[发明专利]一种多级激励双筒磁流变阻尼器及其控制方法

说明书

发明提供一种多级激励双筒磁流变阻尼器及其控制方法。该阻尼器包括底座、内筒、外筒、导向密封组件、活塞组件和磁路组件。所述外筒的两端敞口分别采用导向密封组件和底座封堵。所述内筒同轴设置于外筒内。所述内筒的外壁与外筒的内壁之间形成有流道腔。所述磁路组件布置在流道腔中。当给线圈通电时，与线圈相邻的流通通道Ⅰ转变为主动流动间隙。所述(N‑1)个线圈正极从底座独立引出。所述(N‑1)个线圈共用负极。所述(N‑1)个线圈的负极并联连接后从底座引出。恒压源对线圈进行激励。该阻尼器大幅扩展磁流变阻尼器的可控阻尼力范围。通过调控施加磁场控制主动流动间隙数量的方式来控制阻尼力的大小，实现不同的阻尼力控制范围的组合。

技术领域

本发明涉及振动与缓冲主动控制领域，特别涉及一种多级激励双筒磁流变阻尼器及其控制方法。

背景技术

磁流变液(Magneto Rheological Fluid，简称MRF)是一种在外加磁场作用下的表观粘度可控的悬浮液体，在外磁场作用下能瞬间从自由流动的液体转变为半固体，且屈服强度会随着外磁场的强度大小变化随机调控磁流变效应。磁流变液作为智能材料的重要组成部分，其研究和应用已得到世界各国科研人员的极大关注。

磁流变阻尼器是磁流变液应用的器件载体，通过外加(电流) 磁场对阻尼力进行调控，在汽车制造、测量技术、机械加工等领域具有广泛的应用价值。相比于汽车上的传统阻尼器，磁流变阻尼器有着更快的反应速度和更大的阻尼变化范围，它能以每秒1000次的频率调整自身的悬挂特性。早在2009年，一辆搭载了磁流变阻尼器悬挂控制系统的凯迪拉克CTS-V汽车，在纽伯格林北环赛道跑出7 分59秒32的最快圈速，一举打破了长期以来四门轿车无法突破8 分钟圈速的魔咒。如今，随着我国高铁技术的不断发展，磁流变阻尼技术可控范围广、反应迅速的优势，使得其在高铁减振领域也具有广阔的应用前景。

磁流变阻尼器基于流动模式、剪切模式和挤压模式进行设计，通过布置线圈激励的磁路结构，在磁流变液的流道通道上设置主动控制区，从而调控阻尼力的大小。一般而言，磁流变阻尼器采用单筒式，激励线圈设置在活塞上，并且随活塞移动，通过活塞杆的中心孔将引线引出。为了确保阻尼器件的运动行程，活塞长度有限，在活塞上的激励线圈有单段式、两段式甚至三段式，当有多段激励线圈时，为了提高动态响应，大部分采用并联连接。在每个流动通道的主动控制区，磁流变阻尼器的阻尼力一般认为由不可控粘性阻尼力和可控库伦阻尼力两部分构成。现有磁流变阻尼器存在只能在特定流动间隙下通过改变电流大小来控制阻尼力的局限性。

因此，亟需开发一种多级激励双筒磁流变阻尼器及其控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种多级激励双筒磁流变阻尼器及其控制方法，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种多级激励双筒磁流变阻尼器，包括底座、内筒、外筒、导向密封组件、活塞组件和磁路组件。

所述外筒的两端敞口分别采用导向密封组件和底座封堵。所述内筒同轴设置于外筒内。所述内筒的两端敞口分别顶抵在导向密封组件和底座上。所述内筒的外壁与外筒的内壁之间形成有流道腔。所述内筒靠近导向密封组件的一端的侧壁上开设有若干个流通窗口Ⅰ，靠近底座的一端的侧壁上开设有若干个流通窗口Ⅱ。

所述活塞组件包括活塞、浮动活塞和活塞杆。所述活塞为一端敞开，另一端封闭的中空结构。所述活塞布置在内筒的内腔中。所述活塞的外壁紧贴内筒的内壁。所述活塞的敞口端朝向底座。所述活塞杆的一端与活塞固定连接，另一端穿过导向密封组件后伸出外筒。所述浮动活塞为一端敞开，另一端封闭的中空结构。所述浮动活塞布置在活塞的内腔中。所述浮动活塞的敞口端朝向底座。所述浮动活塞可沿活塞的轴向滑动。