專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，具體是指電磁流變液在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)作用下調(diào)節(jié)阻尼力的一種發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置。
背景技術(shù)：
汽車(chē)動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)是指動(dòng)力總成(包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器及變速器等)與車(chē)架或底盤(pán)之間的彈性懸置元件構(gòu)成的系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力總成的振動(dòng)通過(guò)該系統(tǒng)傳遞給車(chē)架或車(chē)身，路面不平造成的振動(dòng)也通過(guò)該系統(tǒng)傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)，因此該系統(tǒng)性能設(shè)計(jì)的好壞直接影響著整車(chē)的NVH性能。理想的動(dòng)力懸置系統(tǒng)應(yīng)具備以下特性在5 20Hz的低頻范圍內(nèi)， 為了有效衰減因路面不平和發(fā)動(dòng)機(jī)怠速燃?xì)鈮毫Σ痪鶆蛞鸬牡皖l大振幅的振動(dòng)，需具有高剛度、大阻尼的特性；在20Hz以上的頻帶范圍內(nèi)，為了降低車(chē)內(nèi)噪聲，提高汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性，需具有低剛度、小阻尼的特性。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)具有頻帶寬(大約在10 500Hz范圍內(nèi))、振源復(fù)雜(汽車(chē)起步、 加速、轉(zhuǎn)彎、制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停機(jī)等)的特性，故必須要求懸置元件工作在低頻大振幅時(shí)，如發(fā)動(dòng)機(jī)怠速狀態(tài)提供較大的阻尼和較大的剛度特性；在高頻低振幅振動(dòng)激勵(lì)下則提供低的動(dòng)剛度和較小的阻尼特性，以衰減高頻噪聲。目前汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)使用的懸置裝置多為被動(dòng)式橡膠隔振塊，中、高檔車(chē)則采用被動(dòng)式液壓懸置。兩者均為被動(dòng)懸置，阻尼特性保持不變，不能根據(jù)內(nèi)燃機(jī)振動(dòng)條件的變化及時(shí)調(diào)整所需的阻尼力，影響汽車(chē)的乘座舒適性。被動(dòng)式橡膠隔振塊主要對(duì)低頻共振區(qū)有較好的隔振效果，對(duì)非共振與高頻區(qū)域的隔振效果很差。液壓懸置的動(dòng)特性具有優(yōu)良的隔振、減振、降噪的性能，主要表現(xiàn)為在低頻域具有較大的阻尼、高動(dòng)剛度的特性，既可有效地隔離和衰減在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速和汽車(chē)低速行駛在不平路面上時(shí)動(dòng)力總成的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)，又可很好地控制衰減在汽車(chē)起步、加速、轉(zhuǎn)彎、制動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)、停機(jī)等非穩(wěn)態(tài)工況下動(dòng)力總成的大位移沖擊振動(dòng)和非穩(wěn)態(tài)振動(dòng)；在高頻域具有小阻尼、低動(dòng)剛度的特性，可在較寬頻域內(nèi)克服橡膠主彈簧的動(dòng)態(tài)硬化效應(yīng)，顯著地?cái)U(kuò)大動(dòng)力總成系統(tǒng)的有效隔振頻率范圍，因此可較好地隔離動(dòng)力總成的高頻振動(dòng)，降低汽車(chē)在高速行駛中的車(chē)內(nèi)振動(dòng)和噪聲，改善汽車(chē)的乘坐舒適性。上述液壓懸置雖然能明顯改善非共振與高頻區(qū)域的隔振效果，但對(duì)低頻共振區(qū)的隔振效果卻很差，而且仍然是一種被動(dòng)的阻尼懸置，它無(wú)法在瞬時(shí)提供發(fā)動(dòng)機(jī)所需的阻尼。因此，傳統(tǒng)的被動(dòng)懸置已難以滿足汽車(chē)隔振性能的要求，為了解決被動(dòng)式懸置中存在的問(wèn)題，進(jìn)一步提高懸置系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，近年來(lái)，振動(dòng)的半主動(dòng)和主動(dòng)式控制技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)懸置設(shè)計(jì)中來(lái)，出現(xiàn)了各種主動(dòng)液壓阻尼懸置包括用電磁閥或步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)阻尼孔大小的主動(dòng)液壓阻尼懸置。同時(shí)，研究也不僅僅局限于橡膠懸置或液壓懸置，也出現(xiàn)了如電流變液力懸置或磁流變液力懸置等新型懸置系統(tǒng)，電流變(ER)液力懸置具有響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)，磁流變(MR)液力懸置具有屈服應(yīng)力大、可避免高壓電場(chǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但是同時(shí)具備電流變液和磁流變液優(yōu)點(diǎn)的效果更好的電磁流變液也已經(jīng)被研究出來(lái)了，如本案申請(qǐng)人在先申請(qǐng)并公開(kāi)的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01010519320. X的“一種具有電磁耦合作用的Ni/TiO2基電磁流變液及其制備方法”，但是針對(duì)該電磁流變液的懸置裝置卻非常少見(jiàn)，尤其是關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置方面的技術(shù)資料，而公開(kāi)的中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為200520123468.6的“一種電磁流變流體智能隔振裝置”雖然也涉及到一些電磁流變液的技術(shù)，但是它只是闡述了一種簡(jiǎn)單的阻尼裝置，而非用于有特殊功能需求的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，其技術(shù)存在本質(zhì)的區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種具有快速、可逆、連續(xù)變化特性的一種電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，該懸置裝置阻尼力大小可調(diào)，能滿足不同頻率及載荷的需求。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)
一種電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，包括外殼，在外殼內(nèi)設(shè)有腔囊，所述腔囊設(shè)有密封配裝的塞塊，該腔囊同時(shí)被分隔成獨(dú)立封閉的上、下工作室，在上、下工作室內(nèi)填充有作為工作介質(zhì)的流變液，以及形成流變液上、下流通的通道，所述的流變液為既能導(dǎo)磁又能導(dǎo)電的電磁流變液；所述腔囊內(nèi)設(shè)有對(duì)所述電磁流變液進(jìn)行同時(shí)同向加載的電場(chǎng)加載源和磁場(chǎng)加載源。所述的電磁流變液的微粒大小為23nm l8nm。所述的電磁流變液的微粒是由極性分子多層包覆形成既導(dǎo)電又導(dǎo)磁的納米微粒。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將電磁流變液應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)中，主要利用了電磁流變液的快速、可逆、連續(xù)變化特性，該電磁流變液能隨電磁場(chǎng)的變化而變化，其阻尼力隨外加電場(chǎng)或磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加，當(dāng)同時(shí)施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，其阻尼力不但比單獨(dú)施加某一單一電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí)的阻尼力大，而且明顯比單獨(dú)施加電場(chǎng)或磁場(chǎng)的阻尼力之和還要大，并呈現(xiàn)出其具有明顯的電磁耦合協(xié)同效應(yīng)，應(yīng)用該電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置可通過(guò)電磁場(chǎng)的大小以及加載種類(lèi)來(lái)進(jìn)行阻尼力大小調(diào)節(jié)，并能滿足不同頻率及載荷的需求。


圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為不同加載場(chǎng)下微粒的顯微結(jié)構(gòu)圖。圖3為電磁流變液在外場(chǎng)下的微粒成鏈圖。
具體實(shí)施例方式下面將按上述附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例再作詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，1.外殼、11.連接孔、12.平臺(tái)、2.塞塊、3.連接螺桿、4.磁場(chǎng)加載源、 5.電場(chǎng)加載源、51.正極板、52.負(fù)極板、6.電磁流變液、7.腔囊、71.橡膠塊、72.彈性膜、
8.通道。一種電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，包括金屬制的外殼1，該外殼頂部開(kāi)孔、底部封閉，在外殼兩側(cè)延伸有平臺(tái)12，該平臺(tái)上設(shè)有連接孔11。采用該金屬外殼1的結(jié)構(gòu)能保證該懸置裝置工作的穩(wěn)定性，并為發(fā)動(dòng)機(jī)安裝提供固定連接機(jī)構(gòu)。所述的外殼1內(nèi)裝有腔囊7，該腔囊是由頂部的橡膠塊71和底部的彈性膜72互相連接而成的腔室結(jié)構(gòu)。腔囊7的底部彈性膜72與外殼1底部之間留有較大間隙，腔囊7頂
4部的橡膠塊71的中部設(shè)有上口大下口小的錐形安裝孔，該錐形安裝孔內(nèi)設(shè)有密封配裝的錐形塞塊2，并經(jīng)該塞塊使腔囊7形成封閉式的腔室結(jié)構(gòu)，塞塊2頂部設(shè)有連接螺桿3或其它機(jī)械連接構(gòu)件；所述的發(fā)動(dòng)機(jī)(圖中未示)經(jīng)連接螺桿3或其它連接構(gòu)件和外殼1上的連接孔11與本懸置裝置連接安裝。所述的腔囊7內(nèi)填充有既能導(dǎo)磁又能導(dǎo)電的電磁流變液6，該電磁流變液(EMR) 是由微米或納米級(jí)的復(fù)合粒子分散在合適的基液中形成的一種懸浮液，其微粒大小為23nm 28nm，是由極性分子toea、SDBS、TEA分別進(jìn)行多層包覆形成既導(dǎo)電又導(dǎo)磁的納米微粒，使其理論密度大幅減低，極大改善了電磁流變液的沉降性，并具有高穩(wěn)定性、高性能的導(dǎo)電、 導(dǎo)磁性能。所述的腔囊7內(nèi)設(shè)有對(duì)所述電磁流變液6進(jìn)行同時(shí)同向加載電場(chǎng)和磁場(chǎng)的電場(chǎng)加載源5和磁場(chǎng)加載源4，該電場(chǎng)加載源和磁場(chǎng)加載源所產(chǎn)生的剪切力為同向。所述的電場(chǎng)加載源5包括兩塊平行設(shè)置的正極板51和負(fù)極板52，并由該正、負(fù)極板將腔囊7內(nèi)分隔成獨(dú)立封閉的上、下工作室，在正、負(fù)極板上對(duì)應(yīng)連接著正、負(fù)電極，且正、負(fù)電極分別延伸至殼體1外作外接。所述的正、負(fù)極板之間設(shè)有通道8，該通道如圖1箭頭所示，其進(jìn)口位于正極板51 上并與上工作室相通，出口位于負(fù)極板52上并與下工作室相通，主要用于供上、下工作室內(nèi)的電磁流變液6流通，并通過(guò)改變通道的截面面積和長(zhǎng)度可控制該懸置裝置產(chǎn)生不同的阻尼力，且阻尼力大小連續(xù)可調(diào)、瞬時(shí)可控。所述的磁場(chǎng)加載電源4連接在上工作室內(nèi)的塞塊2上。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，懸置裝置中腔囊7的頂部橡膠塊71和底部彈性膜72均會(huì)產(chǎn)生形變，該橡膠塊71主要起到彈性作用，用于支承動(dòng)力總成的靜、動(dòng)載荷，提供懸置的高頻彈性；而彈性膜72剛度較低，能起到腔囊7的密封作用，并隨下工作室壓力的變化而變形。這樣當(dāng)橡膠塊和彈性膜產(chǎn)生彈性變形后，就會(huì)帶動(dòng)上、下工作室的電磁流變液6工作，同時(shí)探測(cè)裝置會(huì)將探測(cè)到的信號(hào)傳送至處理中心，處理中心通過(guò)計(jì)算，按照預(yù)設(shè)程序給電場(chǎng)加載源和磁場(chǎng)加載源發(fā)布指令，調(diào)整電、磁場(chǎng)的大小，進(jìn)而改變電磁流變液的黏度，同時(shí)調(diào)整上、 下工作室的壓差，使產(chǎn)生的大小不同的阻尼力來(lái)抵消相應(yīng)振動(dòng)所產(chǎn)生的力。該電磁流變液的具體工作過(guò)程為當(dāng)懸置裝置在低頻振動(dòng)下工作時(shí)，腔囊7內(nèi)帶有黏性的電磁流變液6可通過(guò)調(diào)節(jié)加載電、磁場(chǎng)的電源電壓來(lái)改變電磁流變液的黏度在上、下工作室之間流動(dòng)產(chǎn)生不同的阻尼力；懸置裝置在高頻振動(dòng)下工作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)加載電、磁場(chǎng)的電源電壓在上、下工作室之間流動(dòng)產(chǎn)生合適的阻尼，同時(shí)，由于通道8的大阻尼作用，電磁流變液不再流經(jīng)該通道，這時(shí)可由彈性膜在上、下工作室間振動(dòng)產(chǎn)生阻尼。本發(fā)明的電磁流變液6 —方面可在外加電場(chǎng)作用下表現(xiàn)出電流變特性，另一方面又可在外加磁場(chǎng)作用下顯現(xiàn)出磁流變特性，并兼顧兩者的優(yōu)點(diǎn)而克服了兩者的缺點(diǎn)。它的性能隨電、磁場(chǎng)的變化而變化，其剪切應(yīng)力隨外加電場(chǎng)或磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加。當(dāng)同時(shí)施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，其剪切應(yīng)力不但比單獨(dú)施加某一單一電場(chǎng)或單一磁場(chǎng)時(shí)的剪切應(yīng)力大， 而且明顯比單獨(dú)施加電場(chǎng)與磁場(chǎng)的剪切應(yīng)力之和還要大，也就是說(shuō)，電磁流變液可獲得比單純的電流變液、磁流變液大得多的剪切應(yīng)力，即顯現(xiàn)出其具有明顯的電磁耦合協(xié)同效應(yīng)， 如圖2所示為不同加載場(chǎng)下微粒的顯微結(jié)構(gòu)圖；圖3所示為電磁流變液在外場(chǎng)下的受力分析圖。因此應(yīng)用該電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置也具有快速、可逆、連續(xù)變化的特性，故能滿足不同工況、不同路面對(duì)阻尼的需求。
權(quán)利要求
1.一種電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，包括外殼(1)，在外殼內(nèi)設(shè)有腔囊(7)，所述腔囊設(shè)有密封配裝的塞塊(2)，該腔囊同時(shí)被分隔成獨(dú)立封閉的上、下工作室，在上、下工作室內(nèi)填充有作為工作介質(zhì)的流變液，以及形成流變液上、下流通的通道(8)，其特征在于所述的流變液為既能導(dǎo)磁又能導(dǎo)電的電磁流變液(6)；所述腔囊(7)內(nèi)設(shè)有對(duì)所述電磁流變液 (6 )進(jìn)行同時(shí)同向加載的電場(chǎng)加載源(5 )和磁場(chǎng)加載源(4 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，其特征在于所述的電磁流變液(6)的微粒大小為23nm l8nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，其特征在于所述的電磁流變液(6)的微粒是由極性分子多層包覆形成既導(dǎo)電又導(dǎo)磁的納米微粒。
全文摘要
公開(kāi)的是一種電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，涉及到一種電磁流變液在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)作用下調(diào)節(jié)阻尼力的一種發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置，本發(fā)明利用了電磁流變液的快速、可逆、連續(xù)變化特性，該電磁流變液發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置的阻尼力能隨電磁場(chǎng)的變化而變化，其阻尼力隨外加電場(chǎng)或磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加，當(dāng)同時(shí)施加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，其阻尼力不但比單獨(dú)施加某一單一電場(chǎng)或磁場(chǎng)時(shí)的阻尼力大，而且明顯比單獨(dú)施加電場(chǎng)或磁場(chǎng)的阻尼力之和還要大，呈現(xiàn)出其具有明顯的電磁耦合協(xié)同效應(yīng)，故應(yīng)用該電磁流變液的發(fā)動(dòng)機(jī)懸置裝置可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)阻尼力大小，滿足不同頻率及載荷的需求。
文檔編號(hào)F16F9/53GK102434619SQ20111030954
公開(kāi)日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者喬麗, 吳敏, 張延松, 紀(jì)松, 譚鎖奎, 郭紅燕 申請(qǐng)人:中國(guó)兵器工業(yè)第五二研究所