车辆磁流变阻尼器专利技术发展综述
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【摘要】本文从专利角度对车辆磁流变阻尼器专利技术发展路线作了相应分析，重点对从磁流变液性能的改良、控制方法、结构设计三方面出发，对其技术发展脉络进行了梳理。
【关键词】车辆；磁流变；阻尼；专利分析
阻尼减震是车辆行驶和使用中的重要组成部分，随着汽车技术和工业的发展，人们对车辆乘坐的舒适性、阻尼器的减震性能要求越来越高，而磁流变阻尼器作为上个世纪90年代后兴起的减震部件，在车辆悬架、座椅、离合器中都得到广泛应用。本章针对车辆磁流变阻尼器的技术发展，从磁流变液性能的改良、控制方法、结构设计三方面出发，对其技术发展路线做出了详细的分析与梳理。
1、萌芽和初步发展期
1948年美国学者Rabinow发现磁流变效应，但由于当时的磁流变材料的屈服应力低，且磁流变流体容易沉淀，控制装置较复杂，所以并没有得到广泛应用。早期车辆阻尼器的专利申请集中在气体阻尼器和油压阻尼器中。
1984年，美国国家标准局成功研制较为稳定和屈服应力较大的磁流变液，同一年，罗伯特博士公司最早申请关于车辆磁流变阻尼器的专利（申请号：DE3443183A），在该篇专利申请中，采用电路控制阀调节磁流变阻尼器阻尼力，并将其用于车辆悬架中。如1986年的专利申请FR2602837A1阻尼器的流体形态控制所示，最初的磁流变阻尼器的缸筒都为单缸，19880707的德国申请DE3744469A1提供了一种车辆悬架的阻尼控制装置，设置两个工作缸，一个内缸一个外缸，在中间腔内形成限制通道；1989年的专利申请US4887699A利用连续变量的衰减方式控制的半主动阻尼器，即通过磁流变阻尼器提供阻尼力为非线性变化，展现出气体阻尼和液压阻尼所没有的优点；之前的阻尼器都是用于汽车，而1991年的专利申请US5353897A将磁流变阻尼器运用到摩托车上；进一步的，1994年公开的专利申请JPH07259919A通过增设震动传感器，进一步提高调节的时效性，同年的专利申请US5354488A提供一种对磁场作出反应的液体，实际上就是磁流变液的改进，给出了磁流变液变形量与输出阻尼力的曲线关系；而19996年的日本申请JPH109329A提供一种车辆旋转阻尼器，实际上是将之前的车辆磁流变阻尼器用于直线往复的震动阻尼，用于旋转阻尼上；而在后面1998年的专利申请WO9839577A1带偏移特性的磁流变阻尼器、1999年的专利申请EP0907843A2可控震动阻尼器都是对阻尼器上阀结构的改进。
综上，可以看出，在这个阶段，磁流变阻尼器在车辆上的应用范围有所扩展，而在这个阶段，其发展的侧重点集中在磁流变液性能的改良和控制方法的研究上。
2、技术发展成熟期
在经历萌芽和初步发展期，2000之后，车辆磁流变阻尼器快速发展并逐渐走向成熟。磁流变液的性能趋向稳定、控制方法日益完善，技术的发展的重点在于阻尼器的结构改良上，特别是密封和导向的设计、其上阻尼通道的设计、特殊的阀结构的研究上。
就密封和导向件而言，2000年申请的专利US6196528B1通过设置两个本体，本体之间通过密封的导向件连接；而在2002年的日本申请JP2004028294A机动车辆的流体隔振器中，则通过上橡胶件和下皮碗将磁流变液密封于腔室内，在2010年的韩国专利申请KR1192155中则在卸载和单元和缸体件加垫圈密封避免磁流变液泄漏。而阻尼通道的设计直接影响对震动吸收的反应速度、吸收振幅和频率的大小，因此，阻尼通道的设计又是磁流变阻尼器结构设计的重中之重，如2000年的专利申请EP1060961A1汽车安全带的阻尼装置、US6279952B1车辆方向盘支撑的阻尼器、JP3418380B2磁流变液通过节流孔的车辆阻尼器，都设计对流体通过的阻尼通道的改进，2002年，美国Fremont.CA发明了一种新型的磁流变减震器（US6471018B1），其阻尼通道位于在活塞的外表面，呈不规则的S型，由此增加了受磁场强度作用的的阻尼通道长度，从而使减震器的可调阻尼力范围增大。2006年坦尼科汽车操作有限公司来中国的申请CN200480028027则通过设置节流装置包括第一过滤器、第二过滤器和设置在两个过滤器之间的多个粒子。2011年重庆大学的专利申请CN201110232851的减振器，可通过底座与浮动活塞之间气室体积变化来进行补偿，提高稳定性。另还有通过对浮动活塞、电磁活塞、活塞杆密封结构和引线结构进行改进完善的阻尼调节通道。而对于阻尼器上特殊的阀结构设计，申请US2009084646则通过缸筒壁和活塞间的通道形成特殊的阀结构，申请DE102009060525则是专门对阀结构的改进，通过在永磁体相对的活塞上设置节流孔形成阀。
3、技术分解总结
通过前述的技术发展历程可以得出，磁流变减震的发展研究主要集中在以下三个部分：磁流变液性能的改良、电路设计与控制方法、结构的设计；就磁流变阻尼器的结构而言，其主要改进又集中在缸筒的设计、活塞杆、活塞的改进、阻尼通道的设计、阀结构、其它零部件；就其所针对的技术问题和产生的技术效果而言又可以分为：阻尼器尺寸的小型化、密封性能的提高、避免滞后出现空行程、对不同频率和振幅震动的吸收、避免咔哒等噪音的出现、和其它减震方式结合实现阻尼叠加与补偿。
参考文献
[1]姜伟等.专利分析工作在S系统下的实现[D].专利审查协作北京中心课题成果，201112.
[2]王冰等.汽车磁流变减震器研究综述[J].森林工程，第24卷第4期，200807.
作者简介
陈友玲（1989-），女，安徽安庆人，硕士研究生，现就职于国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，职位：实审审查员，研究方向：减震器。
第二作者所做的贡献与第一作者相同，但限于版面设计，被列为第二作者。
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