專利名稱：一種電磁式雙筒磁流變阻尼器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種阻尼器，特別涉及一種電磁式雙筒磁流變阻尼器。
背景技術：
磁流變阻尼器是繼油壓阻尼器、剪切型粘滯阻尼器之后，近年來推出的 一種高科技智能減振產品，又被稱作第三代阻尼器。磁流變阻尼器內部灌裝磁流變液作為 工作液體，磁流變液的剪切應力隨外加磁場強度成正比變化，讓磁流變液通過磁流變阻尼 器內部的狹長阻尼通道，便可提供一定的阻尼力；磁流變阻尼器具有最大阻尼力連續可調、 體積小、能耗低、效率高等優點，屬于半主動智能型阻尼器。由于磁流變阻尼器卓越的使用 性能，它被認為是最有前途的新型阻尼器。目前市場上商品化的磁流變阻尼器均為國外產品，如美國LORD公司和Delphi公 司產品，其阻尼力調節方式為電磁調節式，即通過調節輸入電磁線圈的電流大小來控制阻 尼通道內的磁場強度大小，進而控制阻尼器輸出阻尼力的大小。目前的電磁式磁流變阻尼器的電磁線圈均安裝在活塞上，處于阻尼器液壓缸內 部，屬于線圈內置式結構。阻尼器工作時由于摩擦作用內部溫度很高，同時線圈通電時自身 也會發熱，這非常不利于線圈散熱。磁流變阻尼器內部溫度過高將使阻尼性能下降。當它 應用于建筑結構、車輛懸架等環境復雜的戶外結構減振時，磁流變阻尼器很可能處于長期 高溫和長期工作狀態下，其發熱量很大，將制約磁流變阻尼器在這些領域的應用。發明內容本發明的目的就是針對現有技術的不足，提供一種由磁流變液作為工作 液體提供阻尼力，電磁線圈外置的電磁式雙筒磁流變阻尼器。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案—種電磁式雙筒磁流變阻尼器，包括固定耳環、圓形外筒、圓形內筒、磁流變液、活 塞、活塞桿、底座、活動耳環，圓形外筒的一端與底座固定連接，活塞桿的一端與活動耳環連 接，活塞桿的另一端穿過底座與活塞連接，活塞與圓形內筒內壁密閉，且滑動配合；圓形內 筒的一端與有底座固定連接，活動耳環與固定耳環相對設置，且固定耳環固定在圓形外筒 另一端的端部；磁流變液充滿在由上述部件構成的液壓缸密閉系統中，其特征在于圓形 內筒的另一端與設在圓形外筒內的閥芯固定連接，閥芯固定連接在圓形外筒內設有的圓筒 形極靴端部，圓筒形極靴的另一端置于固定耳環的底部，圓筒形極靴內設有電磁線圈，電磁 線圈的引線引出到電磁式雙筒磁流變阻尼器的外部，與電源連接；閥芯將電磁線圈與液壓 缸密閉系統分隔開，使電磁線圈置于阻尼器液壓缸的外部；所述圓形外筒與圓形內筒之間 設置有形成磁流變液通道的間隙，間隙的兩端分別與圓形內筒的內部連通，位于活塞兩端 的磁流變液形成連通的阻尼通道。所述底座的端面設有臺階，閥芯的端面設有臺階，內筒的 兩端分別焊接在底座端面的臺階和閥芯端面的臺階上。優選的，所述圓筒形極靴內固定連接有鐵芯，鐵芯的端部設有圓盤，圓盤固定連接 在極靴的內孔中，鐵芯的中心設有線圈固定圓柱，電磁線圈套在線圈固定圓柱上，并置于極 靴與線圈固定圓柱之間形成的凹槽中。電磁線圈與磁流變液是隔離的，可以采用灌封、防腐 層、加密封蓋等各種形式。優選的，所述閥芯的中心設有中心孔，鐵芯的線圈固定圓柱置于該中心孔中，線圈 固定圓柱的外徑小于中心孔的直徑，線圈固定圓柱與中心孔之間形成阻尼通道；閥芯底部的設有支撐環，支撐環固定連接(焊接)在圓筒形極靴端部；所述支撐環設有豁口 ；所述圓 形內筒靠近底座的一端設有連通孔，連通孔、間隙、豁口、阻尼通道連通，所述磁流變液能夠 通過阻尼通道和內筒上的通道孔在兩個液壓缸之間來回往復流動。設計使磁流變液能夠在 兩個液壓缸之間來回往復流動的流道設計有多種方案，以上只是其中的一種，主要是要達 到使磁流變液能夠在兩個液壓缸之間來回往復流動的目的，才能實現阻尼目的。優選的，所述的電磁線圈上設有線圈保護套。線圈保護套將電磁線圈隔離在雙筒 磁流變阻尼器液壓缸密閉系統的外部，形成外置式電磁線圈結構，利于電磁線圈散熱。優選的，電磁線圈的引線通過鐵芯從固定耳環處引出到外部。線圈導線引出方便， 降低了整機加工制造成本。優選的，所述活塞外壁設有動密封圈和耐磨導向環；所述底座與活塞桿的內壁設 有動密封圈，底座與圓形外筒連接的外壁設有靜密封圈；所述極靴與圓形外筒連接的外壁 設有靜密封圈。保證密封效果。優選的，所述活塞的端部為桶形，在活塞桶形的開口端固定連接有膜片。活塞9和 膜片8共同構成一個空腔，上述空腔的體積可在一定范圍內自由變化，構成體積補償器。膜 片可以用任意一種方式與活塞桶形的開口端固定連接，也可以密閉連接，膜片可以采用具 有彈性的金屬材料，比如彈簧鋼，也可以采用合成材料，比如橡膠，如果采用合成材料，應結 合磁流變液的化學性質，保證合成材料在磁流變液中的耐腐蝕性、溶脹性、抗疲勞性等物理 性能。進一步優選的，所述活塞與膜片之間設有彈簧，彈簧位于活塞與膜片的中心。所述 膜片8、活塞9和彈簧17構成體積補償器，補償活塞桿11在液壓缸內往復運動而引起的缸 內體積變化。所述活塞9中空，其開口端連接膜片8，活塞9和橡膠膜片8共同構成一個空 腔；上述空腔的體積可在一定范圍內自由變化，形成縱向液壓緩沖結構。膜片8、活塞9和 彈簧17共同組成體積補償器，效果更好。進一步優選的，所述活塞的中心均設有活塞凸頭、膜片的中心均設有膜片凸頭，彈 簧的兩端分別套在活塞凸頭和膜片凸頭上；所述膜片由橡膠材料制成。凸頭使彈簧定位，提 高可靠性。橡膠材料制成的膜片制造成本低，緩沖效果強。優選的，底座內側的端部設有凸起的圓錐臺，活塞朝向底座的一側設有圓錐臺形 凹陷，圓錐臺與圓錐臺形凹陷的形狀和大小相適應。圓錐臺形凹陷、圓錐臺在活塞與底座靠 緊前便于磁流變液由內筒流向間隙，同時起到緩沖作用，與活塞的縱向液壓緩沖結構形成 雙向液壓緩沖結構，能有效地防止由于外力瞬時沖擊下造成阻尼器的破壞。優選的，所述閥芯和線圈固定圓柱朝阻尼器內部的配合端是一個弧面，該弧面與 膜片的形狀和大小相適應。閥芯和線圈固定圓柱朝阻尼器內部的配合端面與膜片的形狀和 大小相適應，結構合理，膜片的局部磨損小，使用壽命長。與現有技術相比，本發明的優點在于1.本發明的電磁調節式雙筒磁流變阻尼器，有別于目前通行的電磁式磁流變阻尼 器均采用線圈內置式結構，本發明是將電磁線圈置于阻尼器的端部，屬于外置式結構。該結 構的優點是線圈散熱性大大優于內置式結構，且線圈導線引出方便，降低了整機加工制造 成本。這種阻尼器特別適用于車輛懸架和土木建筑等環境惡劣的戶外抗振結構。2.本發明的電磁調節式雙筒磁流變阻尼器，采用單出桿結構，活塞內部安裝一定
5彈性系數的彈簧，彈簧外端連接橡膠膜片，橡膠膜片的邊緣固定在活塞上并密封。活塞桿作 往復運動時，彈簧也帶動膜片作往復運動，起到體積補償的作用。 3.本發明的電磁調節式雙筒磁流變阻尼器，其底座朝液壓缸端設有變截面凸臺， 其和活塞變截面凹面形成雙向液壓緩沖裝置，從而能有效地防止由于外力瞬時沖擊下造成 阻尼器的破壞。4.本發明的電磁調節式雙筒磁流變阻尼器，采用模塊化設計，結構簡單、密封可 靠、制造、使用和維修等成本低廉，具有市場競爭的優勢。本發明一種電磁式雙筒磁流變阻尼器的有益效果是，電磁線圈散熱好、線圈導線 引出方便，降低了整機加工制造成本，活塞內部采用彈簧、橡膠膜片體積補償緩沖結構，提 高阻尼效果，能有效地防止由于外力瞬時沖擊下造成阻尼器的破壞，使用壽命長，結構簡 單、密封可靠、制造、使用和維修等成本低廉。
圖1是本發明的結構示意圖；圖2是圖1中的A-A剖視結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但并不因此將本發明限制 在所述的實施例范圍之中。參見圖1、圖2，一種電磁式雙筒磁流變阻尼器，包括固定耳環1、圓形外筒3、圓形內 筒6、磁流變液7、活塞9、活塞桿11、底座12、活動耳環15，圓形外筒3的一端與底座12固定 連接，活塞桿U的一端與活動耳環15連接，活塞桿11的另一端穿過底座12與活塞9連接， 活塞9與圓形內筒6內壁密閉，且滑動配合；圓形內筒6的一端與有底座12固定連接，活動 耳環15與固定耳環1相對設置，且固定耳環1固定在圓形外筒3另一端的端部；磁流變液7 充滿在由上述部件構成的液壓缸密閉系統中，其特征在于圓形內筒6的另一端與設在圓形 外筒3內的閥芯5固定連接，閥芯5固定連接在圓形外筒3內設有的圓筒形極靴4端部，圓 筒形極靴4的另一端置于固定耳環1的底部，圓筒形極靴4內設有電磁線圈20，電磁線圈20 的引線2引出到電磁式雙筒磁流變阻尼器的外部，與電源連接；所述圓形外筒3與圓形內筒6 之間設置有形成磁流變液7通道的間隙23，間隙23的兩端分別與圓形內筒6的內部連通。所述圓筒形極靴4內固定連接有鐵芯22，鐵芯22的端部設有圓盤221，圓盤221 固定連接在極靴4的內孔中，鐵芯22的中心設有線圈固定圓柱222，電磁線圈20套在線圈 固定圓柱222上，并置于極靴4與線圈固定圓柱222之間形成的凹槽中。所述閥芯5的中心設有中心孔51，鐵芯22的線圈固定圓柱222置于該中心孔51 中，線圈固定圓柱222的外徑小于中心孔51的直徑，線圈固定圓柱222與中心孔51之間形 成阻尼通道18 ；閥芯5底部的設有支撐環52，支撐環52固定連接在圓筒形極靴4端部；所 述支撐環52設有豁口 53 ；所述圓形內筒6靠近底座12的一端設有連通孔61，連通孔61、 間隙23、豁口 53、阻尼通道18連通，所述磁流變液7能夠通過阻尼通道18和內筒6上的通 道孔61在兩個液壓缸之間來回往復流動。閥芯5通過一端的支撐與極靴連接，另一端與內 筒6緊配合，磁流變液7通過阻尼通道流經閥芯5。所述的電磁線圈20上設有線圈保護套19。電磁線圈20的引線2通過鐵芯22從固定耳環1處引出到外部。所述活塞9外壁設有動密封圈10和耐磨導向環16 ；所述底座12與活塞桿11的 內壁設有動密封圈14，底座12與圓形外筒3連接的外壁設有靜密封圈13 ；所述極靴4與圓
6形外筒3連接的外壁設有靜密封圈21。所述活塞9的端部為桶形，在活塞9桶形的開口端固定連接有膜片8。所述活塞9與膜片8之間設有彈簧17，彈簧17位于活塞9與膜片8的中心。所述 活塞9的中心均設有活塞凸頭91、膜片8的中心均設有膜片凸頭81，彈簧17的兩端分別套 在活塞凸頭91和膜片凸頭81上；所述膜片8由橡膠材料制成。底座12內側的端部設有凸起的圓錐臺121，活塞9朝向底座12的一側設有圓錐臺 形凹陷92，圓錐臺121與圓錐臺形凹陷92的形狀和大小相適應。所述閥芯5和線圈固定圓柱222朝阻尼器內部的配合端是一個弧面，該弧面與膜 片8的形狀和大小相適應。工作原理如圖1、圖2所示，電磁調節式雙筒磁流變阻尼器，包括外筒3、內筒6、底座12、鐵 芯22、極靴4、閥芯5、活塞9和活塞桿11等部件，由外筒3、內筒6、底座12、活塞9和活塞 桿11等構成一個充滿磁流變液7的液壓缸密閉系統。活塞9把上述密閉系統分成兩個液 壓缸，該液壓缸通過內筒6上的連通孔61和閥芯5的支撐環52上設有的豁口 53、鐵芯22 的線圈固定圓柱222與中心孔51之間形成阻尼通道18、圓形外筒3與圓形內筒6之間形成 磁流變液7通道的間隙23，構成相互貫通的阻尼通道，使磁流變液7能在活塞9的作用下在 活塞9兩端轉移，起到阻尼作用；活塞9與內筒6之間設有動密封圈10和耐磨導向環16 ； 活塞9與活塞桿11緊配合；活塞桿11與底座12之間設有動密封圈14，活塞桿11尾部連接 活動耳環15 ；外筒3與極靴4、底座12之間設有靜密封圈13、21，可以保證密閉環境；外筒 3與固定耳環1、底座12之間緊配合并滾壓外筒飛邊，整體結合牢固；內筒6與閥芯5、底座 12緊配合；電磁線圈20繞制在鐵芯22上，引線2通過固定耳環1導出到阻尼器外；電磁線 圈20靠近阻尼通道18 —側安裝保護套19，防止電磁線圈與磁流變液直接接觸；活塞9中 空，其開口端連接橡膠膜片8，活塞9和膜片8共同構成一個空腔；膜片8內側安裝彈簧17， 彈簧17的另一端與活塞9連接，上述空腔的體積可在一定范圍內自由變化；膜片8、活塞9 和彈簧17共同組成體積補償器。阻尼器工作時，當往復外力推動活塞9時，活塞9兩端的磁流變液7便會通過阻尼 通道18和內筒6上的通道孔往復流動，活塞桿11進出液壓缸引起的缸內體積變化通過體 積補償器進行補償。當增大電磁線圈中的電流時，阻尼通道18內的磁場強度隨之增大，磁 流變液7流過阻尼通道18的阻力也增大，使得阻尼器輸出的阻尼力增大；反之，當減小電磁 線圈中的電流時，阻尼通道18內的磁場強度隨之減小，磁流變液7流過阻尼通道18的阻力 也減小，使得阻尼器輸出的阻尼力減小。這樣，只需調節輸入電磁線圈的電流大小，就可以 很方便、快捷地調節阻尼器輸出阻尼力的大小。另外，在底座12凸起的圓錐臺121，活塞9上設有圓錐臺形凹陷92，形成凸凹面的 雙向液壓緩沖裝置，能有效地防止由于外力瞬時沖擊下造成阻尼器的破壞。以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
權利要求
1.一種電磁式雙筒磁流變阻尼器，包括固定耳環(1)、圓形外筒(3)、圓形內筒(6)、磁 流變液(7)、活塞(9)、活塞桿(11)、底座(12)、活動耳環(15)，圓形外筒(3)的一端與底座 (12)固定連接，活塞桿(11)的一端與活動耳環(15)連接，活塞桿(11)的另一端穿過底座 (12)與活塞(9)連接，活塞(9)與圓形內筒(6)內壁密閉，且滑動配合；圓形內筒(6)的一 端與有底座(12)固定連接，活動耳環(15)與固定耳環(1)相對設置，且固定耳環(1)固定 在圓形外筒(3)另一端的端部；磁流變液(7)充滿在由上述部件構成的液壓缸密閉系統中， 其特征在于圓形內筒(6)的另一端與設在圓形外筒(3)內的閥芯(5)固定連接，閥芯(5) 固定連接在圓形外筒(3)內設有的圓筒形極靴(4)端部，圓筒形極靴(4)的另一端置于固 定耳環⑴的底部，圓筒形極靴⑷內設有電磁線圈(20)，電磁線圈(20)的引線⑵引出 到電磁式雙筒磁流變阻尼器的外部，與電源連接；所述圓形外筒(3)與圓形內筒(6)之間設 置有形成磁流變液⑵通道的間隙(23)，間隙(23)的兩端分別與圓形內筒(6)的內部連ο
2.根據權利要求1所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于所述圓筒形極靴(4) 內固定連接有鐵芯(22)，鐵芯(22)的端部設有圓盤(221)，圓盤(221)固定連接在極靴(4) 的內孔中，鐵芯(22)的中心設有線圈固定圓柱(222)，電磁線圈(20)套在線圈固定圓柱 (222)上，并置于極靴(4)與線圈固定圓柱(222)之間形成的凹槽中。
3.根據權利要求1或2所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于所述閥芯(5)的 中心設有中心孔(51)，鐵芯(22)的線圈固定圓柱(222)置于該中心孔(51)中，線圈固定 圓柱(222)的外徑小于中心孔(51)的直徑，線圈固定圓柱(222)與中心孔(51)之間形成 阻尼通道(18)；閥芯(5)底部的設有支撐環(52)，支撐環(52)固定連接在圓筒形極靴(4) 端部；所述支撐環(52)設有豁口(53)；所述圓形內筒(6)靠近底座(12)的一端設有連通 孔(61)，連通孔(61)、間隙(23)、豁口(53)、阻尼通道(18)連通。
4.根據權利要求1所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于所述的電磁線圈 (20)上設有線圈保護套(19)。
5.根據權利要求1所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于電磁線圈(20)的引 線(2)通過鐵芯(22)從固定耳環(1)處引出到外部。
6.根據權利要求1所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于所述活塞(9)外壁 設有動密封圈(10)和耐磨導向環(16)；所述底座(12)與活塞桿(11)的內壁設有動密封 圈(14)，底座(12)與圓形外筒(3)連接的外壁設有靜密封圈(13)；所述極靴(4)與圓形外 筒(3)連接的外壁設有靜密封圈(21)。
7.根據權利要求1所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于所述活塞(9)的端 部為桶形，在活塞(9)桶形的開口端固定連接有膜片(8)。
8.根據權利要求7所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于所述活塞(9)與膜 片(8)之間設有彈簧(17)，彈簧(17)位于活塞(9)與膜片(8)的中心。
9.根據權利要求7或8所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于所述活塞(9)的 中心均設有活塞凸頭(91)、膜片(8)的中心均設有膜片凸頭(81)，彈簧(17)的兩端分別套 在活塞凸頭(91)和膜片凸頭(81)上；所述膜片(8)由橡膠材料制成。
10.根據權利要求1所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于底座(12)內側的 端部設有凸起的圓錐臺(121)，活塞(9)朝向底座(12)的一側設有圓錐臺形凹陷(92)，圓錐臺(121)與圓錐臺形凹陷(92)的形狀和大小相適應。
11.根據權利要求1或2所述的電磁式雙筒磁流變阻尼器，其特征在于所述閥芯(5) 和線圈固定圓柱(222)朝阻尼器內部的配合端是一個弧面，該弧面與膜片(8)的形狀和大 小相適應。
全文摘要
本發明公開了一種電磁式雙筒磁流變阻尼器，包括固定耳環、圓形外筒、圓形內筒、磁流變液、活塞、活塞桿、底座、活動耳環，圓形外筒的一端與底座固定連接，圓形內筒的另一端與設在圓形外筒內的閥芯固定連接，閥芯固定連接在圓形外筒內設有的圓筒形極靴端部，圓筒形極靴的另一端置于固定耳環的底部，圓筒形極靴內設有電磁線圈，電磁線圈的引線引出到電磁式雙筒磁流變阻尼器的外部；所述圓形外筒與圓形內筒之間設置有形成磁流變液通道的間隙，間隙的兩端分別與圓形內筒的內部連通。本發明電磁線圈散熱好、線圈導線引出方便，能有效地防止由于外力瞬時沖擊下造成阻尼器的破壞，使用壽命長，結構簡單、密封可靠、制造、使用和維修等成本低廉。
文檔編號F16F9/53GK102003491SQ200910104759
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月3日 優先權日2009年9月3日
發明者張登友, 楊百煉, 段寧, 魯嘉 申請人:重慶儀表材料研究所