專(zhuān)利名稱(chēng)：電磁和磁流變液混合型減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種車(chē)輛懸掛系統(tǒng)的電磁和磁流變液混合型減振器。
背景技術(shù)：
隨著節(jié)能、環(huán)境保護(hù)以及人們對(duì)于車(chē)輛舒適性和技術(shù)性要求的不斷提高，車(chē)輛技術(shù)逐步朝著電動(dòng)車(chē)輛發(fā)展。懸掛系統(tǒng)是車(chē)輛行駛平順性的重要部件，其主要零件減振器經(jīng)歷了從機(jī)械到液力再到電力的發(fā)展過(guò)程。目前減振器的主要產(chǎn)品還是被動(dòng)減振的液力式減振器；德?tīng)柛９居?003年研制成功的半主動(dòng)控制的電控磁流變液減振器已經(jīng)商業(yè)化，目前主要在高檔車(chē)輛上使用；主動(dòng)控制的電磁減振器目前還處于研究和試驗(yàn)階段，有關(guān)資料的研究表明，電磁主動(dòng)控制具有良好的減振效果，是電動(dòng)汽車(chē)減振器的發(fā)展方向。磁流變液(Magnetorheological Fluid，簡(jiǎn)稱(chēng)MR流體)是由高磁導(dǎo)率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導(dǎo)磁性液體混合而成的懸浮體，屬可控流體，可實(shí)現(xiàn)阻尼的改變，具有強(qiáng)度高、粘度低、能量需求小、溫度穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在較弱的外磁場(chǎng)作用下可以在毫秒級(jí)的瞬間由牛頓流體變成剪切屈服應(yīng)力較高的Bingham塑性體或粘彈性體，且這種轉(zhuǎn)變是連續(xù)、可逆的。半主動(dòng)控制的磁流變液減振器正是利用磁流變液的這些特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了以較小的電力消耗實(shí)現(xiàn)較好的減振效果，但其缺點(diǎn)是該類(lèi)型減振器無(wú)法主動(dòng)作用，只能被動(dòng)改變減振器的阻尼。電磁減振器具有完全主動(dòng)的控制能力，但是正因?yàn)槠渲鲃?dòng)性，導(dǎo)致電力消耗很大，但是如果電磁控制器不主動(dòng)作用，則可根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)路面激勵(lì)振動(dòng)能量的回收，給車(chē)載蓄電池充電。因此，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制、能耗低且可能量回收的電控減振器是車(chē)輛懸架系統(tǒng)的理想選擇。但目前將兩者結(jié)合使用的技術(shù)尚未出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制、能耗低且可能量回收的電磁和磁流變液混合型減振器。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種電磁和磁流變液混合型減振器，它包括連接在一起的上殼體和下殼體，所述兩殼體連接處設(shè)有中間連接板，活塞桿穿入所述兩殼體內(nèi)并穿過(guò)中間連接板與活塞體連接;所述上殼體內(nèi)部以及與活塞體內(nèi)分別設(shè)有電磁裝置，所述兩電磁裝置均與控制單元連接，控制單元與傳感器信號(hào)端連接；活塞體下部的下殼體內(nèi)設(shè)有移動(dòng)活塞，活塞體的活塞外殼與中間連接板間以及與移動(dòng)活塞間設(shè)有磁流變液腔，兩磁流變液腔通過(guò)活塞體的連通結(jié)構(gòu)連通；移動(dòng)活塞與下殼體之間是氮?dú)馇?。所述上殼體內(nèi)的電磁裝置包括螺母，所述活塞桿上半段為絲杠，螺母與活塞桿上半段構(gòu)成滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，活塞桿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，螺母外部裝有磁極交替對(duì)稱(chēng)布置的永磁體，作為電磁控制的轉(zhuǎn)子；上殼體內(nèi)部裝有與永磁體數(shù)目相同的線圈II及其鐵
3芯，作為電磁控制的定子，線圈II與控制單元連接。所述活塞桿通過(guò)螺紋與活塞體連接，活塞桿頂端裝有連接環(huán)；在活塞桿內(nèi)部設(shè)有走線孔。所述活塞活塞體內(nèi)的電磁裝置為線圈I，它安裝在活塞體上，線圈I外部是絕緣殼，絕緣殼外部是活塞外殼；線圈I由銅導(dǎo)線繞活塞體組成，線圈I的一頭通過(guò)活塞桿中的走線孔連接控制單元電流輸出的正極，另一頭焊接到活塞體上，通過(guò)活塞桿連接到控制單元電流輸出的負(fù)極。所述連通結(jié)構(gòu)為活塞體上沿活塞桿移動(dòng)方向設(shè)置的若干阻尼孔。所述中間連接板和活塞桿均為非導(dǎo)磁材料，活塞體及活塞外殼為軟磁材料。所述中間連接板下部設(shè)有緩沖橡膠或彈簧；中間連接板與活塞桿間還設(shè)有密封圈 II ;在中間連接板上部與上殼體間還設(shè)有與活塞桿配合的軸承I和推力軸承I，中間連接板與下殼體間設(shè)有O型圈。所述上殼體頂部設(shè)有端蓋，端蓋下部是隔板，隔板與上殼體連接；線圈II置于隔板與上殼體間；端蓋與活塞桿間設(shè)有絲杠密封圈；隔板上設(shè)有軸承II和推力軸承II與活塞桿配合。所述下殼體底部密封安裝有單向閥，單向閥通過(guò)密封螺釘與下殼體固連。所述移動(dòng)活塞上設(shè)有密封圈I。本發(fā)明的電磁和磁流變液混合型減振器包括下殼體，移動(dòng)活塞，活塞，活塞桿，中間連接板，上殼體，螺母，端蓋以及控制單元，下殼體下部裝有單向閥，并通過(guò)密封螺釘進(jìn)行密封；移動(dòng)活塞與下殼體間裝有密封圈；活塞包括活塞線圈、絕緣殼和活塞外殼，活塞體上鉆有阻尼孔；中間連接板上裝有緩沖橡膠、密封圈、O型圈、軸承I和推力軸承II ;活塞桿通過(guò)螺紋與活塞連接，活塞桿上半段為絲杠，上端裝有連接環(huán)，連接懸掛質(zhì)量，中間開(kāi)有活塞線圈的走線孔；螺母外部裝有永磁體；上殼體內(nèi)部裝有線圈及其鐵芯；端蓋裝有軸承II、推力軸承II和絲杠密封圈，與上殼體間裝有隔板；控制單元連接傳感器信號(hào)以及活塞線圈和上殼體線圈；上殼體、下殼體和中間連接板通過(guò)螺栓連接。中間連接板和活塞桿均為非導(dǎo)磁材料，活塞體和活塞外殼為軟磁材料；活塞桿和螺母，構(gòu)成滾珠絲杠結(jié)構(gòu)；移動(dòng)活塞與下殼體間充有高壓氮?dú)?，移?dòng)活塞和活塞間以及活塞和中間連接板間充有磁流變液；螺母外圈裝有磁極對(duì)稱(chēng)交替的永磁體；上殼體內(nèi)部裝有與永磁體對(duì)數(shù)相同的鐵芯和線圈。 控制單元可實(shí)現(xiàn)活塞線圈的電流控制，可實(shí)現(xiàn)上殼體線圈的電流控制和能量回收。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)I、利用磁流變液在較弱磁場(chǎng)下即可獲得較大剪切力的特點(diǎn)，在車(chē)輛振動(dòng)平穩(wěn)情況下，可只控制活塞線圈電流，即僅用半主動(dòng)控制模式實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的減振，因此以較小的能耗即可獲得較好的減振效果，減振器能耗低；2、在車(chē)輛振動(dòng)平穩(wěn)情況下，電磁減振部分可不主動(dòng)控制，而是被動(dòng)減振，利用電磁感應(yīng)原理，吸收振動(dòng)能量，給車(chē)載蓄電池充電，可實(shí)現(xiàn)能量回收；3、在車(chē)輛振動(dòng)劇烈或緊急轉(zhuǎn)向等情況下，為獲得更好的減振效果和駕駛平順性， 電磁減振部分需要進(jìn)行主動(dòng)控制，來(lái)達(dá)到比半主動(dòng)控制更好的減振效果。


圖I為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。其中1、密封螺釘，2、單向閥，3、下殼體，4、氮?dú)馇唬?、密封圈，6、移動(dòng)活塞，7、線圈1，8、絕緣殼，9、活塞外殼，10、活塞體，11、阻尼孔，12、活塞桿，13、緩沖橡膠，14、磁流變液腔，15、密封圈，16、O型圈，17、中間連接板，18、連接螺栓，19、軸承I，20、推力軸承I，21、 螺母，22、上殼體，23、線圈II，24、隔板，25、軸承II，26、推力軸承II，27、絲杠密封圈，28、端蓋，29、連接環(huán)，30、控制單元，31、傳感器信號(hào)端。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。圖I中，本發(fā)明的下殼體3下部打螺紋膠后通過(guò)螺紋連接安裝單向閥2，在向氮?dú)馇?充好氮?dú)夂螅ㄟ^(guò)連接到單向閥2的密封螺釘I進(jìn)行密封；移動(dòng)活塞6為鋁合金活塞， 上面安裝密封圈15，實(shí)現(xiàn)上下氣液的隔離；線圈17由銅導(dǎo)線繞活塞體10組成，線圈17的一頭通過(guò)活塞桿12中間孔連接電源正極，另一頭焊接到活塞體10上，通過(guò)活塞桿12連接到電源負(fù)極，線圈7繞好后，壓鑄一圈絕緣殼8，避免線圈損壞短路，將活塞外殼9沖壓包在活塞體10外部，活塞體10和活塞外殼9均為軟磁材料，活塞體10上鉆有對(duì)稱(chēng)的四個(gè)阻尼孔11，實(shí)現(xiàn)上下腔體磁流變液14的流通?；钊w10通過(guò)螺紋連接到活塞桿12上；在上殼體22和下殼體3間裝有中間連接板17，中間連接板17下部裝有緩沖橡膠13 (或彈簧)，來(lái)緩沖活塞桿運(yùn)動(dòng)超過(guò)減振器行程時(shí)造成的沖擊，與活塞桿12間裝有密封圈1115，實(shí)現(xiàn)磁流變液的密封，與下殼體3間裝有O型圈16，實(shí)現(xiàn)磁流變液的靜密封，中間連接板17的上端和螺母21間裝有軸承119和推力軸承120，限制螺母21的徑向和軸向運(yùn)動(dòng)，中間連接板17、 上殼體22和下殼體3通過(guò)精鉸連接螺栓18連接；螺母21的內(nèi)部與活塞桿12上半段的絲杠構(gòu)成滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，活塞桿12上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，可帶動(dòng)螺母21旋轉(zhuǎn)，螺母21外部裝有磁極交替對(duì)稱(chēng)布置的永磁體，作為電磁控制的轉(zhuǎn)子；上殼體22內(nèi)部裝有與永磁體數(shù)目相同的線圈 1123及其鐵芯，作為電磁控制的定子；隔板24和螺母21間裝有軸承1125，端蓋28和螺母 21間裝有推力軸承1126，分別限制螺母21的徑向和軸向運(yùn)動(dòng)，端蓋28和活塞桿12間裝有絲杠密封圈27，端蓋28和上殼體22通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)連接；活塞桿12上部裝有連接環(huán)29，用來(lái)連接懸掛質(zhì)量。本發(fā)明的控制單元30接收來(lái)自位移和振動(dòng)傳感器的傳感器信號(hào)端31信號(hào)，根據(jù)振動(dòng)的程度，選擇不同的控制算法，主要有兩種控制模式，一種是半主動(dòng)控制和能量回收模式，一種是主動(dòng)控制模式；在振動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)時(shí)，采用半主動(dòng)控制模式，綜合線圈1123的被動(dòng)阻尼力，通過(guò)控制線圈17中的電流大小實(shí)現(xiàn)磁流變液阻尼力的控制，達(dá)到減振的目的，此外，在此過(guò)程中，螺母21上的永磁體通過(guò)旋轉(zhuǎn)，在線圈II23中產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過(guò)控制器30 整流后給車(chē)載蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)能量的回收；在振動(dòng)較為劇烈或突然轉(zhuǎn)向等情況下，控制單元30通過(guò)控制線圈17和線圈1123中的電流，實(shí)現(xiàn)減振器的主動(dòng)控制，從而達(dá)到良好的減振效果。
權(quán)利要求
1.一種電磁和磁流變液混合型減振器，它包括連接在一起的上殼體(22)和下殼體(3)，所述兩殼體連接處設(shè)有中間連接板(17)，活塞桿(12)穿入所述兩殼體內(nèi)并穿過(guò)中間連接板(17)與活塞體(10)連接；其特征是，所述上殼體(22)內(nèi)部以及與活塞體(10)內(nèi)分別設(shè)有電磁裝置，所述兩電磁裝置均與控制單元(30)連接，控制單元(30)與傳感器信號(hào)端(31)連接；活塞體(10)下部的下殼體(3)內(nèi)設(shè)有移動(dòng)活塞￠)，活塞體(10)的活塞外殼(9)與中間連接板(17)間以及與移動(dòng)活塞￠)間設(shè)有磁流變液腔(14)，兩磁流變液腔(14)通過(guò)活塞體(10)的連通結(jié)構(gòu)連通；移動(dòng)活塞(6)與下殼體(3)之間是氮?dú)馇?4)。
2.如權(quán)利要求I所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述上殼體(22)內(nèi)的電磁裝置包括螺母(21)，所述活塞桿(12)上半段為絲杠，螺母(21)與活塞桿(12)上半段構(gòu)成滾珠絲杠結(jié)構(gòu)，活塞桿(12)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)螺母(21)旋轉(zhuǎn)，螺母(21)外部裝有磁極交替對(duì)稱(chēng)布置的永磁體，作為電磁控制的轉(zhuǎn)子；上殼體(22)內(nèi)部裝有與永磁體數(shù)目相同的線圈Π(23)及其鐵芯，作為電磁控制的定子，線圈11(23)與控制單元(30)連接。
3.如權(quán)利要求I所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述活塞桿(12)通過(guò)螺紋與活塞體(10)連接，活塞桿(12)頂端裝有連接環(huán)(29);在活塞桿(12)內(nèi)部設(shè)有走線孔。
4.如權(quán)利要求3所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述活塞活塞體(10)內(nèi)的電磁裝置為線圈1(7)，它安裝在活塞體(10)上，線圈1(7)外部是絕緣殼(8)，絕緣殼(8)外部是活塞外殼(9);線圈1(7)由銅導(dǎo)線繞活塞體(10)組成，線圈1(7)的一頭通過(guò)活塞桿(12)中的走線孔連接控制單元電流輸出的正極(30)，另一頭焊接到活塞體(10) 上，通過(guò)活塞桿(12)連接到控制單元電流輸出的負(fù)極。
5.如權(quán)利要求4所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述連通結(jié)構(gòu)為活塞體(10)上沿活塞桿移動(dòng)方向設(shè)置的若干阻尼孔(U)。
6.如權(quán)利要求I所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述中間連接板 (17)和活塞桿(12)均為非導(dǎo)磁材料，活塞體(10)及活塞外殼(9)為軟磁材料。
7.如權(quán)利要求6所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述中間連接板 (17)下部設(shè)有緩沖橡膠(13)或彈簧；中間連接板(17)與活塞桿(12)間還設(shè)有密封圈 11(15);在中間連接板(17)上部與上殼體(22)間還設(shè)有與活塞桿(12)配合的軸承I (19) 和推力軸承I (20)，中間連接板(17)與下殼體(3)間設(shè)有O型圈(16)。
8.如權(quán)利要求2所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述上殼體(22)頂部設(shè)有端蓋(28)，端蓋(28)下部是隔板(24)，隔板(24)與上殼體(22)連接；線圈11(23) 置于隔板(24)與上殼體(22)間；端蓋(28)與活塞桿(12)間設(shè)有絲杠密封圈(27);隔板 (24)上設(shè)有軸承11(25)和推力軸承11(26)與活塞桿(12)配合。
9.如權(quán)利要求I所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述下殼體(3)底部密封安裝有單向閥(2)，單向閥(2)通過(guò)密封螺釘(I)與下殼體(3)固連。
10.如權(quán)利要求I所述的電磁和磁流變液混合型減振器，其特征是，所述移動(dòng)活塞(6) 上設(shè)有密封圈I (5)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)控制、能耗低且可能量回收的電磁和磁流變液混合型減振器。它包括連接在一起的上殼體和下殼體，所述兩殼體連接處設(shè)有中間連接板，活塞桿穿入所述兩殼體內(nèi)并穿過(guò)中間連接板與活塞體連接；所述上殼體內(nèi)部以及與活塞體內(nèi)分別設(shè)有電磁裝置，所述兩電磁裝置均與控制單元連接，控制單元與傳感器信號(hào)端連接；活塞體下部的下殼體內(nèi)設(shè)有移動(dòng)活塞，活塞體的活塞外殼與中間連接板間以及與移動(dòng)活塞間設(shè)有磁流變液腔，兩磁流變液腔通過(guò)活塞體的連通結(jié)構(gòu)連通；移動(dòng)活塞與下殼體之間是氮?dú)馇?。它綜合了減振器磁流變液半主動(dòng)控制和電磁主動(dòng)控制的優(yōu)缺點(diǎn)，具有減振效果好、能耗低、能量可回收的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16F9/53GK102588497SQ20111041265
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月12日
發(fā)明者楊富春 申請(qǐng)人:山東大學(xué)