РЕГУЛИРУЕМЫЙ МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКИЙ АМОРТИЗАТОР Российский патент 1996 года по МПК F16F6/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к амортизационным устройствам различных транспортных средств.

Известно магнитореологическое демпфирующее устройство, в котором надпоршневое и подпоршневое пространство амортизатора соединены через дроссель, представляющий собой гидромагистраль, заполненную магнитовязкой жидкостью и помещенную под воздействием магнитного потока, направление которого перпендикулярно потоку жидкости в магистрали [1]
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства, относится то, что в известном устройстве рассеивание механической энергии происходит в ограниченном пространстве дросселя, что приводит к перегреву жидкости и нарушению работы устройства.

Наиболее близким по совокупности признаков устройством того же назначения является амортизатор, содержащий заполненный магнитной жидкостью корпус с цилиндрической камерой, размещенные в ней шток с поршнем, соленоидную катушку, компенсационную камеру, принятый за прототип [2]
Недостаток этого амортизатора состоит в невозможности достижения высокой эффективности демпфирования колебаний в силу низкого коэффициента использования индуцируемого магнитного поля, что приводит к повышенным энергозатратам на управление и, как следствие, к недостижимости приемлемых технико-экономических показателей устройства применительно к использованию в транспортных средствах.

Техническим результатом от использования предложенного устройства является увеличение динамического диапазона регулирования коэффициента сопротивления амортизатора и, как следствие, увеличение эффективности гашения колебаний подрессоренной массы при одновременном снижении энергозатрат на управление амортизатором.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем заполненный магнитореологической жидкостью корпус с цилиндрической камерой, размещенные в ней шток с поршнем, соленоидную катушку и компенсационную камеру, шток выполнен полым, поршень в виде сердечника, соединенных с разными полюсами сердечника полюсных зубцов, встречнонаправленных, установленных с зазорами и образующих систему чередующихся полюсов, магнитоизолирующих шайб с пазами, установленных с торцов полюсных зубцов, пазы которых расположены напротив зазоров между полюсными зубцами, одна из которых связана с полым штоком, антифрикционной магнитоизолирующей прокладки, расположенной между обращенными друг к другу поверхностями магнитоизолирующих шайб с охватом полюсных зубцов, а соленоидная катушка установлена на сердечнике.

Признак, касающийся выполнения тела поршня из материала с низким магнитным сопротивлением, служит целям предотвращения замыкания магнитного поля вне дросселирующих каналов, т.е. направлен на обеспечение эффективной работы системы управления демпфированием.

Конструктивно поршень может быть выполнен сборным, с различным числом и формой (например, прямоугольная, треугольная, трапецеидальная и т.п.) полюсных зубцов, что определяется с одной стороны критериями выбора наиболее приемлемых конструктивных решений, а с другой требованиями оптимизации эффектов, проявляющихся в предложенном устройстве.

На фиг. 1 изображена схема регулируемого магнитореологического амортизатора с числом полюсных зубцов прямоугольной формы равным четырем; на фиг.2 возможная конструкция поршня регулируемого магнитореологического амортизатора.

Регулируемый магнитореологический амортизатор содержит корпус 1 с установочным узлом 2, в котором размещена 6 цилиндрическая камера 3, заполненная магнитной жидкостью, компенсационную камеру, состоящую из полости 4 и разделительного поршня 5. В цилиндрическую камеру 3 с магнитореологической жидкостью помещен поршень 6, соединенный с полым штоком 7. Полый шток 7 имеет (на фиг. 1 не показано) полый канал внутри себя, в котором размещены электрические провода для подвода к соленоидной катушке 11 электрического сигнала от регулируемого источника питания 8, и установочный узел 9. Поршень собран из двух частей 13 и 14, вложенных одна в другую с минимальным зазором в местах соединения половин сердечника 15 и 16 и имеет четыре полюсных зубца 19 и 20, прямоугольной формы соответственно соединенные с половинами сердечника 15 и 16 через магнитопроводящие элементы поршня 12, 17 и 18. Полюсные зубцы 19 и 20 расположены с зазорами 10, а соленоидная катушка 11 расположена на вложенных друг в друга половинах сердечника 15 и 16. Магнитоизолирующие шайбы 21 и 22 выполнены с пазами 23 и установлены с торцов полюсных зубцов 19 и 20, причем пазы 23 расположены напротив зазоров 10 между полюсными зубцами. Антифрикционная магнитоизолирующая прокладка 24 расположена между обращенными друг к другу поверхностями магнитоизолирующих шайб 21, 22 и охватывает полюсные зубцы 19 и 20 по поверхности обращенной к внутренней поверхности цилиндрической камеры 3. Половины сердечника 15 и 16, полюсные зубцы 19, 20 и соединяющие их элементы 12, 17, 18 сердечника выполнены из материала с низким магнитным сопротивлением и образуют цепь магнитопровода с зазором 10.

Устройство работает следующим образом. Регулируемый магнитореологический амортизатор с помощью установочных узлов 2 и 9 устанавливается между двумя массами, одна из которых подрессорена относительно другой (например, кузов автомобиля относительно колес). При воздействии на колесо неровной дороги, корпус 1 начнет перемещаться относительно поршня 6, вследствие чего в зазорах 10 начнет дросселировать магнитореологическая жидкость, что в свою очередь приводит к демпфированию колебаний подрессоренной массы за счет диссипации механической энергии движения. Выделяющееся в процессе движения тепло уносится магнитореологической жидкостью и рассеивается через корпус 1 амортизатора в окружающую среду.

Характеристики динамического процесса движения подрессоренной массы относительно неподрессоренной массы и земли зависят от степени и характера изменения демпфирующей силы, которая в свою очередь зависит от вязкости магнитореологической жидкости.

Воздействие управляющего тока регулирующего источника питания 8 на магнитный поток в зазорах 10 приводит к изменению вязкости магнитной жидкости в зазорах 10 и, следовательно, к изменению величины демпфирующей силы.

Магнитоизолирующие шайбы 21, 22 и антифрикционная магнитоизолирующая прокладка 24 позволяют сконцентрировать магнитное поле в зазорах 10 магнитопровода, что в сочетании с малыми размерами магнитопровода позволяет создать значительную величину напряженности магнитного поля в зазорах 10. Благодаря этому значительно расширяется диапазон изменения вязкости магнитореологической жидкости в зазорах 10 и, как следствие, увеличивается эффективность гашения колебаний подрессоренной массы при одновременном снижении энергозатрат на управление амортизатором.

Источники информации, принятые во внимание.

1. Магнитная гидродинамика, 1988 г, вып. 2, с. 107-108, Коломенцев А.В. Кордонский И.М. Прохоров И.В. Магнитореологические демпфирующие устройства.

2. Авторское свидетельство РФ н 1796797, кл. F 16 N 6/00, 1993.

Использование: машиностроение. Сущность изобретения: регулируемый магнитореологический амортизатор содержит заполненный магнитной жидкостью корпус с цилиндрической камерой, размещенный в ней полый шток, поршень, выполненный в виде сердечника, соединенных с различными полюсами сердечника полюсных зубцов, встречно-направленных, установленных с зазорами и образующих систему чередующихся полюсов, магнитоизолирующих шайб с пазами, установленных с торцев полюсных зубцов, пазы которых расположены напротив зазоров между полюсными зубцами, одна из которых связана с полым штоком. Антифрикционные прокладки расположены между обращенными друг к другу поверхностями магнитоизолирующих шайб с охватом полюсных зубцов. Соленоидная катушка установлена на сердечнике. 2 ил.

Регулируемый магнитореологический амортизатор, содержащий заполненный магнитной жидкостью корпус с цилиндрической камерой, размещенные в ней шток с поршнем, соленоидную катушку и компенсационную камеру, отличающийся тем, что шток выполнен полым, поршень в виде сердечника, соединенных с разными полюсами сердечника полюсных зубцов, встречнонаправленных, установленных с зазорами и образующих систему чередующихся полюсов, магнитоизолирующих шайб с пазами, установленных с торцов полюсных зубцов, пазы которых расположены напротив зазоров между полюсными зубцами, одна из которых связана с полым штоком антифрикционной прокладки, расположенной между обращенными друг к другу поверхностями магнитоизолирующих шайб с охватом полюсных зубцов, а соленоидная катушка установлена на сердечнике.