设有率降磁轨通道的基于磁流变流体的支架装置制造方法
【专利摘要】公开了一种用于在底座上支承振动源的基于磁流变流体的液压支架装置（20、220）。主流体通道（104、304）在抽吸室（64、264）与容纳室（66、266）之间延伸，以在其间传递流体。电磁铁线圈（98、298）可变地生成横穿该主流体通道的磁通量，以可变地改变该支架的阻尼刚度。率降磁轨通道（120、320）在该抽吸室（64、264）与该容纳室（66、266）之间延伸，以按预定频率振动通过其的磁流变流体（68、268），来减小该支架装置（20、220）的动态刚性。控制器（108）按该预定频率、相对接近于和超过该预定频率的频率，施加通过该电磁铁线圈（98、298）的电流，以大致防止该磁流变流体（68、268）流过该主流体通道（104、304），来迫使该磁流变流体（68、268）仅大致流过该率降磁轨通道（120、320），以防止该液压支架装置（20、220）的动态刚性在这些频率下发生的急剧增加。
【专利说明】设有率降磁轨通道的基于磁流变流体的支架装置
【技术领域】
[0001 ] 用于在底座上支承振动源的基于磁流变流体的液压支架装置。
【背景技术】
[0002]常规液压支架，用于支承和提供振动源的振动隔离。这种支架的公知应用是，用于支承机动车辆的组件。这种支架通常应用于提供隔离发动机的振动，同时还用于控制发动机和所连接的动力总成组件相对于车架或主体结构的移动。在发动机和动力总成支架的多种应用中，需要使支架的阻尼特性可变，从而对特定频率下的振动进行选择性隔离。
[0003]已经开发出基于磁流变流体的振动阻尼支架，能够隔离或衰减多个频率下的振动。如本领域已知，磁流变流体响应于磁场来修改其剪切特性。具体来说，它在暴露于磁场时，能够从自由流动的、线性、粘性流体可逆转地变成具有可控屈服强度的半固体。这些基于磁流变流体的支架使用该流体的这种特性，以在需要时控制弹簧刚度和阻尼率。
[0004]Baudendistel等人在美国专利6622995中公开了这样一种基于磁流变流体的支架。该支架包括外壳，该外壳环绕且沿着第一轴线延伸，并且限定一壳室。由弹性材料制成的柔性主体部分设置在壳室中并与外壳互连，以响应于振动源因外部激励造成相对于外壳的移动时产生弹性变形。该柔性主体环绕并沿着第一轴线径向延伸。由弹性材料制成的隔膜设置在壳室中，并且与柔性主体沿轴向隔开。
[0005]分隔组装件设置在壳室中的柔性主体与隔膜之间，以将壳室分为，柔性主体与分隔组装件之间的抽吸室，和分隔组装件与隔膜之间的容纳室。每一个室的容积都根据柔性主体和隔膜响应于外部激励的变形而改变。将传感器设置在机动车辆上，以测量该车辆响应于外部激励的振动状态,并且生成对应振动频率信号。磁流变流体包含在抽吸室和容纳室中。该分隔组装件限定一在抽吸室与容纳室之间轴向延伸的主流体通道，以在抽吸室与容纳室之间建立流体连通，用于响应于柔性主体与隔膜的变形使流体在两室之间流动。
[0006]该分隔组装件包括与主流体通道相邻设置的多个电磁铁线圈，这些电磁铁线圈用于可变地生成穿过主流体通道的磁通量，以改变穿过主流体通道的流体的剪切阻力，可变地改变支架装置的动态刚性。
[0007]在特定频率下，比如机动车辆的空转频率，由于基于磁流变流体的阻尼支架中的磁流变流体的质量，都不期望动态弹簧钢性变高。希望降低这些频率下的动态弹簧钢性，以减小驾驶员所感受的振动。
[0008]本领域还已知的是，基于非磁流变流体的液压阻尼支架装置包括由分隔组装件限定、并且在抽吸室与容纳室之间延伸的率降磁轨通道，用于振动通过其的流体来产生“率降”效应，或者在预定振动频率下降低支架装置的动态刚性。Takashima等人与2003年7月15日在美国专利US6592110中公开了上述支架。然而，随着这种底座的已知问题是，在超过预定率降频率的振动频率下出现“率升”或支架的动态刚性急剧增加，因为流体同时流过率降磁轨通道和主流体通道，导致这两个通道所生效的频率交叠。
【发明内容】
[0009]本发明提供这种基于磁流变流体的液压支架装置，类似美国专利6622995中所公开的，进一步还包括由所述分隔组装件限定的率降磁轨通道；该率降磁轨通道在所述抽吸室与所述容纳室之间延伸，与所述主流体通道和所述至少一个电磁铁线圈径向隔开，限定位于所述抽吸室处的上磁轨开口和位于所述容纳室处的下磁轨开口，用于响应于所述柔性主体与所述隔膜的变形来振动通过该通道内的磁流变流体，以减小所述支架装置在预定频率下的动态刚性。所述支架装置还包括控制器，该控制器用于响应所述传感器在所述预定频率、相对接近于所述预定频率和超过所述预定频率的频率时向所述电磁铁线圈施加电流，以增加流经所述主流体通道的磁流变流体的剪切阻力，从而大致防止所述磁流变流体流过所述主流体通道，以迫使所述磁流变流体仅大致流过所述率降磁轨通道，以在所述预定频率下进一步减小所述支架装置的所述动态刚性，并且防止所述液压支架装置的动态刚性在相对接近于和超过所述预定频率的频率下急剧增加。
[0010]由此，本发明一个或更多方面的几个优点是，通过本系统中的磁流变阻尼组件控制所述磁流变流体所经过的路径，产生了所述预定频率(例如，按机动车辆的空转频率)下的率降效应，同时消除率相对接近于和超过所述预定频率下现有技术中已知的不需要的率升效应。具体来说，按这些频率向所述至少一个电磁铁线圈施加相对较大电流，由此，大致密封所述主流体通道，并且迫使所述流体仅流过所述率降磁轨通道，以提供更大的率降效应并且防止发生率升。另外，与现有技术所述支架中的非磁流变流体相比，本发明所述支架中的所述磁流变流体的密度越大，提供率降效应越大。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]参照下面详细描述，并结合附图，对本发明的其它优点有更加清楚的理解，其中:
[0012]图1是液压支架装置第一可行实施方式的截面图和控制系统、电源的示意图；
[0013]图2是液压支架装置的第二可行实施方式的截面图和控制系统、电源的示意图；以及
[0014]图3是三个不同支架装置构造的动态刚性与频率的模型测试数据图。
【具体实施方式】
[0015]参照附图，视图中相同表示指示对应部分，液压支架装置20、220总体示出为在底座上支承振动源。在所述可行实施方式中，液压支架装置20、220被用于在机动车辆的车架上支承一组件。然而，应当理解，支架装置20、220可以被用于在底座上支承各种其它振动源。
[0016]液压支架装置20、220包括外壳22、222，外壳22、222的内部形成有壳室44、244。外壳22、222包括大致呈碗状的下外壳部24、224，下外壳部24、224环绕并沿着第一轴线A从闭口的下外壳部下端部26、226向开口的下外壳部上端部28、228延伸。自下外壳部24、224径向向外延伸形成下外壳部唇状部30、230。外壳22、222还包括大致呈杯状的上外壳部32、232，通常设置在下外壳部24、224的轴向上方，并且环绕并沿着与第一轴线A平行的第二轴线B，从开口的上外壳部下端部34、234向闭口的上外壳部上端部36、236延伸。自上外壳部下端部34、234径向向外延伸形成上外壳部唇状部38、238，上外壳部唇状部38、238设置在下外壳部唇状部30、230下面并与其相配合，以限制上外壳部32、232和下外壳部24、224彼此远离的轴向移动。应当理解，下外壳部24、224和上外壳部32、232皆可以具有其它形状(例如，方形或矩形形状截面)。自上外壳部上端部36、236径向向外延伸形成安装法兰40、240，以与振动源(B卩，在该可行实施方式中，机动车辆的车架)接合。上外壳部上端部36,236还形成有沿第二轴线B的上外壳部孔42、242。上外壳部32、232和下外壳部24、224内部形成有壳室44、244。
[0017]液压支架装置20、220还包括由弹性材料制成的柔性主体46、246，其径向环绕第二轴线B并沿着第二轴线B轴向从设置在壳室44、244内的大致呈截头圆锥体状的柔性主体下部48、248起、贯穿上外壳孔42、242延伸至壳室44、244外的柔性主体上部50、250。外部激励(例如，活塞振动、发动机摇摆、道路振动等)使该组件相对外壳22、222发生移动，柔性主体46、246响应于该移动相对外壳22、222产生弹性变形。柔性主体46、246形成有柔性主体通道54、254，柔性主体通道54、254沿第二轴线B延伸、贯穿柔性主体46、246。柔性主体上部50、250形成有自第二轴线B径向向外延伸的柔性主体法兰56、256，在柔性主体46,246变形超过预定长度时，接合闭口的上外壳部上端部36、236。换句话说，柔性主体法兰56、256防止柔性主体下部48、248挠曲超过该柔性主体法兰56、256接合上外壳部上端部36、236的点。
[0018]隔膜58、258大致呈圆形，由弹性材料制成，并形成有膜片边缘60、260，隔膜58、258密封设置在柔性主体46、246下面的壳室44、244中。分隔组装件62、262设置在壳室44、244中、位于柔性主体46、246与隔膜58、258之间，将壳室44、244划分成位于柔性主体46,246与分隔组装件62、262之间的抽吸室64、264，和位于分隔组装件62、262与隔膜58、258之间的容纳室66、266，每一个室64、66、264、266的容积都根据柔性主体46、246和隔膜58,258响应于外部激励的变形而改变。分隔组装件62、262径向环绕第一轴线A并沿着第一轴线A轴向延伸。磁流变流体68、268包含在抽吸室64、264和容纳室中66、266中。如本领域所公知的，磁流变流体68、268改变其剪切特性的改变速度快。具体来说，磁流变流体68、268在暴露至磁场时，能够从自由流动的、线性粘性流体可逆转地变成可控场强的半固态。
[0019]在柔性主体通道54、254内、相邻柔性主体上部50、250处，设有形状与柔性主体通道54、254相适应的金属上支承部件70、270，金属上支承部件70、270和柔性主体46、246键连接，从而限制柔性主体46、246径向向内移动。上支承部件70、270径向环绕第二轴线B并沿着第二轴线B从位于壳室44、244内部的上支承部件下部72、272起、贯穿上外壳孔42、242至壳室44、244外的上支承部件上部76、276延伸。上支承部件70、270形成有上支承部件通道78、278，其沿着第二轴线B贯穿该柔性主体延伸。应当理解为，上支承部件70、270可以由各种其它高强度材料制成。
[0020]带螺纹且大致呈柱状的第一安装部件80、280固定地设置在上支承部件通道78、278中，并且沿第二轴线B远离上支承部件上部76、276延伸，以螺纹连接方式接合振动源(即，该可行实施方式中的车辆的组件)。应当理解，第一安装部件80、280可以按其它方式(例如，螺栓或焊接)与该振动源互连。
[0021]具有大致呈L状截面的金属加强部件82、282环绕第二轴线B径向地设置在壳室44、244中。该加强部件82、282形成有加强部件垂直部84、284，其径向设置在上外壳部32、232与柔性主体下部48、248之间，以限制柔性主体下部48、248径向向外移动。该加强部件82、282还形成有加强部件水平部86、286，其沿轴向处于柔性主体46、246下面，以限制柔性主体下部48、248沿轴向向加强部件82、282移动。应当理解为，加强部件82、282可以由各种其它高强度材料制成。
[0022]分隔组装件62、262还包括大致呈筒状的金属下支承部件88、288，其径向环绕第一轴线A地并沿着第一轴线A从下支承部件下端部83、283向下支承部件上端部85、285延伸。下支承部件88、288形成有下支承部件法兰90、290，下支承部件法兰90、290远离下支承部件88、288径向延伸并与下支承部件上端部85、285相邻。应当理解为，下支承部件88、288可以由其它高强度材料制成，并且可以具有其它形状(例如，大致呈方形的截面)。
[0023]分隔组装件62、262还包括金属的、大致呈筒状的电磁铁支承环92、292，其径向上设置在下支承部件88、288与上外壳部32、232之间，轴向上设置在加强部件82、282与下外壳部唇状部30、230之间。电磁铁支承环92、292限定环绕其径向延伸的电磁铁槽94、294。卷筒状线轴96、296设置在电磁铁槽94、294中。至少一个电磁铁线圈98、298环绕线轴96、296缠绕，以选择性地生成磁通量。电磁铁支承环92、292还限定传感器腔100、300，其与电磁铁槽94、294相对径向向外隔开。另外，分隔组装件62、262包括由具有高导磁率的材料组成的磁通环102、302，以集中来自至少一个电磁铁线圈98、298的磁通量，该磁通环102、302径向设置在邻近下支承部件下端部83、283的下支承部件88、288与电磁铁支承环92、292之间，并且轴向设置在下支承部件法兰90、290与下外壳部唇状部30、230之间。隔膜边缘60、260轴向上密封夹在电磁铁支承环92、292与下外壳部唇状部30、230之间。应当理解为，任何数量的电磁铁槽94、294、线轴96、296以及电磁铁线圈98、298都可以按各种位置设置在电磁铁支承环92、292上。另外，应当理解为，可以使用一个以上的磁通环101、302。
[0024]分隔组装件62、262限定至少一个主流体通道104、304，其沿轴向在抽吸室64、264与容纳室66、266之间延伸，沿径向在磁通环102、302与电磁铁支承环92、292之间延伸，响应于柔性主体46、246和隔膜58、258因外部激励而产生的变形，在抽吸室64、264与容纳室66,266之间传递磁流变流体68、268。为相对较低频率(通常按20Hz并且至少大约20Hz)下的可变阻尼振动，例如这些由道路振动所引起的振动，所述至少一个电磁铁线圈98、298选择性地生成横穿磁通环102、302和主流体通道104、304的磁通量，以增加主流体通道104、304中的磁流变流体68、268的剪切阻力，由此增加支架装置20、220的阻尼刚性。换句话说，借助于该磁流变阻尼组件，液压支架装置20、220适于隔离或抑制在相对较低频率范围下的振动，以最优化汽车的乘坐、舒适性以及操纵特性。
[0025]液压支架装置20、220还包括向支架装置20、220供电的电源106，和控制由所述至少一个电磁铁线圈98、298生成的磁通量的控制器108。多条电磁铁导线110、310在控制器108、所述至少一个电磁铁线圈98、298以及电源106之间延伸贯穿上外壳部32、232，电连接所述至少一个电磁铁线圈98、298、控制器108以及电源106。
[0026]传感器112、312设置在传感器腔100、300中，并且延伸到抽吸室64、264中，以测量抽吸室中的压力变化并生成与该组件的振动频率相对应的信号，其中，抽吸室的压力变化是响应柔性主体46、246对外部激励响应的变形。应当理解为，可以使用一个以上的传感器112、312，而且传感器112、312可以放置在振动源、液压支架装置20、220，或底座上的不同位置处，以测量振动源的各种振动状态，如位移、速度，或加速度，从而生成与振动源的振动频率相对应的信号。多条传感器导线111、311在控制器108、(多个)传感器112，以及电源106之间延伸，以电连接控制器108、(多个)传感器112，以及电源106。
[0027]控制器108限定电磁铁活动操作状态，为施加通过电磁铁线圈98、298的可变正电流，产生横穿主流体通道104、304的磁通量，以增加磁流变流体68、268的粘度，从而增加流经主流体通道104、304的磁流变流体68、268的剪切阻力，可变地增加支架装置20、220的阻尼刚性。另外，控制器108限定电磁铁非活动操作状态，没有施加电流横穿主流体通道104,304,磁流变流体68、268流经主流体通道104、304时粘度不变。当所测量振动频率为前述相对较低频率时，控制器108响应于来自所述至少一个传感器112、312的信号，启动电磁铁活动和不活动操作状态。
[0028]为减小支架装置20、220在预定频率下的阻尼刚性，下支承部件88、288设有沿第一轴线A贯穿其内并延伸的率降磁轨通道120、320，其于抽吸室64、264处形成上磁轨开口124,324,于容纳室66、266处形成下磁轨开口 126、326，响应于柔性主体46、246和隔膜58、258的变形来振动其内流经的磁流变流体68、268。率降磁轨通道120、320与主流体通道104、304和电磁铁线圈98、298向内径向隔开一预定距离，以使经过率降磁轨通道120、320的磁流变流体68、268的粘度很大程度上保持不受电磁铁线圈98、298的影响。振荡磁流变液68，268充当与现有的支架组件串接的弹簧元件，在预定频率下实现了“率降”的效果，或者降低了支架装置20、220的整体动态弹簧率。在可行实施方式中，该率降效应通过调整率降磁轨通道120、320的长度和直径的尺寸被调整为适合机动车辆的理想频率。然而，应当理解为，率降磁轨通道120、320可以调整尺寸以在其它频率下产生率降。还应理解为，率降磁轨通道120、320的位置和形状可以改变以调整适合应用于不同系统的支架装置20、220。
[0029]现有技术中包括率降磁轨通道120、320的基于非磁流变流体的支架，一个公知的问题是，振动频率大于和相对接近于率降频率时，会产生“率升”(或支架装置20、220的动态刚性急剧增加)，会导致液压流体同时流经主流体通道和率降磁轨通道。为了弥补这种不需要的效应，在本发明中，使电磁铁线圈98、298通过相对较大的电流(即，在所述可行实施方式中，大约0.3安培)，从而增加主流体通道104、304中的磁流变流体68、268的粘度，使得主流体通道104、304基本上被密封。本发明的控制器108限定率降操作状态，是施加相对较大的电流通过电磁铁线圈98、298，基本上防止磁流变流体68、268流过主流体通道104、304，以迫使磁流变流体68、268在这些频率下流过率降磁轨通道120、320。
[0030]图3所示的模型测试数据，说明了本发明包括率降磁轨通道120、320的基于磁流变流体的支架装置20、220的优点。具体来说，图3所示为三个不同支架装置构造的动态刚性与频率的关系。构造I是没有率降磁轨通道液压支架装置，并且没有施加通过电磁铁线圈的电流。构造2是具有直径为15.9_的率降磁轨通道的液压支架装置，没有施加通过电磁铁线圈的电流(与现有技术的率降磁轨通道相似)。构造3是具有直径为15.9mm的率降磁轨通道的液压支架装置，并且施加通过电磁铁的0.3安培电流。应当理解为，率降磁轨可以具有各种直径，并且施加通过电磁铁线圈的电流的量值可以基于支架装置和使用率降磁轨通道的系统的具体构造来改变。如图所示，模型测试数据显示构造I和2在约40Hz (接近机动车辆的空转频率)时产生率降效应，这是通过率降磁轨通道产生的流体振动的结果。再如图所示，构造3的率降效应数值更大，这是因为启用了率降操作状态，有效地迫使所有流体通过率降磁轨通道，而不再通过非主流体通道。再如图所示，因为启用了率降操作状态，在相对接近于和超出率降频率的频率下，构造3的率升大致低于构造2。
[0031]为改进支架装置20、220所影响的状态的有效范围，支架装置20、220还包括率降阀128、328，以借助于致动器130、330选择性地开启和关闭率降磁轨通道120、320，以使率降磁轨通道120、320可以被开启，使得磁流变流体68、268能够按各种流率振动通过其内的磁流变流体，或者关闭，以保持没有率降磁轨通道120、320的磁流变阻尼组件的功能。选择性地控制通过率降磁轨通道120、320的磁流变流体68、268的流率，有利于允许出现要控制率降的频率。该能力在汽车领域中特别有利，因为车辆的常规制造中改变机动车辆的空转频率是基于发动机运转温度状况，或者由空调或其它电气负载产生的发动机载荷。因此，因为率降阀128、328和致动器130、330，所以率降可以按基于当前发动机运转状况的各种频率出现。
[0032]在可行实施方式中，率降阀128、328通常具有蘑菇形状，并且与率降磁轨通道120、320相邻设置，并且环绕第一轴线A径向地和从下杆部132、332起轴向地延伸至上盘状部134、334。率降阀128、328的上盘状部134、334限定下盘表面136和336和上盘表面138,3380应当理解为，率降阀128、328可以具有能够开启和关闭率降磁轨通道120、320的其他形状。
[0033]致动器130、330包括大致呈筒状致动器壳140、340，其径向环绕第一轴线A并轴向沿着第一轴线A从致动器壳下端部142、342向致动器壳上端部144、344延伸。应当理解为，可以使用具有各种形状的各种类型的致动器(例如，电动机、螺线管、压差装置等)。致动器移动部件146、346部分设置在致动器壳上端部144、344中，并且从致动器壳上端部144、344起延伸，以提供率降阀128、328的轴向移动。多条致动器导线114、314在致动器130、330、控制器108以及电源106之间延伸，以电连接致动器130、330和传感器108以及电源106。
[0034]在如图1中最佳呈现的第一可行实施方式中，率降阀128沿轴向夹在隔膜58与致动器移动部件146之间，以在率降阀128轴向移动期间，紧靠率降磁轨通道120的下磁轨开口 126选择性地移动隔膜58，密封关闭率降磁轨通道120。而且，移动部件146是柱状活塞，其可滑动地设置在致动器壳140中并且沿第一轴线A自致动器壳140起延伸。另外，下外壳部下端部26限定沿第一轴线A的下外壳孔150。致动器壳140位于下外壳部24轴向下方，自致动器壳下端部142起，贯穿下外壳孔150延伸至壳室44中的致动器壳上端部144。上支承部件70形成有平行于第二轴线B的填充通道122，贯穿上支承部件70延伸到抽吸室64中，以容纳磁流变流体68。密封球152设置在填充通道122中，以响应于室64、66充满磁流变流体68而密封该通道。
[0035]而且，在第一可行实施方式中，下支承部件88和电磁铁支承环92借助于扣件116彼此互连。具体来说，下支承部件88限定贯穿下支承部件法兰90轴向延伸的至少一个下支承部件固定通道117。而且，电磁铁支承环92限定至少一个电磁铁支承环固定通道118，其轴向延伸到电磁铁支承环92中并对准所述至少一个下支承部件固定通道117。扣件116螺旋延伸贯穿下支承部件88和电磁铁支承环92的固定通道117、118，以互连下支承部件88和电磁铁支承环92。应当理解为，可以存在更多固定通道117、118和扣件116。
[0036]如图2所示，在第二可行实施方式中，率降阀328的下杆状部332从容纳室266起通过率降磁轨通道320向抽吸室264中的上盘状部334延伸，以在率降阀328轴向移动期间，紧靠率降磁轨通道320的上磁轨开口 324选择性地移动率降阀328的上盘状部334，密封关闭率降磁轨通道320。在这个实施方式中，抽吸室264中的压力有利于使率降阀328倾斜靠近率降磁轨通道320。而且，率降阀328的下杆状部332限定一螺纹阀孔354，其沿着第一轴线A延伸到下杆状部332中。致动器移动部件346也带有螺纹，并且以螺旋方式设置在阀孔354中，绕第一轴线A在阀孔354中旋转移动，来提供率降阀328的轴向移动。换句话说，第二可行实施方式的致动器330是“螺旋型”致动器，使得带螺纹移动部件346旋转带动率降阀328轴向移动。下支承部件288限定至少一对带肩螺栓孔456，其贯穿该下支承部件288轴向延伸，并且与第一轴线A径向隔开。一对筒状容纳螺栓环458均轴向上背离下盘表面336延伸并对准一对带肩螺栓孔456中的一个。每一个容纳螺栓环458具有一带螺纹的容纳螺栓环内表面460。带肩螺栓462从容纳室266中的螺栓端头487延伸至带螺纹螺杆489，其贯穿每一个带肩螺栓孔456轴向延伸进入每一个容纳螺栓环458中，并与容纳螺栓环458螺旋接合，以在致动器移动部件346旋转移动期间防止率降阀328旋转，以允许率降阀328轴向移动，并且可以防止率降阀328轴向移动超过预定距离，这是因为率降阀328轴向移动超过预定距离时螺栓端头487将接合下支承部件288。
[0037]为进一步缩减液压支架装置220的动态刚性，第二可行实施方式的液压支架装置220还包括分离器组装件364，以保持抽吸室264中的流体的体积。该分离器组件364包括分离器环366，其沿轴向远离率降阀328的上盘状部334的上表面338延伸到抽吸室264中。分离器法兰368自分离器环366径向向内延伸。上O形环370沿轴向设置在分离器法兰368下面并与其接合。下O形环372沿轴向设置在上O形环370下面，并且与率降阀328的上盘表面338接合。由柔性材料制成的盘状分离器隔膜374设置在上O形环370与下O形环372之间，密封接合上O形环370和下O形环372，以响应于抽吸室264中的压力变化抵着O形环370、372轴向移动，使得通过大致保持抽吸室264的容积来减小支架装置220的动态刚性，有效抵消空转频率振动。而且，率降阀328的上盘状部334与分离器隔膜374轴向隔开，以限定一气泡376，通过改变气泡376中的气体的体积来调谐支架装置220的动态刚性。
[0038]显见的是，本发明的许多修改例和变型例根据上述教导是可以的，并且与如具体描述的相比，可以以其它方式具体实践，同时处于所附权利要求书的范围内。这些前项陈述应被解释成覆盖其中本发明的新颖性行使其效用的任何组合。本装置权利要求书中使用的单词“所述(said)”指这样的前项，S卩，其是意指包括在该权利要求书的覆盖范围中的肯定陈述，而放在一单词之前的单词“该(the)”不意指包括在该权利要求书的覆盖范围中。另夕卜，权利要求书中的标号仅为方便起见，而非以任何方式理解为限制性的。
【权利要求】
1.一种用于在一底座上支承振动源的基于磁流变流体的液压支架装置，该基于磁流变流体的液压支架装置包括: 外壳，环绕并沿第一轴线延伸，并限定一壳室， 柔性主体，由弹性材料制成，至少部分地设置在所述壳室中并与所述外壳互连，环绕并沿所述第一轴线径向延伸，所述柔性主体响应于由外部激励造成的所述振动源相对于所述外壳的移动而产生弹性变形， 隔膜，由弹性材料制成，设置在所述壳室中，与所述柔性主体轴向隔开， 分隔组装件，设置在所述壳室中、位于所述柔性主体与所述隔膜之间，将所述壳室划分成抽吸室和容纳室，所述抽吸室位于所述柔性主体与所述分隔组装件之间，所述容纳室位于所述分隔组装件与所述隔膜之间，所述抽吸室和所述容纳室各自的容积根据所述柔性主体和所述隔膜响应于所述外部激励的变形而改变， 至少一个传感器，设置在所述液压支架装置、所述振动源与所述底座中的至少一个上，用于测量所述振动源响应于所述外部激励的振动状态，并且生成对应的振动频率信号，磁流变流体，容纳在所述抽吸室和所述容纳室内，响应于磁场以改变其剪切特性， 所述分隔组装件限定了一主流体通道，所述主流体通道在所述抽吸室与所述容纳室之间轴向延伸，以在所述抽吸室与所述容纳室之间建立流体连通，响应于所述柔性主体与所述隔膜的所述变形使所述流体在所述主流体通道中流动， 所述分隔组装件包括与所述主流体通道相邻设置的至少一个电磁铁线圈，所述至少一个电磁铁线圈用于可变地生成横穿所述主流体通道的磁通量，从而改变流经所述主流体通道的所述磁流变流体的剪切阻力，以可变地改变所述支架装置的动态刚性， 所述分隔组装件还限定一率降磁轨通道，所述率降磁轨通道在所述抽吸室与所述容纳室之间延伸，与所述主流体通道和所述至少一个电磁铁线圈径向间隔开，以限定位于所述抽吸室处的上磁轨开口和位于所述容纳室处的下磁轨开口，所述率降磁轨通道响应于所述柔性主体与所述隔膜的所述变形来振动通过其中的所述磁流变流体，从而减小所述支架装置在预定频率下的动态刚性， 控制器，响应于来自所述传感器在所述预定频率以及相对接近于和超过所述预定频率的频率下的所述信号，施加通过所述电磁铁线圈的电流，以增大经过所述主流体通道的所述磁流变流体的剪切阻力，基本上防止所述磁流变流体流过所述主流体通道，迫使所述磁流变流体基本上仅流过所述率降磁轨通道，以在所述预定频率下进一步减小所述支架装置的动态刚性，并且防止所述液压支架装置的动态刚性在超过所述预定频率的频率下急剧增大。
2.根据权利要求1所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述率降磁轨通道沿所述第一轴线延伸，与所述主流体通道和所述至少一个电磁铁线圈径向向内隔开。
3.根据权利要求1所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，与所述率降磁轨通道相邻设置有率降阀，所述率降阀朝向和远离所述率降磁轨通道移动，以选择性地开启和关闭所述率降磁轨通道。
4.根据权利要求3所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述率降阀总体具有蘑菇形状，并且沿所述第一轴线径向延伸且沿所述第一轴线从总体具有圆筒形状的下杆状部向总体具有圆盘形状的上盘状部轴向延伸。
5.根据权利要求4所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述基于磁流变流体的液压支架装置还包括致动器，所述致动器包括致动器壳和致动器移动部件，所述致动器壳从致动器壳下端部向致动器壳上端部延伸，所述致动器移动部件部分地设置在所述致动器壳上端部中，并从所述致动器壳上端部起延伸，从而提供所述率降阀的所述轴向移动。
6.根据权利要求5所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述率降阀沿轴向夹在所述隔膜与所述致动器移动部件之间，以在所述率降阀的所述轴向移动期间，紧靠所述率降磁轨通道的所述下磁轨开口选择性地移动所述隔膜，从而密封关闭所述率降磁轨通道。
7.根据权利要求6所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述移动部件是可滑动地设置在所述致动器壳中并且沿着所述第一轴线自所述致动器壳延伸的活塞。
8.根据权利要求5所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述率降阀的所述下杆状部从所述容纳室起通过所述率降磁轨通道向所述抽吸室中的所述上盘状部延伸，以在所述率降阀的所述轴向移动期间，紧靠所述率降磁轨通道的所述上磁轨开口选择性地移动所述率降阀的所述上盘状部，从而密封关闭所述率降磁轨通道。
9.根据权利要求8所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述率降阀的所述下杆状部限定一阀孔，所述阀孔具有沿着所述第一轴线延伸到所述下杆状部中的螺纹。
10.根据权利要求9所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述致动器移动部件具有螺纹，并且以螺纹连接方式设置在所述阀孔中，绕所述第一轴线在所述阀孔中旋转移动，来提供所述率降阀的所述轴向移动。
11.根据权利要求10所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述分隔组装件限定至少一对带肩螺栓孔，所述带肩螺栓孔贯穿所述分隔组装件沿轴向延伸并与所述第一轴线径向隔开。
12.根据权利要求11所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述率降阀的所述上盘状部限定下盘表面、上盘表面和一对容纳螺栓环，所述一对容纳螺栓环为筒状，均轴向上背离所述下盘表面延伸，并对准所述一对带肩螺栓孔中的一个，所述容纳螺栓环限定具有螺纹的容纳螺栓环内表面。
13.根据权利要求12所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述基于磁流变流体的液压支架装置还包括带肩螺栓，所述带肩螺栓从处于所述容纳室中的螺栓端头起向螺栓杆延伸，所述螺栓杆具有通过所述一对带肩螺栓孔中的一个带肩螺栓孔并轴向延伸的螺纹，所述螺栓杆进入所述一对容纳螺栓环中的一个并与其螺纹连接，以在所述致动器移动部件的所述旋转移动期间防止所述率降阀旋转，以允许所述率降阀的所述轴向移动，并且在所述率降阀的轴向移动超过预定距离时，所述带肩螺栓抵着所述分隔组装件接合所述螺栓端头，来防止所述率降阀移动超过所述预定距离。
14.根据权利要求13所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述基于磁流变流体的液压支架装置包括分离器组装件，该分离器组装件用于进一步缩减所述支架装置的动态刚性。
15.根据权利要求14所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述分离器组装件包括分离器环 ，所述分离器环远离所述率降阀的所述上盘状部沿轴向延伸到所述抽吸室中。
16.根据权利要求15所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述基于磁流变流体的液压支架装置还包括分离器法兰，所述分离器法兰相对于所述分离器环径向向内延伸。
17.根据权利要求16所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述分离器法兰的轴向下方设置有与其相接合的上O形环，所述上O形环的轴向下方设置有下O形环，所述下O形环在所述率降阀的所述上盘表面中并且与所述上盘表面相接合。
18.根据权利要求17所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述上O形环与所述下O形环之间设有分离器隔膜，所述分离器隔膜密封接合所述上O形环和所述下O形环，响应于所述抽吸室中的压力变化来抵着所述O形环轴向移动，使得通过大致保持所述抽吸室的容积来减小所述支架装置的动态刚性，以有效抵消因所述外部激励而造成的振动。
19.根据权利要求18所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述率降阀的所述上盘状部与所述分离器隔膜轴向隔开，以限定一气泡，所述气泡用于通过改变所述气泡中的气体的体积来调谐所述支架装置的动态刚性。
20.根据权利要求1所述的基于磁流变流体的液压支架装置，其中，所述振动源是机动车辆的一部件，所述底座是所述机动车辆的车架，所述预定频率是所述机动车辆的空转频率，所述控制器限定用于施加通过所述电磁铁线圈的相对较大电流的率降操作状态，以基本上防止所述磁流变流体流过所述主流体通道，迫使所述流体流过所述率降磁轨通道，来防止所述液压支架装置的动态刚性在超过所述机动车辆的空转频率的频率下发生急剧增加。·
【文档编号】F16F9/34GK103827540SQ201280044451
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年7月12日 优先权日:2011年7月12日
【发明者】E·L·舒曼, D·J·巴尔塔, B·W·富尔曼, S·L·斯泰利 申请人:北京京西重工有限公司