁線圈架10、勵(lì)磁線圈9、閥芯外罩8、圓盤 13和墊片23，通過連接結(jié)構(gòu)和活塞桿16連接為一體。圓盤13在閥芯M兩端面之外對(duì)稱 布置，定位銷32確保圓盤13與閥芯M同軸心，各圓盤13面對(duì)閥芯M的端面與閥芯M對(duì) 應(yīng)端面構(gòu)成與閥芯中心孔27連通的圓盤形液流阻力通道11，圓盤形液流阻力通道11的間 隙厚度由間隔墊片23保證，一般為0. 5mm至2mm ；閥芯外罩8為一中空套筒，其外圓周面與 阻尼器缸體4內(nèi)圓周面過渡配合，可以利用0型密封圈進(jìn)行滑動(dòng)密封；閥芯外罩8與圓盤13 和閥芯M同軸，并且閥芯外罩8內(nèi)圓周面與圓盤13的圓周面之間形成圓環(huán)形液流阻力通 道12，一般為0. 5mm至2mm ；固定圓盤6的一端與圓盤13遠(yuǎn)離閥芯M的端面接觸且固定圓 盤6與閥芯外罩8利用螺栓5或者其它不可拆卸連接方式連接，在固定圓盤6上設(shè)置有與 圓環(huán)形液流阻力通道12對(duì)應(yīng)的液流槽30 ；連接圓盤31的一端與圓盤13遠(yuǎn)離閥芯M的端 面接觸且連接圓盤31與閥芯外罩8利用螺栓5或者其它不可拆卸連接方式連接，在連接圓 盤31中心設(shè)置有螺紋與活塞桿16連接，同時(shí)，連接圓盤31上也設(shè)置有與圓環(huán)形液流阻力 通道12對(duì)應(yīng)的液流槽30 ；液流槽30、圓環(huán)形液流阻力通道12、圓盤形液流阻力通道11和閥 芯中心孔27構(gòu)成連通由活塞頭觀隔開的左液腔22和右液腔25的液流通道，活塞頭左右 運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼器缸體4內(nèi)的磁流變液19通過上述液流通道左右流動(dòng)；所述勵(lì)磁線圈架10緊 密套在閥芯M的外周，勵(lì)磁線圈9均勻繞制于閥芯M外圓周面、勵(lì)磁線圈架10內(nèi)側(cè)，勵(lì)磁 線圈9的引出導(dǎo)線沈引出活塞桿16 ；所述連接結(jié)構(gòu)為固定圓盤6、連接圓盤31、螺栓5和定位銷32，固定圓盤6、連接圓盤31的外徑與阻尼器缸體4內(nèi)徑匹配；螺栓5穿過固定圓盤 6、連接圓盤31與閥芯外罩8端面將兩者固定；定位銷32連接圓盤13與閥芯M，通過間隔 墊片23確保圓盤13與閥芯M之間的間隙厚度。所述閥芯外罩8、圓盤13和閥芯M為高 導(dǎo)磁材料；所述阻尼器缸體4、勵(lì)磁線圈架10、墊片23、固定圓盤6、連接圓盤31、螺栓5、定 位銷32和浮動(dòng)活塞為非導(dǎo)磁材料。當(dāng)給勵(lì)磁線圈9通入電流，在磁流變阻尼器的磁通回路中便會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁磁場(chǎng)，磁 場(chǎng)穿過圓盤形液流阻力通道11和圓環(huán)形液流阻力通道12，參見圖6。圓盤形液流阻力通道 11內(nèi)和圓環(huán)形液流阻力通道12內(nèi)的磁流變液在磁場(chǎng)的作用下被磁化，形成沿磁場(chǎng)方向分 布的粒子鏈。因此在勵(lì)磁線圈9產(chǎn)生的磁場(chǎng)未達(dá)到飽和前，增大電流時(shí)，屈服應(yīng)力相應(yīng)地增 加，也增加了液體流過的阻力，可以達(dá)到調(diào)節(jié)磁流變阻尼器的阻尼力的目的。螺栓5、定位銷 32等可拆卸連接也可以是其它不可拆卸連接方式。參照附圖2和圖3，為同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的 活塞頭裝置圖。活塞頭觀的閥芯M上設(shè)置閥芯中心孔27，勵(lì)磁線圈架10與閥芯M過盈 配合，勵(lì)磁線圈9均勻繞制于閥芯M外圓周面、勵(lì)磁線圈架10內(nèi)側(cè)，定位銷32連接圓盤13 和閥芯M并確保二者同軸心，利用墊片23確保閥芯M和圓盤13之間的間隙距離，即圓盤 形液流阻力通道間隙11 ；閥芯外罩8與勵(lì)磁線圈架10之間同軸心，確保圓盤13與閥芯外 罩8之間的均勻徑向距離，即圓環(huán)形液流阻力通道12間隙距離；閥芯24、圓盤13、勵(lì)磁線圈 架10、勵(lì)磁線圈9依次固定安裝于閥芯外罩8內(nèi)，固定圓盤6和連接圓盤31的一端與圓盤 13遠(yuǎn)離閥芯M的端面接觸且與閥芯外罩8利用螺栓5連接；連接圓盤31與活塞桿16通 過螺紋連接，也可以通過其它不可拆卸方式連接。參照附圖4和圖5，分別為固定圓盤6和連接圓盤31的剖面圖。固定圓盤6和連 接圓盤31將活塞頭28的閥芯外罩8和其它零件固定為一體，固定圓盤6和連接圓盤31具 有與圓環(huán)形液流阻力通道12相對(duì)應(yīng)的液流槽30，四周的通孔與螺栓5配合。磁流變阻尼器 的活塞頭28左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定圓盤6和連接圓盤31不會(huì)影響阻尼器缸體4內(nèi)磁流變液的 流通特性。與固定圓盤6不同的是，連接圓盤31的中心為一連接螺紋將其與活塞桿16連 接。為實(shí)現(xiàn)活塞頭觀的閥芯外罩8與其它零件固定，在磁流變阻尼器的活塞頭觀左右運(yùn) 動(dòng)時(shí)，不影響阻尼器缸體4內(nèi)磁流變液的流通特性的情況下也可選擇其它連接結(jié)構(gòu)。參照附圖6，為同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的磁通回 路圖。利用磁路原理，閥芯M和勵(lì)磁線圈9為磁場(chǎng)發(fā)生內(nèi)磁路，圓盤13、閥芯外罩8以及圓 盤形液流阻力通道11和圓環(huán)形液流阻力通道12構(gòu)成了磁場(chǎng)發(fā)生的外磁路。磁場(chǎng)始于閥芯 24，穿過圓盤形液流阻力通道11、圓盤13、圓環(huán)形液流阻力通道12，沿著閥芯外罩8，穿過圓 環(huán)形液流阻力通道12、圓盤13和圓盤形液流阻力通道11，于閥芯M閉合。在圓盤形液流 阻力通道11和圓環(huán)形液流阻力通道12中的磁流變液受到不同勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用 而產(chǎn)生作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磁流變阻尼器阻尼力無(wú)級(jí)可調(diào)。參照附圖7，為同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器的活塞頭 上勵(lì)磁線圈架的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展圖。與附圖6所不同的是，附圖6中的勵(lì)磁線圈架10為圓環(huán)形套 筒，其兩端延長(zhǎng)段為圓盤形狀，勵(lì)磁線圈9均勻繞制于兩圓盤形狀的延長(zhǎng)段之間，勵(lì)磁線圈 架10緊密套在閥芯M外圓周面。勵(lì)磁線圈架10的中間部分的圓環(huán)形套筒的有或無(wú)取決 于磁流變阻尼器對(duì)外觀尺寸和可控阻尼力性能的要求而定。
實(shí)施例二 參照附圖8和圖9，活塞桿16反向穿過活塞頭觀內(nèi)閥芯中心孔27固定 活塞頭觀的結(jié)構(gòu)，為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展。與附圖1-7所示的實(shí)施例一所不同的是，活塞桿 16具有一與桿長(zhǎng)方向相反的反向延長(zhǎng)部分，所述反向延長(zhǎng)部分的直徑小于原桿長(zhǎng)部分且小 于閥芯中心孔27的直徑，所述反向延長(zhǎng)部分穿過活塞頭觀中的固定圓盤6、連接圓盤31、 圓盤13和閥芯中心孔27，并伸出活塞頭觀的另一個(gè)端面，其伸出部分設(shè)置有螺紋，一內(nèi)螺 紋螺帽與所述伸出部分配合，所述連接結(jié)構(gòu)包括該反向延長(zhǎng)部分和所述螺帽，所述反向延 長(zhǎng)部分和所述螺帽為非導(dǎo)磁材料。為確保活塞桿16與活塞頭觀之間的連接，將活塞桿16 設(shè)置為半徑不同的兩段，半徑較大的活塞桿16 —端直接連接于磁流變阻尼器連接頭17，另 一端與反向延長(zhǎng)部分形成臺(tái)階卡住與其緊靠的連接圓盤31，所述反向延長(zhǎng)部分即為半徑較 小的活塞桿一段，穿過閥芯中心孔27、兩個(gè)圓盤13、固定圓盤6和連接圓盤31，其伸出端設(shè) 置有螺紋，與螺帽連接，也可以是其它不可拆卸連接方式，將活塞頭觀中各部件固定為一 體?；钊^28的勵(lì)磁線圈架10與閥芯M過盈配合，定位銷32連接圓盤12和閥芯M并 確保二者同軸心，利用墊片23確保閥芯M和圓盤13之間的間隙距離，即圓盤形液流阻力 通道間隙11 ；閥芯外罩8與勵(lì)磁線圈架10之間同軸心，確保圓盤13與閥芯外罩8之間的均 勻徑向距離，即圓環(huán)形液流阻力通道12間隙距離。閥芯M和勵(lì)磁線圈9為磁場(chǎng)發(fā)生內(nèi)磁 路，圓盤13和閥芯外罩8以及圓盤形液流阻力通道11和圓環(huán)形液流阻力通道12構(gòu)成了磁 場(chǎng)發(fā)生的外磁路。磁場(chǎng)始于閥芯對(duì)，穿過圓盤形液流阻力通道11、圓盤13、圓環(huán)形液流阻力 通道12，沿著閥芯外罩8，穿過圓環(huán)形液流阻力通道12，圓盤13和圓盤形液流阻力通道11， 于閥芯M閉合。在圓盤形液流阻力通道11和圓環(huán)形液流阻力通道12中的磁流變液受到 不同大小的勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磁流變阻尼器阻尼力無(wú)級(jí)可 調(diào)。實(shí)施例三參照附圖10和圖11，為磁路通過磁流變阻尼器缸體閉合的同時(shí)具有圓 環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器圖，為本發(fā)明的另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。閥芯M與繞制 有勵(lì)磁線圈9的勵(lì)磁線圈架10過盈配合，與附圖8和圖9 一樣，通過活塞桿16的反向延長(zhǎng) 部分將閥芯M和圓盤13固定為一體，形成活塞頭28?；钊^28上的勵(lì)磁線圈架10與阻 尼器缸體4之間是過渡配合，通過0型圈進(jìn)行滑動(dòng)密封。圓盤13在閥芯M兩端面之外對(duì) 稱布置且與閥芯M同軸心，各圓盤13面對(duì)閥芯M的端面與閥芯M對(duì)應(yīng)端面構(gòu)成與閥芯 中心孔27連通的圓盤形液流阻力通道11，圓盤形液流阻力通道11的間隙厚度由間隔墊片 23保證，一般為0. 5mm至2mm。阻尼器缸體4內(nèi)圓周面與圓盤13的圓周面之間形成圓環(huán)形 液流阻力通道12，一般為0. 5_至2mm。圓環(huán)形液流阻力通道12、圓盤形液流阻力通道11 和閥芯中心孔27構(gòu)成連通的由活塞頭觀隔開的左液腔22和右液腔25的液流通道，活塞 頭觀左右運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼器缸體4內(nèi)的磁流變液19通過上述液流通道左右流動(dòng)。本實(shí)施例所 述的阻尼器缸體4為高導(dǎo)磁材料。給勵(lì)磁線圈9通入電流，在圓盤形液流阻力通道11中便 產(chǎn)生法向的磁場(chǎng)，在圓環(huán)形液流阻力通道12中便產(chǎn)生徑向的磁場(chǎng)，磁流變液在磁場(chǎng)的作用 下被磁化，形成沿磁場(chǎng)方向分布的粒子鏈。因此在勵(lì)磁線圈9產(chǎn)生的磁場(chǎng)未達(dá)到飽和前，增 大電流時(shí)，屈服應(yīng)力相應(yīng)地增加，也增加了液體流過的阻力，可以達(dá)到調(diào)節(jié)磁流變阻尼器的 可控阻尼力的目的。參照附圖12，為磁路通過阻尼器缸體閉合的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通 道的磁流變阻尼器的磁通回路。利用磁路原理，閥芯M和勵(lì)磁線圈9為磁場(chǎng)發(fā)生內(nèi)磁路，
9圓盤13和阻尼器缸體4，以及圓盤形液流阻力通道11和圓環(huán)形液流阻力通道12構(gòu)成了磁 場(chǎng)發(fā)生的外磁路。磁場(chǎng)始于閥芯24，穿過圓盤形液流阻力通道11、圓盤13和圓環(huán)形液流阻 力通道12，沿著阻尼器缸體4，穿過圓環(huán)形液流阻力通道12、圓盤13和圓盤形液流阻力通道 11，于閥芯M閉合。在圓盤形液流阻力通道11和圓環(huán)形液流阻力通道12中的磁流變液受 到不同勵(lì)磁電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生作用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磁流變阻尼器阻尼力無(wú)級(jí)可調(diào)。實(shí)施例四參照附圖13，為同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼 器的活塞頭的結(jié)構(gòu)擴(kuò)展圖。該實(shí)施例的活塞頭觀同時(shí)具有兩組勵(lì)磁線圈。閥芯M由兩個(gè) 閥芯M沿軸向組合構(gòu)成，兩個(gè)閥芯M之間分別設(shè)置一個(gè)同軸心且具有一定厚度的圓盤13， 每一閥芯M同樣具有套在其外的勵(lì)磁線圈架10，勵(lì)磁線圈9均勻繞制于閥芯M外圓周面、 勵(lì)磁線圈架10內(nèi)側(cè)，在兩閥芯M與中間的圓盤13之間形成兩個(gè)圓盤形液流阻力通道11 且在圓盤13圓周面之外再形成與所述兩個(gè)圓盤形液流阻力通道11連通的圓環(huán)形液流阻力 通道12，閥芯M與圓盤13之間是通過定位銷32保證同軸心，閥芯M兩端面與圓盤13之 間構(gòu)成的兩個(gè)圓盤形液流阻力通道11的厚度通過間隔墊片23保證。相當(dāng)于增加了一個(gè)圓 盤13、一個(gè)勵(lì)磁線圈架10、一組勵(lì)磁線圈9和兩組墊片23，由此增加了兩個(gè)圓盤形液流阻力 通道和一個(gè)圓環(huán)形液流阻力通道，使得磁流變阻尼器具有更大的可控阻力。根據(jù)實(shí)際需要 可以再增加圓盤個(gè)數(shù)和勵(lì)磁線圈組數(shù)，每增加一組將增加兩個(gè)圓盤形液流阻力通道和一個(gè) 圓環(huán)形液流阻力通道。其磁場(chǎng)方向類似于圖6所示的磁場(chǎng)方向。實(shí)施例五參照附圖14，為同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼 器的另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)，為同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的雙出桿式磁流變阻尼器結(jié) 構(gòu)圖。與實(shí)施例一至四所不同的是，同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的雙出桿式磁 流變阻尼器在活塞頭觀兩端面分別設(shè)置活塞桿16和輔助活塞桿34，這樣就可以省略補(bǔ)償 氣囊20和浮動(dòng)活塞3。在實(shí)施例五中，活塞頭觀可以設(shè)置成如圖2和圖7(實(shí)施例一)或 如圖8(實(shí)施例二)或如圖10(實(shí)施例三)或如圖13(實(shí)施例四)所示的活塞頭。當(dāng)實(shí)施 例五中的活塞頭設(shè)置為圖2或圖7(實(shí)施例一)或圖8(實(shí)施例二)或圖13(實(shí)施例四)所 示的活塞頭時(shí)，雙出桿磁流變阻尼器的阻尼器缸體4材料為導(dǎo)磁材料或不導(dǎo)磁材料均可， 而當(dāng)實(shí)施例五為圖10(實(shí)施例三)中的活塞頭時(shí)，雙出桿磁流變阻尼器的阻尼器缸體4材 料必須是高導(dǎo)磁材料才能完成磁通回路有效閉合。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要，可將實(shí)施例五中的 活塞頭28設(shè)置成為如圖13 (實(shí)施例四)所示的多組勵(lì)磁線圈的活塞頭。
權(quán)利要求
1.一種同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器，包括阻尼器缸體 (4)、位于阻尼器缸體(4)內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞頭08)、與所述活塞頭08)至少一個(gè)端面固定 連接的活塞桿(16)，阻尼器缸體內(nèi)活塞頭08)之外部分充有的工作介質(zhì)為磁流變液 (19)，所述活塞頭08)包括閥芯(M)、勵(lì)磁線圈(9)、勵(lì)磁線圈架(10)、圓盤(13)，其特征 在于閥芯04)具有縱向貫通中心孔、2Τ)；圓盤(13)在閥芯04)兩端面之外對(duì)稱布置， 定位銷(32)保證圓盤(13)與閥芯04)同軸心，各圓盤(13)面對(duì)閥芯04)的端面與閥芯 (24)對(duì)應(yīng)端面之間由間隔墊片03)形成間隙構(gòu)成與閥芯中心孔07)連通的圓盤形液流阻 力通道(11)，圓盤形液流阻力通道(11)的間隙厚度由間隔墊片03)保證；圓環(huán)形液流阻 力通道(12)由圓盤(13)圓周面與阻尼器缸體內(nèi)圓周面構(gòu)成，與圓盤形液流阻力通道 (11)、閥芯中心孔(XT)構(gòu)成連通由活塞頭08)隔開的左液腔02)和右液腔05)的液流 通道，活塞頭左右運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼器缸體內(nèi)的磁流變液(19)通過上述液流通道左右流動(dòng)； 所述勵(lì)磁線圈架(10)緊密套在閥芯04)的外周，勵(lì)磁線圈(9)均勻繞制于閥芯04)外圓 周面、勵(lì)磁線圈架(10)內(nèi)側(cè)，勵(lì)磁線圈(9)的引出導(dǎo)線06)引出活塞桿(16)；所述阻尼器 缸體、圓盤(13)和閥芯04)為高導(dǎo)磁材料；所述勵(lì)磁線圈架(10)和墊片03)為非導(dǎo) 磁材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器， 其特征在于所述活塞頭08)包括一閥芯外罩(8)，閥芯外罩(8)的外圓周面與阻尼器缸體 ⑷內(nèi)圓周面過渡配合，利用O型密封圈進(jìn)行滑動(dòng)密封；閥芯外罩⑶與圓盤(13)和閥芯 (24)同軸，并且閥芯外罩(8)的內(nèi)圓周面與圓盤(13)的圓周面之間形成圓環(huán)形液流阻力 通道(12)；所述活塞頭08)還包括與圓盤(13)和閥芯04)同軸、分別設(shè)置于左右兩圓盤 (13)外端的固定圓盤(6)和連接圓盤(31)，連接圓盤(31)位于活塞頭設(shè)置活塞桿的一端， 固定圓盤(6)的一端與活塞頭未設(shè)置活塞桿一端的圓盤(13)遠(yuǎn)離閥芯04)的端面接觸且 固定圓盤(6)與閥芯外罩(8)利用螺栓(5)或者其它不可拆卸連接方式連接，在固定圓盤 (6)上設(shè)置有與圓環(huán)形液流阻力通道(1 對(duì)應(yīng)的液流槽(30)；連接圓盤(31)的一端與活 塞頭設(shè)置活塞桿一端的圓盤(13)遠(yuǎn)離閥芯04)的端面接觸且連接圓盤(31)與閥芯外罩 (8)利用螺栓( 或者其它不可拆卸連接方式連接，在連接圓盤(31)中心設(shè)置有螺紋與活 塞桿(16)連接，同時(shí)，連接圓盤(31)上也設(shè)置有與圓環(huán)形液流阻力通道(12)對(duì)應(yīng)的液流 槽(30)；液流槽(30)、圓環(huán)形液流阻力通道(12)、圓盤形液流阻力通道(11)和閥芯中心孔(27)構(gòu)成連通由活塞頭08)隔開的左液腔(2 和右液腔0 的液流通道，活塞頭08) 左右運(yùn)動(dòng)時(shí)阻尼器缸體(4)內(nèi)的磁流變液(19)通過上述液流通道左右流動(dòng)；所述固定圓盤 (6)、連接圓盤(31)、螺栓(5)為非導(dǎo)磁材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼 器，其特征在于活塞桿(16)具有一與桿長(zhǎng)方向相反的反向延長(zhǎng)部分，所述反向延長(zhǎng)部分的 直徑小于原桿長(zhǎng)部分且小于閥芯中心孔(XT)的直徑，所述反向延長(zhǎng)部分穿過所述活塞頭(28)與活塞桿(16)連接的端面，穿過活塞頭(28)中的圓盤(13)和閥芯中心孔(27)，伸出 活塞頭08)的另一個(gè)端面，其伸出部分設(shè)置有螺紋，一內(nèi)螺紋螺帽與所述伸出部分配合， 所述反向延長(zhǎng)部分和所述螺帽為非導(dǎo)磁材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻 尼器，其特征在于所述閥芯04)由至少兩個(gè)相同的閥芯04)沿軸向組合構(gòu)成，兩兩閥芯(24)之間分別設(shè)置一個(gè)同軸心且具有一定厚度的圓盤(13)，每一閥芯04)同樣具有緊密 套在其外的勵(lì)磁線圈架(10)，勵(lì)磁線圈(9)均勻繞制于閥芯04)外圓周面、勵(lì)磁線圈架(10)內(nèi)側(cè)，在兩閥芯04)與中間的圓盤(13)之間由間隔墊片03)形成間隙構(gòu)成兩個(gè)圓 盤形液流阻力通道(11)且在圓盤(1 圓周面之外再形成與所述兩個(gè)圓盤形液流阻力通道(11)連通的圓環(huán)形液流阻力通道(12)，閥芯04)與圓盤(13)之間是通過定位銷(32)保 證同軸心，閥芯04)兩端面與圓盤(13)之間構(gòu)成的兩個(gè)圓盤形液流阻力通道(11)的厚度 通過間隔墊片03)保證。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻 尼器，其特征在于作為空氣補(bǔ)償裝置的浮動(dòng)活塞(3)設(shè)置于所述阻尼器缸體內(nèi)未設(shè)置 活塞桿(16)的所述活塞頭08)端面與端蓋(14)形成的腔體的中間，并在設(shè)置浮動(dòng)活塞相 同端設(shè)置外置氣囊或者其它具有活塞桿進(jìn)出磁流變阻尼器時(shí)進(jìn)行空氣補(bǔ)償作用的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4之一所述的同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻 尼器，可以將活塞桿關(guān)于活塞頭08)兩端面對(duì)稱設(shè)置，其特征在于所述阻尼器省去了浮動(dòng) 活塞等空氣補(bǔ)償裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種同時(shí)具有圓環(huán)形和圓盤形液流阻力通道的磁流變阻尼器，包括阻尼器缸體(4)、活塞桿(16)、活塞頭(28)、上端蓋(14)和下端蓋(29)，所述活塞頭(28)包括勵(lì)磁線圈(9)、勵(lì)磁線圈架(10)、具有縱向貫通中心孔(27)的閥芯(24)、閥芯外罩(8)、閥芯(24)兩端面之外對(duì)稱布置的圓盤(13)、圓盤(13)面對(duì)閥芯(24)的端面與閥芯(24)對(duì)應(yīng)端面形成的圓盤形液流阻力通道(11)和圓盤(13)圓周面與閥芯外罩(8)內(nèi)圓周面形成的圓環(huán)形液流阻力通道(12)。勵(lì)磁線圈(9)和閥芯(24)為磁場(chǎng)發(fā)生的內(nèi)磁路，磁場(chǎng)開始于閥芯(24)、穿過圓盤形液流阻力通道(11)、圓盤(13)、圓環(huán)形液流阻力通道(12)、沿著閥芯外罩(8)、穿過圓環(huán)形液流阻力通道(12)、圓盤(13)、圓盤形液流阻力通道(11)、閉合于閥芯(24)。所述活塞頭(28)可以沒有閥芯外罩(8)。利用本發(fā)明開發(fā)的阻尼器具有效率高、阻尼力動(dòng)態(tài)范圍大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16F9/53GK102121509SQ201010579648
公開日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者王代華, 白先旭 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)