本發明涉及一種車輛懸架系統中的零件,特別涉及一種磁流變減振器。
背景技術:
磁流變減振器所使用的磁流變液是一種‘智能材料’,其具有在不同的的磁場強度作用下流變特性會發生改變的特性以及磁場強度是連續可變的,使得磁流變減振器的阻尼達到連續可控變化的目的,使得車輛懸架的阻尼特性可以隨著車輛行駛工況的改變而得到改變,改善了車輛的舒適性和操縱穩定性。
由于磁流變減振器活塞的往復運動,在有磁場覆蓋的的阻尼孔出會產生大量的熱量,而普通的單缸磁流變減振器在運行的過程中無法及時的消除產生的熱量,導致工作缸中的磁流變液溫度上升,使得磁流變液長期在高溫狀況下工作,由于高溫會極大的影響磁流變液的工作特性以及減少其使用壽命,使得磁流變減振器無法達到預期的效果。
申請公告號為CN104791410A公開的發明專利申請《一種磁流變減振器》通過采用使磁流變液在內外缸之間循環流動來散失熱量,但是當磁流變液在流動到外缸的時候,不僅向外散熱,而且也會向內缸里傳熱,故其散熱效果較差,并且存在當其儲油缸存滿狀態時,其壓縮運動無法進行的問題。
技術實現要素:
針對上述技術問題,本發明的目的在于提供一種磁流變減振器,可控阻尼力的可調范圍大,散熱效果好,加工簡單。
為了實現上述技術目的,本發明所采取的技術方案:
一種磁流變減速器,包括工作缸、儲油缸、導向器、緩沖裝置、上端蓋和下端蓋;其中,儲油缸的上端與上端蓋之間密封連接,儲油缸的下端與下端蓋之間密封連接;所述工作缸安裝在儲油缸內腔,工作缸的上端通過第一導磁體與上端蓋之間過盈配合連接,工作缸的下端通過第二導磁體與下端蓋之間過盈配合連接,工作缸和儲油缸間的空腔形成儲油腔;
所述導向器與上端蓋之間過盈配合連接,導向器上安裝有電磁線圈使導向器和第一導磁體之間形成第一阻尼通道;
所述緩沖裝置設置在工作缸下腔,包括:底閥、以及設置于底閥內的浮動活塞,所述底閥外壁與下端蓋之間過盈配合連接,底閥上安裝有電磁線圈使底閥和第二導磁體之間形成第二阻尼通道;
上端蓋上加工有第一流通通道和第四流通通道,在第一流通通道中安裝有第一單向閥,第四流通通道中安裝有第四單向閥;下端蓋上加工有第二流通通道和第三流通通道,在第二流通通道中安裝有第二單向閥,第三流通通道中安裝有第三單向閥;第一流通通道、第一儲油腔、第二流通通道、工作缸下腔、第三流通通道、第二儲油腔以及第四流通通道依次連通構成磁流變液循環通道。
所述儲油缸采用散熱較好的金屬制成,并且在儲油缸的外壁上沿儲油缸軸向設有散熱用的翅片。
所述上端蓋與儲油缸之間通過密封墊圈形成過盈配合連接,上端蓋、導向器以及襯套三者之間通過Y型密封墊圈密封連接。
所述工作缸內腔安裝活塞以及與所述活塞固連的活塞桿,所述活塞桿與導向器之間形成動配合并且穿出上端蓋和外界形成連接。
所述活塞的外邊緣與工作缸的內壁形成動密封從而將工作缸內腔分為工作缸上腔和工作缸下腔,工作缸上腔與第一阻尼通道相連,工作缸下腔與第二阻尼通道相連。
本發明還提出一種所述的磁流變減速器的工作方法,當磁流變減振器的活塞桿受到拉力作用時,活塞桿向上運動,上端蓋里的第一單向閥和下端蓋里的第二單向閥受壓打開,下端蓋里的第三單向閥和上端蓋里的第四單向閥受壓關閉,此時,工作缸上腔里的磁流變液通過第一流通通道進入第一儲油腔,第一儲油腔里冷卻的磁流變液通過第二流通通道進入工作缸下腔;
當磁流變減振器的活塞桿受到壓力作用時,活塞桿向下運動,上端蓋里的第一單向閥和下端蓋里的第二單向閥受壓關閉,上端蓋里的第四單向閥和下端蓋里的第三單向閥受壓打開,此時,工作缸下腔里的磁流變液通過第三流通通道進入第二儲油腔,第二儲油腔里冷卻的磁流變液通過第四流通通道進入工作缸上腔。
當活塞桿向下運動時,工作缸中的活塞桿的體積增大,會排擠工作缸里的磁流變液,由于減振器的內部空間是不變的,使得減振器里的液體壓力急劇升高,這時浮動活塞兩邊壓力差為正,就會向下運動增大液體空間,緩解壓力。
當活塞桿向上運動時,工作缸中的活塞桿體積減小,由于磁流變液的空間增大壓力降低,此時浮動活塞兩端壓力差為負,就會向上運動減小液體空間,使得液體壓力增大。
本發明一種磁流變減速器具有如下有益效果:
第一、本發明磁流變減振器采用兩缸結構,在減振器的上下兩端都設置有磁場區域,并且隨著活塞桿的每次運動,磁流變液的循環流動都會通過兩個磁場區域,因此增大了可控阻尼力的范圍,相比較普通的磁流變減振器其性能得到提升。
第二、儲油缸外壁改變了原有的缸壁模式,采用鋁合金材料,把儲油缸外壁加工成散熱器狀,極大地提高了儲油桶外壁的散熱能力,進而使得磁流變減振器里的溫度得到降低,從而使得磁流變液的流變特性以及使用壽命不受過高溫度的影響。
第三.采用多個單向閥布置在流通通道內,使得減振器在工作時磁流變液始終沿著一個方向做循環運動,有利于磁流變減振器在工作的過程中把產生的熱量帶到儲油缸并且散失掉。
第四、阻尼通道是通過導向器和導磁體以及緩沖裝置和導磁體配合形成的,不需要加工阻尼通道從而降低了加工難度。
附圖說明
圖1是本發明一種磁流變減振器的結構示意圖;
圖2是圖1的局部示意圖,表示了磁場的有效工作區以及磁力線走向;
圖3是圖1的局部示意圖,表示了單向閥的具體結構以及磁流變液的流通通道;
圖1中:1—吊環,2—活塞桿,3-1—第一單向閥,3-2—第二單向閥,3-3—第三單向閥,3-4—第四單向閥,5—導向器,6-1—第一導磁體,6-2—第二導磁體,7—儲油缸,8—工作缸,(9-1,9-2)—電磁線圈,10—補償氣室,11—浮動活塞,12—O型密封圈,13—活塞,14—密封墊圈,15-1—上端蓋,15-2—下端蓋,(16,18)—Y型橡膠密封圈,17—襯套,a—第一流通通道,b—第二流通通道,c—第三流通通道,d—第四流通通道,e—工作缸上腔,f—工作缸下腔,g—第一儲油腔,h—第二儲油腔。
具體實施方式
參見附圖1:一種磁流變減速器,包括工作缸8、儲油缸7、導向器5、緩沖裝置、上端蓋15-1和下端蓋15-2;其中,儲油缸7的上端與上端蓋15-1之間密封連接,儲油缸7的下端與下端蓋15-2之間密封連接;所述工作缸8安裝在儲油缸7的內腔,工作缸8的上端通過第一導磁體6-1與上端蓋15-1之間過盈配合連接,工作缸8的下端通過第二導磁體6-2與下端蓋15-2之間過盈配合連接,工作缸8和儲油缸7間的空腔形成儲油腔;
所述導向器5與上端蓋15-1之間過盈配合連接,導向器5上安裝有電磁線圈使導向器5和第一導磁體6-1之間形成第一阻尼通道;
所述緩沖裝置設置在工作缸8下腔,包括:底閥、以及設置于底閥內的浮動活塞11,所述底閥外壁與下端蓋15-2之間過盈配合連接,底閥上安裝有電磁線圈使底閥和第二導磁體6-2之間形成第二阻尼通道;
減振器在穩定狀態下缸內壓力都會保持恒定值,在當活塞桿2向下運動時,工作缸8中的活塞桿2的體積增大,會排擠工作缸8里的磁流變液,由于減振器的內部空間是不變的,使得減振器里的液體壓力急劇升高,這時浮動活塞11兩邊壓力差為正,就會向下運動增大液體空間,緩解壓力。
當活塞桿2向上運動時,工作缸8中的活塞桿2體積減小,由于磁流變液的空間增大壓力降低,此時浮動活塞11兩端壓力差為負,就會向上運動減小液體空間,使得液體壓力增大。
上端蓋15-1上加工有第一流通通道a和第四流通通道d,在第一流通通道a中安裝有第一單向閥3-1,第四流通通道d中安裝有第四單向閥3-4;下端蓋15-2上加工有第二流通通道b和第三流通通道c,在第二流通通道b中安裝有第二單向閥3-2,第三流通通道c中安裝有第三單向閥3-3;第一流通通道a、第一儲油腔g、第二流通通道b、工作缸下腔f、第三流通通道c、第二儲油腔h以及第四流通通道d依次連通構成磁流變液循環通道。
工作缸8和儲油缸7外壁之間的空腔形成第一儲油腔g和第二儲油腔h。
所述儲油缸7采用金屬鋁制成,并且在儲油缸7的外壁上沿儲油缸7軸向設有散熱用的翅片。
所述上端蓋15-1與儲油缸7之間通過密封墊圈14形成過盈配合連接,防止磁流變液滲漏。
上端蓋15-1、導向器5以及襯套17三者之間通過Y型密封墊圈密封連接。
所述工作缸7內腔安裝活塞13以及與所述活塞13固連的活塞桿2,所述活塞桿2與導向器5之間形成動配合并且穿出上端蓋15-1和外界形成連接。
所述活塞13的外邊緣與工作缸7的內壁形成動密封從而將工作缸7內腔分為工作缸上腔e和工作缸下腔f,工作缸上腔e與第一阻尼通道相連,工作缸下腔f與第二阻尼通道相連。
本發明磁流變減振器的工作過程是:
當磁流變減振器的活塞桿受到拉力作用時,活塞桿2向上運動,上端蓋15-1里的第一單向閥3-1和下端蓋15-2里的第二單向閥3-2受壓打開,下端蓋15-2里的第三單向閥3-3和上端蓋15-1里的第四單向閥3-4受壓關閉,此時,工作缸7上腔e里的磁流變液通過第一流通通道a進入第一儲油腔g,第一儲油腔g里冷卻的磁流變液通過第二流通通道b進入工作缸下腔f;
當磁流變減振器的活塞桿2受到壓力作用時,活塞桿2向下運動,上端蓋15-1里的第一單向閥3-1和下端蓋15-2里的第二單向閥3-2受壓關閉,上端蓋15-1里的第四單向閥3-4和下端蓋15-2里的第三單向閥3-3受壓打開,此時,工作缸下腔f里的磁流變液通過第三流通通道c進入第二儲油腔h,第二儲油腔h里冷卻的磁流變液通過第四流通通道d進入工作缸上腔e。
在磁流變減振器完成一個工作過程時,磁流變液的流動方向始終是:從工作缸上腔e→第一流通通道a→第一儲油腔g→第二流通通道b→工作缸下腔f→工作缸下腔f→第三流通通道c→第二儲油腔h→第四流通通道d→工作缸上腔e這樣一個單向循環的流動過程。
在單向流動的過程中,磁流變液經過了導向器5和第一導磁體6-1之間形成第一阻尼通道、底閥和第二導磁體6-2之間形成第二阻尼通道,上述兩個阻尼通道增大了可控阻尼里的大小,提高了磁流變液的減振性能,并且在經過儲油腔時,由于儲油缸面積大、散熱效果較好使得減振器在工作過程中產生的熱能很好的散發出去。