齿轮齿条式阻尼力连续补偿的半主动悬架磁流变阻尼器

本技术涉及一种汽车悬架系统，尤其涉及齿轮齿条式阻尼力连续补偿的半主动悬架磁流变阻尼器。

背景技术：

1、磁流变阻尼器是一种性能优越的可控流体阻尼器智能材料器件，具有参数和阻尼力可调、出力大、构造简单等优点，通过改变电流大小、调节磁场强度可以迅速改变磁流变液及其器件的力学特性，因此依据其磁流变效应的特点可以制作适于汽车悬架系统、铁路机车、土木工程结构振动控制用的磁流变阻尼器。

2、由于目前制造技术的限制，磁流变液存在悬浮性以及变性等问题，使得阻尼力不稳定，限制了相关产品的广泛运用。基于阻尼阀开度的机械阻尼调节阻尼器虽然实现方式简单，但是存在阻尼力不可连续调节、系统频响速度慢、装置体积大等缺点。

3、目前汽车悬架主要采用单筒浮动活塞和双筒底阀补偿结构的磁流变阻尼器，由于密封困难，底阀易堵塞等问题不易解决。对于阻尼力可控范围，在磁流变液动态剪切强度饱和和活塞结构磁路饱和特性的双重影响下，选定磁流变液后若不改变活塞结构，当阻尼力要求较高时，阻尼力达到一定数值后将不再增加，可控范围将受限，而对于阻尼力要求较高的状况其无法进行自动调节，即需要适当的阻尼力补偿。

4、基于此，为了有效控制磁流变阻尼器在不同情况下的输出阻尼力，有必要设计齿轮齿条式阻尼力连续补偿的半主动悬架磁流变阻尼器。

技术实现思路

1、为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供齿轮齿条式阻尼力连续补偿的半主动悬架磁流变阻尼器。将常规的磁流变阻尼器的活塞头设计成六段式结构，包括活塞头上固定板、活塞头上轭铁、隔磁套筒、活塞头下轭铁、活塞头下固定板、活塞头定位板。塞头上固定板、活塞头上轭铁、活塞头下轭铁及活塞头下固定板各加工有径向尺寸为1mm的三个腰形通孔，四者的腰形通孔分别对齐，与隔磁套筒圆周外表面共同构成磁流变液流经的主通道。活塞头上固定板、活塞头上轭铁、活塞头下轭铁、活塞头下固定板各加工有直径为1mm的四个圆形通孔，四者的圆形通孔分别对齐，构成磁流变液流经的副通道。对励磁线圈施加一定大小的电流时，流经主通道和副通道的磁流变液在磁场作用下产生可控的阻尼力；通过改变加载电流的大小，可有效控制输出阻尼力。同时，本实用新型在活塞头内安装一个压力传感器模块，阻尼器工作时，缸体内磁流变液的泄漏及缸体内的温度升高，使得缸体内的磁流变液阻尼力下降。对于阻尼力可控范围，在磁流变液动态剪切强度饱和和活塞结构磁路饱和特性的双重影响下，当阻尼力要求较高时，阻尼力达到一定数值后将不再增加，可控范围将受限，而对于阻尼力要求较高的状况其无法进行自动调节。当缸体内的阻尼力减小或增大到一定数值不再增加时，压力传感器模块传输模拟信号至外端控制器，控制器给电机供电，使得电机带动齿轮齿条机构逐渐减小副通道磁流变液流通面积，从而增大阻尼力，可有效实现阻尼器的输出阻尼力随压力连续补偿的目的。

2、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：上吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器上端盖(3)、密封圈(4)、缸体(5)、活塞头上固定板(6)、励磁线圈(7)、隔磁套筒(8)、活塞头下固定板(9)、活塞头定位板(10)、浮动活塞(11)、下吊耳(12)、阻尼器下端盖(13)、齿轮齿条机构(14)、电机模块(15)、活塞头下轭铁(16)及活塞头上轭铁(17)；上吊耳(1)加工有内螺纹孔，活塞杆(2)上端加工有外螺纹，两者通过螺纹连接；阻尼器上端盖(3)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器上端盖(3)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器上端盖(3)与缸体(5)内表面间隙配合，并通过密封圈(4)进行密封；阻尼器上端盖(3)与缸体(5)通过螺钉连接；活塞头上固定板(6)上端面通过活塞杆(2)下端轴肩轴向定位；活塞头上固定板(6)下端面紧靠活塞头上轭铁(17)；活塞头上固定板(6)中间加工有活塞杆固定圆形螺纹通孔，活塞头上轭铁(17)上端加工有圆形螺纹沉孔，活塞杆(2)下端加工有外螺纹；活塞杆(2)分别与活塞头上固定板(6)和活塞头上轭铁(17)通过螺纹进行轴向固定；活塞头上轭铁(17)下端面紧靠活塞头下轭铁(16)上端面，活塞头下轭铁(16)下端面紧靠活塞头下固定板(9)上端面，活塞头下固定板(9)紧靠活塞头定位板(10)上端面；活塞头上轭铁(17)下端面加工有四个圆形内螺纹盲孔(20)，活塞头下轭铁(16)加工有四个圆形螺纹通孔i(26)，活塞头下固定板(9)加工有四个圆形螺纹通孔ii(27)，活塞头定位板(10)加工有四个圆形螺纹通孔iii(34)，四者的螺纹孔分别对齐，并通过螺钉进行轴向和周向固定；隔磁套筒(8)上端面紧靠活塞头上轭铁(17)，隔磁套筒(8)下端面紧靠活塞头下轭铁(16)上端面；活塞头上轭铁(17)下端面加工有圆形凸台，圆形凸台和隔磁套筒(8)围成绕线凹槽，励磁线圈(7)缠绕在绕线凹槽内；活塞头上固定板(6)、活塞头上轭铁(17)、活塞头下轭铁(16)及活塞头下固定板(9)各加工有径向尺寸为1mm的三个腰形通孔，四者的腰形通孔分别对齐，与隔磁套筒(8)圆周外表面共同构成磁流变液流经的主通道(18)；活塞头上固定板(6)、活塞头上轭铁(17)、活塞头下轭铁(16)、活塞头下固定板(9)及活塞头定位板(10)各加工有四个直径为1mm圆形通孔，四者的圆形通孔分别对齐，构成磁流变液流经的副通道(19)；活塞头上固定板(6)、活塞头上轭铁(17)、活塞头下固定板(9)圆周外表面与缸体(5)内表面之间间隙配合，并通过密封圈进行密封；活塞头上轭铁(17)下端面中间加工有方槽i(22)，沉孔i内加工有引线通孔(23)，活塞头下轭铁(16)中间加工有方形通孔(25)，活塞头下固定板(9)上端面加工有方槽ii(28)，三者的方形孔轴向对齐，活塞头下固定板(9)上端面方槽ii(28)内加工有四个圆形螺纹盲孔(29)，电机模块(15)与活塞头下固定板(9)上端面方槽ii(28)内四个圆形螺纹盲孔(29)通过螺钉连接；活塞头下固定板(9)以方槽ii(28)中心加工有圆形主轴通孔(31)；电机模块(15)主轴穿过圆形主轴通孔(31)与齿轮齿条机构(14)进行过盈配合；活塞头下固定板(9)下端面加工有凹槽i(33)，活塞头定位板(10)上端面加工有凹槽ii(35)，凹槽i(33)与凹槽ii(35)对齐，齿轮齿条机构(14)与凹槽i(33)和凹槽ii(35)间隙配合，并通过密封圈进行密封；上吊耳(1)加工有引线孔，活塞杆(2)中心加工有圆形引线通孔，活塞头上轭铁(17)下端面加工有引线槽(21)；励磁线圈(7)的引线穿过引线槽(21)和活塞杆(2)引线通孔，并于上吊耳(1)引线孔中引出；活塞头下轭铁(16)加工有圆形通孔i(24)，活塞头下固定板(9)上端面加工有圆形通孔ii(30)，下端面以圆形通孔ii(30)圆心为基础加工有方形传感器凹槽(32)，圆形通孔i(24)与圆形通孔ii(30)轴向对齐；浮动活塞(11)圆周外表面与缸体(5)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器下端盖(13)与缸体(5)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器下端盖(13)与缸体(5)通过螺钉连接；下吊耳(12)加工有内螺纹孔，阻尼器下端盖(13)下端加工有外螺纹，两者通过螺纹连接。

3、本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

4、(1)本实用新型将常规的磁流变阻尼器的活塞头设计成六段式结构，包括活塞头上固定板、活塞头上轭铁、隔磁套筒、活塞头下轭铁、活塞头下固定板、活塞头定位板。活塞头上固定板、活塞头上轭铁、活塞头下轭铁及活塞头下固定板各加工有径向尺寸为1mm的三个腰形通孔，四者的腰形通孔分别对齐，与隔磁套筒圆周外表面共同构成磁流变液流经的主通道。塞头上固定板、活塞头上轭铁、活塞头下轭铁、活塞头下固定板及活塞头定位板各加工有直径为1mm的四个圆形通孔，四者的圆形通孔分别对齐，构成磁流变液流经的副通道。对励磁线圈施加一定大小的电流时，主通道和副通道中的磁流变液在磁场作用下产生可控的阻尼力；通过改变加载电流的大小，能有效控制输出阻尼力。

5、(2)本实用新型在活塞头内安装一个压力传感器模块，阻尼器工作时，缸体的泄漏和活塞移动导致温度升高，使得缸体内的阻尼力减小。对于阻尼力可控范围，在磁流变液动态剪切强度饱和和活塞结构磁路饱和特性的双重影响下，当阻尼力要求较高时，阻尼力达到一定数值后将不再增加，可控范围将受限，而对于阻尼力要求较高的状况其无法进行自动调节。当缸体内的阻尼力减小或增大到一定数值不再增加时，压力传感器模块传输模拟信号至外端控制器，控制器给电机模块供电，带动齿轮齿条机构逐渐减小副通道磁流变液流通面积，从而增大阻尼力，通过改变控制器输出电流的大小及方向，实现电机输出转矩的变化，可有效达成阻尼器的输出阻尼力随压力变化连续补偿的目的。

6、(3)本实用新型阻尼器结构具有小体积、紧凑的特点，同时具备系统成本低和高稳定性的优势。