車輛磁流變油氣懸架阻尼閥的制作方法
【專利摘要】本實用新型給出了一種車輛磁流變油氣懸架阻尼閥，包括內有空腔的閥體、安裝管和浮動活塞，閥體內固定放置有安裝管，安裝管內設置有感應線圈和繞線桿，感應線圈纏繞在繞線桿外，安裝管上安裝有浮動活塞；安裝管外壁設置有上固定件、中固定件和下固定件，浮動活塞設置在上固定件與中固定件之間，浮動活塞與上固定件之間放置有上限位組件，浮動活塞與中固定件之間放置有下限位組件，安裝管上還設置有固定閥芯。阻尼閥與速度傳感器集成一體，可靠性高。該外置磁流變油氣懸架系統(tǒng)阻尼閥可以自動感知車輪相對于車身的振動速度，并根據(jù)感應線圈產生的電壓大小進行阻尼的相應調節(jié)。
【專利說明】車輛磁流變油氣懸架阻尼閥

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車磁流變油氣懸架系統(tǒng)的阻尼元件，特別涉及一種車輛磁流變油氣懸架阻尼閥。

【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的油氣懸架系統(tǒng)是根據(jù)某種特定的路面狀況和車輛運行狀態(tài)進行設計的，其阻尼特性是不可調的，但是由于路面條件是復雜多變的，固定阻尼特性的懸架系統(tǒng)無法根據(jù)路面條件和車輛的狀態(tài)相應調整其阻尼，當路面條件和車輛狀態(tài)超出其設計條件時，懸架的減振效果將大大降低，影響車輛的平順性和安全性。
[0003]磁流變油氣懸架是利用磁流變液的流變特性可被外加磁場控制的特性，實現(xiàn)阻尼系數(shù)的控制，從而實現(xiàn)阻尼力的控制，當車輛振動時，懸架系統(tǒng)控制器根據(jù)傳感器檢測到的車身和車輪相對運動狀況做出相應的運算，產生一控制信號，通過電流驅動器給勵磁線圈加載驅動電流，以調節(jié)磁場強度，從而改變磁流變油氣懸架中磁流變液的屈服應力大小，達到調節(jié)阻尼力的目的，在這個閉環(huán)控制系統(tǒng)中，車身與車輪性對運動速度是控制器最重要的輸入對象。
[0004]對于目前的磁流變油氣懸架來說，由于油氣懸架的油缸活塞面積較大，因此，通過阻尼閥的液體流量會很大，當阻尼閥內置時，在壞路上行駛時就會遇到散熱問題，油液溫度過高會造成粘度降低，影響到蓄能器內氣體的性能，并有可能損壞電磁線圈，從而影響到油氣懸架的外特性，而且在現(xiàn)有的車輛磁流變減振系統(tǒng)中，實現(xiàn)車身與車輪性對運動速度傳感方式有兩種，相對位移方式和相對加速度方式，相對位移方式需要在振動系統(tǒng)中配置一個或者多個位移傳感器，而相對加速度方式需要在振動系統(tǒng)中配置一個或者多個加速度傳感器；無論采用哪種方式，單獨配置傳感器都會增加系統(tǒng)的成本，而且傳感器直接暴露于外部環(huán)境中容易被損壞，從而降低系統(tǒng)的可靠性。
[0005]中國公布的CN1593962A號實用新型專利第一次預先公布了一種具有相對速度自傳感功能的車輛懸架減振器，該實用新型從減振器出發(fā)，利用磁流變油氣懸架的特性，在活塞頭上纏繞一勵磁線圈，活塞桿里安裝一感應線圈，當車輛振動時，感應線圈的磁鏈發(fā)生相應的變化，電壓信號反映振動的相對速度，控制器根據(jù)感應線圈的電壓信號對減振器做進一步的調節(jié)，然而，當路面激勵很大時，通過活塞阻尼孔的油液流量會很大，由于活塞內置，其溫度會上升的很快，集成在活塞上的勵磁線圈容易損壞，此外勵磁線圈和感應線圈的引線要隨著活塞運動伸長縮短，引線易被拉斷，這也會降低減振器的可靠性；中國公布的CN101871502B號實用新型專利第一次公布了一種油氣懸架外置機械感應式可調阻尼閥，該阻尼閥是根據(jù)路面激勵的振幅自動調節(jié)阻尼的裝置，但是其為機械控制，一旦結構和參數(shù)設計好之后，阻尼特性無法改變，況且其阻尼只有兩級，無法很好的滿足多種路況和車輛狀態(tài)的需求。
實用新型內容
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種可靠性高的車輛磁流變油氣懸架阻尼閥，該車輛磁流變油氣懸架阻尼閥可以根據(jù)車身與車輪相對振動速度調節(jié)懸架的阻尼，且阻尼力為連續(xù)可調，實現(xiàn)振動系統(tǒng)的半主動控制。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種車輛磁流變油氣懸架阻尼閥，包括內有空腔的閥體、安裝管和浮動活塞，閥體內固定放置有安裝管，安裝管內設置有感應線圈和繞線桿，感應線圈纏繞在繞線桿外，并且感應線圈兩端引線伸出安裝管外，安裝管上安裝有浮動活塞；
[0008]安裝管外壁從上至下依次設置有上固定件、中固定件和下固定件，浮動活塞設置在上固定件與中固定件之間，浮動活塞與上固定件之間放置有上限位組件，上限位組件至少包括上彈簧，浮動活塞與中固定件之間放置有下限位組件，下限位組件至少包括下彈簧;
[0009]安裝管上還設置有固定閥芯，且固定閥芯放置在中固定件與下固定件之間位置，固定閥芯與閥體內壁之間有空隙；
[0010]浮動活塞和固定閥芯將閥體內的空腔分為上腔、中腔和下腔，上腔側壁上開有與外界相通的蓄能器接口，下腔側壁上開有與外界相通的油缸接口 ；
[0011]所述的固定閥芯包括上壓盤、勵磁線圈、殼體和絕緣套，殼體側壁上部開有線圈凹槽，勵磁線圈纏繞在線圈凹槽內，并且線圈凹槽外側套有絕緣套，上壓盤固定在殼體上端面；
[0012]引線孔貫穿固定閥芯和安裝管，勵磁線圈的兩端引線通過引線孔伸出安裝管外。
[0013]為了更好的理解本實用新型的技術內容，以下將本車輛磁流變油氣懸架阻尼閥簡稱為本阻尼閥。
[0014]采用這樣的結構后，當車輪上、下運動時，在磁流變液的推動下，浮動活塞沿著安裝管上下滑動；浮動活塞的運動速度反映了車輪相對于車身的運動速度，通過上限位組件與下限位組件限定浮動活塞的相對位置，使得浮動活塞在車輪停止跳動時自動回到平衡狀態(tài)；
[0015]工作時,勵磁線圈產生磁場，固定閥芯與浮動活塞之間形成一閉合工作磁路，勵磁線圈產生的磁場絕大部分磁通量通過該磁路，形成傳感器工作的主磁通，感應線圈產生一同頻率交變電壓信號，由于閉合工作磁路的主磁通不變，當路面激勵時，車輪與車身之間發(fā)生相對運動，浮動活塞沿著安裝管上下運動，使得感應線圈在閉合工作磁路中的線圈匝數(shù)相應地發(fā)生變化，感應線圈兩端感應產生一電壓信號，該電壓信號包含振動速度大小的信息,感應線圈的電壓信號由感應線圈引線引出，從而實現(xiàn)振動速度傳感。
[0016]固定閥芯被放置在中固定件與下固定件之間，固定閥芯的位置固定，避免勵磁線圈的引線拉扯，增強可靠性；
[0017]本阻尼閥與速度傳感器集成一體，避免了傳感器直接暴露于惡劣的外界環(huán)境中，故可靠性高。該外置磁流變油氣懸架系統(tǒng)阻尼閥可以自動感知車輪相對于車身的振動速度，并根據(jù)感應線圈產生的電壓大小進行阻尼的相應調節(jié)，從而實現(xiàn)油氣懸架的半主動控制。
[0018]本阻尼閥具有外徑較小、阻尼力大、所需電壓低和耗能小，而且外置裝配便于散熱。
[0019]本阻尼閥的浮動活塞、繞線桿和固定閥芯的殼體都采用高導磁材料制成；固定閥芯的上壓盤采用不導磁材料制成；所述閥體上、下端面采用不導磁材料制成，閥體的側壁采用高導磁材料制成。
[0020]采用這樣的結構后，輸入信號由勵磁線圈引線送入勵磁線圈，此時勵磁線圈產生交變磁場，便于在固定閥芯、閥體、浮動活塞、安裝管、繞線桿中形成閉合工作磁路。
[0021]本阻尼閥的勵磁線圈的引線和感應線圈的引線涂有絕緣膠，感應線圈上下兩端分別設置有絕緣膠封；采用這樣的結構后，防止勵磁線圈的引線和感應線圈的引線與外部元件發(fā)生短路。
[0022]本阻尼閥的上限位組件還包括套在安裝管外側的上彈簧套和套在安裝管外側的上彈簧座，上彈簧放置在上彈簧套與上彈簧座之間；所述的下限位組件還包括套在安裝管外側的下彈簧套和套在安裝管外側的下彈簧座，下彈簧放置在下彈簧套與下彈簧座之間；采用這種結構時，上限位組件和下限位組件的結構更合理。
[0023]本阻尼閥的上固定件由與安裝管配合的上卡環(huán)和上擋圈構成；所述的中固定件為安裝管外壁的外凸環(huán)；所述的下固定件由與安裝管配合的下卡環(huán)和下?lián)跞嫵?；采用這種結構時，上固定件、中固定件和下固定件的結構更合理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本阻尼閥實施例的結構示意圖。
[0025]圖2是圖1的A部放大圖。
[0026]圖3是本阻尼閥實施例的使用狀態(tài)圖。
[0027]圖4是本阻尼閥實施例的電氣工作原理圖。

【具體實施方式】
[0028]如圖1至2所示
[0029]本阻尼閥包括閥體1、安裝管2、浮動活塞5、上限位組件、下限位組件、上固定件、固定閥芯8和下固定件。
[0030]閥體I包括上蓋板la、套筒Ib和下蓋板Ic,上蓋板Ia與套筒Ib之間設置有密封圈Id,下蓋板Ic與套筒Ib之間同樣設置有密封圈Id,上蓋板Ia和下蓋板Ic都米用極低導磁材料制成；套筒Ib采用高導磁材料制成。
[0031]上蓋板Ia與下蓋板Ic之間固定有安裝管2，安裝管2內設置有感應線圈2a和繞線桿2b，感應線圈2a纏繞在繞線桿2b外，感應線圈2a上下兩端分別設置有絕緣膠封2c，并且感應線圈2a兩端感應線圈引線2d穿過上蓋板Ia伸出閥體I外,感應線圈2a的感應線圈引線2d涂有絕緣膠，繞線桿2b采用高導磁材料制成；安裝管2外壁從上至下依次分布有上卡簧凹槽、外凸環(huán)2e和下卡簧凹槽。
[0032]上固定件由上卡環(huán)3a和上擋圈3b構成，上卡環(huán)3a與安裝管2的上卡簧凹槽配合；下固定件由下卡環(huán)4a和下?lián)跞?b構成，下卡環(huán)4a與安裝管2的下卡簧凹槽配合。
[0033]安裝管2上安裝有浮動活塞5，并且浮動活塞5設置在上固定件與外凸環(huán)2e之間，浮動活塞5可以沿安裝管2的軸向方向移動，浮動活塞5采用高導磁材料制成。
[0034]浮動活塞5與上固定件之間放置有上限位組件，上限位組件包括套在安裝管2外側的上彈簧套6a和套在安裝管2外側的上彈簧座6b，上彈簧6c放置在上彈簧套6a與上彈簧座6b之間，上彈簧套6a的上端面抵靠在上固定件的上擋圈3b，上彈簧座6b的下端面抵靠在浮動活塞5上。
[0035]浮動活塞5與外凸環(huán)2e之間放置有下限位組件，下限位組件包括套在安裝管2外側的下彈簧套7a和套在安裝管2外側的下彈簧座7b，下彈簧7c放置在下彈簧套7a與下彈簧座7b之間，下彈簧套7a的下端面抵靠在外凸環(huán)2e上，下彈簧座7b的上端面抵靠在浮動活塞5上。
[0036]安裝管2上還安裝有固定閥芯8，且固定閥芯8放置在外凸環(huán)2e與下固定件之間位置，固定閥芯8外壁與閥體I內壁之間有液流通道9 ;固定閥芯8包括上壓盤8a、勵磁線圈8b、殼體8c、下壓盤8d和絕緣套8f，殼體8c側壁上部開有線圈凹槽，勵磁線圈8b纏繞在線圈凹槽內，并且線圈凹槽外側套有絕緣套8f，上壓盤8a固定在殼體8c上端面，上壓盤8a的上端面抵靠在外凸環(huán)2e上，下壓盤8d固定在殼體Sc的下端面上，下壓盤8d的下端面抵靠在下固定件的下?lián)跞?b，殼體Sc采用高導磁材料制成，上壓盤8a采用極低導磁材料制成，引線孔8h貫穿固定閥芯8的殼體Sc、下壓盤8d和安裝管2，勵磁線圈Sb的兩端勵磁線圈引線8j通過引線孔8h伸出安裝管2外，勵磁線圈Sb的勵磁線圈引線8j分別穿過引線孔8h、安裝管2和上蓋板Ia伸出閥體I外，勵磁線圈Sb的勵磁線圈引線8j涂有絕緣膠。
[0037]浮動活塞5和固定閥芯8將閥體I內的空腔分為上腔10、中腔11和下腔12，上腔
10、中腔11和下腔12都充有磁流變液，上腔10側壁上開有與外界相通的蓄能器接口 If，蓄能器接口 If的位置處于浮動活塞5在向上最大位移處的上側，下腔12側壁上開有與外界相通的油缸接口 lg，上腔10與中腔11之間相互封閉，中腔11與下腔12之間通過液流通道9相互連通。
[0038]如圖3至4所示
[0039]使用時，將感應線圈2a的感應線圈引線2d與輸出端子15連接，輸出端子15通過信號預處理電路19與外部控制器20連通；勵磁線圈Sb的勵磁線圈引線8j與激勵源16連接。
[0040]本阻尼閥處于蓄能器13和油缸14之間，通過蓄能器接口 If與蓄能器13相通，通過油缸接口 Ig與油缸14相通，組成油氣懸架系統(tǒng)的封閉液流通路。
[0041]浮動活塞5將本阻尼閥內磁流變液分隔，當車輪上下運動時，在磁流變液的推動下，浮動活塞5沿著安裝管2上下滑動，因此，浮動活塞5的運動速度反映了車輪相對于車身的運動速度。
[0042]當車輪上下運動時，磁流變液通過固定閥芯8液流通道9，產生阻尼力，當固定閥芯8液流通道9有外加磁場作用時，固定閥芯8液流通道9中的磁流變液“固化”，磁流變液發(fā)生粘塑性流動，使阻尼力增大；阻尼力的大小與外加磁場大小有關，外加磁場大小與勵磁線圈8b中電流大小有關，因此通過調節(jié)勵磁線圈Sb中的電流即可改變本阻尼閥的阻尼力大小。
[0043]上蓋板la、下蓋板Ic和上壓盤8a均為極低導磁材料加工而成，套筒lb、浮動活塞
5、固定閥芯8和繞線桿2b由高導磁材料加工而成，安裝管2由低導磁材料加工。
[0044]信號發(fā)生器18產生一正弦交變電壓檢測信號,此檢測信號作為激勵源16輸入信號的一部分，由勵磁線圈引線8j送入勵磁線圈8b,此時勵磁線圈8b產生一同頻率交變磁場；固定閥芯8、液流通道9、套筒lb、浮動活塞5、安裝管2、繞線桿2b中形成一閉合工作磁路17，勵磁線圈Sb產生的磁場絕大部分磁通量通過該磁路，形成傳感器工作的主磁通，感應線圈2a產生一同頻率交變電壓信號。
[0045]由于閉合工作磁路17的主磁通不變，當路面激勵時，車輪與車身之間發(fā)生相對運動，浮動活塞5沿著安裝管2上下運動，使得感應線圈2a在閉合工作磁路17中的線圈匝數(shù)相應地發(fā)生變化，感應線圈2a兩端感應產生一電壓信號，該電壓信號包含振動速度大小的信息，感應線圈2a的電壓信號由感應線圈引線2d引出，輸入到信號預處理電路19，送入外部控制器20，從而實現(xiàn)振動速度傳感。
[0046]同時，外部控制器20根據(jù)感應線圈2a感應到的振動速度大小信息，進行相應的運算后將控制信號轉換為模擬信號并送入驅動電路21，驅動電路21產生一相應的電流，并通過加法耦合電路22與信號發(fā)生器18產生的檢測信號合成，作為勵磁線圈Sb的激勵源16 ；通過調節(jié)驅動電路21的電流大小改變勵磁線圈Sb所產生的磁場強度，該磁場是強磁場，從而改變液流通道9處磁流變液的阻尼比，實現(xiàn)阻尼自動可調功能。
[0047]該實用新型將阻尼閥與速度傳感器集成一體，避免了傳感器直接暴露于惡劣的外界環(huán)境中，故可靠性高；該外置磁流變油氣懸架系統(tǒng)阻尼閥可以自動感知車輪相對于車身的振動速度，并根據(jù)感應線圈2a產生的電壓大小進行阻尼的相應調節(jié)，從而實現(xiàn)油氣懸架的半主動控制。
[0048]上述高導磁材料(即軟磁材料)通常選用市售的不銹鋼材料；上述極低導磁材料(即不導磁材料)通常選用市售的鋁制材料。
[0049]以上所述的僅是本實用新型的一種實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干變型和改進，這些也應視為屬于本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種車輛磁流變油氣懸架阻尼閥，包括內有空腔的閥體、安裝管和浮動活塞，閥體內固定放置有安裝管，安裝管內設置有感應線圈和繞線桿，感應線圈纏繞在繞線桿外，并且感應線圈兩端引線伸出安裝管外，安裝管上安裝有浮動活塞，其特征為: 安裝管外壁從上至下依次設置有上固定件、中固定件和下固定件，浮動活塞設置在上固定件與中固定件之間，浮動活塞與上固定件之間放置有上限位組件，上限位組件至少包括上彈簧，浮動活塞與中固定件之間放置有下限位組件，下限位組件至少包括下彈簧； 安裝管上還設置有固定閥芯，且固定閥芯放置在中固定件與下固定件之間位置，固定閥芯與閥體內壁之間有空隙； 浮動活塞和固定閥芯將閥體內的空腔分為上腔、中腔和下腔，上腔側壁上開有與外界相通的蓄能器接口，下腔側壁上開有與外界相通的油缸接口 ； 所述的固定閥芯包括上壓盤、勵磁線圈、殼體和絕緣套，殼體側壁上部開有線圈凹槽，勵磁線圈纏繞在線圈凹槽內，并且線圈凹槽外側套有絕緣套，上壓盤固定在殼體上端面； 引線孔貫穿固定閥芯和安裝管，勵磁線圈的兩端引線通過引線孔伸出安裝管外。
2.根據(jù)權利要求1所述的車輛磁流變油氣懸架阻尼閥，其特征是:所述的浮動活塞、繞線桿和固定閥芯的殼體都采用高導磁材料制成；固定閥芯的上壓盤采用不導磁材料制成；所述閥體上、下端面采用不導磁材料制成，閥體的側壁采用高導磁材料制成。
3.根據(jù)權利要求1所述的車輛磁流變油氣懸架阻尼閥，其特征是:所述的勵磁線圈的引線和感應線圈的引線涂有絕緣膠，感應線圈上下兩端分別設置有絕緣膠封。
4.根據(jù)權利要求1所述的車輛磁流變油氣懸架阻尼閥，其特征是:所述的上限位組件還包括套在安裝管外側的上彈簧套和套在安裝管外側的上彈簧座，上彈簧放置在上彈簧套與上彈簧座之間；所述的下限位組件還包括套在安裝管外側的下彈簧套和套在安裝管外側的下彈簧座，下彈簧放置在下彈簧套與下彈簧座之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的車輛磁流變油氣懸架阻尼閥，其特征是:所述的上固定件由與安裝管配合的上卡環(huán)和上擋圈構成；所述的中固定件為安裝管外壁的外凸環(huán)；所述的下固定件由與安裝管配合的下卡環(huán)和下?lián)跞嫵伞?br> 【文檔編號】F16F9/34GK203836065SQ201420052440
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年1月27日 優(yōu)先權日:2014年1月27日
【發(fā)明者】王勛, 王充 申請人:安徽柳工起重機有限公司