阀芯总成、磁流变减震器及汽车的制作方法

1.本发明涉及磁流变减振器技术领域，特别涉及一种阀芯总成、磁流变减震器及汽车。


背景技术：

2.磁流变减振器(mrd)作为目前最高端的减振器，以其结构简单、响应快、阻尼带宽大，可实现半主动控制甚至全主动控制，更多为中高端轿车使用，市场前景广阔。
3.磁流变减振器的响应通常认为是一阶响应，最常用的是阻尼力上升的主响应时间，即为其稳定力值的65％左右，记为t65，如果阀芯在缸筒中的速度确定，那么减振器的响应时间也可用稳态力值的90％表示，记为t90。相应的，阻尼力下降的一次主响应时间记为t35(阻尼力下降到35％稳定值的时间)，二次响应时间表示为t10(阻尼力下降到10％稳定值的时间)。
4.磁流变减振器的响应时间主要包括电流输入时间、磁场响应时间、磁流变液内导磁颗粒形成磁链时间，这一切都是在阀芯总成内完成的，所以磁流变减振器的响应时间快慢，主要是有阀芯总成结构决定的；但现有的阀芯总成在通电的情况下所形成的涡流线较短，在阀芯的线圈数、工作电流及材料确定的前提下，且涡流线和涡流线截面积都是真实不存在的，导致阀芯总成的响应时间较长，直接影响磁流变减震器的减震效果。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的是提供一种阀芯总成、磁流变减震器及汽车，旨在延长阀芯总成的涡流线长度，从而减少磁流变减震器的响应时间。
6.为实现上述目的，本发明提出的一种阀芯总成，所述阀芯总成包括：
7.阀芯，所述阀芯的外壁设有多个第一流槽，多个所述第一流槽环绕所述阀芯的周缘间隔排布设置；每一所述第一流槽用于供磁流变液流动；
8.阀芯外套，所述阀芯外套套设在所述阀芯，且所述阀芯外套的内壁设有多个第二流槽，多个所述第二流槽环绕所述阀芯外套的周缘间隔排布设置；每一所述第二流槽用于供磁流变液流动。
9.在一实施例中，每一所述第一流槽沿所述阀芯的轴向延伸设置，每一所述第二流槽沿所述阀芯外套的轴向延伸设置。
10.在一实施例中，所述第一流槽的径向截面形状为直线形、波浪形或波折形；且/或，所述第二流槽的径向截面形状为直线形、波浪形或波折形。
11.在一实施例中，所述第一流槽的轴向截面形状为直线形、曲线形或分段线形；且/或，所述第二流槽的轴向截面形状为直线形、曲线形或分段线形。
12.在一实施例中，所述第一流槽贯穿所述阀芯；且/或，所述第二流槽贯穿所述阀芯外套。
13.在一实施例中，每一所述阀芯的外壁还设有多个第一特斯拉阀流道，多个所述第
一特斯拉阀流道环绕所述阀芯的周缘间隔排布，每一所述第一特斯拉阀流道位于相邻的两个所述第一流道之间。
14.在一实施例中，每一所述第一特斯拉阀流道包括多个第一流道段，多个所述第一流道段沿所述阀芯的轴向间隔设置。
15.在一实施例中，所述阀芯外套的内壁设有还设有多个第二特斯拉阀流道，多个所述第二特斯拉阀流道环绕所述阀芯的周缘间隔排布，每一所述第二特斯拉阀流道位于相邻的两个所述第二流道之间；且/或，每一所述第二特斯拉阀流道沿所述阀芯外套的轴向排布设置。
16.本发明还提出一种磁流变减震器，所述磁流变减震器包括：
17.缸体，所述缸体设有内腔；
18.如上所述的阀芯总成，所述阀芯总成活动连接于所述内腔。
19.本发明还提出一种汽车，所述汽车包括车体和上述磁流变减震器，所述磁流变减震器安装于所述车体。
20.本发明技术方案的阀芯总成包括阀芯和阀芯外套，阀芯的外壁设有多个第一流槽，多个第一流槽环绕阀芯的周缘间隔排布设置；每一第一流槽用于供磁流变液流动；阀芯外套套设在阀芯，且阀芯外套的内壁设有多个第二流槽，多个第二流槽环绕阀芯外套的周缘间隔排布设置；每一第二流槽用于供磁流变液流动；如此，开设的多个第一流槽和多个第二流槽大大地延长了涡流移动的路线，进而也较大地延长了涡流长度，从而减少了阀芯总成在磁流变减震器内应用中的响应时间，磁流变减震器的响应速度更快，更好更快地提高车辆的性能。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
22.图1为本发明阀芯总成第一实施例的结构示意图；
23.图2为本发明阀芯总成第一实施例的俯视图；
24.图3为本发明阀芯总成的阀芯的结构示意图；
25.图4为本发明阀芯总成的阀芯外套的结构示意图；
26.图5为本发明阀芯总成第二实施例的结构示意图；
27.图6为本发明阀芯总成第二实施例的阀芯的结构示意图；
28.图7为本发明阀芯总成第三实施例的结构示意图；
29.图8为本发明阀芯总成第三实施例的阀芯的结构示意图。
30.附图标号说明：
31.标号名称标号名称10阀芯101b第一流道段10a第一流槽20阀芯外套10b第一特斯拉阀流道20a第二流槽
32.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
35.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
36.本发明提出一种阀芯总成。
37.在本发明实施例中，参照图1和图5，该阀芯总成包括阀芯10和阀芯外套20，阀芯10的外壁设有多个第一流槽10a，多个第一流槽10a环绕阀芯10的周缘间隔排布设置；每一第一流槽10a用于供磁流变液流动；阀芯外套20套设在阀芯10，且阀芯外套20的内壁设有多个第二流槽20a，多个第二流槽20a环绕阀芯外套20的周缘间隔排布设置；每一第二流槽20a用于供磁流变液流动。
38.具体的，本实施例的阀芯总成应用于磁流变减震器，磁流变减震器利用加入了磁性颗粒的磁流变液，在通电情况下，阀芯10内部线圈会产生方向垂直于线圈绕组方向的磁场，磁流变液在磁场作用下会从牛顿流体变为飞流吨流体，进而改变磁流变液通过阀芯10间隙产生的阻尼力，通过控制电流大小和方向可以控制阻尼力的大小和方向。电流的大小和方向改变，就会在结构中间产生涡流，进而影响磁流变减震器的反应时间。根据电力学公式：
[0039][0040]
u表示涡流电动势，r表示涡流电阻，i表示涡流电流，φ表示磁通量，t表示涡流响应的时间，l表示涡流线的长度，ρ表示磁路材料的电阻率，s表示涡流线的截面积。所以从上面公式可以看出，一旦阀芯10的线圈数(n)和工作电流(i)确定，而涡流线和涡流线截面积(s)都是真实不存在的，要想减小响应时间，在材料确定的前提下(ρ不变)，只能改变涡流线长度。
[0041]
为此本实施例的阀芯总成通过在阀芯10的外壁设置多个第一流槽10a和在阀芯外套20的内壁设置多个第二流槽20a；当阀芯10和阀芯外套20通电后，电流在阀芯10实体的位置流动并产生涡流，涡流会沿阀芯10的周缘以及多个第一流槽10a的周缘移动；同时，电流也在阀芯外套20实体的位置流动并产生涡流，涡流会沿阀芯外套20的周缘以及多个第二流槽20a的周缘移动，如此，开设的多个第一流槽10a和多个第二流槽20a大大地延长了涡流移
动的路线，进而也较大地延长了涡流长度，从而减少了阀芯总成在磁流变减震器内应用中的响应时间，磁流变减震器的响应速度更快，更好更快地提高车辆的性能。
[0042]
在一实施例中，参照图2至图4及图6，每一第一流槽10a沿阀芯10的轴向延伸设置，每一第二流槽20a沿阀芯外套20的轴向延伸设置。
[0043]
具体的，每一第一流槽10a从阀芯10的外壁延伸至邻近阀芯10的中心孔位置；每一第二流槽20a从阀芯外套20的内壁延伸至邻近阀芯外套20的外壁位置，如此使得第一流槽10a的周长更长，进一步延长涡流长度，使得阀芯总成在磁流变减震器响应更快。
[0044]
在一实施例中，参照图2和图5，第一流槽10a的径向截面形状为直线形、波浪形或波折形；第二流槽20a的径向截面形状为直线形、波浪形或波折形。
[0045]
具体的，在第一实施例中，第一流槽10a和第二流槽20a的径向截面形状均为直线形、波浪形或波折形；在第二实施例中，第一流槽10a的径向截面形状和第二流槽20a的径向截面形状设置不同；如此，第一流槽10a和第二流槽20a的周长更长，进一步延长涡流长度。
[0046]
在一实施例中，参照图2和图5，第一流槽10a的轴向截面形状为直线形、曲线形或分段线形；第二流槽20a的轴向截面形状为直线形、曲线形或分段线形。
[0047]
具体的，第一流槽10a在阀芯10的轴向延伸一定长度，第二流槽20a在阀芯外套20的轴向延伸一定长度；在第一实施例中，第一流槽10a和第二流槽20a的轴向截面形状均为直线形、曲线形或分段线形；在第二实施例中，第一流槽10a的轴向截面形状和第二流槽20a的轴向截面形状不同；如此，第一流槽10a和第二流槽20a通过在轴向延长自身的周长，进一步延长涡流长度。
[0048]
在一实施例中，参照图2和图5，第一流槽10a贯穿阀芯10；第二流槽20a贯穿阀芯外套20。即第一流槽10a从阀芯10的顶面延伸至阀芯10的底面，第二流槽20a从阀芯外套20的顶面延伸至阀芯外套20的底面，最大化延长第一流槽10a在阀芯10的轴向上的周长，最大化延长第二流槽20a在阀芯外套20的轴向上的周长，进而延长涡流长度。
[0049]
在一实施例中，参照图1和图5，阀芯10还设有多个第一延伸槽，每一第一流槽10a与多个第一延伸槽连通，且与第一流槽10a连通的多个第一延伸槽沿第一流槽10a的周缘间隔排布；相邻的两个第一流槽10a的多个第一延伸槽呈错位设置；如此，进一步延长涡流移动的路线，进而延长涡流长度。
[0050]
在一实施例中，参照图1和图5，阀芯外套20还设有多个第二延伸槽，每一第二流槽20a与多个第二延伸槽连通，且与第二流槽20a连通的多个第二延伸槽沿第二流槽20a的周缘间隔排布；相邻的两个第二流槽20a的多个第二延伸槽呈错位设置，如此，进一步延长涡流移动的路线，进而延长涡流长度。
[0051]
磁流变减震器大多是得益于其使用了磁流变液(mf)，磁流变液是在传统的减震器油液中加入铁粉，所以磁流变减震器的机械摩擦力往往会大于cdc。但是0a电流下的阻尼力(零场阻尼力)对减震器的调控范围至关重要，零场阻尼力越小，减震器的阻尼力带宽就越宽，磁流变减震器的使用场合就越丰富。
[0052]
为此，参照图7和图8，本技术的每一阀芯10的外壁还设有多个第一特斯拉阀流道10b，多个第一特斯拉阀流道10b环绕阀芯10的周缘间隔排布，每一第一特斯拉阀流道10b位于相邻的两个第一流道之间。
[0053]
具体的，多个第一特斯拉阀流道10b环绕阀芯10的周缘间隔排布，第一特斯拉阀流
道10b采用了特殊的回路设计，当磁流变液正向通过第一特斯拉阀流道10b的时候，磁流变液会在每一个回路口分为两路，之后两路磁流变液又会在下一个交汇口汇聚，并实现加速。反之，如果磁流变液反向流入第一特斯拉阀流道10b，磁流变液同样会在第一个交汇口分为两路，并在第二个交汇口再次汇聚，不同的是，这一次，两路磁流变液的流动方向是相悖的，所以就形成了极大的阻力，因此第一特斯拉阀流道10b只能够正向通过，而很难反向逆流。即，第一特斯拉阀流道10b反向通过，压力越大，阻力越大，速度越慢，乃至完全停止。而第一特斯拉阀流道10b正向通过，则是压力越大，速度越快，当磁流变液正向通过第一特斯拉阀流道10b的时候，会产生明显的加速作用。如此，可以在阀芯10不外加机械结构的条件下，利用特斯拉阀的正向加速、逆向阻流特性，可以使磁流变液在流经阀芯10间隙通道时实现加速通过和减速通过，从而减少最小零场阻尼力，不对称调节阀芯总成两侧的腔体的阻尼力，实现磁流变减震器在大多数的工作区间的更宽工作带宽。
[0054]
在一实施例中，参照图7和图8，每一第一特斯拉阀流道10b包括多个第一流道段101b，多个第一流道段101b沿阀芯10的轴向间隔设置。
[0055]
具体的，第一特斯拉阀流道10b的内部由一系列交替的管道分支组成，每条管道分支有两个支路，其中一个支路转一个圆弧又回来，与另一个管道相对，使磁流变液从相反方向进入管道，圆弧分支的磁流变液与倾斜管道的磁流变液相反，这样就会减缓相反方向磁流变液的流动速度。
[0056]
阀芯10的外壁设有多个环状槽，多个环状槽沿阀芯10的轴向间隔排布设置，环状槽用于绕制线圈；而将第一特斯拉阀流道10b分设多个第一流道段101b，相邻的两个环状槽之间设置一个第一流道段101b，每一第一流道段101b的形状为特斯拉阀形状，如此，磁流变液可在不影响线圈绕制的情况下，可以使磁流变液在流经阀芯10间隙通道时实现加速通过和减速通过，减少最小零场阻尼力。
[0057]
在一实施例中，参照图7和图8，阀芯外套20的内壁设有还设有多个第二特斯拉阀流道，多个第二特斯拉阀流道环绕阀芯10的周缘间隔排布，每一第二特斯拉阀流道位于相邻的两个第二流道之间。
[0058]
第二特斯拉阀流道的内部由一系列交替的管道分支组成，每条管道分支有两个支路，其中一个支路转一个圆弧又回来，与另一个管道相对，使磁流变液从相反方向进入管道，圆弧分支的磁流变液与倾斜管道的磁流变液相反，这样就会减缓相反方向磁流变液的流动速度。
[0059]
在一实施例中，参照图7和图8，每一第二特斯拉阀流道沿阀芯外套20的轴向排布设置。
[0060]
具体的，将第二特斯拉阀流道沿阀芯外套20的轴向排布设置，如此，第二特斯拉阀流道的长度延长，使得磁流变液在阀芯总成可移动的空间更大，进而增大磁流变液在阀芯总成的调节幅度，减少磁流变减震器的最小零场阻尼力。
[0061]
本发明还提出一种磁流变减震器，该磁流变减震器包括缸体和阀芯总成，缸体设有内腔；阀芯总成活动连接于内腔，该阀芯总成的具体结构参照上述实施例，由于本磁流变减震器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0062]
具体的，参照图7和图8，通过在缸体内活动连接阀芯总成，当磁流变液流经阀芯10
和阀芯外套20之间的间隙时，磁流变液可从阀芯10的第一特斯拉阀流道10b和阀芯外套20的第二特斯拉阀流道变速流动，进而减少磁流变减震器的最小零场阻尼力。
[0063]
通过调整第一特斯拉阀流道10b和第二特斯拉阀流道的每个支路的圆弧角度、刻蚀深度、流道支路的节数、特斯拉阀的角度等参数来实现磁流变液流速的最佳优化，从而达到较佳的调控效果。且每个支路的圆弧角度、刻蚀深度、流道支路的节数、特斯拉阀的角度也不做具体的限制，只要符合达到对应的调控效果的条件即可。
[0064]
另外，磁流变减震器的导向总成内表面和活塞杆接触的铜制密封环表面也可以通过刻蚀特斯拉阀流道来实现正向防泄漏和逆向泵回油液的效果。
[0065]
本发明还提出一种汽车，汽车包括车体和所述磁流变减震器，磁流变减震器安装于车体。汽车采用上述磁流变减震器后，磁流变减振器是利用电磁反应，以来自监测汽车的车体和车轮运动传感器的输入信息为基础，对路况和驾驶环境做出实时响应。磁流变液体是一种磁性软粒悬浮液，当液体被注入减振器活塞内的电磁线圈后，线圈的磁场将改变其流变特性(或产生流体阻力)，从而使得汽车在没有机电控制阀、且机械装置简单的情形下，产生反应迅速、可控性强的阻尼力。磁流变减振器的有着阻尼力可调倍数高、易于实现计算机变阻尼实时控制、结构紧凑以及外部输入能量小等特点。
[0066]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种阀芯总成，其特征在于，所述阀芯总成包括：阀芯，所述阀芯的外壁设有多个第一流槽，多个所述第一流槽环绕所述阀芯的周缘间隔排布设置；每一所述第一流槽用于供磁流变液流动；阀芯外套，所述阀芯外套套设在所述阀芯，且所述阀芯外套的内壁设有多个第二流槽，多个所述第二流槽环绕所述阀芯外套的周缘间隔排布设置；每一所述第二流槽用于供磁流变液流动。2.如权利要求1所述的阀芯总成，其特征在于，每一所述第一流槽沿所述阀芯的轴向延伸设置，每一所述第二流槽沿所述阀芯外套的轴向延伸设置。3.如权利要求1所述的阀芯总成，其特征在于，所述第一流槽的径向截面形状为直线形、波浪形或波折形；且/或，所述第二流槽的径向截面形状为直线形、波浪形或波折形。4.如权利要求1所述的阀芯总成，其特征在于，所述第一流槽的轴向截面形状为直线形、曲线形或分段线形；且/或，所述第二流槽的轴向截面形状为直线形、曲线形或分段线形。5.如权利要求1所述的阀芯总成，其特征在于，所述第一流槽贯穿所述阀芯；且/或，所述第二流槽贯穿所述阀芯外套。6.如权利要求1所述的阀芯总成，其特征在于，每一所述阀芯的外壁还设有多个第一特斯拉阀流道，多个所述第一特斯拉阀流道环绕所述阀芯的周缘间隔排布，每一所述第一特斯拉阀流道位于相邻的两个所述第一流道之间。7.如权利要求6所述的阀芯总成，其特征在于，每一所述第一特斯拉阀流道包括多个第一流道段，多个所述第一流道段沿所述阀芯的轴向间隔设置。8.如权利要求6所述的阀芯总成，其特征在于，所述阀芯外套的内壁设有还设有多个第二特斯拉阀流道，多个所述第二特斯拉阀流道环绕所述阀芯的周缘间隔排布，每一所述第二特斯拉阀流道位于相邻的两个所述第二流道之间；且/或，每一所述第二特斯拉阀流道沿所述阀芯外套的轴向排布设置。9.一种磁流变减震器，其特征在于，所述磁流变减震器包括：缸体，所述缸体设有内腔；如权利要求1至8中任一项所述的阀芯总成，所述阀芯总成活动连接于所述内腔。10.一种汽车，其特征在于，所述汽车包括车体和如权利要求9所述的磁流变减震器，所述磁流变减震器安装于所述车体。

技术总结
本发明涉及磁流变减振器技术领域，特别公开一种阀芯总成、磁流变减震器及汽车，其中，所述阀芯总成包括阀芯和阀芯外套，所述阀芯的外壁设有多个第一流槽，多个所述第一流槽环绕所述阀芯的周缘间隔排布设置；每一所述第一流槽用于供磁流变液流动；所述阀芯外套套设在所述阀芯，且所述阀芯外套的内壁设有多个第二流槽，多个所述第二流槽环绕所述阀芯外套的周缘间隔排布设置；每一所述第二流槽用于供磁流变液流动。本发明技术方案能延长阀芯总成的涡流线长度，从而减少磁流变减震器的响应时间。从而减少磁流变减震器的响应时间。从而减少磁流变减震器的响应时间。


技术研发人员：康振冉 危银涛 王涛 王静 严祖红
受保护的技术使用者：北京科亿国际智能悬架技术有限公司
技术研发日：2023.07.28
技术公布日：2023/9/13