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用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法及减振器技术

技术编号:44044472 阅读:3 留言:0更新日期:2025-01-15 01:22
本发明专利技术公开了一种用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,制备方法步骤如下所述,步骤一、制备聚多巴胺修饰层:将去除浆剂的碳纤维布浸入多巴胺混合溶液中,得到聚多巴胺接枝修饰的碳纤维;步骤二、制备氧化锌种晶层:将步骤一中得到的聚多巴胺接枝修饰的碳纤维加入氧化锌种晶溶液中,得到氧化锌种晶层充分包覆的碳纤维;本发明专利技术中将能量回收机构集成于磁力弹簧之中,不仅保留了减震器卓越的阻尼性能,更赋予了其回收能量的全新功能,这种创新的设计不仅提高了能量回收的效率,而且增强了磁力减振器的功能性,使其在汽车悬架系统中发挥出更加重要的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车减振器,具体地涉及用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法及减振器


技术介绍

1、随着我国汽车行业的飞速发展,人们对于高性能减震器的需求日益增长。传统的金属减震器虽然在历史上广泛使用,但它们存在诸多局限性,包括重量大、能效低、噪音大和使用寿命有限等问题。为了应对这些挑战,业界一直在寻求更轻、更强、更耐用的材料,以及更先进的减振技术。

2、传统的液压减震器为流体阻尼式,由带有过流孔的活塞及与之配合的缸筒组成,活塞通过一杆件与被减振体连接,在缸筒内装有流体(油、气或其它流体介质),活塞运动时,流体通过过流孔对活塞产生阻尼力实现减振,但这种减振器的阻尼力变化受限,也难适用于高频振动,而且流体易泄露。

3、目前汽车的爆炸式增长产生了能源消耗巨大、资源浪费严重、环境污染加剧等一系列问题。为了应对日益紧张的能源和环境问题,提高能源效率、绿色协调发展显得尤为重要,这也推动了能源回收技术的不断进步。目前已经有将汽车悬架振动能量回收的装置,有以液压储能形式的能量回收,有以电磁感应线圈形式的能量回收。专利技术人发现在磁力弹簧的基础上进行能量回收的技术尚未涉及。

4、由于磁力弹簧的特殊性,专利技术人发现现有大多装有磁力弹簧的外筒套隔磁能力较弱,磁力弹簧在使用时容易受到外部磁场干扰,影响减振效果。

5、专利技术人(们)经过查阅相关领域技术手册并实验发现碳纤维增强材料具有高强度、轻量化和优异的隔磁能力,而如何实现将碳纤维增强材料作为磁力弹簧的安装载体、以及如何在磁力弹簧上实现能量回收成为迫切解决的问题。


技术实现思路

1、为解决上述问题,本专利技术提出了一种用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法及减振器。

2、为了实现上述目的,本专利技术采用的技术方案如下:一种用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,制备方法步骤如下所述,

3、步骤一、制备聚多巴胺修饰层:将去除浆剂的碳纤维布浸入多巴胺混合溶液中,得到聚多巴胺接枝修饰的碳纤维;

4、步骤二、制备氧化锌种晶层:将步骤一中得到的聚多巴胺接枝修饰的碳纤维加入氧化锌种晶溶液中,得到氧化锌种晶层充分包覆的碳纤维;

5、步骤三、制备氧化锌纳米线:将步骤二中得到的氧化锌种晶包覆的碳纤维加入到氧化锌生长溶液中,得到表面生长氧化锌纳米线的碳纤维布;

6、步骤四、制备碳纳米管复合层:将步骤三中得到的氧化锌纳米线的碳纤维布固定在不锈钢滤网上,并放置在管式炉尾气端收集碳纳米管,将其过滤沉积后得到表面沉积碳纳米管的氧化锌修饰碳纤维;

7、步骤五、固化及脱模:将得到的表面沉积碳纳米管的氧化锌修饰碳纤维置入真空模具中,向真空模具内注入树脂固化;将固化完成后的表面沉积碳纳米管的氧化锌修饰碳纤维脱模;

8、步骤六、后处理:将脱模后表面沉积碳纳米管的氧化锌修饰碳纤维打磨,去除多余树脂和边角,形成最终壳体形状。

9、进一步地,步骤一中的多巴胺混合溶液由盐酸多巴胺、三羟甲基氨基甲烷以及无水乙醇混合制成。

10、进一步地,步骤二中的氧化锌种晶溶液由二水合乙酸锌与异丙醇混合配制而成。

11、进一步地,步骤三中的氧化锌生长溶液由六水合硝酸锌和六亚甲基四胺水溶液均匀混合而成,再经过聚乙烯亚胺溶液的酸碱度调节

12、进一步地,步骤四中的附着于碳纤维外的碳纳米管薄膜采用浮动催化化学气相沉积法进行制备。

13、一种减振器,所述减振器包括由碳纤维复合材料壳体的制备方法制得的壳体,还包括:

14、工作缸;

15、能量回收机构,所述能量回收机构安装于所述工作缸上端;

16、磁力弹簧,所述磁力弹簧安装于所述工作缸下端;

17、所述磁力弹簧包括壳体、第一磁铁、第二磁铁、移动磁铁以及活塞杆,所述第一磁铁安装于所述壳体顶端,所述第二磁铁安装于所述壳体底端,所述移动磁铁安装于所述活塞杆上,并通过所述活塞杆位于所述第一磁铁和所述第二磁铁之间运动;

18、所述活塞杆穿出所述工作缸,在所述活塞杆带动移动磁铁的运动过程中,所述活塞杆带动所述能量回收机构同步动作,使得能量回收机构进行能量回收。

19、进一步地,所述壳体为桶状结构,所述壳体开口处安装有端盖;所述端盖处安装有防尘罩。

20、进一步地,所述壳体底部安装有连接环。

21、进一步地,所述能量回收机构包括同轴转动安装于工作缸内的第一锥齿轮、第二锥齿轮以及能量回收电机;所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮相对设置,所述能量回收电机同轴安装有第三锥齿轮,所述第三锥齿轮和所述第一锥齿轮、第二锥齿轮相啮合;

22、所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮沿其轴心开设有贯穿式内螺孔,所述活塞杆外缘面设置有与所述第一锥齿轮、第二锥齿轮内螺孔相适配的外螺纹;所述活塞杆与所述第一锥齿轮、第二锥齿轮螺纹配合。

23、进一步地,所述第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮均通过滚珠轴承安装于所述工作缸上。

24、与现有技术相比,本专利技术具有以下有益效果:

25、(1)在减震器的设计革新中,采用磁力弹簧替代传统的液压减震器,实现了扭矩的无接触传递,有效杜绝了减震器轴封的泄漏问题。这种创新设计不仅避免了传统液压减震器在运作中可能出现的冲击和震动,从而降低了噪声,而且磁力弹簧的小巧体积和轻量化特点,使得整体设计更加紧凑,节省了空间,提升了车辆的燃油经济性和动态性能。

26、(2)为了确保磁力弹簧在各种环境下都能稳定工作,其外壳采用了碳纤维增强复合材料制成。这种材料不仅具有出色的磁场隔离性能,有效保护磁力弹簧免受外界磁场的干扰,还因其低密度特性显著减轻了减震器的重量,从而提升了燃油效率和车辆的动态性能。此外,碳纤维增强复合材料的卓越耐腐蚀性能,使其在恶劣环境下也能保持长久的耐用性,延长了产品的使用寿命。这些特性共同确保了减震器在各种工况下都能提供可靠和持久的性能。

27、(3)本专利技术中将能量回收机构集成于磁力弹簧之中,不仅保留了减震器卓越的阻尼性能,更赋予了其回收能量的全新功能,这种创新的设计不仅提高了能量回收的效率,而且增强了磁力减振器的功能性,使其在汽车悬架系统中发挥出更加重要的作用。

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【技术保护点】

1.一种用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:制备方法步骤如下所述,

2.根据权利要求1所述的用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:步骤一中的多巴胺混合溶液由盐酸多巴胺、三羟甲基氨基甲烷以及无水乙醇混合制成。

3.根据权利要求1所述的用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:步骤二中的氧化锌种晶溶液由二水合乙酸锌与异丙醇混合配制而成。

4.根据权利要求1所述的用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:步骤三中的氧化锌生长溶液由六水合硝酸锌和六亚甲基四胺水溶液均匀混合而成,再经过聚乙烯亚胺溶液的酸碱度调节。

5.根据权利要求1所述的用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:步骤四中的附着于碳纤维外的碳纳米管薄膜采用浮动催化化学气相沉积法进行制备。

6.一种减振器,其特征在于:所述减振器包括由权利要求1-5中任一项用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法制得的壳体,还包括:

7.根据权利要6所述的减振器,其特征在于:所述壳体(16)为桶状结构,所述壳体(16)开口处安装有端盖(12);所述端盖(12)处安装有防尘罩(11)。

8.根据权利要求6所述的减振器,其特征在于:所述壳体(16)底部安装有连接环(17)。

9.根据权利要求6所述的减振器,其特征在于:所述能量回收机构包括同轴转动安装于工作缸(3)内的第一锥齿轮(5)、第二锥齿轮(9)以及能量回收电机(10);所述第一锥齿轮(5)和所述第二锥齿轮(9)相对设置,所述能量回收电机(10)同轴安装有第三锥齿轮(7),所述第三锥齿轮(7)和所述第一锥齿轮(5)、第二锥齿轮(9)相啮合;

10.根据权利要求9所述的减振器,其特征在于:所述第一锥齿轮(5)、第二锥齿轮(9)、第三锥齿轮(7)均通过滚珠轴承安装于所述工作缸(3)上。

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【技术特征摘要】

1.一种用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:制备方法步骤如下所述,

2.根据权利要求1所述的用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:步骤一中的多巴胺混合溶液由盐酸多巴胺、三羟甲基氨基甲烷以及无水乙醇混合制成。

3.根据权利要求1所述的用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:步骤二中的氧化锌种晶溶液由二水合乙酸锌与异丙醇混合配制而成。

4.根据权利要求1所述的用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:步骤三中的氧化锌生长溶液由六水合硝酸锌和六亚甲基四胺水溶液均匀混合而成,再经过聚乙烯亚胺溶液的酸碱度调节。

5.根据权利要求1所述的用于减振器的碳纤维复合材料壳体的制备方法,其特征在于:步骤四中的附着于碳纤维外的碳纳米管薄膜采用浮动催化化学气相沉积法进行制备。

6.一种减振器,其特征在于:所述减振器包括由权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员:柯俊周振杰周欢齐
申请(专利权)人:浙江理工大学
类型:发明
国别省市:

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