專利名稱：一種帶有變阻尼的磁力彈簧的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽車懸架系統領域，具體涉及能夠緩沖路面對車輛的沖擊、吸收車輛振動能量的一種磁力彈簧，在汽車懸架系統中作為彈性及阻尼元件使用。
背景技術：
汽車懸架系統中使用的磁力彈簧就是利用磁鐵同極相斥的原理，把若干個永磁鐵串聯起來，使其兩兩相斥，以此產生彈簧力，替代傳統的彈簧元件。與傳統的彈簧相比，磁力彈簧具有結構簡單、能量密度大、沒有噪聲等特點，此外磁力彈簧還具有很好的非線性，可隨著彈簧壓縮高度的變化，其彈簧力呈現非線性的變換，這也是相對于傳統彈簧最大的優勢所在。目前，現有的車用磁力彈簧一般只起到緩沖外界的沖擊作用，不能衰減振動能量，具體就是只提供恢復力，不提供阻尼，例如中國專利申請號為201020542368. 8、名稱為“一種用于汽車的磁力彈簧結構”所描述的磁力彈簧有兩塊軸線方向的永磁鐵，上部是一個半球形的永磁鐵，下部是一塊與半球形永磁鐵相配的半圓形凹槽的永磁鐵，通過兩塊磁鐵之間的斥力作為彈簧的回復力的，只起到緩沖作用，并不具有減振的效果。因此，起到車輛減振的效果，只能額外的增加一個減震器，導致車輛的結構復雜，整體布置困難。
發明內容
本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種汽車懸架系統的磁力彈簧，在保證彈簧的剛度非線性的前提下帶有變阻尼，實現懸架系統的減振消能作用。為實現上述目的，本發明采用如下技術方案包括一個密封的缸體，缸體底部固定連接密封基座，沿缸體內部的軸線方向自上而下依次設置支撐套筒、第一、第二、第三柱形永磁鐵，支撐套筒固接缸體的內壁且底面接觸固接第一柱形永磁鐵；第二、第三柱形永磁鐵均與缸內的內壁密封相接觸且均可沿缸體的內壁上下移動；支撐套筒內腔形成第一腔室，第一柱形永磁鐵、第二柱形永磁鐵、第三柱形永磁鐵以及密封基座之間依次形成有第二腔室、第三腔室和第四腔室；第二、第三、第四腔室中均充滿液壓油，第一腔室中的上部分充有高壓氣體，下部分充有液壓油；第一、第二、第三柱形永磁鐵中心處均開有圓通孔，第一、第三柱形永磁鐵的圓通孔內分別設置第一、第二阻尼閥件；第一、第二阻尼閥件均由閥芯、小塊永磁鐵和彈簧組成，小塊永磁鐵和彈簧自下而上依次相接且均套在閥芯上，所述第一阻尼閥件上的小塊永磁鐵與所述第二柱形永磁鐵相斥，所述第二阻尼閥件上的小塊永磁鐵與所述第二柱形永磁鐵相吸；第三柱形永磁鐵的底部中間固定連接活塞桿上端，活塞桿下端沿缸體的軸線方向向下伸出缸體外部且連接下球形鉸鏈接盤。本發明采用上述技術方案后的有益效果是
I、在保證磁力彈簧剛度非線性的基礎上引入阻尼，改善了車輛的通過性能和行駛平順性能。2、由于不需要額外配合阻尼減震器，節省了空間，降低了懸架系統結構布置難度。
3、本發明的阻尼閥體具有使其阻尼隨彈簧壓縮高度可變的特性。4、相對于傳統彈簧和減震器系統，本發明零部件較少，結構簡單，壽命長，適用范圍較廣泛。
以下結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細說明
圖1是本發明裝置的結構剖視 圖2是阻尼閥件的放大的結構剖視 圖3、4是本發明的工作原理 圖中1.缸體；2.支撐套筒；3.第一阻尼閥件；4.密封圈；5.密封基座；6.下球形鉸鏈接盤；7.活塞桿；8.連接螺栓；9.緩沖橡膠塊；10.第二阻尼閥件；11.緩沖墊片；12.支撐座；13.閥芯；14.小塊永磁鐵；15.彈簧；T1.第一柱形永磁鐵；Τ2.第二柱形永磁鐵；Τ3.第
三柱形永磁鐵；Α.第一腔室；Β.第二腔室；C.第三腔室；D.第四腔室。
具體實施例方式參見圖1，本發明包括一個密封的缸體1，缸體I頂部連接支撐座12，通過支撐座12將缸體I與車身相連。缸體I底部通過連接螺栓8固定連接密封基座5，在缸體I內的密封基座5的上表面上固定連接緩沖橡膠塊9。在缸體I內部，沿缸體I的軸線方向自上而下依次設置支撐套筒2以及第一柱形永磁鐵Tl、第二柱形永磁鐵T2、第三柱形永磁鐵T3這三個柱形永磁鐵。支撐套筒2與缸體I內壁相固定，支撐套筒2的底面接觸且固定連接第一柱形永磁鐵Tl，使第一柱形永磁鐵Tl在缸體I內不可移動。第一柱形永磁鐵Tl、第二柱形永磁鐵T2和第三柱形永磁鐵T3之間依次間隔設置。第二柱形永磁鐵T2和第三柱形永磁鐵T3均與缸內I的內壁緊密接觸，且均分別用密封圈4進行密封，第二柱形永磁鐵T2和第三柱形永磁鐵T3均可沿缸體I的內壁上下移動。在第二柱形永磁鐵T2的上表面固定連接緩沖墊片11。支撐套筒2內腔形成第一腔室A。第一柱形永磁鐵Tl、第二柱形永磁鐵T2、第三柱形永磁鐵T3以及密封基座5之間依次形成第二腔室B、第三腔室C和第四腔室D這三個腔室。這樣，支撐套筒2與三個柱形永磁鐵把缸體I內部自上而下分成四個腔室。在第二腔室B、第三腔室C和第四腔室D中均充滿液壓油，在第一腔室A中的上部分充有高壓氣體，下部分充有液壓油。三個柱形永磁鐵中心處均開有圓通孔。在第一柱形永磁鐵Tl和第三柱形永磁鐵T3中心處分別開有圓通孔，在第一柱形永磁鐵Tl的第一圓通孔內安裝第一阻尼閥件3，在第三柱形永磁鐵T3的第三圓通孔內安裝第二阻尼閥件10。在第二柱形永磁鐵T2的中心處開有第二圓通孔，第二圓通孔用以液壓油的流通。第三柱形永磁鐵T3的底部中間固定連接活塞桿7上端，活塞桿7下端沿缸體I的軸線方向向下伸出缸體I外部，并且活塞桿7下端固定連接下球形鉸鏈接盤6。參見圖2所示的阻尼閥件的結構，第一阻尼閥件3或第二阻尼閥件10均由閥芯13、小塊永磁鐵14和彈簧15組成，其中閥芯13位于阻尼閥件的軸線上，小塊永磁鐵14為圓柱體，小塊永磁鐵14和彈簧15自下而上依次相連接，且均套在閥芯13上，彈簧15底端連接小塊永磁鐵14，彈簧15頂端被固定，小塊永磁鐵14和彈簧15均能隨著閥芯13做上下運動。第一阻尼閥件3、第二阻尼閥件10均是單向阻尼閥，只在液壓油由下往上流經時才產生阻尼，與傳統的阻尼閥一樣，阻尼閥件產生的阻尼與流過的液壓油的速度成正比。第一阻尼閥件3上安裝的小塊永磁鐵14與第二柱形永磁鐵T2相斥，在彈簧15往復運動時，第一柱形永磁鐵Tl和第二柱形永磁鐵T2之間的距離不斷變化，第一柱形永磁鐵Tl和第二柱形永磁鐵T2之間的距離較遠時，第二柱形永磁鐵T2對小塊永磁鐵14的排斥力較小，當二者距離減小時，斥力增大，小塊永磁鐵14就會帶動閥芯13往上運動，進而增大阻尼，因此達到了變阻尼的效果，彈簧15的振幅較大時，阻尼較大，振幅小時，阻尼相對的小。第三柱形永磁鐵T3上安裝的第二阻尼閥件10與阻尼閥件Fl的結構一樣，所不同的僅是其中的小塊永磁鐵14與第二柱形永磁鐵T2相互吸引。圖3、4分別是彈簧15在受壓和受拉下的工作狀態。受壓時，也就是車輪受到外界激勵而壓縮本發明時，參見圖3，活塞桿7推動第三柱形永磁鐵T3上移，由于三個柱形永磁鐵Tl、T2、T3之間的相互作用，每兩個柱形永磁鐵之間的距離會減小以此增大排斥力來抵消活塞桿7的上移。在此過程中第二腔室B和第三腔室C的容積減小,第四腔室D的容積增大。由于三個柱形永磁鐵Tl、T2、T3之間的相互排斥力是即時改變的以及第二柱形永磁鐵Τ2的自由浮動，第二柱形永磁鐵Τ2上的第二圓通孔允許液壓油的暢通流動，第二、第三、第四腔室B、C、D的容積同時改變，其中液壓油的流向由圖3中的箭頭所示，第二腔室B中的液壓油流入第一腔室A中，第三腔室C中的液壓油流入第二腔室B中和第四腔室D中，第二腔室B中的液壓油要經第一阻尼閥件3流入第一腔室A中，這樣就會產生阻尼，消減車身的振動能量。受拉時，參見圖4，在三個柱形永磁鐵T1、T2、T3之間很大的排斥力作用下，每兩個柱形永磁鐵之間的距離會增大，第三柱形永磁鐵Τ3推動活塞桿7下移。在此過程中第二和第三腔室B和C的容積增大，第四容積D的容積減小，第二、第三、第四腔室B、C、D的容積同時改變，液壓油的流向由圖4中的箭頭所示，第一腔室A中的液壓油流入第二腔室B中，第二腔室B中液壓油流入第三腔室C中，第四腔室D中的液壓油流入第三腔室C中，其中，第四腔室D中的液壓油要經第二阻尼閥件10流入第三腔室C中，這樣就會產生阻尼。此外，由于兩個阻尼閥件都是單向阻尼閥，因此二者分別只在壓縮和伸張過程中單獨提供阻尼。由于液壓油的不可壓縮性，缸體I的液壓油體積保持不變，在本發明往復運動時，活塞桿7不斷地伸入和伸出缸體I內，這就引起缸體I內的體積的變化，在第一腔室A中的上部充有高壓氣體可抵消此變化。本發明通過磁鐵間的斥力轉化為支撐力來承受車身的重量，支撐力通過第三柱形永磁鐵T3傳至活塞桿7，與活塞桿7相連的下球形鉸鏈6最后傳給車軸；當車輪受到外界激勵，就會把激勵通過車軸和本發明傳遞給車身，在此過程中，本發明不斷的壓縮、拉伸，做往復運動，進而起到彈簧的作用。緩沖墊片11可抵消壓縮行程過大時磁鐵之間的沖擊。緩沖橡膠塊9用以在本發 明伸張超出伸張行程時抵消活塞桿7對密封基座5的沖擊。對于車用減振器來說，伸張時需要獲得的阻尼是大于壓縮時所需要的阻尼，因此，本發明在伸張時由第二阻尼閥件10提供阻尼，壓縮時由第一阻尼閥件3提供阻尼，因此對于兩個阻尼閥件中的彈簧15的簧力以及小塊永磁鐵14的安放位置和大小要根據實際情況分別計算。
權利要求
1.一種帶有變阻尼的磁力彈簧，包括一個密封的缸體(1)，缸體(I)底部固定連接密封基座(5)，其特征是沿缸體(I)內部的軸線方向自上而下依次設置支撐套筒(2)、第一、第二、第三柱形永磁鐵(T1、T2、T3)，支撐套筒(2)固接缸體(I)的內壁且底面接觸固接第一柱形永磁鐵(TI);第二、第三柱形永磁鐵(Τ2、Τ3 )均與缸內(I)的內壁密封相接觸且均可沿缸體(I)的內壁上下移動；支撐套筒(2)內腔形成第一腔室(Α)，第一柱形永磁鐵(Tl)、第二柱形永磁鐵(Τ2 )、第三柱形永磁鐵(Τ3 )以及密封基座(5 )之間依次形成有第二腔室(B )、第三腔室(C)和第四腔室(D);第二、第三、第四腔室(B、C、D)中均充滿液壓油，第一腔室(A)中的上部分充有高壓氣體，下部分充有液壓油；第一、第二、第三柱形永磁鐵(Τ1、Τ2、Τ3)中心處均開有圓通孔，第一、第三柱形永磁鐵(Tl、Τ3)的圓通孔內分別設置第一、第二阻尼閥件(3、10);第一、第二阻尼閥件(3、10)均由閥芯(13)、小塊永磁鐵(14)和彈簧(15)組成，小塊永磁鐵(14)和彈簧(15)自下而上依次相接且均套在閥芯(13)上，所述第一阻尼閥件(3)上的小塊永磁鐵(14)與所述第二柱形永磁鐵(Τ2)相斥，所述第二阻尼閥件(10)上的小塊永磁鐵(14)與所述第二柱形永磁鐵(Τ2)相吸；第三柱形永磁鐵(Τ3)的底部中間固定連接活塞桿(7)上端，活塞桿(7)下端沿缸體(I)的軸線方向向下伸出缸體(I)外部且連接下球形鉸鏈接盤(6)。
2.根據權利要求I所述的一種帶有變阻尼的磁力彈簧，其特征是缸體(I)內的密封基座(5)的上表面上固定連接緩沖橡膠塊(9);第二柱形永磁鐵(Τ2)的上表面固定連接緩沖墊片(11)。
全文摘要
本發明公開一種汽車懸架系統中的帶有變阻尼的磁力彈簧，沿缸體內部的軸線方向自上而下依次設置支撐套筒、三個柱形永磁鐵，支撐套筒固接缸體的內壁且底面接觸固接第一柱形永磁鐵；第二、第三柱形永磁鐵均可沿缸體內壁上下移動；支撐套筒內腔形成上部分充有高壓氣體、下部分充有液壓油的第一腔室，三個柱形永磁鐵以及密封基座之間依次形成均充滿液壓油的三個腔室；三個柱形永磁鐵中心處均開有圓通孔，第一、第三柱形永磁鐵的圓通孔內分別設置由閥芯、小塊永磁鐵和彈簧組成的阻尼閥件；第一阻尼閥件上的小塊永磁鐵與第二柱形永磁鐵相斥，第二阻尼閥件上的小塊永磁鐵與第二柱形永磁鐵相吸；阻尼閥體具有使其阻尼隨彈簧壓縮高度可變的特性。
文檔編號F16F13/00GK102619925SQ20121011840
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者李仲興, 江洪, 王申旭, 陳望 申請人:江蘇大學