專利名稱：一種汽車懸架用磁流變阻尼器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種耗能減振裝置，具體說是一種磁流變阻尼器，尤其是涉及一種汽車懸架用磁流變阻尼器裝置。
背景技術(shù)：
汽車懸架是車身與車橋之間一切傳遞力裝置的總稱，路面作用于車輪上的垂直反力，縱向力和側(cè)向反力以及這些力所產(chǎn)生的力矩都要通過懸架傳遞到車架或承載式車身。懸架的作用就是在傳遞這些力和力矩的同時，緩和不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊載荷，抑制車身的振動，提高車輛平順性(乘坐舒適性)和安全 性(操作穩(wěn)定性)，減少動載荷引起的乘車人員的不適感和車上零部件損壞。因此懸架系統(tǒng)是影響汽車性能的關鍵部件，性能優(yōu)良的汽車懸架系統(tǒng)是提高汽車總體性能的保證。汽車在使用過程中，載荷、車速、路況等行駛狀態(tài)會有較大變化，不同工況對于平順性和操縱穩(wěn)定性的側(cè)重點不同，懸架特性也需要做相應變化。汽車懸架主要由彈簧和阻尼器組成。傳統(tǒng)懸架的彈簧和阻尼器參數(shù)一旦確定后就無法更改，屬于被動懸架，被動懸架難以滿足各種狀態(tài)下對懸架性能的較高要求。在此情況下，亟待開發(fā)出具有能夠?qū)崟r變化性能的主動懸架或半主動懸架。從20世紀60年代以來，專家們開始研究由外部提供能源的主動懸架。它將傳感器測量得到的系統(tǒng)運動狀態(tài)信號輸入到電控單元，電控單元經(jīng)過分析、判斷后給力發(fā)生器發(fā)出指令，產(chǎn)生主動控制力，從而滿足不同工況對懸架系統(tǒng)特性參數(shù)變化的要求。70年代開始出現(xiàn)半主動懸架，它通過控制閥調(diào)節(jié)彈簧剛度和減振器阻尼力，能耗很小，結(jié)構(gòu)也比主動懸架簡單。隨著磁流變技術(shù)的發(fā)展，將磁流變阻尼器應用于汽車懸架的研究越來越受到重視，研究成果不斷增多，為車用磁流變阻尼器的開發(fā)奠定了基礎。在21世紀初期，國外已將磁流變阻尼器應用于高檔轎車的懸架上，其反應時間僅僅有幾毫秒，幾乎做到實時動態(tài)調(diào)節(jié)，能提供幾乎連續(xù)變化、范圍更寬的阻尼調(diào)節(jié)。到目前為止，汽車懸架用磁流變阻尼器的工程化應用時間還不長，應用還不普遍，而且其在結(jié)構(gòu)、性能和制造工藝方面還亟需進一步改進，本發(fā)明創(chuàng)造是本申請人經(jīng)過長時間的試驗，對阻尼器進行了改進，并取得了實質(zhì)性的進展與成果，同時經(jīng)過檢索知道與現(xiàn)有技術(shù)是不同的，經(jīng)過檢索我們發(fā)現(xiàn)與本申請最為相關的專利申請文件如下
I、申請?zhí)?00410079249. 2，名稱為汽車懸架系統(tǒng)磁流變液阻尼裝置，包括工作缸、活塞總成、補償器和密封裝置，工作缸被活塞總成分成上下兩腔，其內(nèi)充滿磁流變液，活塞總成與工作缸壁間留有阻尼通道，連接工作缸的上下兩腔，工作缸的底部有補償器，端部由密封裝置密封；所述活塞總成包括空心活塞桿、導向器和活塞式磁場發(fā)生器，導向器和活塞式磁場發(fā)生器通過活塞桿同軸連接，活塞式磁場發(fā)生器的電磁線圈的引出線通過活塞桿的中心穿出，導向器內(nèi)設置有連通阻尼通道和工作缸上腔的阻尼孔。2、申請?zhí)?01110232851. 5，名稱為一種汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器，包括缸體、活塞桿、并列設置于缸體內(nèi)的電磁活塞和浮動活塞，所述活塞桿從缸體靠近電磁活塞的一端伸入缸體內(nèi)并與電磁活塞固定連接，缸體靠近電磁活塞的一端與活塞桿之間設置有密封組件，所述浮動活塞與電磁活塞之間、電磁活塞與密封組件之間分別形成兩個充滿磁流變液的腔室，電磁活塞上設置有連通兩個腔室的磁流變液通道，活塞桿的外端設置有用于減振器安裝的吊環(huán)，所述缸體上與活塞桿外端相對的一端設置有用于減振器安裝的底座，所述底座與浮動活塞之間形成補償氣室，底座上設置有與補償氣室連通的充放氣閥，補償氣室內(nèi)的氣壓為I. 4 I. 6Mpa。3、申請?zhí)?00910024718. 3，名稱為一種剪切閥式磁流變液阻尼減振器，由活塞軸、工作缸和勵磁結(jié)構(gòu)組成，所述勵磁結(jié)構(gòu)包括，在減振器的工作缸壁上沿軸向設有若干個線圈槽，電磁線按鏈式繞制成分組的勵磁線圈，勵磁線圈首尾或尾首正串連接，按節(jié)距為I個槽沿工作缸軸向單層嵌放在缸壁上的線圈槽內(nèi)，這樣每個線圈組形成兩個磁極，相鄰線圈組形成同性磁極，相鄰槽中的線圈邊互為反向電流，每個線圈邊通過活塞軸、工作缸和間隙產(chǎn)生一個閉合磁回路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有汽車懸架的性能固定，不能隨著行駛路況 變化而進行相應調(diào)整的缺點，提供一種設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、阻尼性能可調(diào)的磁流變阻尼器
>J-U ρ α裝直。為達到以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種汽車懸架用磁流變阻尼器，包括單出桿液壓缸、防塵罩、連接頭、自由活塞和單向充氣閥，所述單出桿液壓缸內(nèi)腔有磁流變液，所述單出桿液壓缸包括缸體、設置于缸體內(nèi)部的活塞和設置于活塞上的活塞桿，缸體上設置有端蓋，所述活塞桿穿過端蓋伸出于缸體外，所述端蓋設置有兩個，分別安裝于缸體的兩端；所述活塞中部繞有勵磁線圈，活塞與缸體內(nèi)壁設置有間隙供磁流變液往返流動于兩個腔室，活塞和活塞桿的中軸線上開導線孔，導線孔內(nèi)設置有導線，所述導線與勵磁線圈連接；所述自由活塞設置在缸體中不帶活塞桿的腔室內(nèi)，將不帶活塞桿的腔室分成兩個腔室，分別為磁流體腔和體積補償腔，所述體積補償腔設在自由活塞和端蓋之間，體積補償腔內(nèi)充填高壓氮氣，在體積補償腔的端蓋內(nèi)側(cè)安裝有單向充氣閥，并在端蓋上開設通氣孔；所述單出桿液壓缸的一端頭設置有防塵罩，活塞桿輸出端置于防塵罩內(nèi)，防塵罩遠離液壓缸的一端頭設置有連接頭，同時遠離防塵罩的缸體的另外一端頭上同樣設置有連接頭。作為本發(fā)明的進一步改進，所述體積補償腔內(nèi)設置有螺旋彈簧來進一步提供彈性恢復力。作為本發(fā)明的進一步改進，所述體積補償腔內(nèi)不充高壓氣體，也不安裝單向充氣閥，替換的設置有螺旋彈簧，遠離防塵罩一端的端蓋上設置有通氣孔。作為本發(fā)明的進一步改進，所述活塞和缸體均采用高磁導率的金屬材料制成，活塞、缸體和兩者之間的磁流變液組成磁回路；當在活塞上的線圈中通入電流時,磁回路中出現(xiàn)磁場，在磁場的作用下，磁流變液的剪切屈服強度瞬間增大，則整個阻尼器的阻尼耗能能力增強。作為本發(fā)明的進一步改進，所述自由活塞的兩端均采用動密封圈分別密封磁流變液和高壓氣體，在自由活塞軸向的中間加裝耐磨導向環(huán)，防止自由活塞翻轉(zhuǎn)。自由活塞將磁流體腔中的磁流變液和體積補償腔中的高壓氣體隔離。
作為本發(fā)明的進一步改進，在活塞的上部和防塵罩的內(nèi)側(cè)安裝防沖塊一和防沖塊二，用于防止活塞桿和缸體的相對位移過大導致兩者相撞而損壞阻尼器，兩個防沖塊均與活塞桿同軸，并依靠防沖塊與活塞桿之間的摩擦力對防沖塊的位置進行固定。作為本發(fā)明的進一步改進，所述穿過活塞桿的端蓋的內(nèi)側(cè)安裝動密封圈，動密封圈采用止擋結(jié)構(gòu)安裝定位，在上述端蓋安裝活塞桿的通孔中，靠近兩側(cè)各安裝一個導向環(huán)，起到對活塞桿導向的作用，上述端蓋上設有貫通的注液孔。作為本發(fā)明的進一步改進，所述活塞桿與活塞連接的一端設置臺肩，臺肩和活塞之間設置有密封圈，臺肩和活塞壓緊密封圈，用于密封磁流變液，防止磁流變液經(jīng)由導線孔泄漏。本發(fā)明的一種汽車懸架用磁流變阻尼器通過上、下兩個連接頭分別連接到汽車的車架和車軸上，與懸架彈簧并聯(lián)，有益效果如下汽車懸置用磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)簡單、性能 可靠、占據(jù)空間小、反應迅速、提供的阻尼力大，可用于各類汽車的前、后懸架當中，能夠根據(jù)車輛的行駛路況和車身的振動狀況實時改變懸架的動力學特性，從而改善汽車的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性；所述單出桿阻尼器內(nèi)部要設置體積補償腔和單向充氣閥，體積補償腔中多采用充填高壓氮氣來獲得一定的恢復力，同時我們還采用螺旋彈簧能夠提高體積補償腔的彈性恢復力，適當降低補償腔中的氣體壓力，提高氣密性，使可靠性提高。同時通過以上內(nèi)容，我們可以發(fā)現(xiàn)本發(fā)明與背景技術(shù)或現(xiàn)有技術(shù)是不同的，包括但不限于以下所述
I)對比專利《汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器》(申請?zhí)?00410079249.2)中的磁流變阻尼器采用的工作模式是閥式，其整個磁路都內(nèi)置于缸體之中，隨著活塞一起移動。而在我們申請的專利中，磁流變阻尼器采用的是剪切式和閥式的混合工作模式。這樣的工作模式將缸筒作為磁通路，這與對比專利中的是有明顯差異的。本專利中的內(nèi)置式單向充氣閥由于有缸體的保護，不會受到外部撞擊力的破壞。同時內(nèi)置式單向閥處于氮氣的保護之中，不易被腐蝕失效。除此之外，在對比專利《汽車懸架系統(tǒng)磁流變減振器》(申請?zhí)?00410079249. 2)中，充放氣閥的軸線與減振器垂直，形成了懸臂梁結(jié)構(gòu)，而減振器主要受到的是軸向振動激勵，所以容易使閥體振動較大，降低氣體密封的可靠性。而我們的內(nèi)置式單向閥的軸線與阻尼器同軸，可避免閥體出現(xiàn)懸臂梁式的振動，提高密封可靠性。2)對比專利《一種汽車懸架系統(tǒng)磁流變液阻尼裝置》(申請?zhí)?01110232851. 5)中，其補償腔的工作原理與我們申請的專利不同，我們的專利結(jié)構(gòu)更為簡單，可靠性更高。3)對比專利《一種剪切閥式磁流變液阻尼減振器》(申請?zhí)?00910024718. 3)中，其勵磁線圈置于缸壁上，這使得在出力相同的情況下，該減振器的結(jié)構(gòu)尺寸較大。而在我們申請的專利中，勵磁線圈是置于活塞上的，在相同出力情況下，結(jié)構(gòu)尺寸就要小得多。綜上所述，本申請均是不同于對比專利中的原理和結(jié)構(gòu)形式，還包括但不限于
(I)在補償腔中采用內(nèi)置的單向充氣閥，這在對比專利與現(xiàn)有技術(shù)中都是沒有的，具體技術(shù)效果見上面說明。(2)在體積補償腔中，采用螺旋彈簧或采用螺旋彈簧和高壓氣體混合來提供恢復力，這在對比專利中也都是沒有的，具體技術(shù)效果見上面說明。(3)活塞桿與主活塞連接處的密封形式，這也是對比專利中不具備的，提高了磁流變液與導線孔之間密封的可靠性。


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明動密封圈定位結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明活塞和活塞桿連接示意圖。圖4是本發(fā)明第二實施方式的螺旋彈簧安裝示·意圖。圖5是本發(fā)明第三實施方式的螺旋彈簧安裝示意圖。圖中防塵罩I、上連接頭2、下連接頭3、自由活塞4、單向充氣閥5、磁流變液6、缸體7、活塞8、活塞桿9、上端蓋10、下端蓋11、勵磁線圈12、導線13、體積補償腔14、動密封圈15、耐磨導向環(huán)16、防沖塊一 17、防沖塊二 18、導向環(huán)19、動密封圈20、止擋結(jié)構(gòu)21、密封圈22、螺旋彈簧23、通氣孔24。
具體實施例方式為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。實施例一
如圖I所示本實施例提出一種汽車懸架用磁流變阻尼器，包括單出桿液壓缸、防塵罩
I、上連接頭2、下連接頭3、自由活塞4和單向充氣閥5，所述單出桿液壓缸內(nèi)腔有磁流變液6，所述單出桿液壓缸包括缸體7、設置于缸體內(nèi)部的活塞8和設置于活塞上的活塞桿9，缸體7上設置有端蓋，所述端蓋設置有兩個分別為上端蓋10和下端蓋11，分別安裝于缸體7的兩端，所述活塞桿9穿過上端蓋10伸出于缸體7外；所述活塞8中部繞有勵磁線圈12，活塞8與缸體7內(nèi)壁設置有間隙供磁流變液6往返流動于兩個腔室，活塞8和活塞桿9的中軸線上開導線孔，導線孔內(nèi)設置有導線13，所述導線13與勵磁線圈12連接；所述自由活塞4設置在缸體7中不帶活塞桿的腔室內(nèi)，將不帶活塞桿的腔室分成兩個腔室，分別為磁流體腔和體積補償腔14，所述體積補償腔設在自由活塞和端蓋之間，所述體積補償腔14內(nèi)充填高壓氮氣或其他高壓氣體，在下端蓋11內(nèi)側(cè)安裝有單向充氣閥5 ;所述單出桿液壓缸的一端頭設置有防塵罩1，活塞桿9輸出端置于防塵罩I內(nèi)，防塵罩I遠離液壓缸的一端頭設置有上連接頭2，同時遠離防塵罩I的缸體7的另外一端頭上同樣設置有下連接頭3。作為本實施例的進一步具體實施方式
，所述活塞8和缸體7均采用高磁導率的金屬材料制成，活塞8、缸體7和兩者之間的磁流變液6組成磁回路；當在活塞上的線圈中通入電流時，磁回路中出現(xiàn)磁場，在磁場的作用下，磁流變液的剪切屈服強度瞬間增大，則整個阻尼器的阻尼耗能能力增強。作為本實施例的進一步具體實施方式
，如附圖一所示，所述自由活塞4的兩端均采用動密封圈15分別密封磁流變液和高壓氣體，在自由活塞4軸向的中間加裝耐磨導向環(huán)16，防止自由活塞翻轉(zhuǎn)，自由活塞將磁流體腔中的磁流變液和體積補償腔中的高壓氣體隔離。
作為本實施例的進一步具體實施方式
，如附圖一所示，在活塞8的上部和防塵罩的內(nèi)側(cè)安裝防沖塊一 17和防沖塊二 18，用于防止活塞桿和缸體的相對位移過大導致兩者相撞而損壞阻尼器，兩個防沖塊均與活塞桿同軸，并依靠防沖塊與活塞桿之間的摩擦力對防沖塊的位置進行固定。作為本實施例的進一步具體實施方式
，如附圖I和圖2所示，所述穿過活塞桿9的上端蓋10的內(nèi)側(cè)安裝動密封圈20，動密封圈20采用止擋結(jié)構(gòu)21安裝定位，在上端蓋安裝活塞桿的通孔中，靠近兩側(cè)各安裝一個導向環(huán)19，起到對活塞桿導向的作用，上端蓋上設有貫通的注液孔。作為本實施例的進一步具體實施方式
，如附圖I和圖3所示，所述活塞桿9與活塞8連接的一端設置臺肩，臺肩和活塞之間設置有密封圈22，臺肩和活塞壓緊密封圈，用于密封磁流變液，防止磁流變液經(jīng)由導線孔泄漏。 實施例二
如附圖4所示，作為本發(fā)明的另一種實施方式，與實施例一不同之處在于，所述體積補償腔14內(nèi)在自由活塞4和下端蓋11之間還設置有螺旋彈簧23來提供恢復力。實施例三
如附圖所示，作為本發(fā)明的另一種實施方式，與實施例一不同之處在于，替換的所述體積補償腔14內(nèi)不充填高壓氣體，在下端蓋11內(nèi)側(cè)不安裝單向充氣閥5，所述自由活塞4和下端蓋11之間采用螺旋彈簧23來提供恢復力，并在下端蓋11上開通氣孔24。本實施例一種汽車懸架用磁流變阻尼器通過上、下兩個連接頭分別連接到汽車的車架和車軸上，與懸架彈簧并聯(lián)，可實現(xiàn)如下有益效果汽車懸置用磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、占據(jù)空間小、反應迅速、提供的阻尼力大，可用于各類汽車的前、后懸架當中，能夠根據(jù)車輛的行駛路況和車身的振動狀況實時改變懸架的動力學特性，從而改善汽車的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，包括單出桿液壓缸、防塵罩、連接頭、自由活塞和單向充氣閥，所述單出桿液壓缸內(nèi)腔有磁流變液，所述單出桿液壓缸包括缸體、設置于缸體內(nèi)部的活塞和設置于活塞上的活塞桿，缸體上設置有端蓋，所述活塞桿穿過端蓋伸出于缸體外，所述端蓋設置有兩個，分別安裝于缸體的兩端；所述活塞中部繞有勵磁線圈，活塞與缸體內(nèi)壁設置有間隙供磁流變液往返流動于兩個腔室，活塞和活塞桿的中軸線上開導線孔，導線孔內(nèi)設置有導線，所述導線與勵磁線圈連接；所述自由活塞設置在缸體中不帶活塞桿的腔室內(nèi)，將不帶活塞桿的腔室分成兩個腔室，分別為磁流體腔和體積補償腔，所述體積補償腔設在自由活塞和端蓋之間，體積補償腔內(nèi)充填高壓氮氣，在體積補償腔的端蓋內(nèi)側(cè)安裝有單向充氣閥，并在端蓋上開設通氣孔；所述單出桿液壓缸的一端頭設置有防塵罩，活塞桿輸出端置于防塵罩內(nèi)，防塵罩遠離液壓缸的一端頭設置有連接頭，同時遠離防塵罩的缸體的另外一端頭上同樣設置有連接頭。
2.如權(quán)利要求I所述的一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，所述體積補償腔內(nèi)設置有螺旋彈簧。
3.如權(quán)利要求I所述的一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，所述體積補償腔內(nèi)不充高壓氣體，也不安裝單向充氣閥，替換的設置有螺旋彈簧，遠離防塵罩一端的端蓋上設置有通氣孔。
4.如權(quán)利要求I所述的一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，所述活塞和缸體均采用高磁導率的金屬材料制成，活塞、缸體和兩者之間的磁流變液組成磁回路。
5.如權(quán)利要求I所述的一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，所述自由活塞的兩端均采用動密封圈分別密封磁流變液和高壓氣體，在自由活塞軸向的中間加裝耐磨導向環(huán)，防止自由活塞翻轉(zhuǎn)；自由活塞將磁流體腔中的磁流變液和體積補償腔中的高壓氣體隔離。
6.如權(quán)利要求I所述的一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，在活塞的上部和防塵罩的內(nèi)側(cè)安裝防沖塊一和防沖塊二，兩個防沖塊均與活塞桿同軸，并依靠防沖塊與活塞桿之間的摩擦力對防沖塊的位置進行固定。
7.如權(quán)利要求I所述的一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，所述穿過活塞桿的端蓋的內(nèi)側(cè)安裝動密封圈，動密封圈采用止擋結(jié)構(gòu)安裝定位，在上述端蓋安裝活塞桿的通孔中，靠近兩側(cè)各安裝一個導向環(huán)，起到對活塞桿導向的作用，上述端蓋上設有貫通的注液孔。
8.如權(quán)利要求I所述的一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，述活塞桿與活塞連接的一端設置臺肩，臺肩和活塞之間設置有密封圈，臺肩和活塞壓緊密封圈。
全文摘要
本發(fā)明公開一種汽車懸架用磁流變阻尼器，其特征在于，包括單出桿液壓缸、防塵罩、連接頭、自由活塞和單向充氣閥，所述單出桿液壓缸內(nèi)腔有磁流變液，活塞中部繞有勵磁線圈，活塞與缸體內(nèi)壁設置有間隙供磁流變液往返流動于兩個腔室，活塞和活塞桿的中軸線上開導線孔，導線孔內(nèi)設置有導線，所述導線與勵磁線圈連接；在體積補償腔的端蓋內(nèi)側(cè)安裝有單向充氣閥，并在端蓋上開設通氣孔；所述單出桿液壓缸的一端頭設置有防塵罩，活塞桿輸出端置于防塵罩內(nèi)，防塵罩合缸體端頭上設置有連接頭，本發(fā)明通過上、下兩個連接頭分別連接到汽車的車架和車軸上，與懸架彈簧并聯(lián)，為一種設計合理、結(jié)構(gòu)簡單、阻尼性能可調(diào)的磁流變阻尼器。
文檔編號B60G17/08GK102889332SQ20121041106
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者涂奉臣, 賀才春, 寧響亮, 侯彬彬 申請人:株洲時代新材料科技股份有限公司