磁流變液緩速器的制作方法

專利名稱：磁流變液緩速器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及車輛輔助制動領域，尤其涉及一種磁流變液緩速器。
背景技術：
車輛制動系統(tǒng)是行車安全的首要保證，隨著客車、卡車制造業(yè)的快速發(fā)展，在車輛動力性能在迅速增加，行駛速度也越來越快的同時，車輛的制動負荷也隨之加大，尤其對運營在城市內的公交，長期跑山路的長途客車、卡車等中重型車輛來說，制動負荷的問題更是突出。如果這些制動負荷全部由車輛自身的制動系統(tǒng)承擔，不但可能會造成制動性能下降， 更可能因為頻繁制動導致的制動轂和剎車片過熱，從而引發(fā)汽車跑偏、側滑失穩(wěn)和爆胎等一系列事故。因此加裝輔助制動裝置，將車輪制動器的負荷進行分流，使車輪制動器的溫度控制在安全范圍內成為車輛制動系統(tǒng)發(fā)展的方向。目前車輛使用的輔助制動器主要有液力緩速器和電渦流緩速器。液力緩速器結構復雜，成本高，響應慢，且油耗較大。電渦流緩速器一般在車速達到10km/h以后才起作用，且在20km/h左右達到最大， 輔助制動的速度空間受限，此外，電渦流緩速器靠電力制動，需要大量的電能，所需電流達上百安培，甚至需要加裝電瓶，對電池、發(fā)動機的使用壽命有影響。磁流變液(Magnetorheological Fluid,簡稱MR流體)是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的懸浮體，屬可控流體，可實現(xiàn)阻尼的改變，具有強度高、粘度低、能量需求小、溫度穩(wěn)定性好等特點，在外磁場作用下可以在毫秒級的瞬間由牛頓流體變成剪切屈服應力較高的Bingham塑性體或粘彈性體，且這種轉變是連續(xù)、可逆的。

實用新型內容本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種磁流變液緩速器，它具有結構緊湊、能耗小、制動力矩大、響應快且不受車速限制等優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種磁流變液緩速器，包括殼體、傳動軸、連接盤、若干組磁流變液裝置，殼體、連接盤、若干組磁流變液裝置安裝在傳動軸上，若干組磁流變液裝置安裝在殼體內，并且殼體和連接盤與傳動軸之間均裝有軸承，若干組磁流變液裝置與傳動軸之間裝有套筒和軸套； 每組磁流變液裝置之間裝有隔磁銅盤，連接盤與殼體開口端連接。磁流變液裝置包括旋轉盤、導磁主盤、導磁副盤、導磁外盤，由殼體內向外安裝在傳動軸上的順序依次為導磁主盤、旋轉盤、導磁副盤；旋轉盤、導磁主盤、導磁副盤、導磁外盤均為軟磁材料；導磁外盤連接在導磁主盤上，并且與導磁外盤相接觸的導磁主盤繞有勵磁線圈， 同時導磁主盤和導磁外盤分別與殼體配合連接；導磁主盤和導磁副盤與旋轉盤之間充滿磁流變液液體，并且導磁副盤與導磁主盤配合連接；旋轉盤內圓上設有花鍵，旋轉盤通過花鍵與傳動軸配合連接，并且旋轉盤兩盤面上均布設有若干對稱不相通的導油槽。傳動軸為階梯軸，傳動軸軸肩與殼體平行，并且傳動軸兩端設有花鍵，傳動軸上設有與旋轉盤相配合的花鍵。殼體與傳動軸之間的軸承以及連接盤與傳動軸之間的軸承分別通過軸承蓋固定， 軸承蓋與傳動軸之間裝有密封圈，并且該軸承蓋分別與殼體和連接盤連接。連接盤上均布設有若干散熱筋和若干連接螺孔。殼體上設有接線端子，并且還均布設有若干散熱筋，并且設有與接線端子相通的導線槽，接線端子的導線通過導線槽分別與導磁主盤上的勵磁線圈連接。兩組磁流變液裝置之間的導磁主盤與導磁副盤之間設有隔磁銅盤，并且該導磁主盤與導磁副盤之間均裝有密封圈。每組磁流變液裝置中的旋轉盤之間的傳動軸上裝有套筒。磁流變液裝置中與殼體接觸的導磁主盤與殼體之間設有密封圈；導磁主盤內圓與傳動軸之間設有軸套，并且該導磁主盤與軸套之間設有密封圈。磁流變液裝置中與連接盤接觸的導磁副盤與連接盤之間設有密封圈，導磁副盤內圓與傳動軸之間設有軸套，并且該導磁副盤與軸套之間設有密封圈。軸承蓋通過螺栓分別于殼體和連接盤連接，軸承蓋與殼體之間，軸承蓋與連接盤之間均設有有墊圈。殼體、連接盤和傳動軸均為非導磁材料，勵磁線圈通過導線經(jīng)導線槽和接線端子連接，接線端子通過螺釘固定在殼體上，從而獲得供電。旋轉盤通過花鍵連接在傳動軸上，通過軸套和套筒進行軸向定位，旋轉盤上開有導油槽，實現(xiàn)磁流變液液體的方便灌裝和旋轉盤兩側磁流變液液體的流動，從而保護磁流變液液體性能。導磁副盤上均布設有若干轉配盲孔，導磁副盤和導磁外盤通過螺紋與導磁主盤配合連接；導磁外盤和導磁主盤通過花鍵與殼體配合連接。連接盤通過螺栓與殼體開口端相連，并有連接螺孔用于固定在變速器外殼或驅動器外殼上。磁流變液緩速器由制動控制器控制磁流變液緩速器中的勵磁線圈的電流大小來實現(xiàn)輔助制動，制動踏板與壓力傳感器相連，壓力傳感器輸出電信號到制動控制器，制動控制器通過接線端子與磁流變液緩速器中的的各個勵磁線圈相連，制動控制器可對各個勵磁線圈進行單獨控制，制動控制器根據(jù)制動踏板壓力信號和車速傳感器等自動判斷車輛需要滿足的制動狀態(tài)，并通過控制算法確定需要控制的勵磁線圈個數(shù)，以及輸出到勵磁線圈的電流大小，從而改變傳動軸的轉速，旋轉盤改變了對磁流變液液體的剪切強度，達到車輛制動的目的。在沒有制動壓力信號時，傳動軸帶動旋轉盤在磁流變液中轉動，此時磁流變液液體具有很小的剪切強度，沒有制動作用；在制動壓力信號較小時，制動控制器僅對一個控制勵磁線圈進打控制，實現(xiàn)小沮圍制動的功能；在制動壓力信號大時，制動控制器根據(jù)控制算法選擇控制一個勵磁線圈或多個勵磁線圈中的電流大小，此時傳動軸帶動旋轉盤剪切磁流變液液體，導磁主盤、導磁副盤、導磁外盤在旋轉盤上產生阻礙旋轉盤旋轉的制動力矩，通過花鍵由傳動軸傳到驅動橋，再由驅動橋傳遞到車輪，從而實現(xiàn)車輛的制動。本實用新型的有益效果根據(jù)磁流變液的特點，磁流變緩速器結構可設計的簡單緊湊，在幾個安培電流作用磁場下即可達到最大力矩，且響應時間迅速，在無磁場時，粘度低，能耗小，且磁流變液從牛頓流體到Bingham體的變化不受車速限制，可根據(jù)制動信號隨時進行阻尼調整。因此，磁流變液緩速器是車輛輔助制動的理想選擇。I.利用磁流變液響應快、物理狀態(tài)的變化可控、可逆的特點，使得磁流變液緩速器在車輛輔助制動過程中反應迅速，且在任何車速下均可達到最大的制動力矩，不受車速限制；2.利用磁流變液在較弱磁場即可獲得較高剪切強度、粘度低的特點，使得磁流變液緩速器具有大的制動力矩、較低的非制動狀態(tài)下油耗和較小的制動狀態(tài)下電能耗，總體能耗低；3.由于利用的是磁流變液的剪切性能，因此少量的磁流變液即可滿足制動需求， 從而可以將磁流變液緩速器做的結構簡單緊湊；4.根據(jù)制動力矩的不同需求，可增加或者減少導磁盤和旋轉盤及其輔助零件，而總體結構形式不變化。

圖I為磁流變液緩速器結構圖；圖2為旋轉盤左視圖；圖3為連接盤左視圖；圖4為殼體右視圖；圖5為導磁副盤左視圖。其中，I.套筒，2.軸套，3.軸承，4.墊圈，5.螺栓，6.軸承蓋，7.密封圈，8.傳動軸，
9.花鍵,10.殼體,11.旋轉盤,12.隔磁銅盤,13.導磁主盤,14.導磁副盤,15.接線端子, 16.勵磁線圈，17.散熱筋，18.導線槽，19.連接螺孔，20.連接盤，21.磁流變液液體，22.導磁外盤，23.導油槽，24.螺釘，25.裝配盲孔。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5所示，本實施例是在殼體內裝有三組磁流變液裝置，但是可根據(jù)制動力矩大小增加磁流變液裝置組數(shù)，從而增加旋轉盤11、隔磁銅盤12、導磁主盤13、導磁副盤14、勵磁線圈16、導磁外盤22。本實用新型一種磁流變液緩速器，包括殼體10、傳動軸8、連接盤20、若干組磁流變液裝置，殼體10、連接盤20、若干組磁流變液裝置安裝在傳動軸8上，若干組磁流變液裝置安裝在殼體10內，并且殼體10和連接盤20與傳動軸8之間均裝有軸承3，若干組磁流變液裝置與傳動軸8之間裝有套筒I和軸套2 ;每組磁流變液裝置之間裝有隔磁銅盤12 ;連接盤20與殼體10開口端連接。磁流變液裝置包括旋轉盤11、導磁主盤13、導磁副盤14、導磁外盤22，由殼體10 內向外安裝在傳動軸8上的順序依次為導磁主盤13、旋轉盤11、導磁副盤14 ;所述旋轉盤
11、導磁主盤13、導磁副盤14、導磁外盤22均為軟磁材料；導磁外盤22連接在導磁主盤13上，并且與導磁外盤22相接觸的導磁主盤13繞有勵磁線圈16,同時導磁主盤13和導磁外盤22分別與殼體10配合連接；導磁主盤13和導磁副盤14與旋轉盤11之間充滿磁流變液液體21，并且導磁副盤 14與導磁主盤13配合連接；旋轉盤11內圓上設有花鍵9，旋轉盤11通過花鍵9與傳動軸8配合連接，并且旋轉盤11兩盤面上均布設有若干對稱不相通的導油槽23。傳動軸8為階梯軸，傳動軸8軸肩與殼體10平行，并且傳動軸8兩端設有花鍵9， 傳動軸8上設有與旋轉盤11相配合的花鍵9。殼體10與傳動軸8之間的軸承3以及連接盤20與傳動軸8之間的軸承3分別通過軸承蓋6固定，軸承蓋6與傳動軸8之間裝有密封圈7，并且該軸承蓋6分別與殼體10和連接盤20連接。連接盤20上均布設有若干散熱筋17和若干連接螺孔19。殼體10上設有接線端子15，并且還均布設有若干散熱筋17，并且設有與接線端子 15相通的導線槽18，接線端子15的導線通過導線槽18分別與導磁主盤13上的勵磁線圈 16連接。兩組磁流變液裝置之間的導磁主盤13與導磁副盤14之間設有隔磁銅盤12，并且該導磁主盤13與導磁副盤14之間均裝有密封圈7。每組磁流變液裝置中的旋轉盤11之間的傳動軸8上裝有套筒I。磁流變液裝置中與殼體10接觸的導磁主盤13與殼體10之間設有密封圈7 ;導磁主盤13內圓與傳動軸8之間設有軸套2，并且該導磁主盤13與軸套2之間設有密封圈7。磁流變液裝置中與連接盤20接觸的導磁副盤14與連接盤20之間設有密封圈7， 導磁副盤14內圓與傳動軸8之間設有軸套2，并且該導磁副盤12與軸套2之間設有密封圈7。軸承蓋6通過螺栓5分別于殼體10和連接盤20連接，軸承蓋6與殼體10之間， 軸承蓋6與連接盤20之間均設有有墊圈4。殼體10、連接盤20和傳動軸8均為非導磁材料，勵磁線圈16通過導線經(jīng)導線槽 18和接線端子15連接，接線端子15通過螺釘24固定在殼體上，從而獲得供電。旋轉盤11通過花鍵9連接在傳動軸8上，通過軸套2和套筒I進行軸向定位，旋轉盤11上開有導油槽23，實現(xiàn)磁流變液液體21的方便灌裝和旋轉盤11兩側磁流變液液體 21的流動，從而保護磁流變液液體21性能。導磁副盤14上均布設有若干轉配盲孔25,導磁副盤14和導磁外盤22通過螺紋與導磁主盤13配合連接；導磁外盤22和導磁主盤13通過花鍵9與殼體10配合連接。連接盤20通過螺栓5與殼體開口端10相連，并有連接螺孔19用于固定在變速器外殼或驅動器外殼上。磁流變液緩速器由制動控制器控制磁流變液緩速器中的勵磁線圈16的電流大小來實現(xiàn)輔助制動，制動踏板與壓力傳感器相連，壓力傳感器輸出電信號到制動控制器，制動控制器通過接線端子15與磁流變液緩速器中的的各個勵磁線圈16相連，制動控制器可對各個勵磁線圈16進行單獨控制，制動控制器根據(jù)制動踏板壓力信號和車速傳感器等自動判斷車輛需要滿足的制動狀態(tài)，并通過控制算法確定需要控制的勵磁線圈16個數(shù)，以及輸出到勵磁線圈16的電流大小，從而改變傳動軸8的轉速，旋轉盤11改變了對磁流變液液體 21的剪切強度，達到車輛制動的目的。在沒有制動壓力信號時，傳動軸8帶動旋轉盤11在磁流變液中轉動，此時磁流變液液體21具有很小的剪切強度，沒有制動作用；在制動壓力信號較小時，制動控制器僅對一個控制勵磁線圈16進行控制，實現(xiàn)小范圍制動的功能；在制動壓力信號大時，制動控制器根據(jù)控制算法選擇控制一個勵磁線圈16或多個勵磁線圈16中的電流大小，此時傳動軸8帶動旋轉盤11剪切磁流變液液體21，導磁主盤13、導磁副盤14、導磁外盤22在旋轉盤11上產生阻礙旋轉盤11旋轉的制動力矩，通過花鍵9由傳動軸傳到驅動橋，再由驅動橋傳遞到車輪，從而實現(xiàn)車輛的制動。上述雖然結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本實用新型的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內。
權利要求1.一種磁流變液緩速器，包括殼體、傳動軸、連接盤、若干組磁流變液裝置，其特征是， 所述殼體、連接盤、若干組磁流變液裝置安裝在傳動軸上，若干組磁流變液裝置安裝在殼體內，并且殼體和連接盤與傳動軸之間均裝有軸承，若干組磁流變液裝置與傳動軸之間裝有套筒和軸套；所述每組磁流變液裝置之間裝有隔磁銅盤；所述連接盤與殼體開口端連接。
2.如權利要求I所述磁流變液緩速器，其特征是，所述磁流變液裝置包括旋轉盤、導磁主盤、導磁副盤、導磁外盤，由殼體內向外安裝在傳動軸上的順序依次為導磁主盤、旋轉盤、 導磁副盤；所述導磁外盤連接在導磁主盤上，并且與導磁外盤相接觸的導磁主盤繞有勵磁線圈， 同時導磁主盤和導磁外盤分別與殼體配合連接；所述導磁主盤和導磁副盤與旋轉盤之間充滿磁流變液液體，并且導磁副盤與導磁主盤配合連接；所述旋轉盤內圓上設有花鍵，旋轉盤通過花鍵與傳動軸配合連接，并且旋轉盤兩盤面上均布設有若干對稱不相通的導油槽。
3.如權利要求I所述磁流變液緩速器，其特征是，所述傳動軸為階梯軸，傳動軸軸肩與殼體平行，并且傳動軸兩端設有花鍵，傳動軸上設有與旋轉盤相配合的花鍵。
4.如權利要求I所述磁流變液緩速器，其特征是，所述殼體與傳動軸之間的軸承以及連接盤與傳動軸之間的軸承分別通過軸承蓋固定，所述軸承蓋與傳動軸之間裝有密封圈， 并且該軸承蓋分別與殼體和連接盤連接。
5.如權利要求I所述磁流變液緩速器，其特征是，所述連接盤上均布設有若干散熱筋和若干連接螺孔。
6.如權利要求2所述磁流變液緩速器，其特征是，所述殼體上設有接線端子，并且還均布設有若干散熱筋，并且設有與接線端子相通的導線槽，所述接線端子的導線通過導線槽分別與導磁主盤上的勵磁線圈連接。
7.如權利要求2所述磁流變液緩速器，其特征是，所述兩組磁流變液裝置之間的導磁主盤與導磁副盤之間設有隔磁銅盤，并且該導磁主盤與導磁副盤之間均裝有密封圈。
8.如權利要求2所述磁流變液緩速器，其特征是，所述每組磁流變液裝置中的旋轉盤之間的傳動軸上裝有套筒。
9.如權利要求2所述磁流變液緩速器，其特征是，所述磁流變液裝置中與殼體接觸的導磁主盤與殼體之間設有密封圈；所述導磁主盤內圓與傳動軸之間設有軸套，并且該導磁主盤與軸套之間設有密封圈。
10.如權利要求2所述磁流變液緩速器，其特征是，所述磁流變液裝置中與連接盤接觸的導磁副盤與連接盤之間設有密封圈，所述導磁副盤內圓與傳動軸之間設有軸套，并且該導磁副盤與軸套之間設有密封圈。
專利摘要本實用新型公開了一種磁流變液緩速器，包括殼體、傳動軸、連接盤、若干組磁流變液裝置，殼體、連接盤、若干組磁流變液裝置安裝在傳動軸上，若干組磁流變液裝置安裝在殼體內，并且殼體和連接盤與傳動軸之間均裝有軸承，若干組磁流變液裝置與傳動軸之間裝有套筒和軸套；每組磁流變液裝置之間裝有隔磁銅盤；連接盤與殼體開口端連接，磁流變緩速器結構可設計的簡單緊湊，在幾個安培電流作用磁場下即可達到最大力矩，且響應時間迅速，在無磁場時，粘度低，能耗小，且磁流變液從牛頓流體到Bingham體的變化不受車速限制，可根據(jù)制動信號隨時進行阻尼調整，因此磁流變液緩速器是車輛輔助制動的理想選擇。
文檔編號F16F9/53GK202349025SQ20112053435
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2011年12月19日
發(fā)明者史振興, 楊富春 申請人:山東大學