專利名稱：磁控流變減振器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種磁控流變減振器，是對汽車懸架中或者其它機械的減振器提出的技術創新，屬于機械工程技術領域。
汽車懸架是連接車架(或承載式車身)和車橋(或車輪)之間的裝置。傳統的汽車懸架主要由用以緩沖路面沖擊的彈簧(如板簧、螺旋彈簧或扭力彈簧)、限制車身上下振動的減振器、車輛橫向穩定裝置以及控制車輪運動的連接機構組成。當汽車輪胎在行駛中受到路面凹凸不平物沖擊時，懸架裝置能抑制和減小因沖擊引起的車身振動而保持車輛的運動態勢，改善汽車的平順性和操縱穩定性。傳統的汽車懸架由于彈簧的剛度和液壓減振器的阻尼系數均在車輛制造時已經確定，因而在行駛中無法根據不同的道路狀況而改變，即只能被動地承受路面沖擊，故也稱為“被動懸架系統”。被動懸架系統的主要優點是技術成熟，生產加工容易，成本低廉，因而仍然是當前汽車上的主導裝備產品。但隨著科技的進步和社會的發展，人們對汽車的平順性和操縱穩定性提出了更高的要求。盡管對傳統懸架和設計進行了不少改進和創新，也取得了一定的效果，但由于傳統懸架自身結構和工作機理的局限性，不可能從根本上解決問題。如人民交通出版社《汽車構造》(下冊，1995年7月，陳家瑞著，P198)介紹的汽車減振器為雙向作用筒式結構，采用的減振器油的粘度不受人為控制，加上傳統懸架中的彈簧剛度是定值，故液壓減振器的阻尼系數為定值，不能適應復雜的道路狀況。現代電子技術、傳感技術和電液技術在汽車懸架上的應用給懸架系統注入了全新的內涵。然而目前的主動懸架系統由于結構復雜、生產成本高昂，最主要的是伺服機構消耗大量的外部能量，所以有著技術革新和方案改進的必要性和迫切性。
本發明的目的在于針對現有技術的上述不足之處，設計一種新的磁控流變減振器，使其阻尼系數能夠根據路面狀況適時作出相應變化，從而提高汽車的行駛平順性、路面通過性和操縱穩定性，并且結構簡單，并不需要耗費巨大的外部能源。
本發明的目的是通過下述技術解決方案來實現的磁控流變減振器的最基本結構包括車架(或承載式車身)連接器、防塵罩、活塞桿、油封蓋、油封、油封支承彈簧、導向座、工作缸筒、儲液缸筒、活塞閥板總成、下端閥板總成、下端蓋、車橋(或車輪)連接器、下端電磁鐵、活塞緊固螺母、上端電磁鐵、磁控變液，其特征在于三個同心缸筒一防塵罩、儲液缸筒和工作缸筒，防塵罩與活塞桿和用以連接車架的車架連接器焊接在一起；工作缸筒置于儲液缸筒內，儲液缸筒的下端蓋焊有用以連接車橋的車橋連接器；在減振器工作時，儲液缸筒和工作缸筒是作為一個整體一起隨車橋而運動的，儲液缸筒與工作缸筒之間形成儲液腔，儲液腔內填充有磁控流變減振器專用的磁控變液，但不填滿，工作缸筒內則充滿磁控變液；活塞桿穿過工作缸筒和儲液缸筒的密封裝置而伸入工作缸筒內，在活塞桿的下端用壓緊螺母固定著活塞閥板總成；活塞閥板總成上有伸張閥和流通閥及若干個常通孔，在壓縮或伸張行程中磁控變液均可通過常通孔流動；在工作缸筒的下端閥板總成有壓縮閥和補償閥并有若干個常通孔。
磁控流變減振器具有四種閥，即壓縮閥、伸張閥、流通閥和補償閥。流通閥和補償閥是一般的單向閥，其彈簧力很弱，當閥上的液壓作用力與彈簧力同向時，閥處于關閉狀態，完全不通液流；而當液壓作用力與彈簧力反向時，只要很小的液壓，閥便能開啟。壓縮閥和伸張閥是卸載閥，其彈簧較強，預緊力較大，只有當液壓增高至一定程度時，閥才能開啟；而當油壓減低到一定程度時，閥即自行關閉。這些閥對液流的節流便造成對懸架壓縮或伸張運動的阻尼力。但這些閥的阻尼系數都是制造時都確定的，并不能在行駛中根據不同的道路狀況而改變，因而本發明在磁控流變減振器中又采取了磁控變液技術——在減振器的工作缸筒兩端分別設置有電磁鐵，通過外部驅動電路適時進行調整控制磁場強度，儲液缸筒和工作缸筒中填充的磁控變液在磁場的作用下會變得粘稠，其粘度隨磁場強度而變，磁場增強則磁控變液的粘度也變大，當磁控變液的粘度變大后其流動速度降慢，流動阻力上升，磁控流變減振器的阻尼系數便也隨之相應變大，從而根據施于磁控變液的磁場強度達到控制磁控流變減振器阻尼系數的目的。
為更好理解本發明的技術解決方案，下面結合附圖作進一步詳細描述。


圖1為本發明的整體結構示意圖。
如圖所示，本發明磁控流變減振器的車架(或承載式車身)連接器1、防塵罩2及活塞桿3焊接在一起，防塵罩2又與儲液缸筒9、工作缸筒8形成三個同心鋼筒，防塵罩2居外，儲液缸筒9居中，工作缸筒8居內，工作缸筒8內充滿磁控變液21，儲液缸筒9的儲液腔中也充有磁控變液21，但是不充滿。油封蓋4蓋于油封5之上，油封5套于活塞桿3上，油封支承彈簧6位于導向座7和油封5之間，將油封5支承起來并緊密貼封活塞桿3與油封蓋4之間的間隙。導向座7置于油封蓋4和工作鋼筒8之間，令活塞桿3的行程受導，活塞閥板總成10通過活塞緊固螺母18安裝于活塞桿3下端，活塞閥板總成10上整合了伸張閥19和流通閥17，并有若干個常通孔，工作鋼筒8下部裝有下端閥板總成11，其上整合有壓縮閥16和補償閥15，并有若干個常通孔，車橋(或車輪)連接器13與下端蓋12焊在一起，下端蓋12蓋住儲液鋼筒9和工作鋼筒8的下端，以使磁控變液21不至于漏出減振器。在工作缸筒8兩端裝有電磁鐵，上端電磁鐵20整合于導向座7中，下端電磁鐵14整合于下端蓋12之中，上端電磁鐵20與下端電磁鐵14均有導線與外部驅動電路連接。
本發明的技術方案具體實施到汽車懸架系統中，其車架(或承載式車身)連接器1與汽車的車架(或承載式車身)相連，其車橋(或車輪)連接器13與車橋(或車輪)相連。磁控流變減振器的工作原理可分為壓縮行程和伸張行程加以說明。當汽車車輪滾上凸起或滾出凹坑時，車輪移近車架，磁控流變減振器受壓縮，活塞閥板總成10下移，活塞下面的腔室(下腔)容積減小，液壓升高，磁控變液21流經流通閥17流到活塞閥板總成10上面的腔室(上腔)，由于上腔被活塞桿3占去一部分，上腔內增加的容積小于下腔減小的容積，故還有一部分磁控變液21推開壓縮閥16流回儲液缸筒9；當車輪滾進凹坑或滾離凸起時，車輪相對車架移開，磁控流變減振器受拉伸，此時磁控流變減振器的活塞閥板總成10向上移動，活塞閥板10上腔液壓升高，流通閥17關閉，上腔內的磁控變液21便推開伸張閥19流入下腔。同樣，由于活塞桿13的存在，自上腔流來的磁控變液21還不足以充滿下腔所增加的容積，下腔內產生一定的真空度，這時儲液缸筒9中的磁控變液21便推開補償閥15流入下腔進行補償。這樣，壓縮閥16、流通閥17、伸張閥19、補償閥15的節流作用即造成對汽車懸架伸縮運動的阻尼力。當車架或車身振動緩慢(即活塞閥板總成10上下運動速度低)時，多余部分的磁控變液21便經活塞閥板總成10和下端閥板總成11上的常通孔流回儲液缸筒9，由于常通孔截面積很小，便產生較大的阻尼力，從而消耗了振動能量，使振動迅速衰減；當車身振動劇烈，即活塞閥板總成10上下運動速度高時，則活塞閥板總成10的上腔和下腔液壓驟增，達到能克服壓縮閥16或伸張閥19的彈簧預緊力時，便推開壓縮閥16或伸張閥19，使磁控變液21在很短的時間內，通過較大的通道流回儲液缸筒9。這樣，液壓和阻尼力都不致超過一定限度，以保證壓縮行程伸張行程中汽車懸架系統中的彈性元件(如板簧、螺旋彈簧或扭力彈簧)的緩沖作用得到充分發揮，而且可使磁控流變減振器及汽車懸架系統的某些零件不會因承受過大的沖擊載荷導致超載而造成損壞。而磁控變液21的粘度可通過上端電磁鐵20和下端電磁鐵14之間的磁場強度來調節，汽車懸架系統的電子控制部分根據不同的道路狀況和汽車行駛情況的反饋信息來作出判斷，從而改變施加于上端電磁鐵20和下端電磁鐵14的功率，達到改變磁控流變減振器阻尼系數，以適時地使汽車懸架系統與路面處于最佳匹配狀況。
本發明提出的減振器變阻尼技術解決方案，能使汽車懸架系統根據其所處工況改變而使其阻尼系數作出相應的變化，從而使汽車懸架系統始終于路面處于最佳匹配狀況，達到極大地改善汽車的行駛平順性、路面通過性和操縱穩定性的效果。
本發明的減振器采用了先進的磁控變液技術，使汽車主動懸架耗能驟減，節約了可貴的能源，符合綠色汽車的潮流和生態保護的時代步伐，可望得到廣泛地應用。
權利要求
1.一種磁控流變減振器，車架連接器(1)、防塵罩(2)及活塞桿(3)焊接在一起，車橋連接器(13)與下端蓋(12)焊在一起，其特征在于防塵罩(2)與儲液缸筒(9)、工作缸筒(8)形成三個同心鋼筒，活塞閥板總成(10)上有伸張閥(19)和流通閥(17)并有若干個常通孔，下端閥板總成(11)上有壓縮閥(16)和補償閥(15)并有若干個常通孔，工作缸筒(8)內充滿磁控變液(21)，儲液缸筒(9)的儲液腔中也充有磁控變液(21)但不充滿，在工作缸筒(8)兩端有電磁鐵(20、14)與外部驅動電路連接。
全文摘要
本發明是一種磁控流變減振器,防塵罩與儲液缸筒、工作缸筒形成三個同心鋼筒,活塞閥板總成上有伸張閥和流通閥及常通孔,下端閥板總成上有壓縮閥和補償閥及常通孔,在工作缸筒內充滿磁控變液,儲液缸筒的儲液腔中也充有磁控變液,但不充滿,工作缸筒的兩端安有電磁鐵與外部驅動電路連接。本發明采用磁控方法來改變磁控變液的粘度,使減振器的阻尼系數能根據路況適時作出變化,提高汽車行駛的平穩性,而不需耗費巨大的外部能源。
文檔編號B60G13/00GK1275498SQ00119449
公開日2000年12月6日 申請日期2000年7月13日 優先權日2000年7月13日
發明者楊大華 申請人:上海交通大學