多模式磁流变液阻尼器制造技术

一种多模式磁流变阻尼器。包括缸体、活塞组件和蓄能器（１１），活塞组件包括空心活塞杆（１８）、活塞导向器（２１）、磁芯（２３）及活塞（２５），缸体包括缸筒（５）、上封盖（１９）和下封盖（２６）；下工作腔（１４）有孔和蓄能器（１１）相连，蓄能器（１１）内部有滑动活塞（１３）将腔体分为左右两部分，左腔体内充有高压氮气（１２）；磁芯（２３）上缠绕有数圈励磁线圈（１０），相邻线圈的绕线方向相反，产生的磁场实现阻尼通道中磁流变液的剪切式流动；活塞和下封盖内部绕制励磁线圈（２４），它们产生的磁场实现磁流变液的挤压式流动。该磁流变阻尼器工作时，磁流变液在阻尼器内发生挤压、剪切、流动，并被磁场磁化，其结果是阻尼力和磁流变液的利用率大大提高。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种阻尼器，特别涉及一种剪切、流动、挤压相结合的混合模式的磁流变阻尼器。
技术介绍
目前，磁流变液半主动减振器由于具有阻尼力大、调节范围宽，响应速度快以及工作温度范围大等特点而得到广泛的关注和研究。现有的磁流变液阻尼器设计中，其设计结构各有不同，如专利CN2708034Y(车辆悬架减振器)，专利CN25511806Y(汽车磁流变液减震器)等，其工作模式基本上都为剪切，或流动，或挤压，或流动和剪切相结合。这样的阻尼器都存在一个共同的问题阻尼器两端留有大部分磁流变液处于非工作状态，实际工作的磁流变液约占总量的10％左右，结果是磁流变液用量大，可调阻尼力范围小，大阻尼力的磁流变液阻尼器不得不设计又长又大的筒体，这不仅增加成本，当使用场合对空间有要求时，则限制了使用，如在船舶、飞机等场合的使用就要求变量轻、使用空间小。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种多模式磁流变液阻尼器，该阻尼器同时具有流动、挤压和剪切三种工作方式。该磁流变液阻尼器的磁流变液都处于工作状态，阻尼力大，阻尼器体积小。本新型实用是这样实现的(参见附图)一种多模式磁流变液阻尼器，该阻尼器包括工作缸、活塞组件和蓄能器11，活塞组件包括空心活塞杆18、同轴装在空心活塞杆18上的活塞导向器21，磁芯23及活塞25，活塞25与空心活塞杆18固定连结；工作缸包括缸筒5、上封盖19和下封盖26；缸筒5内充满磁流变液，磁芯23为数个工字形盘状结构，在磁芯23工字形盘状结构的凹槽处均匀缠绕着励磁线圈10，相邻线圈之间的绕线方向相反，励磁线圈10紧靠活塞25，磁芯与活塞导向器之间有绝缘垫片22；活塞导向器外缘和缸筒内壁密闭接合，活塞导向器21内部开有数个流通孔7，活塞导向器21由锁紧垫片20固定；活塞25内和下封盖26内缠绕有相对应的励磁线圈24，下工作腔14有孔和外部的蓄能器11相连，蓄能器11内部装有滑动活塞13，滑动活塞13将蓄能器腔体分为左腔体和右腔体两部分，左腔体内充有高压氮气12；缸筒5和下封盖26为磁导率高、矫顽力低的材料做成(如用低碳钢材料做成)；活塞25和磁芯23为磁导率高、矫顽力低的材料做成(如用坡莫合金材料做成)；，空心活塞杆外端和下端盖分别设置有连接被控对象的主体或承接载体的装置。本多模式磁流变液阻尼器的励磁线圈的引出线2由空心活塞杆引出，励磁线圈外有非导磁的线圈保护套(即绝缘封胶)9，使磁力线通过由缸筒和磁芯组成的阻尼通道。活塞的连接杆固定有活塞导向器，活塞导向器外圆安装有支撑环8，以确保阻尼通道的径向尺寸均匀。活塞导向器内部设计均匀分布的磁流变液流通孔7。在流通孔通道入口处为圆角，以减少磁流变液在通道中的紊流现象。本多模式磁流变液阻尼器磁芯23上缠绕的励磁线圈10的线圈数量根据需要设计。本多模式磁流变液阻尼器，在工作缸的外部设计了蓄能器，以缩短阻尼器的长度，蓄能器内部充满高压氮气，腔内装有滑动活塞，通过活动活塞与磁流变液隔开。其作用是在阻尼器压缩过程中，对负载质量起到缓冲作用和对阻尼器起到体积补偿作用，有利于磁流变液的二次起浮。阻尼力的具体调节装置、传感器系统以及电子控制装置等内容可以在现有的阻尼力可控的半主动车辆悬架系统的相关技术资料中获得，这些内容与本阻尼器配合使用，故没有给出相关的附图及其详细的阐述。同时依照本技术所阐述的内容，在现有这类悬架系统的阻尼器结构基础之上可以很容易地实现本技术。本阻尼器的特征如下(1)在不加电流作用下，阻尼器也有一定的阻尼力，即使出现控制系统故障，阻尼器也同样有减振作用。(2)活塞内部和与其对应的下封盖内部绕制励磁线圈。加电流后，在活塞与下封盖之间形成均匀磁场，使得下工作腔内的磁流变液为挤压式流动。(3)在活塞导向器与活塞之间设计数个励磁线圈，相邻之间线圈的绕制方向相反。励磁线圈缠绕在盘状磁芯上，磁芯套在空心活塞杆外部，与活塞导向器之间有绝缘垫片22以控制磁回路的方向。由于隔磁结构的设计，更能充分发挥磁场对阻尼通道中的磁流变液的作用，使阻尼器的能耗降低。加磁场时，磁芯、缸筒、以及其中的空隙组成磁回路。相邻线圈的缠绕方向相反，产生的磁场实现阻尼通道中磁流变液的剪切式流动，可以降低线圈的自感系数，缩短磁场的响应时间，加强磁场的强度。(4)阻尼器的缸筒和下端盖作为磁场发生器磁路的一部分，采用磁导率高、矫顽力低的低碳钢材料，阻尼器的活塞本体和磁芯作为磁场发生器的内磁路，采用磁导率高、矫顽力低的坡莫合金材料，使阻尼器的剩磁和滞后特征得到改善。(5)阻尼器采用了外置蓄能器，以缩短阻尼器长度，有效利用船舶内部的狭小空间。(6)相对于其他类型的磁流变液阻尼器而言，本技术可以使活塞导向器下部的磁流变液大部处在有效磁场的作用下，大大提高磁流变液的有效体积，同时实现流动、剪切、挤压三种工作方式，在降低零磁场阻尼力的同时，提高最大阻尼力。附图说明图1是本技术的一种实施例结构示意图。图2是图1的局部放大示意图。图3是当给图1实施例的励磁线圈两端加载电流时在阻尼器内部形成的工作磁路示意图。图中序号代表的零件名称1吊环连接装置 2引线3防尘罩 4密封圈 5缸筒6上工作腔 7导流孔 8支撑环 9绝缘封胶 10励磁线圈11蓄能器12高压氮气 13滑动活塞14下工作腔 15密封圈16吊环连接装置 17绝缘封胶 18空心活塞杆 19上封盖20锁紧垫片21活塞导向器22绝缘垫片 23磁芯 24励磁线圈 25活塞26下封盖27磁力线。具体实施方式下面参照图1、图2、图3进一步描述本新型实用图1、图2，分别为本新型实用的整体结构剖视图和局部剖视图，本新型实用所涉及的磁流变阻尼控制装置为单筒式阻尼器，主要包括缸筒5及装在缸体内的磁流变液、上封盖19、下封盖26、空心活塞杆18、活塞25、磁芯23、活塞导向器21、励磁线圈10、24等部分。阻尼器的的缸体主要由高导磁率的缸筒5，极低导磁率的上端盖19和高磁导率的下端盖26构成。励磁线圈引线2通过空心活塞杆18、活塞25或磁芯23与励磁线圈10、24相连，连接处采用环氧树脂密封。活塞25和空心活塞杆18相连，活塞25内部缠有励磁线圈，整体由具有高磁导率的坡莫合金制成。紧靠活塞头是励磁线圈10，磁芯23制成工字形盘状结构，电磁线圈均匀缠绕在磁芯23的凹槽处。活塞导向器21固定在空心活塞杆18上，与活塞25、空心活塞杆18同轴，活塞导向器21和磁芯23之间夹有绝缘垫片22。活塞导向器外缘和缸筒内壁密闭接合，且在凹槽处加有支撑环8；活塞导向器内部开有数个流通孔7，确保活塞工作时，磁流变液能在上工作腔6和下工作腔14之间顺利流动。活塞导向器的另一端由锁紧垫片20固定，这样构成活塞组件。活塞把缸筒5分为上工作腔6和下工作腔14两个部分，上下两工作腔都盛装有磁流变液，工作缸的上腔通过密闭装置与外界隔离；下工作腔有孔和外部的蓄能器11相连。蓄能器11内部装有滑动活塞13，滑动活塞13将腔体空间分为左右两部分，左腔体空间内充有高压氮气。阻尼器工作时，磁流变液在上工作腔6、下工作腔14和蓄能器11之间来回流动，当活塞25作挤压运动时，磁流变液流入蓄能器，滑动活塞13向上移动压缩氮气12；当活塞25作拉伸运动时，磁流变液流出蓄能器，滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模式磁流变液阻尼器，其特征在于，该阻尼器包括工作缸、活塞组件和蓄能器（１１），活塞组件包括空心活塞杆（１８）、同轴装在空心活塞杆（１８）上的活塞导向器（２１）、磁芯（２３）及活塞（２５），活塞（２５）与空心活塞杆（１８）固定连结；工作缸包括缸筒（５）、上封盖（１９）和下封盖（２６）；缸筒（５）内充满磁流变液，磁芯（２３）为数个工字形盘状结构，在磁芯（２３）工字形盘状结构的凹槽处均匀缠绕着励磁线圈（１０），相邻线圈之间的绕线方向相反，励磁线圈（１０）紧靠活塞（２５），磁芯（２３）与活塞导向器（２１）之间有绝缘垫片（２２）；活塞导向器外缘和缸筒内壁密闭接合，活塞导向器（２１）内部开有数个流通孔（７），活塞导向器（２１）由锁紧垫片（２０）固定；活塞（２５）内和下封盖（２６）内缠绕有相对应的励磁线圈（２４）；下工作腔（１４）有孔和外部的蓄能器（１１）相连，蓄能器（１１）内部装有滑动活塞（１３），滑动活塞（１３）将蓄能器腔体分为左腔体和右腔体两部分，左腔体内充有高压氮气（１２）；缸筒（５）和下封盖（２６）为磁导率高、矫顽力低的材料做成，活塞（２５）和磁芯（２３）为磁导率高、矫顽力低的材料做成；空心活塞杆外端和下端盖分别设置有连接被控对象的主体或承接载体的装置。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程海斌，张剑，王金铭，张清杰，袁润章，官建国，陶剑青，肖峻，陈作炳，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]