專利名稱：能量回饋性磁流變減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種減振器，尤其是涉及一種磁流變減振器。
背景技術(shù)：
磁流變減振器因其阻尼力既具有主動(dòng)減振系統(tǒng)的無(wú)級(jí)可控性，又在一定程度上具有被動(dòng)結(jié)構(gòu)的安全可靠性。磁流變減振器可實(shí)現(xiàn)阻尼的連續(xù)調(diào)節(jié)，而且具有響應(yīng)頻率高、阻尼變化明顯、工作電壓低、耗能少、調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，故在流變阻尼調(diào)節(jié)半主動(dòng)懸架中應(yīng)用前景廣闊，并且已經(jīng)成為當(dāng)前汽車(chē)工業(yè)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。磁流變減振器的工作介質(zhì)是磁流變液，其特征是屈服強(qiáng)度隨著外加電磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加，即阻尼系數(shù)隨電磁場(chǎng)的改變而改變。因此，減振器的工作原理是利用可控的電磁場(chǎng)改變磁流變液的阻尼系數(shù)，根據(jù)不同的道路和行駛狀況通過(guò)適當(dāng)?shù)目刂撇呗赃_(dá)到自適應(yīng)調(diào)節(jié)減振器工作阻尼力，從而在改善乘坐舒適性和操作穩(wěn)定性。磁流變液是一種新型的智能材料，流變特性連續(xù)、可逆、迅速、易于控制，可以在工程上推廣應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛。目前的研究結(jié)果表明，磁流變技術(shù)能夠在機(jī)械工程、汽車(chē)工程、自動(dòng)控制、超精密加工、航空航天以及國(guó)防工程等領(lǐng)域推廣應(yīng)用。其中，磁流變技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)半主動(dòng)懸架是一個(gè)比較熱門(mén)的技術(shù)。磁流變減振器工作原理是由于外加磁場(chǎng)的作用，磁流變液的流變特性發(fā)生變化，導(dǎo)致流經(jīng)磁流變減振器阻尼通道的磁流變液所產(chǎn)生的阻尼力發(fā)生變化。因此可以通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小來(lái)改變磁流變減振器阻尼力的大小，從而達(dá)到智能減振的目的。國(guó)內(nèi)方面，廖昌榮等人對(duì)于某型車(chē)用磁流變阻尼器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。胡紅生等人研究了沖擊載荷下的磁流變減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)特性。在國(guó)外，磁流變減振器已開(kāi)始在汽車(chē)座椅、房屋抗震、橋梁減振和許多軍事領(lǐng)域使用，如美國(guó)Lord公司開(kāi)發(fā)的汽車(chē)減振器，全長(zhǎng)15cm，有效磁流變體量為O. 3mm，電力消15w，能使汽車(chē)座位振幅減少25% 50%。饋能式磁流變減振器結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性勢(shì)必決定其有獨(dú)特的研究?jī)r(jià)值。磁流變減振器是基于磁流變液可控特性的一種新型可控減振器。通過(guò)調(diào)節(jié)勵(lì)磁線圈中的電流獲得不同強(qiáng)度的磁場(chǎng)，使磁流變液在外磁場(chǎng)作用下，其隨機(jī)分布的磁化微粒的磁化運(yùn)動(dòng)方向大致平行于磁場(chǎng)方向，磁化運(yùn)動(dòng)使微粒首尾相連，形成鏈狀結(jié)構(gòu)或復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使磁流變液的流變特性發(fā)生變化，改變減振器的阻尼力。磁流變減振器由活塞桿、工作缸、補(bǔ)償室、活塞幾部分組成?；钊麑⒐ぷ饔透追譃樯稀⑾聝汕?，電磁線圈繞制在繞線架上被封存于活塞內(nèi)部，通過(guò)空心活塞桿引出電源線。電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)穿過(guò)位于活塞上的阻尼通道，采用不同的電流產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)阻尼通道之間的磁流變液的流動(dòng)粘度，實(shí)現(xiàn)對(duì)阻尼力大小的控制。減振器的活塞桿在工作缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上下工作腔中的油液在阻尼通道中流動(dòng)，當(dāng)活塞桿作拉伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于活塞桿的存在，自上流下來(lái)的磁流變液不足以充滿下腔所增加的容積，以致于下工作腔產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，所以需通過(guò)補(bǔ)償室對(duì)下工作腔進(jìn)行補(bǔ)償。由于磁流變液在磁場(chǎng)作用下，其流動(dòng)特性發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)了阻尼可調(diào)。壓縮行程時(shí)壓力缸內(nèi)的磁流變液由下腔通過(guò)阻尼通道流往上腔，此時(shí)通過(guò)外加電流使勵(lì)磁線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)對(duì)阻尼孔中的磁流變液作用，引起磁流變液粘度的變化，達(dá)到減振效果。伸張行程時(shí)壓力缸內(nèi)的磁流變液由上腔通過(guò)阻尼通道流往下腔，同樣，此時(shí)加外加電流，磁流變液粘度發(fā)生變化，達(dá)到減振的效果。磁流變減振器就是通過(guò)對(duì)間隙中油液的流量來(lái)控制減振器的活動(dòng)，并且在磁飽和范圍之內(nèi)，通過(guò)電流對(duì)間隙液體的流量幾乎可以無(wú)極變調(diào)減振器的減振能力。但是，現(xiàn)有的磁流變減振器需要先獲得一個(gè)車(chē)體振動(dòng)的幅度和頻率的信號(hào)，再通過(guò)該信號(hào)，由控制系統(tǒng)控制向其提供電流，從而實(shí)現(xiàn)磁流變液的粘度根據(jù)路況的變化而變化，這個(gè)系統(tǒng)較為復(fù)雜，萬(wàn)一出現(xiàn)信號(hào)傳遞和控制系統(tǒng)的故障，便不能完成對(duì)磁流變減振器的控制。同時(shí)，其在使用過(guò)程中也需要消耗大量的電能，這對(duì)于汽車(chē)電瓶來(lái)說(shuō)是一個(gè)較大的負(fù)擔(dān)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號(hào)傳遞路線較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)故障，能量消耗量大等技術(shù)問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)須時(shí)行信號(hào)傳遞，根據(jù)路面情況自主進(jìn)行電流的控制，并具有節(jié)能減排的較果。本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的一種能量回饋性磁流變減振器，包括缸體，缸體內(nèi)設(shè)有一個(gè)活塞，活塞與一個(gè)活塞桿相連，其特征在于所述的活塞內(nèi)設(shè)有一個(gè)電磁鐵，所述的缸體設(shè)有磁流變液，缸體由活塞分割成上腔和下腔，上腔和下腔之間通過(guò)一個(gè)阻尼通道相連通，所述的缸體與一個(gè)振動(dòng)能回饋裝置相連，該振動(dòng)能回饋裝置包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有一個(gè)電磁繞組以及相應(yīng)的鐵芯，殼體上下分別設(shè)有一個(gè)相互對(duì)應(yīng)的彈簧，兩個(gè)彈簧分別與一個(gè)條形永磁鐵的上下兩端相連，所述的條形永磁鐵處于所述的電磁繞組內(nèi)，所述的電磁繞組的電能輸出端與所述的電磁鐵相連。車(chē)輛受到路面的沖擊而產(chǎn)生振動(dòng)，這種振動(dòng)將持續(xù)到?jīng)_擊能量完全耗盡為止。為了迅速衰減車(chē)架和車(chē)身振動(dòng)，在現(xiàn)有汽車(chē)研制中，這部分汽車(chē)的振動(dòng)能量以摩擦熱能的形式散失掉了，造成了振動(dòng)能量的浪費(fèi)。機(jī)械振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能所采用的方法一般有三種電磁式，靜電式和壓電式。本設(shè)計(jì)采取電磁式。根據(jù)法拉第定律，附在振動(dòng)質(zhì)量塊的下面的線圈在固定磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，振動(dòng)會(huì)使通過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電磁式振動(dòng)發(fā)電機(jī)就是通過(guò)磁場(chǎng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。本方案中，在外部激勵(lì)下發(fā)電系統(tǒng)受迫振動(dòng)，永磁鐵隨之上下運(yùn)動(dòng)，與繞組相對(duì)位置發(fā)生變化，進(jìn)而引起繞組交鏈磁鏈的改變，導(dǎo)致繞組中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁鐵供電。當(dāng)汽車(chē)行駛的路面變低不平時(shí)，汽車(chē)便會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)，這種振動(dòng)通過(guò)上述結(jié)構(gòu)產(chǎn)生電能，振動(dòng)的頻率越高，產(chǎn)生的電壓越大，電磁鐵的磁性越大，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磁流變流的粘度越高。因此，本實(shí)用新型省去的復(fù)雜的控制系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制準(zhǔn)確、節(jié)能減排的作用。作為優(yōu)選，所述的缸體的下部設(shè)有一個(gè)補(bǔ)償裝置，該補(bǔ)償裝置包括一個(gè)設(shè)于缸體內(nèi)的浮動(dòng)活塞，該浮動(dòng)活塞的下側(cè)為密封氣室，該密封氣室設(shè)有一個(gè)沖氣口。減振器的活塞桿在工作缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，上下工作腔中的油液在阻尼通道中流動(dòng)，當(dāng)活塞桿作拉伸運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于活塞桿的存在，自上流下來(lái)的磁流變液不足以充滿下腔所增加的容積，以致于下工作腔產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，所以需通過(guò)補(bǔ)償室對(duì)下工作腔進(jìn)行補(bǔ)償。作為優(yōu)選，所述的缸體的上端設(shè)有一個(gè)導(dǎo)向密封裝置，導(dǎo)向密封裝置包括一個(gè)塞體和一個(gè)端蓋，塞體的內(nèi)孔設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽體，環(huán)形槽體的下端設(shè)有導(dǎo)向環(huán)，導(dǎo)向環(huán)與所述的活塞桿間隙配合，環(huán)形槽體的上端設(shè)有擋油環(huán)，該擋油環(huán)，該導(dǎo)向密封裝置與所述的活塞桿相適配，塞體的外側(cè)設(shè)有密封圈，所述的端蓋與活塞桿相適配的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有油封。在導(dǎo)向環(huán)的外端設(shè)有擋油環(huán)，擋油環(huán)存在的價(jià)值主要是解決導(dǎo)向器位置的內(nèi)泄漏，直接保證低速阻尼力。活塞桿與導(dǎo)向減磨套為間隙配合，間隙小了，就不需要擋油環(huán)，但容易引起卡滯；間隙大了，內(nèi)部泄露加大，在活塞上腔建立不起足夠的壓強(qiáng)(特別是低速時(shí))，導(dǎo)致力值偏小，加上擋油環(huán)可以解決。擋油環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能防止過(guò)多的液壓油撞擊油封，大大減小了油封老化變形現(xiàn)象，從而保證了減振器的性能和各項(xiàng)技術(shù)要求。使其性能更加穩(wěn)定，提高了減振器的質(zhì)量和使用壽命。本實(shí)用新型的帶來(lái)的有益效果是，解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號(hào)傳遞路線較長(zhǎng)，容易出現(xiàn)故障，能量消耗量大等技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)須時(shí)行信號(hào)傳遞，根據(jù)路面情況自主進(jìn)行電流的控制，并具有節(jié)能減排的較果。

附圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本實(shí)用新型的一種局部放大圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。實(shí)施例如圖1、圖2所示，本發(fā)明涉及一種能量回饋性磁流變減振器，包括缸體1，缸體I內(nèi)設(shè)有一個(gè)活塞3，活塞3與一個(gè)活塞桿2相連，所述的活塞3內(nèi)設(shè)有一個(gè)電磁鐵4，所述的缸體I設(shè)有磁流變液，缸體由活塞分割成上腔5和下腔6，上腔5和下腔6之間通過(guò)一個(gè)阻尼通道相連通。缸體的上端設(shè)有一個(gè)導(dǎo)向密封裝置，導(dǎo)向密封裝置包括一個(gè)塞體15和一個(gè)端蓋18，塞體15的內(nèi)孔設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽體，環(huán)形槽體的下端設(shè)有導(dǎo)向環(huán)16，導(dǎo)向環(huán)16與所述的活塞桿2間隙配合，環(huán)形槽體的上端設(shè)有擋油環(huán)17，該擋油環(huán)17與所述的活塞桿2相適配，塞體15的外側(cè)設(shè)有密封圈19，所述的端蓋18與活塞桿2相適配的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有油封20。缸體I的下部設(shè)有一個(gè)補(bǔ)償裝置，該補(bǔ)償裝置包括一個(gè)設(shè)于缸體內(nèi)的浮動(dòng)活塞8，該浮動(dòng)活塞8的下側(cè)為密封氣室7，該密封氣室7設(shè)有一個(gè)沖氣口 9。所述的缸體I與一個(gè)振動(dòng)能回饋裝置相連，該振動(dòng)能回饋裝置包括殼體10，殼體10內(nèi)設(shè)有一個(gè)電磁繞組12以及相應(yīng)的鐵芯11，殼體上下分別設(shè)有一個(gè)相互對(duì)應(yīng)的彈簧13,兩個(gè)彈簧13分別與一個(gè)條形永磁鐵14的上下兩端相連，所述的條形永磁鐵處于所述的電磁繞組內(nèi)，所述的電磁繞組的電能輸出端與所述的電磁鐵4相連。本實(shí)用新型在使用中，在外部激勵(lì)下發(fā)電系統(tǒng)受迫振動(dòng)，永磁鐵隨之上下運(yùn)動(dòng)，與繞組相對(duì)位置發(fā)生變化，進(jìn)而引起繞組交鏈磁鏈的改變，導(dǎo)致繞組中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁鐵供電。當(dāng)汽車(chē)行駛的路面變低不平時(shí)，汽車(chē)便會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)，這種振動(dòng)通過(guò)上述結(jié)構(gòu)產(chǎn)生電能，振動(dòng)的頻率越高，產(chǎn)生的電壓越大，電磁鐵的磁性越大,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)磁流變流的粘度越高。因此，本實(shí)用新型省去的復(fù)雜的控制系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制準(zhǔn)確、節(jié)能減排的作用。
權(quán)利要求1.一種能量回饋性磁流變減振器，包括缸體，缸體內(nèi)設(shè)有一個(gè)活塞，活塞與一個(gè)活塞桿相連，其特征在于所述的活塞內(nèi)設(shè)有一個(gè)電磁鐵，所述的缸體設(shè)有磁流變液，缸體由活塞分割成上腔和下腔，上腔和下腔之間通過(guò)一個(gè)阻尼通道相連通，所述的缸體與一個(gè)振動(dòng)能回饋裝置相連，該振動(dòng)能回饋裝置包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有一個(gè)電磁繞組以及相應(yīng)的鐵芯，殼體上下分別設(shè)有一個(gè)相互對(duì)應(yīng)的彈簧，兩個(gè)彈簧分別與一個(gè)條形永磁鐵的上下兩端相連，所述的條形永磁鐵處于所述的電磁繞組內(nèi)，所述的電磁繞組的電能輸出端與所述的電磁鐵相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回饋性磁流變減振器，其特征在于所述的缸體的下部設(shè)有一個(gè)補(bǔ)償裝置，該補(bǔ)償裝置包括一個(gè)設(shè)于缸體內(nèi)的浮動(dòng)活塞，該浮動(dòng)活塞的下側(cè)為密封氣室，該密封氣室設(shè)有一個(gè)沖氣口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能量回饋性磁流變減振器，其特征在于所述的缸體的上端設(shè)有一個(gè)導(dǎo)向密封裝置，導(dǎo)向密封裝置包括一個(gè)塞體和一個(gè)端蓋，塞體的內(nèi)孔設(shè)有一個(gè)環(huán)形槽體，環(huán)形槽體的下端設(shè)有導(dǎo)向環(huán)，導(dǎo)向環(huán)與所述的活塞桿間隙配合，環(huán)形槽體的上端設(shè)有擋油環(huán)，該擋油環(huán)與所述的活塞桿相適配，塞體的外側(cè)設(shè)有密封圈，所述的端蓋與活塞桿相適配的內(nèi)孔內(nèi)設(shè)有油封。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種能量回饋性磁流變減振器，包括缸體，缸體內(nèi)設(shè)有一個(gè)活塞，活塞與一個(gè)活塞桿相連，所述的活塞內(nèi)設(shè)有一個(gè)電磁鐵，所述的缸體設(shè)有磁流變液，缸體由活塞分割成上腔和下腔，上腔和下腔之間通過(guò)一個(gè)阻尼通道相連通，所述的缸體與一個(gè)振動(dòng)能回饋裝置相連，該振動(dòng)能回饋裝置包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有一個(gè)電磁繞組以及相應(yīng)的鐵芯，電磁繞組內(nèi)設(shè)有一個(gè)可上下振動(dòng)的條形永磁鐵。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制準(zhǔn)確、節(jié)能減排的作用。
文檔編號(hào)F16F9/06GK202901152SQ20122057123
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者段福斌, 楊禮康, 張志義, 錢(qián)云周 申請(qǐng)人:浙江科技學(xué)院, 楊禮康