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技术领域

本发明涉及通过改变流体粘稠性调整阻尼性质的装置技术领域，尤其涉及一种具有单向阻尼特性的磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器是基于磁流变液可控特性的一种新型半主动阻尼器件，具有响应速度快、结构简单、体积小、容易控制等优点，是一种理想的隔振、减振装置，在振动控制领域具有广泛的应用前景。常见的磁流变阻尼器将电磁线圈绕于阻尼器的活塞上，同时活塞上设置环状通道或在活塞与阻尼缸筒之间设置环状通道，工作时磁流变液从环状通道流过产生阻尼力，调节电磁线圈内的电流就可以改变环状通道内的磁场强度达到调节阻尼力的目的。

工程中的振动控制装置有时会用到具有单向阻尼特性的阻尼器，既能对稳态的振动起隔振、减振作用，又不会对瞬态冲击作用下的隔振、减振效果产生恶化作用，如很多汽车悬架用减振器就为具有单向阻尼特性的阻尼器。对于磁流变阻尼器，其单向阻尼特性可以在活塞沿某一方向运动时切断电流来实现，但为了满足一定的阻尼力要求，常见磁流变阻尼器环状通道的间隙比较小，因此即使电流不存在磁场强度为零时，活塞运动时仍会产生一定的阻尼力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有单向阻尼特性的磁流变阻尼器，具有在某一运动方向阻尼力很小，另一运动方向阻尼力可调的特点，所述阻尼器具有很好的隔振、减振效果，并且具有适用范围广的优点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种具有单向阻尼特性的磁流变阻尼器，包括阻尼缸筒，所述阻尼缸筒的下端设有浮动活塞，浮动活塞的上端面与阻尼缸筒之间为磁流变液腔，其内设有磁流变液，所述阻尼缸筒的上端设有一端延伸至阻尼缸筒内，另一端位于阻尼缸筒外的活塞杆，其特征在于：所述活塞杆位于阻尼缸筒内的端部固定有单向阻尼活塞组件和线圈组件，所述单向阻尼活塞组件包括阻尼活塞、弹簧片和垫片，所述垫片、弹簧片和阻尼活塞依次从上到下固定在所述活塞杆的端部，所述线圈组件固定在所述阻尼活塞下侧的活塞杆上，围绕所述阻尼活塞的轴心分别间隔的设有若干个第一环状通孔和若干个第二环状通孔，所述第二环状通孔位于所述第一环状通孔的外侧且所述第二环状通孔的孔径大于第一环状通孔的孔径，在所述弹簧片上与所述第一环状通孔对应的位置，设有分别与第一环状通孔相连通的弹簧片环状通孔，且弹簧片将第二环状通孔覆盖；在所述线圈组件上与所述第一环状通孔对应的位置，设有分别与第一环状通孔相连通的磁流变液通道，且所述线圈组件不将所述第二环状通孔覆盖。

进一步的技术方案在于：所述阻尼缸筒包括缸盖、缸筒、浮动活塞和缸底，所述缸盖固定焊接在所述缸筒的顶部，所述浮动活塞位于所述线圈组件下部的缸筒内，并与缸筒动密封连接，所述缸底固定焊接在所述缸筒的底部；所述浮动活塞、缸盖和缸筒之间形成磁流变液腔，所述缸底、浮动活塞和缸筒之间形成蓄能腔，蓄能腔内充有氮气，用于补偿活塞杆伸缩时磁流变液腔的体积变化。

进一步的技术方案在于：所述活塞杆的下端设有定位轴肩和外螺纹，所述活塞杆的下端依次穿过垫片的中心孔、弹簧片的中心孔和阻尼活塞的中心孔通过外螺纹与线圈组件上的铁芯螺纹连接，所述垫片卡接在所述定位轴肩上。

进一步的技术方案在于：所述线圈组件包括压盖、铁芯、导磁铁环、电磁线圈、线圈护套和导磁套，所述铁芯的外周绕有电磁线圈，电磁线圈的外部套设有线圈护套，导磁铁环与铁芯的下端定位配合，压盖固定在所述铁芯的下端，压盖上设有压盖环状通孔，所述压盖环状通孔的孔径及位置与所述第一环状通孔相同，导磁套保持间隙的套设于所述铁芯的外侧，且其上端面与阻尼活塞配合，下端面与压盖配合，弹簧片环状通孔、第一环状通孔、导磁套与铁芯间的间隙以及压盖环状通孔依次连通形成磁流变液通道。

进一步的技术方案在于：所述铁芯的上部设有铁芯轴肩，轴心设有中心孔，中心孔内设有内螺纹，中部设有与中心孔相连通的电磁线圈引出孔，下部设有轴环，线圈护套通过铁芯轴肩、轴环与铁芯定位配合，电磁线圈的引线经铁芯上的电磁线圈引出孔及活塞杆的中心孔引出。

进一步的技术方案在于：所述压盖包括位于上侧的凸起部和固定在凸起部下侧的基座部，所述凸起部的外周设有压盖螺纹，所述基座部上设有压盖轴肩，所述压盖环状通孔设置在所述基座部上。

进一步的技术方案在于：所述压盖通过压盖螺纹与铁芯中心孔内的内螺纹连接，所述压盖螺纹的上端面、活塞杆的下端面及铁芯的内螺纹面之间填充密封胶。

进一步的技术方案在于：所述铁芯、导磁铁环、导磁套的制作材料为高磁导率软磁材料，阻尼活塞、压盖、线圈护套采用不导磁材料制作。

进一步的技术方案在于：所述导磁套的上端和下端分别设有导磁套孔肩，所述导磁套通过导磁套孔肩分别与阻尼活塞以及压盖配合。

进一步的技术方案在于：所述浮动活塞与阻尼缸筒之间设有浮动活塞密封圈；所述阻尼活塞与阻尼缸筒之间设有阻尼活塞密封圈；所述活塞杆与阻尼缸筒之间设有缸盖密封圈。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述弹簧片与阻尼缸筒之间构成磁流变液的上腔体，所述阻尼活塞、线圈组件与阻尼缸筒之间构成磁流变液的下腔体。当阻尼活塞向上运动时，由于上腔磁流变液的压力作用，弹簧片将第二环状通孔密封，故磁流变液只能从第一环状通孔流入并经过线圈组件上的磁流变液通道流至下腔体，电磁线圈通电时产生磁流变效应，从而产生一定的阻尼力，通过调节磁场强度，可以实现阻尼力的调节；当阻尼活塞向下运动时，下腔体的压力顶开弹簧片，第二环状通孔处于打开状态，由于第二环状通孔间隙较大，故大部分的磁流变液经过第二环状通孔流至上腔体，同时由于阻尼活塞为不导磁材料，第二环状通孔内不会产生磁流变效应，因而产生的阻尼力很小，从而实现磁流变阻尼器的单向阻尼特性。

所述阻尼器能够充分发挥减振装置受到某一方向的突然冲击时弹簧的缓冲作用，同时由于单向阻尼特性可调，因此所述阻尼器具有很好的隔振、减振效果，并且具有适用范围广的优点。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图；

图2是本发明中阻尼活塞的剖视结构示意图；

图3是本发明中阻尼活塞的俯视图；

图4是本发明中弹簧片的剖视结构示意图

图5是本发明中弹簧片的俯视图；

图6是本发明中导磁套的剖视结构示意图；

图7是本发明中铁芯的剖视结构示意图；

图8是本发明中压盖的剖视结构示意图；

图9是本发明中活塞杆的主视图；

图10是本发明中磁路形成原理图；

其中：1、缸盖2、缸盖密封圈3、缸筒4、活塞杆401、外螺纹402、定位轴肩5、浮动活塞6、浮动活塞密封圈7、缸底8、压盖801、压盖螺纹802、压盖环状通孔803、压盖轴肩9、铁芯901、铁芯轴肩902、轴环903、电磁线圈引出孔904、内螺纹10、导磁铁环11、电磁线圈12、线圈护套13、导磁套131、导磁套孔肩14、阻尼活塞密封圈15、阻尼活塞151、第一环状通孔152、第二环状通孔153、活塞轴肩16、弹簧片161、弹簧片环状通孔17、垫片18、密封胶。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本发明公开了一种具有单向阻尼特性的磁流变阻尼器，包括阻尼缸筒，所述阻尼缸筒的下端设有浮动活塞5，浮动活塞5的上端面与阻尼缸筒之间为磁流变液腔，其内设有磁流变液，所述阻尼缸筒的上端设有一端延伸至阻尼缸筒内，另一端位于阻尼缸筒外的活塞杆4。

进一步的，所述阻尼缸筒包括缸盖1、缸筒3、浮动活塞5和缸底7。所述缸盖1固定焊接在所述缸筒3的顶部，所述活塞杆4穿过所述缸盖1进入到缸筒3内，活塞杆4与缸盖1之间设有缸盖密封圈2。所述浮动活塞5位于所述线圈组件下部的缸筒3内，所述浮动活塞5与阻尼缸筒之间设有浮动活塞密封圈6，与缸筒形成动密封连接。所述缸底7固定焊接在所述缸筒3的底部；所述浮动活塞5、缸盖1和缸筒3之间形成磁流变液腔，所述缸底7、浮动活塞5和缸筒3之间形成蓄能腔，蓄能腔内充有氮气，用于补偿活塞杆伸缩时磁流变液腔的体积变化。

如图1-图5所示，所述活塞杆4位于阻尼缸筒内的端部固定有单向阻尼活塞组件和线圈组件。所述单向阻尼活塞组件包括阻尼活塞15、弹簧片16和垫片17。所述垫片17、弹簧片16和阻尼活塞15依次从上到下固定在所述活塞杆4的端部，所述阻尼活塞15与阻尼缸筒之间设有阻尼活塞密封圈14。所述垫片17用于增大所述弹簧片与所述活塞杆的接触面积，防止由于接触面积过小而引起弹簧片损坏；所述线圈组件固定在所述阻尼活塞15下侧的活塞杆4上，围绕所述阻尼活塞15的轴心分别间隔的设有若干个第一环状通孔151和若干个第二环状通孔152，在本实施例中，所述第一环状通孔151和第二环状通孔152分别设有四个，当然还可以为其它个数。

所述第二环状通孔152位于所述第一环状通孔151的外侧且所述第二环状通孔152的孔径大于第一环状通孔151的孔径，如图3所示。如图5所示，在所述弹簧片16上与所述第一环状通孔151对应的位置，设有分别与第一环状通孔151相连通的弹簧片环状通孔161，且弹簧片16将第二环状通孔152覆盖；如图1所示，在所述线圈组件上与所述第一环状通孔151对应的位置，设有分别与第一环状通孔151相连通的磁流变液通道，且所述线圈组件不将所述第二环状通孔152覆盖。

如图1所示，所述线圈组件包括压盖8、铁芯9、导磁铁环10、电磁线圈11、线圈护套12和导磁套13。所述铁芯9的外周绕有电磁线圈11，电磁线圈11的外部套设有线圈护套12，导磁铁环10与铁芯9的下端定位配合；压盖8固定在所述铁芯9的下端，压盖8上设有压盖环状通孔802，所述压盖环状通孔802的孔径及位置与所述第一环状通孔151相同；导磁套13保持间隙的套设于所述铁芯9的外侧，且其上端面与阻尼活塞15配合，下端面与压盖8配合；弹簧片环状通孔161、第一环状通孔151、导磁套13与铁芯9间的间隙以及压盖环状通孔802依次连通形成磁流变液通道。

具体的，本发明中的部件具体结构如下：

如图9所示，所述活塞杆4的下端设有定位轴肩402和外螺纹401。如图1所示，所述活塞杆4的下端依次穿过垫片17的中心孔、弹簧片16的中心孔和阻尼活塞15的中心孔通过外螺纹401与线圈组件上的铁芯9螺纹连接，所述垫片17卡接在所述定位轴肩402上。

如图6所示，所述导磁套13的上端和下端分别设有导磁套孔肩131，所述导磁套13通过导磁套孔肩131分别与阻尼活塞15以及压盖8配合。

如图7所示，所述铁芯9的上部设有铁芯轴肩901，轴心设有中心孔，中心孔内设有内螺纹904，中部设有与中心孔相连通的电磁线圈引出孔903，下部设有轴环902，线圈护套12通过铁芯轴肩901、轴环902与铁芯9定位配合，电磁线圈的引线经铁芯9上的电磁线圈引出孔903及活塞杆4的中心孔引出。

如图8所示，所述压盖8包括位于上侧的凸起部和固定在凸起部下侧的基座部，所述凸起部的外周设有压盖螺纹801，所述基座部上设有压盖轴肩803，所述压盖环状通孔802设置在所述基座部上。所述压盖8通过压盖螺纹801与铁芯9中心孔内的内螺纹904连接，所述压盖螺纹801的上端面、活塞杆4的下端面及铁芯9的内螺纹面之间填充密封胶18。

本发明中，所述铁芯9、导磁铁环10、导磁套13的制作材料为高磁导率软磁材料，阻尼活塞15、压盖8、线圈护套12采用不导磁材料制作。如图10所示，电磁线圈11通电时，将形成图示的磁力线回路（箭头所示形成的回路），从而在导磁套13与铁芯9及导磁铁环10之间的环状间隙内形成垂直于磁流变液流动方向的磁场，当阻尼活塞15向上运动时，由于上腔磁流变液的压力作用，弹簧片16将第二环状通孔152密封，故磁流变液只能从第一环状通孔151流入并经过线圈组件上的磁流变液通道流至下腔体，从而产生一定的阻尼力，通过调节磁场强度，可以实现阻尼力的调节；当阻尼活塞15向下运动时，下腔体的压力顶开弹簧片16，第二环状通孔152处于打开状态，由于第二环状通孔152间隙较大，故大部分的磁流变液经过第二环状通孔152流至上腔体，同时由于阻尼活塞15为不导磁材料，第二环状通孔152内不会产生磁流变效应，因而产生的阻尼力很小，从而实现磁流变阻尼器的单向阻尼特性。

所述阻尼器是一种具有单向阻尼特性的磁流变阻尼器，具有在某一运动方向阻尼力很小，另一运动方向阻尼力可调的特点，因此能够充分发挥减振装置受到某一方向的突然冲击时弹簧的缓冲作用，同时由于单向阻尼特性可调，因此阻尼器具有很好的隔振、减振效果，并且具有适用范围广的优点。