具有增大的开启屈服强度的磁流变流体阻尼器制造技术

一种具有增大的开启屈服强度的磁流变流体阻尼器。本发明专利技术公开一种磁流变流体阀，包括磁场发生器，具有至少一个电磁线圈（204）以及极长度为Lm的至少一个磁极。本磁流变流体阀进一步包括邻近电磁线圈的至少一个流动通道(118)。该至少一个流动通道的间隙宽度为g，其中，比率Lm/g大于或等于15。

【技术实现步骤摘要】
具有增大的开启屈服强度的磁流变流体阻尼器本申请是申请号为200980130231.1、申请日为2009年6月2日、专利技术名称为“具有增大的开启屈服强度的磁流变流体阻尼器”的专利申请的分案申请。交叉参考本申请要求2008年6月2日提交的临时申请N0.61/058203的权益，其公开内容通过引证结合于此。
本专利技术总体上涉及可控流体阔及装置的领域。更具体地，本专利技术涉及一种可控磁流变流体阻尼器装置。
技术介绍
磁流变(MR)流体阻尼器装置典型地包括装有MR流体的气缸以及布置成在该气缸内做往复运动的活塞组件。活塞组件在气缸内限定两个室，并包括用于控制MR流体在这两个室之间的流动的MR流体阀装置。MR流体阀装置典型地包括通向两个室中的MR流体的流动通道以及用于向该流动通道中的MR流体施加磁场的磁场发生器。当流动通道中的MR流体暴露于施加的磁场时，MR流体的表观粘度增大，导致穿过活塞组件的压差增大，也被认为是阻尼力的增大。压差或阻尼力随着磁场的强度增大而增大。MR流体阻尼器装置被认为是当向流动通道中的MR流体施加磁场时处于开启状态(on-state,或接通状态),并且当不向流动通道中的MR流体施加磁场时处于关闭状态(off-state，或断开状态)。需要一种在处于关闭状态时呈现低的阻尼力同时在处于开启状态时实现更高的阻尼力的MR流体阻尼器装置，当阻尼器装置在高阻尼器速度下工作时尤其如此。
技术实现思路
在一个实施方式中，本专利技术包括一种磁流变流体阀。本磁流变流体阀优选地包括磁场发生器，该磁场发生器具有至少一个电磁线圈以及极长度(pole length)为Lm的至少一个磁极。本磁流变流体阀优选地包括邻近电磁线圈的至少一个流动通道，该至少一个流动通道的间隙宽度为g，并且比率1^4优选地大于或等于15。在另一实施方式中，本专利技术包括一种磁流变流体阻尼器。本磁流变流体阻尼器优选地包括阻尼器壳体，该阻尼器壳体具有用于容纳磁流变流体的内腔。本磁流变流体阻尼器优选地包括将阻尼器壳体内腔分成第一阻尼器壳体内腔室和第二阻尼器壳体内腔室的活塞组件。该活塞组件优选地包括磁流变流体阀，该磁流变流体阀具有:磁场发生器，具有至少第一磁极，该至少第一磁极的极长度为Lm ;以及至少第一流动通道，邻近磁场发生器，该至少第一流动通道的间隙宽度为g，其中，比率Lm/g优选地大于或等于15。阻尼器壳体内腔优选地设置有磁流变流体磁铁粒子总体积百分数低于30%的磁流变阻尼器流体，其中，磁流变流体磁铁粒子总体积百分数低于30%的磁流变阻尼器流体在Lm/g的优选比率下可控地流过至少第一流动通道，以控制活塞组件相对于阻尼器壳体的运动。在另一实施方式中，本专利技术包括一种磁流变流体阻尼器。本磁流变流体阻尼器优选地包括阻尼器壳体，该阻尼器壳体具有用于容纳磁流变流体的内腔。本磁流变流体阻尼器优选地包括放置在阻尼器壳体内的活塞组件。该活塞组件优选地包括磁流变流体阀，该磁流变流体阀包括:磁场发生器，具有至少一个电磁线圈以及极长度为U1的至少一个磁极；以及至少一个第一流动通道，邻近至少一个电磁线圈，该至少一个流动通道的间隙宽度为g，并且比率Lm/g优选地大于或等于15。在另一实施方式中，本专利技术包括一种制造磁流变流体阻尼器的方法。本制造磁流变流体阻尼器的方法优选地包括提供具有用于容纳磁流变流体的内腔的阻尼器壳体。本制造磁流变流体阻尼器的方法优选地包括提供用于将阻尼器壳体内腔分成第一阻尼器壳体内腔室和第二阻尼器壳体内腔室的活塞组件。该活塞组件优选地包括磁流变阀，该磁流变阀具有:磁场发生器，具有至少第一磁极，该至少第一磁极的极长度为Lm ;以及至少第一流动通道，邻近磁场发生器，该至少第一流动通道的间隙宽度为g，其中，比率Lm/g优选地大于或等于15。本制造磁流变流体阻尼器的方法优选地包括提供磁流变流体的磁铁粒子总体积百分数低于30%的磁流变阻尼器流体。本制造磁流变流体阻尼器的方法优选地包括将活塞组件和磁流变流体阻尼器流体放置在阻尼器壳体中，其中，磁流变流体的磁铁粒子总体积百分数低于30%的磁流变阻尼器流体在Lm/g的优选比率下可控地流过至少第一流动通道，以控制活塞组件相对于阻尼器壳体的运动。应理解，上述概要和以下详细描述都是本专利技术的示例，并且旨在提供用于理解如所要求保护的本专利技术的性质和特性的概述或构架。【附图说明】下面所描述的附图示出了本专利技术的各种典型实施方式，而不应被看作是对本专利技术的范围的限制，因为本专利技术可允许具有其他效果相当的实施方式。附图提供了对本专利技术的进一步理解，并结合到本说明书中且构成本说明书的一部分。无需改变图片的尺寸，并且为了清楚和简明，图片中的某些特征和某些视图的尺寸或图表可放大示出。图1是以流动模式工作且包括内储存器的磁流变流体阻尼器装置的横截面。图2A是以流动模式工作且包括外储存器的磁流变流体阻尼器装置的横截面。图2B是沿着包括活塞杆导向件的磁流变流体阻尼器装置的一部分的图2A的线2B的放大图。图2C是包括具有内储存器的活塞杆导向件的磁流变流体阻尼器装置的一段的横截面。图3是包括具有磁流变流体阀的活塞组件的磁流变流体阻尼器装置的一段的横截面。图4是包括带有磁流变流体阀的活塞组件的磁流变流体阻尼器装置的一段的横截面，该磁流变流体阀具有单个流动通道。图5是沿着包括带有磁流变流体阀的活塞组件的磁流变流体阻尼器装置一部分的图2A的线5的放大图，该磁流变流体阀具有多个流动通道。图6是具有磁流变流体阀的活塞组件的压力与流动速率的图表，其中，三个同心的流动通道在较低的流动速率和较低的压力下工作。图7是具有磁流变流体阀的活塞组件的压力与流动速率的图表，其中，三个同心的流动通道在比图6的流动速率大的流动速率下工作。图8是具有磁流变流体阀的活塞组件的压力与流动速率的图表，其中，三个同心的流动通道在比图7的流动速率大的流动速率下工作。图9是对于具有较大Lm/g的具有磁流变流体阀的活塞组件的屈服应力与磁场强度的图表。图10是用于测量磁流变流体阀中的屈服强度的流动模式流变计的透视图。图11是为磁流变流体阀中的磁流变流体的铁粒子体积分数的函数的屈服应力的图表，其中，Lm/g为25并且Lm/g为50。图12是为对磁流变流体阀中铁粒子体积分数施加的磁场的函数的屈服应力的图表，其中，磁流变流体阀中装有的磁流变流体的体积在15%至40%的范围内，并且Lm/g为25。图13是关于本专利技术的实施方式和现有的磁流变流体阻尼器装置的屈服增强区域图。图14是用于双通道磁流变流体阀的测量到的和模型预测的性能数椐，其中，Lm/g为 23.7。图15是用于磁流变流体阀的三件式分流器的横截面图。图16是用于磁流变流体阀的一件式分流器的横截面图。图17描绘了在剪切模式下工作的磁流变流体阻尼器装置。图18A是沿着线18A-18A的图18C的横截面。图18B是18A的横截面的透视图。图18C是具有磁流变流体阀的活塞组件的俯视图，其中，两个流动通道之间布置有电磁线圈。图19A是包括活塞组件的磁流变流体阻尼器装置的一段的俯视图，该活塞组件由堆叠的磁渗透板制成。图19B是沿着线19B-19B的图19A的横截面。图20A是包括具有磁流变流体阀的活塞组件的磁流变流体阻尼器装置的一段的横截面，该磁流变流体阀具有用于合并来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁流变流体阀，包括：磁场发生器，具有至少一个电磁线圈以及极长度为Lm的至少一个磁极；以及邻近所述电磁线圈的至少一个流动通道，所述至少一个流动通道的间隙宽度为g，其中，比率Lm/g大于或等于20。

【技术特征摘要】
2008.06.02 US 61/058,2031.一种磁流变流体阀，包括: 磁场发生器，具有至少一个电磁线圈以及极长度为Lm的至少一个磁极；以及 邻近所述电磁线圈的至少一个流动通道，所述至少一个流动通道的间隙宽度为g，其中，比率Lm/g大于或等于20。2.根据权利要求1所述的磁流变流体阀，进一步包括环绕所述磁场发生器的通量环，并且其中，所述至少一个流动通道限定在所述通量环与所述磁场发生器之间。3.根据权利要求1所述的磁流变流体阀，其中，所述间隙宽度g沿着所述至少一个流动通道的流动间隙长度不变。4.根据权利要求1所述的磁流变流体阀，其中，所述至少一个流动通道的形状是环形的。5.根据权利要求2所述的磁流变流体阀，进一步包括限定在所述磁场发生器与所述通量环之间的至少一个额外的流动通道，所述至少一个额外的流动通道的间隙宽度为gl，其中，比率Lm/gl大于或等于20。6.根据权利要求5所述的磁流变流体阀，进一步包括设置在所述磁场发生器与所述通量环之间的分流器，所述分流器在所述磁场发生器与所述通量环之间限定所述至少一个流动通道和所述至少一个额外的 流动通道。7.根据权利要求6所述的磁流变流体阀，其中，所述至少一个分流器的径向厚度等于或小于所述通量环的径向厚度的1/2。8.根据权利要求6所述的磁流变流体阀，其中，所述至少一个分流器在第一磁可渗透部与第二磁可渗透部之间包括无磁性部。9.根据权利要求8所述的磁流变流体阀，其中，所述磁场发生器具有至少两个隔开的磁极，并且其中，所述无磁性部的轴向长度小于所述至少两个隔开的磁极之间的极间隔与所述至少一个流动通道和所述至少一个额外的流动通道的间隙宽度g和gl的平均值的两倍之间的差值。10.根据权利要求6所述的磁流变流体阀，其中，所述至少一个分流器在其中部中设置有凹槽，并且进一步包括设置在所述凹槽中的无磁性材料。11.根据权利要求10所述的磁流变流体阀，其中，所述磁场发生器具有至少两个隔开的磁极，并且其中，所述凹槽的轴向长度小于所述至少两个磁极之间的极间隔与所述至少一个流动通道和所述至少一个额外的流动通道的间隙宽度g和gl的平均值的两倍之间的差值。12.根据权利要求1所述的磁流变流体阀，其中，磁场发生器进一步包括磁可渗透磁芯，所述磁可渗透磁芯具有同心间隔布置的内磁芯部和外磁芯部，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·大卫·卡尔森，马克·R·乔利，道格拉斯·E·艾弗斯，
申请(专利权)人：洛德公司，
类型：发明
国别省市：