[发明专利]磁流变阻尼组件

说明书

技术领域

一种磁流变阻尼组件。

背景技术

磁流变（MR）阻尼组件在本领域中是众所周知的。在汽车领域，这种设备以减震器、支柱以及其他运动或震动阻尼结构的形式在车辆悬架系统中被熟知并使用。磁流变阻尼器使用磁流变或MR流体，该磁流变流体（Magneto-rheological Fluid）一旦暴露于足够强度的磁场就会展现增稠行为（流变学变化）。磁流变流体所暴露于的磁场强度越强，流体的粘度就越高，设备的阻尼力也就越大。

美国专利申请2010/0089711（以下称为‘711申请）中示出了一个这样的组件。‘711申请公开了沿着限定压缩端和回弹端的轴延伸的活塞。所述活塞限定核心。电磁体环绕核心设置且与该核心啮合，用于选择性地产生磁通量。组件的阻尼力是提供给电磁体的电流的函数。在缺乏通向电磁体的电流的情况下，为了提供期望水平的阻尼，并为了减少设备中所需的操作电流，环绕电磁体设有永磁体，用于产生磁通量。在本领域中已知的是包括多个彼此轴向隔开的电磁体。美国专利6,419,057（以下称为‘057申请）中示出了一个这样的组件。‘057申请进一步公开了由具有高导磁率的材料构成的磁极段或磁极区，用于集中来自电磁体和永磁体的磁通量，所述磁极段或磁极区轴向设置在永磁体之间。

‘711申请进一步公开了在活塞的压缩端和回弹端之间轴向延伸并且与磁极段相邻设置的主间隙，用于输送磁流变流体穿过活塞。来自磁体的通量改变主间隙中的流体的粘度，以控制组件的阻尼力。为控制电磁体产生的磁通量，‘711申请公开了一种控制器。控制器限定用于施加通过电磁体的负电流的消磁操作状态，用于消除来自横穿主间隙的永磁体的通量，以实现低阻尼力。

‘711申请还公开了导磁率小于活塞的核心的材料的副间隙，以提供高磁阻区域。这是一个必要的设计元素，因为没有副间隙的话，当希望通量穿过主间隙时（当设备不处于消磁操作状态时），大部分通量将在进入核心中短路，而不能穿过主间隙，导致非预期的较小的阻尼力。

现有技术的一个确定的问题在于由于副间隙的位置，由于来自横穿主间隙的永磁体的通量的泄露，在消磁操作状态中不可能充分消除横穿主间隙的通量。这是一个特别的问题，因为当组件处于消磁操作状态时这导致非预期的高阻尼力，并防止在安装期间磁流变组件通过主间隙填充流体。

发明内容

本发明提供了这样一种磁流变阻尼组件，其中活塞核心和内部磁极段限定封闭的副间隙，该副间隙具有环形形状并且在电磁体之间轴向地延伸，以及在核心与内部磁极段之间径向地延伸，用于防止当组件处于消磁操作状态时，横穿主间隙的永磁体的磁通量发生泄露。

副间隙在磁体之间的上述内部位置使得当组件处于消磁操作状态时，完全消除主间隙中来自永磁体的磁通量。完全消除横穿主间隙的磁通量有利于允许组件在安装期间通过主间隙填充流体。进一步地，当组件在消磁操作状态中运行时，可达到较低的最小阻尼力。与磁流变设备相关的一个重要特性被称为“出现比率（turn-up ratio）”，该“出现比率”被定义为设备产生的最大阻尼力除以其最小阻尼力（在消磁操作状态）。一般情况下希望具有高出现比率，这样阻尼器可以在较大的阻尼力范围内波动。由于可实现完全消除横穿主间隙的通量，本发明提供高于现有技术的出现比率。而且，由于副间隙位于磁体、核心和磁极段之间，能够使用不同的径向长度容易地制造所述副间隙，其中所述长度对应于组件的阻尼范围。因为具有调谐好的阻尼范围的组件可被容易地制造，所以其可以适用于各种阻尼用途。

附图说明

本发明的其他优势将容易理解，因为当结合附图考虑本发明时，参照下面的详细说明，本发明变得更容易理解，其中：

图1是磁流变组件的侧视图；

图2是磁极段，永磁体和活塞杆的透视图；

图3是控制器和电磁体排列的原理图；

图4是第二实施方式的侧面透视和局部视图；

图5是当控制器处于消磁操作状态时的磁流变组件的侧视图；

图6是当控制器处于失电稳定操作状态时的磁流变组件的侧视图；

图7是当控制器处于消磁状态时的磁流变组件的侧视图；以及

图8是磁流变组件的通量密度比电流特性的曲线图。

主要元件标号说明：