专利名称：汽车发动机悬置系统磁流变隔振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及隔振装置，特别涉及一种用于汽车发动机悬置系统的磁流变隔振器。
背景技术：
磁流变液是其屈服应力和粘度可随外加磁场变化的材料，这种变化具有快速、可逆和可控的特点，基于该特点，磁流变液能用于外加磁场控制的器件，如制动器、隔振器等。磁流变隔振器的原理是通过磁流变液流动所产生的阻力来调节隔振器的阻尼和刚度，从而使振动衰减，其隔振率可通过外加磁场加以控制。现有的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器一般由壳体、橡胶主簧、磁芯、橡胶底膜以及密封件构成。现有的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器存在以下几点不足I)无解耦膜或者只通过解耦膜对高频动态硬化进行缓减，使隔振器高频隔振性能不理想；2)上液室未设置节流盘，不能有效改善隔振器的高频隔振性能；3)传统隔振器在壳体中部设置注液孔、在加强块中设置排气孔，使其容易漏液；4)单独设置解耦器，使零件数目增加，影响生 产效率；5)现有磁流变隔振器有效隔振的频率范围有限，不满足高转速发动机悬置系统的隔振使用要求。因此，需探索一种新型汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，使其克服上述缺点，使隔振性能更加优越，工作更加稳定，可靠，结构简单，避免漏液且便于注液等操作以提高生产效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，该隔振器在磁芯组件的内部设置了解耦器，并通过节流盘增大上液室内磁流变液的紊流度，有效抑制隔振器的高频动态硬化，拓宽有效隔振频率范围。该隔振器具有理想的动态特性，能够满足高转速发动机悬置系统隔振的使用要求，另外，通过对解耦器、磁芯组件密封结构、注液孔结构等进行改进，提高了隔振器的隔振能力、工作稳定性、装配的方便性。本发明通过以下技术手段解决上述技术问题本发明的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，包括橡胶主簧、顶端开口的壳体和设置于壳体内部的磁芯组件，所述橡胶主簧设置并封堵于壳体顶端开口处，所述橡胶主簧上设置有用于隔振器安装的连接杆，所述壳体内侧底部设置有橡胶底膜，所述橡胶底膜与磁芯组件之间、磁芯组件与橡胶主簧之间各形成一个充满磁流变液的腔室，所述磁芯组件上设置有连通两个腔室的磁流变液通道，所述磁芯组件的中部设置有解耦器；所述磁芯组件与橡胶主簧之间的腔室中设置有节流盘，所述节流盘与解耦器之间形成扰流液室。进一步，所述连接杆的一端穿过橡胶主簧并伸入至磁芯组件与橡胶主簧之间的腔室中部与所述节流盘固定连接。进一步,所述磁芯组件包括设置于磁芯组件中部的内磁芯、包围所述内磁芯并与内磁芯之间形成磁流变液通道的外磁芯、绕制有电磁线圈的线圈座和分别与内磁芯、外磁芯和线圈座固定连接的隔磁板，所述内磁芯由内磁芯上部和内磁芯下部组成，外磁芯由外磁芯上部和外磁芯下部组成，所述外磁芯上部和外磁芯下部将所述线圈座密封夹持在中间并对线圈座上绕有电磁线圈的一侧进行密封。进一步，所述内磁芯上部与内磁芯下部为槽底部带有多个通孔的双面凹槽件，所述内磁芯上部与内磁芯下部的凹槽面相互扣合形成解耦液室，所述解耦液室中悬浮有带孔的浮动式解耦膜形成所述解耦器。进一步，所述内磁芯上部与内磁芯下部为槽底部带有多个通孔的双面阶梯凹槽件，所述内磁芯上部与内磁芯下部的阶梯凹槽面相互扣合形成解耦液室，所述解耦液室中设置有带孔的固定式解耦膜形成所述解耦器。进一步，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体与下壳体的内侧各带有一个台阶面，所述下壳体的台阶面上设置有环形凹槽，所述外磁芯下部将橡胶底膜的上部压紧在所述环形凹槽内；所述上壳体的下端面与下壳体的上端面各设置有一圈垂直于壳体轴线向外突出的边缘形成用以固定连接上、下壳体的法兰；所述下壳体的底部设置有通气孔用于将橡胶底膜的一侧与大气相通。所述壳体采用铝合金隔磁材料制成。 进一步，所述线圈座上靠近壳体的一端设置有出线槽口，所述外磁芯上部沿径向设置有与出线槽口相通的引线孔，所述上壳体上设置有与外磁芯上部的引线孔相通的出线孔。进一步，所述外磁芯下部与壳体相配合的面上设置有密封环；所述上壳体与下壳体的法兰配合面上设置有密封环。进一步，所述橡胶主簧上还设置有加强块，所述加强块上设置有注液排气孔，所述注液排气孔包括贯穿加强块的螺纹孔和与其同轴且贯穿橡胶主簧底部的光孔，注液排气孔采用密封圈及螺钉进行密封。进一步，所述下壳体的底部设置有用于隔振器安装的螺纹孔。本发明的有益效果本发明的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器具有以下优点I)采用扰流结构，隔振器工作时节流盘的运动使上液室液体紊流增强，有效抑制解耦器内解耦膜及其附带液柱的共振响应，从而抑制隔振器高频动态硬化，提高隔振器的隔振能力，并能够达到拓宽隔振频率范围的目的；2)采用兼有注液和排气两种功能的大直径孔结构作为注液排气孔，简化隔振器的结构，改善密封性能；3)将内磁芯上部和内磁芯下部均设计成带孔的双面凹槽件，两者组合即形成解耦器液室，使隔振器结构简化，易于装配；4)将壳体分成上壳体和下壳体使得安装更加简便，另外，壳体采用铝合金隔磁材料，使其工作时磁路漏磁减弱；5)将下壳体的底部增厚并设置有带安装螺纹的盲孔，使得本发明的隔振器可与带有安装角度的螺杆进行固定连接，易于装配，并使得橡胶底膜不易被损坏；6)线圈座的结构设计，使电磁线圈的绕制更方便，防止磁流变液对线圈的腐蚀，且可有效避免引线孔漏液。
下面结合附图和实施例对发明作进一步描述。图I为设置有浮动式解耦膜的隔振器的结构示意图；图2为图I的A-A剖切面示意图；图3为本发明中的壳体环扣型封装结构示意图；图4为本发明中的固定解耦膜式解耦器示意图。
具体实施例方式以下将结合附图对本发明进行详细说明，如图I和2所示本发明的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，包括橡胶主簧I、加强块5、顶端开口的壳体和设置于壳体内部的磁芯组件，所述壳体包括上壳体2和下壳体3，所述上壳体2的下端面与下壳体3的上端面各设置有一圈垂直于壳体轴线向外突出的边缘形成法兰22，螺栓装入法兰盘上的孔中，再旋 入螺母压紧实现上壳体2和下壳体3的固定连接。所述橡胶主簧I设置并封堵于壳体顶端的开口处，该橡胶主簧I上同心设置有用于隔振器安装的连接杆6，所述连接杆6上露出橡胶主簧I的一端具有外螺纹。所述橡胶主簧I通过橡胶硫化工艺与上壳体2、加强块5和连接杆6进行粘接，所述连接杆6通过加强块5的中心螺纹与加强块5固定连接。所述壳体内侧底部设置有橡胶底膜4，所述橡胶底膜4与磁芯组件之间、磁芯组件与橡胶主簧I之间各形成一个充满磁流变液的腔室，所述磁芯组件上设置有连通两个腔室的磁流变液通道8，所述磁芯组件的中部设置有解耦器；所述磁芯组件与橡胶主簧I之间的腔室中设置有节流盘7，所述节流盘7与解耦器之间形成扰流液室。所述连接杆6的一端设置有内螺纹和阶梯台，该连接杆6上带有内螺纹的一端穿过橡胶主簧I并伸入至磁芯组件与橡胶主簧I之间的腔室中部，所述节流盘7顶住连接杆6端部的阶梯台并旋入螺钉压紧实现两者固定连接。当隔振器工作时，连接螺纹杆6带动橡胶主簧I和节流盘7下行或上行，磁流变液流过磁流变液通道8产生阻尼力，使振动衰减，通过外加电流改变磁芯组件所产生的磁场强度，可改变磁流变液的粘度等性质，使隔振器的刚度和阻尼随发动机激振频率和幅值变化，以使发动机向车架传动的振动能量最小，在低频大振幅激振时磁芯组件中部形成的解耦器处于“关闭”状态，在高频小振幅激振时磁芯组件中部形成的解耦器处于“开启”状态，同时节流盘的高频扰流作用使得解耦器的“开启”状态拓宽至发动机的最高转速，极大地改善了隔振器的高频隔振性能。作为上述技术方案的进一步改进，所述磁芯组件包括设置于磁芯组件中部的内磁芯、包围所述内磁芯的外磁芯、绕制有电磁线圈14的线圈座15和分别与内磁芯、外磁芯和线圈座15固定连接的隔磁板13a、13b，所述内磁芯和外磁芯各设置有上、下两个部分，所述外磁芯上部Ilc和外磁芯下部Ild将所述线圈座15密封夹持在中间并对线圈座15上绕有电磁线圈的一侧进行密封。将所述内磁芯、外磁芯各自设置成上、下两个部分，使得所述磁芯组件更便于安装。作为替换方案，所述线圈座15还可设置在内磁芯上部Ila与内磁芯下部Ilb之间，但解耦器的径向尺寸会受到限制。作为上述技术方案的进一步改进，所述内磁芯上部Ila与内磁芯下部Ilb为凹槽18a、18b底部带有多个通孔20a的双面凹槽件，所述内磁芯上部Ila与内磁芯下部Ilb的凹槽面相互扣合形成解耦液室，所述解耦液室中悬浮有带孔的浮动式解耦膜12a形成所述解耦器。利用内磁芯上部Ila与内磁芯下部Ilb的双面凹槽结构形成所述解耦器，具有结构简单、生产成本低等优点。作为上述技术方案的替换方案，如图4所示，所述内磁芯上部Ila与内磁芯下部Ilb为槽底部带有多个通孔20b的双面阶梯凹槽件，所述内磁芯上部Ila与内磁芯下部Ilb的阶梯凹槽面相互扣合形成解耦液室，所述解耦液室中设置有带孔的固定式解耦膜12b，所述固定式解I禹膜12b被固定夹持在内磁芯上部Ila与内磁芯下部Ilb形成的阶梯凹槽中形成固定解耦膜式解耦器。所述固定解耦膜式解耦器在高频振动时的隔振效果明显。作为上述技术方案的进一步改进，所述壳体包括上壳体2和下壳体3,所述上壳体2与下壳体3的内侧各带有一个台阶面，所述下壳体3的台阶面上设置有环形凹槽21，所述外磁芯下部Ild将橡胶底膜4的上部压紧在所述环形凹槽21内。在下壳体3上设置台阶面和环形凹槽21可以提高橡胶底膜4与壳体之间的密封性，进而防止出现漏液事故。另夕卜，所述下壳体2的底部设置有通气孔17用于将橡胶底膜4的一侧与大气相通。工作时，连接杆下行带动橡胶主簧下压磁流变液，使得磁流变液流入到磁芯组件与橡胶底膜4之间的腔室中，此时橡胶底膜4膨胀以辅助缓冲橡胶主簧的下行力，当连接杆上行带动橡胶主簧上行时，橡胶主簧与磁芯组件之间的腔室体积变大，磁流变液从下腔流入到橡胶主簧与 磁芯组件之间的腔室中，此时橡胶底膜4收缩以辅助缓冲连接杆的上行力。在下壳体3的底部设置通气孔17使得橡胶底膜4在膨胀或收缩时不会受到气压变化的影响。另外，本实施例中所述的壳体采用铝合金隔磁材料制成，使隔振器工作时磁路漏磁减弱。作为上述技术方案的替换方案，如图3所述，所述上壳体2的下端与下壳体3的上端可采用环扣式固定连接，该种结构有利于密封，并能有效防止漏液，对于不需拆装调试的隔振器可选用。作为上述技术方案的进一步改进，所述线圈座15上靠近壳体的一端设置有出线槽口 19a，所述外磁芯上部Ilc沿径向设置有与出线槽口 19a相通的引线孔1%，所述上壳体2上设置有与外磁芯上部Ilc的引线孔19b相通的出线孔19c。使用时，引线从上述槽孔中穿过，出线槽口 19a、引线孔19b和出线孔19c采用环氧树脂进行密封。采用上述结构可以有效地对引线进行密封，从而避免引线受到磁流变液的腐蚀。作为上述技术方案的进一步改进，所述外磁芯下部Ild与壳体相配合的面上沿轴向设置有两个密封环16a、16b ;所述上壳体2与下壳体3的法兰22配合面上设置有密封环16c。在壳体与磁芯组件之间设置多道密封环可以极大地提高磁芯组件与壳体之间的密封性能，进而避免磁流变液从壳体与磁芯组件之间的缝隙中流入励磁线圈或流出壳体。作为上述技术方案的进一步改进，所述加强块5上设置有注液排气孔10，所述注液排气孔10包括贯穿加强块的螺纹孔和与其同轴且贯穿橡胶主簧底部的光孔，注液排气孔10采用密封圈及螺钉IOa进行密封。采用兼有注液和排气两种功能的大直径孔结构作为注液排气孔，简化隔振器的结构，改善密封性能。作为上述技术方案的进一步改进，所述下壳体3的底部设置有用于隔振器安装的螺纹孔9。将下壳体的底部增厚并设置有带安装螺纹的盲孔，使得本发明的隔振器可与带有安装角度的螺杆进行固定连接，易于装配，并使得橡胶底膜不易被损坏。最后说明的是，以上实施例仅用以说明发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，包括橡胶主簧(I)、顶端开ロ的壳体和设置于壳体内部的磁芯组件，所述橡胶主簧(I)设置并封堵于壳体顶端开ロ处，所述橡胶主簧(I)上设置有用于隔振器安装的连接杆出)，所述壳体内侧底部设置有橡胶底膜(4)，所述橡胶底膜(4)与磁芯组件之间、磁芯组件与橡胶主簧(I)之间各形成一个充满磁流变液的腔室，所述磁芯组件上设置有连通两个腔室的磁流变液通道(8)，其特征在于所述磁芯组件的中部设置有解耦器；所述磁芯组件与橡胶主簧(I)之间的腔室中设置有节流盘(7)，所述节流盘(7)与解耦器之间形成扰流液室。
2.根据权利要求I所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述连接杆(6)的一端穿过橡胶主簧(I)井伸入至磁芯组件与橡胶主簧(I)之间的腔室中部与所述节流盘(7)固定连接。
3.根据权利要求2所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述磁芯组件包括设置于磁芯组件中部的内磁芯、包围所述内磁芯并与内磁芯之间形成磁流变液通道(8)的外磁芯、绕制有电磁线圈(14)的线圈座(15)和分别与内磁芯、外磁芯和线圈座(15)固定连接的隔磁板(13a、13b),所述内磁芯由内磁芯上部(Ila)和内磁芯下部(Ilb)组成，外磁芯由外磁芯上部(Ilc)和外磁芯下部(Ild)组成，所述外磁芯上部(Ilc)和外磁芯下部(Ild)将所述线圈座(15)密封夹持在中间并对线圈座(15)上绕有电磁线圈的ー侧进行密封。
4.根据权利要求3所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述内磁芯上部(Ila)与内磁芯下部(Ilb)为凹槽(18a、18b)底部带有多个通孔(20a)的双面凹槽件，所述内磁芯上部(Ila)与内磁芯下部(Ilb)的凹槽面相互扣合形成解耦液室，所述解耦液室中悬浮有带孔的浮动式解耦膜(12a)形成所述解耦器。
5.根据权利要求3所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述内磁芯上部(Ila)与内磁芯下部(Ilb)为凹槽(18a、18b)底部带有多个通孔(20b)的双面阶梯凹槽件，所述内磁芯上部(Ila)与内磁芯下部(Ilb)的阶梯凹槽面相互扣合形成解耦液室，所述解耦液室中设置有带孔的固定式解耦膜(12b)形成所述解耦器。
6.根据权利要求4或5所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述壳体包括上壳体(2)和下壳体(3)，所述上壳体(2)与下壳体(3)的内侧各带有一个台阶面，所述下壳体(3)的台阶面上设置有环形凹槽(21)，所述外磁芯下部(Ild)将橡胶底膜(4)的上部压紧在所述环形凹槽(21)内；所述上壳体(2)的下端面与下壳体(3)的上端面各设置有ー圈垂直于壳体轴线向外突出的边缘形成用以固定连接上、下壳体的法兰(22)；所述下壳体(2)的底部设置有通气孔(17)用于将橡胶底膜(4)的ー侧与大气相通。
7.根据权利要求6所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述线圈座(15)上靠近壳体的一端设置有出线槽ロ(19a)，所述外磁芯上部(Ilc)沿径向设置有与出线槽ロ(19a)相通的引线孔(19b)，所述上壳体(2)上设置有与外磁芯上部(Ilc)的引线孔(19b)相通的出线孔(19c)。
8.根据权利要求7所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述外磁芯下部(Ild)与壳体相配合的面上设置有密封环(16a、16b);所述上壳体(2)与下壳体(3)的法兰(22)配合面上设置有密封环(16c)。
9.根据权利要求8所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述橡胶主簧(I)上还设置有加强块(5)，所述加强块(5)上设置有注液排气孔(10)，所述注液排气孔(10)包括贯穿加强块的螺纹孔和与其同轴且贯穿橡胶主簧底部的光孔，注液排气孔(10)采用密封圈及螺钉(IOa)进行密封。
10.根据权利要求9所述的汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，其特征在于所述下壳体(3)的底部设置有用于隔振器安装的螺纹孔(9)。
全文摘要
本发明公开了一种汽车发动机悬置系统磁流变隔振器，包括橡胶主簧、节流盘、磁芯组件和解耦膜，该隔振器通过控制电磁线圈激励电流的大小来调节设置于磁芯组件内磁流变液通道处的磁感应强度，从而调节该处的磁流变液粘度以达到最佳的隔振效果。使用时，该隔振器可通过节流盘增大上液室内磁流变液的紊流度，有效抑制隔振器的高频动态硬化，拓宽有效隔振频率范围。该隔振器具有较理想的动态特性，满足高转速发动机悬置系统隔振的使用要求，另外，通过对浮动解耦膜式解耦器、磁芯组件密封结构、注液孔结构等进行改进，提高了隔振器的隔振能力、工作稳定性、装配的方便性。
文档编号F16F9/53GK102829127SQ20121035202
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者郑玲, 李以农, 段绪伟, 邓召学 申请人:重庆大学