CN104613124A - 一种双活塞电流变减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双活塞电流变减振器，具有阻尼连续可调的功能，主要用于车辆悬架系统的半主动控制。该减振器主要包括活塞、环形活塞、内外筒、普通阀、锥形间隙、充气室、正极板，活塞把内筒完全分为上下工作腔，上工作腔内填充普通液压油，液压油通过普通阀在内筒和环形腔之间流动，下工作腔内充满电流变液，电流变液通过锥形间隙在内筒和环形腔之间流动，减振器所需的最佳阻尼力由锥形间隙和普通阀产生。减振器设置浮动活塞，在减振器工作过程中，以补偿活塞杆在运动过程中造成的上工作腔内油液体积的变化,在减振器底部设置锥形间隙，在提供可控阻尼力的同时，也可使电流变液在工作过程中容易快速消除沉淀。

Description

一种双活塞电流变减振器
技术领域
本发明涉及一种减振器，具体涉及一种双活塞电流变减振器，主要用于轮式车辆的半主动控制，也用于其他减振系统。
背景技术
传统的汽车悬架系统是一种被动的减振系统，这种系统的弹性元件和减振器的性能是不可调节的，特别是减振器的阻尼是不可调节的。它的主要缺点是减振器所提供的阻尼只对某一工作条件是理想的，对于远离规定工作条件的工况，达不到理想的阻尼和减振效果。显然，最理想是所谓的主动或半主动悬架系统，此时它的弹性元件和阻尼元件的性能均可进行调节和控制，即它可以根据不同的路面条件，变换弹性元件和阻尼元件的参数，使车辆的平顺性和安全性协调一致，达到最佳状态。
与传统的减振器相比，电流变减振器的特点是其阻尼力不只取决于活塞运动速度，而主要通过控制所施加的电压来控制阻尼力的大小，电流变减振器是半主动悬架的理想阻尼元件，它利用电流变液的屈服后性质，即屈服应力的可控性，可以实时调整阻尼参数，在电流变减振器中不设置节流面积可变的节流阀，以及控制节流孔开度的装置，其结构简单，在一定的工作温度范围内只需电压信号即可控制阻尼，动态响应快、能耗低，是替代传统减振器的最好选择。
目前已有关于电流变减振器的结构设计，但普遍结构复杂，散热性不好，而且多数是将电压加载到活塞杆上，加电方式存在不稳定、不可靠等问题，而且存在的电流变液沉淀问题更是没有解决。
发明内容
本发明针对现有电流变减振器存在的不足，提供一种结构简单、加电方式稳定可靠、可解决电流变液沉淀，且散热性好、经济性高的双活塞电流变减振器，它通过调整不同的电场强度大小，实现减振器阻尼力的适时调节。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种双活塞电流变减振器，包括内筒、外筒、下底座、上端盖、正极板、活塞和活塞杆，外筒与内筒套装后通过定位绝缘元件定位，内筒下端与正极板固连，上端与定位绝缘元件连接，外筒下端与下底座螺纹连接，外筒上端与上端盖也用螺纹连接，活塞杆有外部垂直伸入内筒中连接活塞；内筒由活塞分割成上工作腔和下工作腔，上工作腔内填充普通液压油，上工作腔顶端内筒壁上设有普通阀，下工作腔内填充电流变液，下工作腔底部设有正极板，正极板和下底座之间留有锥形间隙；内、外筒间形成有环形腔，环形腔内设有环形活塞将环形腔分隔为上下两个区域，下部区域通过锥形间隙与内筒的下工作腔连通；上部区域以固定在内外筒壁上的限位环为界，分为环形活塞运动区域和浮动活塞运动区域；浮动活塞运动区域包含位于限位环上方的浮动活塞，浮动活塞上方为充气室，环形活塞上方的环形活塞运动区域通过普通阀与内筒的上工作腔连通。
所述的一种双活塞电流变减振器，正极板通过内筒壁、上充油油门组合接电源正极，下底座接电源负极。
所述的一种双活塞电流变减振器，充气室置于减振器顶端，并安装有充气气门组合，充气气门组合内端穿过上端盖和定位绝缘元件通入充气室，充气气门组合外端的气口上安装锁紧螺母。
本发明提供的双活塞电流变减振器，通过设置的环形活塞将内外筒之间的环形腔分为上下两部分，其功能是完全分离普通液压油和电流变液；在内筒上部设置普通阀，由普通液压油通过普通阀产生基础阻尼力；在内筒底端正极板与下底座之间形成锥形间隙流道，通过控制锥形间隙两端的电压，由电流变液在通过锥形间隙时产生可控阻尼力；正极板通过内筒壁、上充油油门组合接电源正极，下端盖接电源负极，电源工作安全稳定可靠；内外筒间距较大，散热性好。
附图说明
图1为双活塞电流变减振器结构示意图；
图2为双活塞电流变减振器正极板与下底座之间的支撑条轴测示意图；
图3为双活塞电流变减振器的普通阀的结构示意图，其中(a)为左视图，(b)为俯视图。
图中：
1-连接环，2-下底座，3-正极板，4-内筒，5-外筒，6-活塞，7-环形活塞，8-活塞杆，9-普通阀，10-浮动活塞，11-定位绝缘元件，12-上端盖，13-密封盖，14-上充油油门组合，15-锁紧螺母，16-充气气门组合，17-充气室，18-限位环，19-环形腔，20-液压油，21-电流变液，22-防尘罩，23-下充油油门组合，24-锥形间隙
具体实施方式
参见图1至图3，双活塞电流变减振器，包括内筒4、外筒5、环形活塞7、正极板3、下底座2、上端盖12、防尘罩22、定位绝缘元件11、活塞6和活塞杆8。内筒4和外筒5套装后通过定位绝缘元件11定位，防尘罩22罩在外筒5外部，并与活塞杆上端固连。内筒4下端与正极板3固连，上端与定位绝缘元件11连接，外筒5下端与下底座2通过螺纹连接，可以调整锥形间隙的大小以适合不同车型对减振器的要求。外筒5上端和上端盖12也用螺纹连接。
活塞杆8由外部垂直伸进内筒4中连接活塞6，内筒4被活塞6分成上、下两工作腔。活塞6下部填充电流变液21，称为下工作腔，该区域的底端设有正极板3，正极板3和下底座2之间均匀分布支撑条，以支撑正极板3和内筒4。在正极板3和下底座2之间留有一定锥形间隙24，电流变液21从锥形间隙24流过。活塞6上部充满普通液压油20，称为上工作腔，该区域的顶端内筒4壁上设有普通阀9。
内、外筒间形成适当的环形腔19，环形腔19内设有环形活塞7，将环形腔19分隔为上下两个区域，下部区域通过锥形间隙24与内筒4的下工作腔连通。又以内外筒5壁上安装的限位环18为界，将环形腔19的上部区域分成下方的环形活塞7运动区域和上方的浮动活塞10运动区域，环形活塞7运动区域内包括环形活塞7，浮动活塞10运动区域内安装有浮动活塞10，浮动活塞10位于限位环18上方。环形活塞7运动区域上部通过普通阀9与内筒的上工作腔连通。浮动活塞10运动区域中，浮动活塞10上方设为充气室17，充气室17顶端安装充气气门组合16；充气气门组合16内端穿过上端盖12和定位绝缘元件11通入充气室17，外端的气口上安装锁紧螺母15。
本双活塞电流变减振器通过环形活塞7将内外筒5之间的环形腔19分为上下两个区域，其功能是完全隔离普通液压油20和电流变液21；在内筒4上部设置普通阀9，由普通液压油20通过普通阀9产生基础阻尼力；在内筒4底端正极板3与下底座2之间形成锥形间隙24流道，通过控制锥形间隙24两端的电压，由电流变液21在通过锥形间隙24产生可控阻尼力；正极板3通过内筒4壁、上充油油门组合23接电源正极，下底座2接电源负极，电源工作安全稳定可靠；内外筒5间距较大，散热性好。
本双活塞电流变减振器的工作原理：
在正极板3和下底座2之间留有一定锥形间隙24，电流变液21从锥形间隙24流过，锥形间隙24两端的正极板3和下底座2与高压电源的两极接通，使锥形间隙24处形成电场，通过控制电场强度改变电流变液体21的表观粘度和抗剪屈服应力，从而在锥形间隙24两端产生可控压差。浮动活塞10上方的充气室17内充入一定压力的气体，使浮动活塞10随活塞6上下运动，其主要目的是补偿活塞杆8运动造成的上下工作腔油液体积的变化。当减振器的活塞6上下运动时，电流变液21通过锥形间隙24，在下工作腔和环形腔19之间流动，锥形间隙24两端产生可控压差，从而使减振器产生阻尼力，作为可控阻尼力，通过控制施加在锥形间隙24的电场强度来改变通过锥形间隙的电流变液21表观粘度和抗剪屈服应力，从而控制锥形间隙24两端的压力差，进而得到悬架最佳阻尼力。普通液压油20通过普通阀9，在内筒4和环形腔19之间流动，普通阀9的两端产生压差，从而使减振器产生阻尼力，作为基本阻尼力。活塞在伸张和压缩行程中受到的阻尼力都是基本阻尼力和可控阻尼力的叠加。当活塞6向下运动时，电流变液21通过锥形间隙24由内筒4流入环形腔19，普通液压油20通过普通阀9由环形腔19流入内筒4，由于两部分压差的存在，这样活塞6底部压力大于顶部压力，使活塞6向下运动受阻；在活塞6向上运动中，电流变液21通过锥形间隙24由环形腔19流入内筒4，普通液压油20通过普通阀9由内筒4流入环形腔19，同样由于两部分压差的存在使活塞6顶部压力大于底部压力，使活塞6向上运动受阻。因此，活塞6上下运动都将消耗车轮和车架的振动能量，使振动消失，并且减振器耗散振动能量的能力可以通过对外加电场强度的控制而变化。

Claims (3)

1.一种双活塞电流变减振器，包括内筒、外筒、下底座、上端盖、正极板、活塞和活塞杆，外筒与内筒套装后通过定位绝缘元件定位，内筒下端与正极板固连，上端与定位绝缘元件连接，外筒下端与下底座螺纹连接，外筒上端与上端盖也用螺纹连接，活塞杆由外部垂直伸入内筒中连接活塞；其特征在于，内筒由活塞分割成上工作腔和下工作腔，上工作腔内填充普通液压油，上工作腔顶端内筒壁上设有普通阀，下工作腔内填充电流变液，下工作腔底部设有正极板，正极板和下底座之间留有锥形间隙；内、外筒间形成有环形腔，环形腔内设有环形活塞将环形腔分隔为上下两个区域，下部区域通过锥形间隙与内筒的下工作腔连通；上部区域以固定在内外筒壁上的限位环为界，分为环形活塞运动区域和浮动活塞运动区域；浮动活塞运动区域包含位于限位环上方的浮动活塞，浮动活塞上方为充气室，环形活塞上方的环形活塞运动区域通过普通阀与内筒的上工作腔连通。
2.按照权利要求1所述的一种双活塞电流变减振器，其特征在于，所述正极板通过内筒壁、上充油油门组合接电源正极，下底座接电源负极。
3.按照权利要求1所述的一种双活塞电流变减振器，其特征在于，所述充气室顶端安装有充气气门组合，充气气门组合内端穿过上端盖和定位绝缘元件通入充气室，充气气门组合外端的气口上安装锁紧螺母。
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