基于單向擠壓模式的磁流變液懸置的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及利用磁流變液進(jìn)行減振的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于汽車、輪船、工程機(jī)械等發(fā)動(dòng)機(jī)懸置系統(tǒng)的磁流變液擠壓懸置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁流變液是一種具有流變特性的智能材料，即在外界磁場(chǎng)作用下，磁流變液材料屬性，尤其是粘度能夠在牛頓流體和半固體狀態(tài)之間快速、可逆地調(diào)節(jié)。磁流變液懸置是磁流變液的典型應(yīng)用之一，這種半主動(dòng)執(zhí)行器具有毫秒級(jí)的響應(yīng)速度、阻尼力大、結(jié)構(gòu)簡單、耐久性好、耗能低以及替代性好的特點(diǎn)，在外界磁場(chǎng)控制下，可以實(shí)現(xiàn)磁流變液懸置剛度和阻尼的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。
[0003]常見的磁流變液懸置大多工作在流動(dòng)模式，在傳統(tǒng)液壓懸置的基礎(chǔ)上，利用磁流變液替代腔內(nèi)液壓油，通過外加磁路的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)懸置阻尼的調(diào)節(jié)。這種流動(dòng)模式的磁流變液懸置，一方面需要使用大量的磁流變液，增加了懸置的生產(chǎn)成本；另一方面即便使用解耦器，也避免不了高頻振動(dòng)時(shí)因流體慣性作用而增大懸置的阻尼，惡化懸置隔振性能，同時(shí)由于發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)幅值相對(duì)較小，懸置阻尼力可調(diào)節(jié)范圍比較小。
[0004]基于此，中國發(fā)明專利“基于擠壓模式的發(fā)動(dòng)機(jī)磁流變液壓懸置”、公開號(hào):CN103148158A中公開了一種用于汽車動(dòng)力總成懸置系統(tǒng)的磁流變液擠壓懸置，在該懸置中設(shè)置了上下擠壓極板和慣性通道及解耦膜，實(shí)現(xiàn)了對(duì)擠壓間隙磁場(chǎng)強(qiáng)度的控制，進(jìn)而控制了懸置的動(dòng)剛度，但懸置中采用的慣性通道結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生磁流變液高頻共振現(xiàn)象，惡化懸置的高頻隔振性能。中國發(fā)明專利“基于混合模式的發(fā)動(dòng)機(jī)磁流變液壓懸置”、公開號(hào):CN104088955A中公開了一種混合模式的發(fā)動(dòng)機(jī)磁流變液壓懸置，在擠壓極板和擠壓線圈座之間形成擠壓阻尼通道，在外磁芯和流動(dòng)線圈座之間形成流動(dòng)阻尼通道，采用流動(dòng)模式和擠壓模式的混合模式結(jié)構(gòu)，增加了阻尼力的可調(diào)范圍、提高懸置的隔振能力，但是阻尼通道的使用也會(huì)惡化懸置的高頻隔振性能，并且磁流變液擠壓模式工作在懸置壓縮過程，不利于懸置相對(duì)位移的控制。以上兩種專利都使用了大量的磁流變液，降低了磁流變液的使用效率，提高了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種基于單向擠壓模式的磁流變液懸置，使懸置在擁有較大的動(dòng)剛度調(diào)節(jié)范圍的同時(shí)，具備較小的零場(chǎng)動(dòng)剛度，提高懸置系統(tǒng)的高頻隔振性能。
[0006]本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明基于單向擠壓模式的磁流變液懸置的結(jié)構(gòu)形式是包括頂端開口的殼體、封堵于殼體頂端開口處的橡膠主簧、鑲嵌于橡膠主簧頂面的帶有頂部連接頭的加強(qiáng)板以及貫穿整個(gè)懸置的連接桿；
[0008]本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:所述殼體是由上支架、下支架以及位于上支架和下支架之間的筒狀中間基座通過螺栓固定連接構(gòu)成的框架；在所述框架內(nèi)設(shè)置有磁芯組件，所述磁芯組件包括通過螺釘?shù)怪冒惭b在上支架底面的線圈基座，勵(lì)磁線圈自線圈基座的底面嵌入在所述線圈基座中的凹槽內(nèi)，在所述勵(lì)磁線圈的底部設(shè)置封堵墊片，以封堵墊片和線圈基座的底面共同構(gòu)成磁芯組件的底部端面；所述下支架設(shè)置為呈內(nèi)凹面的盆形結(jié)構(gòu)，以所述下支架的內(nèi)凹面與中間基座的底部端面、以及磁芯組件的底部端面共同形成一個(gè)密閉且充滿磁流變液的磁流變液腔室；固定設(shè)置在連接桿上的擠壓圓盤位于所述磁流變液腔室中，在所述擠壓圓盤與磁芯組件的底部端面之間形成有效擠壓間隙，磁流變液以單向擠壓模式工作在懸置回彈過程中。
[0009]本發(fā)明基于單向擠壓模式的磁流變液懸置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:
[0010]所述線圈基座和擠壓圓盤均是由高導(dǎo)磁材料制成，在由所述擠壓圓盤與下支架的頂面形成的擠壓間隙中無磁場(chǎng)；所述連接桿是由非導(dǎo)磁材料制成，所述連接桿的頂端螺紋連接在加強(qiáng)板上，連接桿的底端嵌插在所述下支架的盆底中心。
[0011]在所述下支架的盆底上分別設(shè)置與磁流變腔室貫通的注液孔和排氣孔。
[0012]增厚設(shè)置下支架的盆底，并將所述盆底設(shè)置為帶有外螺紋的連接端，利用所述連接端將懸置與帶有安裝角度的螺紋孔進(jìn)行固定連接。
[0013]本發(fā)明基于單向擠壓模式的磁流變液懸置的另一結(jié)構(gòu)形式是包括頂端開口的殼體、封堵于殼體頂端開口處的橡膠主簧、鑲嵌于橡膠主簧頂面的帶有頂部連接頭的加強(qiáng)板以及貫穿整個(gè)懸置的連接桿，其特征是:所述殼體是由上支架和具有筒形內(nèi)腔的封底基座通過螺栓固定連接構(gòu)成的框架；磁芯組件放置在封底基座的筒形內(nèi)腔中，所述磁芯組件包括放置在所述筒形內(nèi)腔底部的線圈基座，勵(lì)磁線圈自線圈基座的頂面嵌裝在所述線圈基座中的凹槽內(nèi)，在所述勵(lì)磁線圈的頂部設(shè)置封堵墊片，以封堵墊片和線圈基座的頂面共同構(gòu)成磁芯組件的頂部端面；由所述磁芯組件的頂部端面、上支架的底面以及封底基座的上部內(nèi)圓周面共同形成一個(gè)密閉且充滿磁流變液的磁流變液腔室；固定設(shè)置在連接桿上的擠壓圓盤位于所述磁流變液腔室中，在所述擠壓圓盤與磁芯組件的頂部端面之間形成有效擠壓間隙，磁流變液以單向擠壓模式工作在懸置壓縮過程中。
[0014]所述線圈基座和擠壓圓盤均是由高導(dǎo)磁材料制成，在由所述擠壓圓盤與上支架的底面形成的擠壓間隙中無磁場(chǎng)；所述連接桿是由非導(dǎo)磁材料制成，所述連接桿的頂端螺紋連接在加強(qiáng)板上，連接桿的底端嵌插在所述線圈基座中。
[0015]在所述封底基座的側(cè)壁中分別設(shè)置與磁流變液腔室貫通的注液孔和排氣孔。
[0016]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0017]1、本發(fā)明配合設(shè)置了彈性橡膠總成和磁流變液擠壓總成，根據(jù)磁流變液擠壓力大的特點(diǎn)，匹配了剛度及阻尼較小的橡膠主簧，使得在半主動(dòng)控制系統(tǒng)中，磁流變液懸置具有較大的動(dòng)剛度調(diào)節(jié)范圍和較小的零場(chǎng)動(dòng)剛度，使得懸置系統(tǒng)具有良好的隔振性能和懸置相對(duì)位移控制性能；
[0018]2、本發(fā)明設(shè)置磁芯組件通過螺釘連接倒置安裝在上支架上，磁流變液單向擠壓模式工作在懸置回彈過程，有益于懸置相對(duì)位移的控制；
[0019]3、本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)液壓懸置兩個(gè)液壓腔的結(jié)構(gòu)，僅包含一個(gè)由中間基座、磁芯組件和下支架組成的封閉液室，減小了磁流變液的填充量，提高了磁流變液的使用效率，避免了因流體高頻共振產(chǎn)生較大的懸置阻尼而惡化懸置的隔振性能；
[0020]4、本發(fā)明中勵(lì)磁線圈固定于線圈基座的凹槽內(nèi)，這樣可以更容易地保護(hù)電磁線圈，不會(huì)由于連接桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致勵(lì)磁線圈或者引線的疲勞損壞；
[0021]5、將下支架的底部增厚并設(shè)置有帶安裝螺紋的連接端，使得本發(fā)明的懸置可與帶有安裝角度的螺紋孔進(jìn)行固定連接，易于裝配。
【附圖說明】
[0022]圖1a為本發(fā)明第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)裝配俯視圖；圖1b為圖1a的A-A剖面圖；
[0023]圖2a為發(fā)明第一實(shí)施例中下支架的仰視圖；圖2b為圖2a的B-B剖面圖；
[0024]圖3a為發(fā)明第一實(shí)施例中線圈基座仰視圖；圖3b為圖3a的C-C剖面圖；
[0025]圖4a為發(fā)明第一實(shí)施例中中間基座俯視圖；圖4b為圖4a的D-D剖面圖；
[0026]圖5a為本發(fā)明第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)裝配俯視圖；圖5b為圖5a的E-E剖面圖。
[0027]圖中標(biāo)號(hào):1下支架，2擠壓圓盤，3第二螺栓，4為O型密封圈，5線圈基座，6勵(lì)磁線圈，7上支架，8連接桿，9加強(qiáng)板，10橡膠主簧，11第一螺栓，12螺釘，13中間基座，14第一 U型密封圈，15橡膠墊片，16封堵墊片，17注液孔，18第二 U型密封圈，19排氣孔，20封底基座。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參見圖la、圖lb、圖2a、圖2b、圖3a、圖3b、圖4a和圖4b，本實(shí)施例中基于單向擠壓模式的磁流變液懸置，包括頂端開口的殼體、封堵于殼體頂端開口處的橡膠主簧10、鑲嵌于橡膠主簧10頂面的帶有頂部連接頭的加強(qiáng)板9，以及貫穿整個(gè)懸置的連接桿8 ;本實(shí)施例中，如圖1b所示，殼體是由上支架7、下支架I以及位于上支架7和下支架I之間的筒狀中間基座13通過螺栓固定連接構(gòu)成的框架，包括在上支架7與中間基座13之間以第一螺栓11固定連接，在下支架I與中間基座13之間以第二螺栓3固定連接；在框架內(nèi)設(shè)置有磁芯組件，磁芯組件包括通過螺釘12倒置安裝在