[發明專利]一種磁流變液自適應減振器

無效

• 申請號: 201210291266.7
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN103591208A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 閆占輝;關鐵鷹;李力強;李曉冬
• 申請（專利權）人: 長春工程學院
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種磁流變液自適應減振器，尤其是涉及一種壓電效應與磁流變液復合式轎車用自適應減振器，適用于汽車懸架系統，通過半主動控制大大減小轎車的振動，從而改善乘坐的舒適性和操作的穩定性。

背景技術

減振器是汽車懸架主要部件，用于改變振源干擾力或系統的傳遞特性，使振動減小的裝置。從產生阻尼的材料主要可劃分為有液壓和充氣兩種，還有一種可變阻尼的減振器。汽車懸架半主動減振系統具有結構簡單，具有可變阻尼或剛度，是汽車懸架減振系統的發展趨勢。本專利采用磁流變液實現可變阻尼，所采用的磁流變液其流變特性可瞬間改變和可逆，價格低廉、對污染不敏感、控制無級、精確和迅速和性能可靠穩定、功耗小等特點，是應用到汽車減振領域最有前景的智能功能材料。壓電材料是受到壓力作用時會在兩端面間出現電壓的晶體智能功能材料。壓電材料可以因機械變形產生電場，也可以因電場作用產生機械變形，這種固有的機-電耦合效應使得壓電材料在工程中得到了廣泛的應用。本發明所涉及的一種壓電式磁流變液減振器，它是利用磁流變液在外加電壓作用下由液體變為固體和由固體變為液體瞬間改變及可逆的特性實現變阻尼；利用壓電材料在外加機械力作用下產生電壓，施加到線圈的電壓產生磁場使磁流變液粘度發生變化實現變阻尼。

普通磁流變液阻尼器，一般需要相對復雜的計算機控制系統和外加高壓電源激勵才能工作，這使得在許多場合下不便應用。從省去外加電源和計算機控制系統和構成自適應裝置的思路出發，筆者利用壓電材料受壓或受拉產生電壓的原理，設計并試制了磁流變液與多層壓電陶瓷傳感器復合的自適應磁流變液減振器。

采用磁流變液與壓電陶瓷復合的方法，用壓電陶瓷響應外界加速度產生電壓控制磁流變液的粘度，而不需要另加的電源及計算機控制系統，從而使阻尼器具有自適應的特征。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是利用磁流變液的流變特性和壓電材料在受到壓力作用時會在兩端面間出現電壓的壓電特性，提出一種多層壓電式磁流變液減振器裝置，實現汽車懸架減振器的自適應控制。

為解決上述技術問題，本發明提供一種壓電式磁流變液減振器裝置，包括缸體、活塞桿、多層壓電陶瓷傳感器、浮動閥、單向閥等，其特征在于：活塞桿有導向結構和變阻尼通道結構，其下端部與多層壓電陶瓷傳感器相連，多層壓電陶瓷傳感器的輸出與纏繞在活塞桿的多層線圈相連，工作缸底部設有浮動閥和單向閥。活塞桿設有導向結構和變阻尼通道結構，采用多層壓電陶瓷傳感器自動感知活塞桿運動加速度，多層壓電陶瓷傳感器直接與控制線圈相連，無需其他外部控制裝置。

本發明活塞桿與多層壓電陶瓷傳感器連接在一起，并隨活塞桿一起上下運動，活塞桿設有導向結構和阻尼通道結構，當活塞桿運動時，多層壓電陶瓷傳感器感受活塞桿運動的加速度，并受到磁流變液阻尼的壓力，從而產生一定的直流電壓，多層壓電陶瓷傳感器輸出與控制線圈直接相連，控制線圈產生的磁場將改變磁流變液的粘度，從而達到調整活塞桿運動加速度的目的，保證轎車運動的平穩性和舒適性。

本發明涉及的磁流變液自適應減振器具有結構簡單，自適應能力強，響應快等特點，可代替普通轎車現有后減振器。

附圖說明

圖1是磁流變自適應液減振器裝置圖；

圖2是磁流變液自適應減振器活塞桿結構圖；

圖3是磁流變液自適應減振器浮動閥體結構圖；

圖4是磁流變液自適應減振器保護套。

具體實施方式

參照圖1、圖2、圖3、圖4，本發明包括吊環組件1、浮動活塞2、線圈3、工作缸4、活塞桿5，密封圈6-10和12、端蓋11、多層壓電陶瓷傳感器13、保護套14、單向閥15。活塞桿5上端與車架相連，下端與多層壓電陶瓷傳感器13連在一起，多層壓電陶瓷傳感器13下部設有浮動活塞2，浮動活塞2下部充滿具有一定壓力的氮氣，用于緩沖沖擊，工作缸4下端與吊環組件1焊接在一起，吊環組件1與輪架相連。控制磁流變液粘度的線圈3纏繞在活塞桿5上，工作缸4下部徑向設有單向閥15，保護套14包圍在多層壓電陶瓷傳感器13外部，密封圈6-10和12及端蓋11起密封和保護作用。

工作原理：當活塞桿5與工作缸4產生相對運動時，多層壓電陶瓷傳感器13與充滿工作缸4內部的磁流變液作用下，受到壓力或拉力，多層壓電陶瓷傳感器13將外力作用產生的電信號輸出給線圈3，線圈3在直流電壓的作用下產生的磁場使得磁流變液的粘度增加，進而減小活塞桿5與工作缸4產生的相對運動，活塞桿5與工作缸4產生相對運動的加速度越大，活塞桿5與工作缸4產生的相對運動減小越明顯。當活塞桿5與工作缸4無相對運動加速度時，壓電陶瓷加速度傳感器無電信號輸出，此時磁流變液粘度最小。