專利名稱：復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器的制作方法
技術領域：
本發明屬于汽車懸架系統技術領域，具體涉及用于汽車懸架系統中的復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器。
背景技術：
現有公開的磁流變阻尼器結構各有不同，它們的內部一般都具有一個磁場發生器，環狀磁流變液通道位于磁場發生器中(流動模式)，或者磁場發生器與缸筒之間(混合模式)。在工作缸下部采用浮動活塞補償器或者可壓縮氣囊補償器。當磁流變阻尼器工作在磁場控制條件下時，環狀通道內的磁流變液變為半固態，從而使體積補償的磁流變液不能順暢通過通道、難以達到良好的補償效果。活塞桿在壓縮過程中作用面積大，復原過程中作用面積小，使得阻尼器壓縮阻尼力大復原阻尼力小，與汽車懸架系統對阻尼力的要求相沖突。
發明內容
本發明針對現有技術存在的不足，提出一種復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器，通過采用內外兩個磁流變液通道，其中通道II為磁場環境作用下的可變阻尼通道，而通道I為常通通道，通過對通道I和通道II的平衡，保證磁流變阻尼器在壓縮、復原過程中都有合適的阻尼力，以獲得更大的動態范圍。
本發明的技術方案如下復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器包括有工作缸、內置流動通道的活塞式磁場發生器、補償器和密封裝置，工作缸內充滿磁流變液，并被活塞總成分成上下兩腔，補償器位于工作缸底部，工作缸的端部由密封裝置密封。活塞式磁場發生器有內外兩個連通工作缸上下兩腔的磁流變液通道，外部通道I沒有磁場，以混合模式工作，內部通道II則處于磁場范圍內，工作在流動模式下，通道II的阻尼間隙寬度大于通道I的阻尼間隙寬度，并根據阻尼器要求的最大力值及最小力值分別確定，其中阻尼器的最大力值為通道I在無磁場條件下單獨作用時產生的阻尼力，最小力值為通道II在無磁場條件下單獨作用時產生的阻尼力。當磁流變阻尼器工作在零場狀態時，通道I和通道II內的磁流變液都處于牛頓流體狀態，假定磁流變液分別通過通道I和通道II的阻尼力值分別為FI和FII，FI數倍于FII，那么當通道I和通道II一起作用時，將產生的阻尼力(零場阻尼力)為F0=FI·FIIFI+FII,]]>可以近似認為F0＝FII。當磁流變阻尼器工作在磁場控制狀態時，由于通道II位于磁場中，此時通道II內的磁流變液由于磁流變效應而近于固態，流動受阻，而通道I處的磁場可以忽略不計，因此最大阻尼力為通道I在無磁場條件下單獨作用時產生的阻尼力，可以近似為Fm＝FI。這種雙通道磁流變阻尼器的動態范圍為 與傳統的單磁流變液通道結構相比，由于通道I內總是沒有磁場作用，沒有磁流變效應，從而不會阻礙磁流變液通過通道而影響補償效應。只要設計合適的通道間隙，就可以得到合適的FI和FII，從而得到合適的阻尼器動態范圍。
汽車懸架動力學要求減振器在復原行程阻尼力較大，而壓縮行程阻尼力較小。為了克服現有磁流變阻尼器力值壓縮大、復原小的缺點，本發明在磁流變液流動通道II內安裝有校正阻尼器工作特性的彈簧閥片補償機構，當活塞處于壓縮行程時，磁流變液克服彈簧的壓力，推開閥片通過通道II，而當活塞處于復原行程時，磁流變液將閥片壓在通道II的流動路徑上，從而阻止磁流變液通過通道II，增加復原阻力，滿足了汽車懸架動力學要求減振器在復原行程阻尼力較大，而壓縮行程阻尼力較小的要求。
本發明具有如下優點1.在磁流變液通道的設計上，采用可變阻尼通道和常通通道結合的兩通道結構，既可以使阻尼器在零場條件下得到利于控制的小阻尼力值，又可以保證大磁場控制時得到較大阻尼力值而不會出現補償不及的問題，從而保證磁流變阻尼器在強磁場控制時補償及時。
2.由于雙通道磁流變阻尼器動態范圍取決于通道I、II單獨零場工作時的阻尼力值之比，只需知道零場條件下磁流變液分別通過通道I和通道II的阻尼力值即可，這就使的磁流變阻尼器的設計計算得到極大簡化。
3.采用彈簧閥片組合控制通過通道II的磁流變液流動，可以使磁流變阻尼器具有壓縮力值小，復原力值大的特點，適合于車輛懸架減振使用。
圖1是本發明復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器結構2是復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器的流動通道部分的局部結構放大圖
具體實施例方式
復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器的結構參見圖1它主要是由工作缸1、活塞式磁場發生器2、補償器3和密封裝置4等組成。工作缸1內充滿磁流變液，并被活塞式磁場發生器2分成上下兩腔，補償器3位于工作缸1底部，工作缸的端部由密封裝置4密封，這與現有的磁流變阻尼控制裝置相似。
阻尼器的活塞式磁場發生器由活塞桿5、導向器環6、導向器7、磁場隔圈8、導磁套筒9、活塞10、勵磁線圈11、底蓋12、彈簧13和閥片14組成。
活塞10上端套裝有導向器7，下端套裝有底蓋12，中部裝有雙級勵磁線圈11，并外套導磁套筒9。活塞10與導磁套筒9、導向器7、底蓋12間形成磁流變液通道II，磁流變液通道II通過導向器底板上的軸向銑有的4個腰鼓形通槽16以及底蓋上的通孔19與工作缸1的上下兩腔連通，該通道II處于磁場范圍內，阻尼器的最小力值為通道II在無磁場條件下單獨作用時產生的阻尼力。
在上述部件組成的活塞組件之外套裝磁場隔圈8，磁場隔圈8與工作缸1之間形成磁流變液通道I，磁流變液通道I通過導向器周邊銑了12道槽17以及底蓋周邊的間隙20連通工作缸的上下兩腔。磁場隔圈由鋁合金等非磁性材料制成，用于隔離磁場，使通道I內沒有磁場分布或者磁場很小，阻尼器的最大力值為通道I在無磁場條件下單獨作用時產生的阻尼力。磁場隔圈兩端的內圓面加工螺紋，分別與導向器7和底蓋12的螺紋端相連接，將活塞容納在它們所形成的腔內。
活塞采用雙級勵磁線圈11串聯(或并聯)連接，活塞中心加工有小孔18，用于穿過勵磁線圈引出線15。
導向器7與導向器環6以及密封裝置4一起對活塞組件的運動起導向作用。導向器7及底蓋12的螺紋伸出端與導磁套筒9以及活塞10之間形成磁路。
在底蓋12的法蘭端，安裝彈簧13和閥片14組件，當活塞在缸筒內部下行時(壓縮行程)，由于底蓋12下表面壓力較大，磁流變液克服彈簧13的壓力沖開閥片14，保持通道II暢通，此時磁流變阻尼器阻尼力較小；當活塞在缸筒內部上行時(復原行程)，底蓋12的上端壓力較大，將閥片壓在底蓋上表面，全部或部分封閉通道II，達到增大阻尼力的目的。通過調節閥片和彈簧的剛度，以及閥片的直徑，可以控制復原行程阻尼增加的程度。
權利要求
1.復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器，包括有工作缸(1)、內置流動通道的活塞式磁場發生器(2)、補償器(3)和密封裝置(4)，工作缸內充滿磁流變液，并被活塞式磁場發生器(2)分成上下兩腔，補償器(3)位于工作缸(1)底部，工作缸(1)的端部由密封裝置(4)密封；其特征在于活塞式磁場發生器(2)有內外兩個連通工作缸上下兩腔的磁流變液通道，外部磁流變液通道I沒有磁場，內部磁流變液通道II則處于磁場范圍內；通道II的阻尼間隙寬度大于通道I的阻尼間隙寬度，并根據阻尼器要求的最大力值及最小力值分別確定，其中阻尼器的最大力值為通道I在無磁場條件下單獨作用時產生的阻尼力，最小力值為通道II在無磁場條件下單獨作用時產生的阻尼力。
2.根據權利要求1所述的雙通道磁流變阻尼器，其特征在于活塞式磁場發生器(2)包括活塞桿(5)、導向器環(6)、導向器(7)、磁場隔圈(8)、導磁套筒(9)、活塞(10)、勵磁線圈(11)和底蓋(12)；活塞(10)上端套裝有導向器(7)，下端套裝有底蓋(12)，中部裝有雙級勵磁線圈(11)，并外套導磁套筒(9)，活塞(10)與導磁套筒(9)、導向器(7)、底蓋(12)間形成磁流變液通道II，磁流變液通道II通過導向器底板上的軸向通槽(16)以及底蓋上的通孔(19)與工作缸的上下兩腔連通；在上述部件組成的活塞組件之外套裝導磁材料制造的磁場隔圈(8)，與工作缸(1)之間形成磁流變液通道I，磁流變液通道I通過導向器周邊的槽(17)以及底蓋周邊的間隙(20)連通工作缸的上下兩腔。
3.根據權利要求2所述的雙通道磁流變阻尼器，其特征在于在底蓋的通孔上安裝有閥片(14)和彈簧(13)。
全文摘要
本發明涉及一種復合混合模式和流動模式的雙通道磁流變阻尼器，包括工作缸、活塞式磁場發生器、補償器和密封裝置。活塞式磁場發生器有兩個流動通道，外部通道沒有磁場，以混合模式工作；內部通道則處于磁場范圍之內，工作在流動模式下。當阻尼器工作在無外加激勵電流狀態下時，磁流變液表現為牛頓流體，剪切屈服應力為零，阻尼器阻尼力較小。而當阻尼器工作在較大外加激勵電流狀態時，外部通道內的磁流變液不受磁場影響，仍然以牛頓流體狀態工作，但內部通道磁流變液在磁場作用下呈現半固體狀態，剪切屈服應力增大，得到較大的阻尼力。這種雙通道結構使得磁流變阻尼器在不加磁場的條件下阻尼大幅度降低，擴大了動態調節范圍，從而更適合車輛懸架的半主動控制。
文檔編號B60G13/00GK1621707SQ200410081520
公開日2005年6月1日 申請日期2004年12月14日 優先權日2004年12月14日
發明者張紅輝, 廖昌榮, 余淼, 陳偉民, 黃尚廉 申請人:重慶大學