[发明专利]具有环状外置磁场发生器的磁流变液减振器

说明书

技术领域

本发明属于轨道车辆悬挂系统技术领域，具体涉及高速轨道车辆悬挂系统中可控减振器，作为可控阻尼特性的轴箱减振器、二系垂向减振器、二系横向减振器和抗蛇行减振器等。

背景技术

现有公开的磁流变液减振器结构各有差异，一般采用内置式磁场发生器和旁通式磁场发生器。对于内置式磁场发生器的磁流变液减振器，其环状磁流变液阻尼通道位于磁场发生器中，或者位于磁场发生器与工作油缸之间的间隙。当减振器工作在励磁电流控制的条件下，环形通道中磁流变液的流动特性变化使得减振器阻尼特性发生变化，由于通道长度受到磁场分布的限制，减振器的阻尼力调节数值不能满足轨道车辆悬挂系统对减振器阻尼值的要求。同时励磁线圈的引出线需通过活塞杆，引出线长期可靠的密封存在一定的技术难度。对于旁通式磁场发生器的磁流变液减振器，尽管减振器调节阻尼值较大，但管道连结的不可靠和磁场发生器所占空间，使得旁通型磁流变液减振器不能满足轨道车辆悬挂系统对减振器安装技术要求。

发明内容

本发明针对现有磁流变液减振器存在的不足，提出一种外置环状磁场发生器的磁流变液减振器，提高磁流变液减振器调节范围和磁场发生器的可靠性，实现压缩阻尼力与复原阻尼力相等，满足轨道车辆悬挂系统中轴箱减振器、横向减振器和抗蛇行减振器对阻尼特性的对称要求。

本发明的技术方案如下：

基于环状外置磁场发生器的磁流变液减振器由工作缸组件、磁场发生器组件、密封结构和连结装置组成。

所述工作缸组件包括内外缸和左右端盖、安装在内缸中的活塞、连结并带动活塞的活塞杆；内外缸两端密封，缸内有磁流变液，内外缸两端设置有连通内外缸的进出油孔，在内缸与外缸之间设置交错布置的环形隔板，形成多级径向阻尼通道，由于活塞在工作缸中的运动，迫使磁流变液从内缸的一个工作腔经过进出油孔流入内外缸之间的内、外缸两端径向阻尼通道然后径向流动穿越多级阻尼通道回到内缸的另一工作腔，其流动方向为径向，励磁线圈产生的磁通在设计的磁路集中通过，磁通的方向为径向，与磁流变液的流动方向垂直，增大磁流变液的流动阻力，使磁流变液减振器的阻尼力增大，减小励磁电流，通过阻尼通道的磁通也随之减小，磁流变液的流动阻力减小，磁流变液减振器的阻尼力也减小。

所述磁场发生器组件包围在工作缸组件的外部，包括励磁线圈、外筒、左端导磁环、右端导磁环、左端盖磁轭、右端盖磁轭、磁流变液和在内缸与外缸之间交错布置的环形隔板，励磁线圈在外缸上周向绕制，通过外筒引出可控励磁电源线，外筒套在励磁线圈外，左端导磁环和右端导磁环设置在励磁线圈两端，并夹在外筒与外缸之间，在外筒与外缸之间形成有左端盖磁轭和右端盖磁轭。当励磁电流为零时，阻尼通道中的磁流变液未受磁场影响，流动特性好，减振器的阻尼力小。当电流通过励磁线圈时，阻尼通道受到磁场影响，使磁流变液的流动特性发生变化，其流动阻力增大，减振器的阻尼力增大。

所述连结装置连结在外缸的两端。

为使线圈产生的磁通进入内外缸之间的阻尼通道，防止磁通进入内外缸本体，提高磁场对阻尼通道中的磁流变液作用效率，内外缸采用非导磁材料制作，或采用磁导率低的不锈钢材料制作，也能确保其强度要求。另外为减小线圈产生的磁通通过端盖与活塞杆构成的磁路，活塞杆采用非导磁材料制作，或采用磁导率低的不锈钢材料制作，也能确保其强度要求。内外缸的端盖采用低碳钢制作作为磁路的一部分。

所述工作缸组件中的活塞杆采用等直径双伸出杆结构，活塞杆的两端直接从左右端盖伸出，一端与外部的连结装置相连。由于这种工作缸、活塞杆的截面积、磁场发生器的对称关系，使磁流变液减振器阻尼特性存在复原和压缩行程的对称阻尼特性，能满足轨道车辆悬挂系统中轴箱减振器、横向减振器和抗蛇行减振器对阻尼特性的对称要求。

密封结构包括活塞杆密封和外缸筒密封，在活塞杆密封中采用了双导向环和三级磁性橡胶Y型密封，导向环和磁性橡胶Y型密封交替布局；外缸筒密封采用三级磁性O型密封。磁性橡胶Y型密封和磁性O型密封的磁场使磁流变液产生固化效应，从而阻止磁流变液的渗漏、实现磁性密封，同时磁性橡胶Y型密封又可以实现机械密封。

本发明具有如下优点：

1.在磁流变液减振器的阻尼通道设计方面，采用了环状外置方式，既可以避免励磁线圈引线的密封问题，又可以实现磁通的方向与磁流变液流动方向垂直，且阻尼通道的有效长度远大于内置轴向阻尼通道的有效长度，从而有效提高了磁流变液减振器调节范围和磁场发生器的可靠性。