[发明专利]磁流变流体阻尼器

说明书

本申请是专利申请号为200480030726.4、申请日为2004年9月9日、名称为“磁流变流体阻尼器”的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容一般涉及一种磁流变流体阻尼器，更具体地说，涉及一种提供阻尼装置每单位体积和/或质量增加的剪切界面面积的磁流变流体阻尼器。

背景技术

磁流变(MR)流体属于可控流体的类别。这些流体的基本特性是它们能够在暴露于磁场时在毫秒级时间内从自由流动的线性粘性液体可逆地变为具有可控屈服强度的半固体。在无外加磁场时，MR流体可近似为牛顿液体。

典型的MR流体是将约20至约40体积％的相对较纯的软铁颗粒(通常为约3至约5微米)悬浮于诸如矿物油、合成油、水或二元醇的载液中而形成的悬浮液。通常会添加类似于商用润滑剂中的各种专用添加剂，以便防止重力沉降，促进颗粒悬浮，提高润滑性，修正粘度，并抑制磨损。MR流体的极限强度取决于悬浮颗粒的饱和磁化度的平方。

由铁颗粒组成的MR流体在150-250kA/m(1Oe＝80A/m)的外加磁场的作用下通常展现出30-90kPa的最大屈服强度。MR流体对于在制备和使用过程中可能遇到的水分或其它污染物并不十分敏感。另外，因为磁极化机理不受表面活性剂和添加剂的表面化学的影响，所以相对直接简单的是使MR流体保持稳定，以使得尽管存在较大的密度失配，仍可防止颗粒-液体分离。

大多数装置采用MR流体的模式是阀式、直剪式或这两种模式的组合。阀式装置的实例包括伺服阀、阻尼器和减震器。直剪式装置的实例包括离合器、制动器和变摩擦减震器。MR阻尼器可以提供的最大冲程力通常取决于MR流体的性质、流型和阻尼器的大小。

然而，目前的MR材料、流型和阻尼器几何结构所能达到的冲程力范围还不足以使这些装置实际用于某些应用，例如碰撞管理应用。对于某些应用来说，每单位体积需要增加的剪切界面，因为这直接增大了有效冲程力。

发明内容

本文公开一种磁流变阻尼器，其包括：圆柱形壳体；设置于所述圆柱形壳体中的磁流变流体；设置于所述圆柱形壳体内且与所述圆柱形壳体滑动啮合的活塞组件，其限定第一腔室和第二腔室，其中所述活塞组件包括数个从所述第一腔室延伸到所述第二腔室的圆柱形流体通道和至少一个电磁体；以及与所述电磁体电连通的电源。

在另一实施例中，磁流变阻尼器包括：圆柱形壳体；设置于所述圆柱形壳体中的磁流变流体；设置于所述圆柱形壳体内且与所述圆柱形壳体滑动啮合的活塞组件，其限定第一腔室和第二腔室，其中所述活塞组件包括开放单元多孔介质和至少一个设置于所述活塞组件中心的电磁体，其中所述多孔介质包括数个从所述第一腔室延伸到所述第二腔室的流体通道；以及与所述电磁体电连通的电源。

以下各图和具体实施方式举例说明上述及其它特征。

附图说明

现参照附图，这些图是例示性实施例，其中类似元件用类似数字编号：

图1是磁流变阻尼器的横截面图；

图2是图1中的MR阻尼器的根据一个实施例的活塞组件的端视图；

图3是图1中的MR阻尼器的根据第二实施例的活塞组件的端视图；

图4是图1中的MR阻尼器的根据第三实施例的活塞组件的端视图。

具体实施方式

本文公开一种磁流变流体阻尼器，这里又称为MR阻尼器。MR阻尼器尤其适合用于需要阻尼控制的应用，在一优选实施例中，其采用提供增加的装置每单位体积的剪切界面面积的设计，由此提高冲程力，从而克服现有技术中所提到的一些问题。如下文将更详细地论述，本文所述的MR阻尼器优选采用开放单元多孔介质的活塞，以便提供多个流体通道。这些流体通道可以具有或可以不具有相同的几何结构和尺寸。

已知，大的反转比(turn-up ratio)可以通过减小断态力(off-state force)和/或通过提高/增大初始通态力(on-state force)来获得。初始通态力通常取决于MR流体的屈服应力，而后者又主要取决于流体流动间隙中的磁通密度。已发现，通过增加由流体通道提供的每单位体积的剪切界面面积，可以获得大的反转比。