汽车磁流变减振器设计中值得注意的若干技术问题

汽车磁流变减振器利用磁流变液的流变特性可受外加磁场控制的特性，实现减振器的阻尼系数的可控，从而实现阻尼力的控制，基于磁流变换的磁流变减振器的特性是由多种因素所决定的，如磁流变液、工作模式、磁路结构、导磁材料、线圈和机械结构等。对磁流变液的性能、阻尼通道的设计、磁路中磁芯材料的选用以及磁流变减振器的体积补偿等在磁流变减振器设计中值得注意的一些问题进行了探讨。     

考虑表观滑移效应的磁流变液减振器阻尼特性研究

为进一步研究磁流变液减振器阻尼特性,将磁流变液当作一种由刚性悬浮颗粒与液体载液构成的高浓度悬浮液,考察其表观滑移对磁流变液减振器阻尼特性的影响。在对被简化成平行平板模型的磁流变液减振器环形阻尼通道内的流场进行分析时,针对磁流变液在磁场作用下磁性颗粒重排而导致液体中刚性粒子等效粒径增加的现象,在理论分析中考虑了磁流变液的表观滑移边界条件,并将其引入到Herschel-Bulkley模型中,从而将环形阻尼通道中的流场划分为3个区域,即表观滑移区、屈服区与非屈服区,分别对3个区域的流变学特性进行分析,推出了减振器输出阻尼力计算公式,与同条件下不考虑表观滑移时的阻尼力进行了对比。设计了双线圈式环形阻尼通道与旁通小孔并联型电磁活塞头,磁路模型通过了有限元验证,同时根据中国产某轿车悬架参数要求设计并制造了磁流变液减振器样机,通过台架测试得到了圆润饱满的示功特性曲线。结果表明:表观滑移会降低减振器的阻尼系数,且在窄通道、低流速与高磁场条件下表观滑移对输出阻尼力的影响较明显;设计的旁通小孔和浮动活塞分别有良好的泄流与体积补偿作用;活塞峰值速率为0.3m·s~(-1)时的理论阻尼力与试验测试阻尼力之间的最大偏差只有180N,说明考虑了表观滑移的理论模拟结果与试验测试结果能较好地吻合。     

车辆单筒充气磁流变减振器的阻尼力影响因素及灵敏度分析

介绍了一种车辆单筒充气磁流变减振器的结构和工作原理.利用该减振器阻尼力数学模型仿真分析了剪切屈服应力、体积补偿压力、磁流变液零磁场粘度、活塞有效长度、阻尼通道间隙和活塞半径等参数对阻尼力的影响规律,利用相对灵敏度分析法比较了各参数对阻尼力的影响权重.结果表明,活塞半径灵敏度和权重最大,对阻尼力影响最大;而体积补偿压力灵敏度和权重最小,对阻尼力影响最小.     

磁流变减振器极限高低温特性及变温正逆模型

磁流变减振器阻尼力和电流的精确控制是实现半主动悬架的算法、达到整车系统控制目标的必要条件,但由于磁流变液的温度敏感性使得磁流变减振器阻尼力强烈依赖温度变化,带来模型失配和控制效果弱化的问题。基于此进行磁流变减振器在不同电流和速度下的高低温(-40℃~80℃)示功试验研究,揭示磁流变减振器在低温下丧失阻尼特性而表现出刚度特性,在高温下黏滞阻尼退化的特性规律。为了描述磁流变减振器随温度变化的复杂非线性特性,提出一种新的磁流变减振器变温参数化双曲滞回模型,该模型引入温度作为自变量,对磁流变减振器黏滞阻尼、刚度及滞回特性进行准确描述。为了面向实际减振器控制,在此双曲滞回模型的基础上,进一步线性化求逆得到磁流变减振器温度修正的逆模型。该逆模型输入预期阻尼力和减振器压缩速度作为自变量,可以直接给出满足减振器力值约束的控制电流。研究结果表明：相较于未进行温度补偿的逆模型,该逆模型能够平均提升12.79%的电流控制精度以及12.53%的控制力跟踪精度;进行温度修正的模型能够在仿真中还原更真实的磁流变减振器力学特性,逆模型能够给出更精确的控制电流,为充分发挥磁流变减振器的能力、实现车辆的半主动悬架精确控制提供了理论和方法指导。     

汽车单筒充气磁流变减振器特性的试验研究

分析了汽车单筒充气磁流变减振器的结构和基于磁流变液Bingham本构关系的阻尼力模型,对用于汽车悬架的国外某单筒充气磁流变减振器阻尼力示功特性、温度特性、活塞磁路磁场特性、磁流变液流变特性进行了试验研究。试验结果表明,磁流变阻尼器具有很强的耗能性和可控性;随控制电流增加,其阻尼力增大,电流达到一定时磁场出现磁饱和状态,阻尼力将趋于稳定;随着工作温度升高,减振器压缩阻尼力增大,拉伸阻尼力下降。     

小孔节流式磁流变减振器阻尼特性理论与试验研究

基于商用磁流变减振器的结构特点,将磁流变减振器简化成具有4个圆形阻尼孔和1个环形阻尼孔的平板模型.根据磁流变液的特性,推导出控制电流、活塞速度与阻尼力的关系式,并在MATLAB中仿真得到不同电流下的速度阻尼特性曲线.经台架试验验证,该理论关系式能够较好的表达磁流变减振器的特性.     

车辆悬架用筒式可调阻尼减振器研究动态

由于汽车在不同行驶工况下对减振器特性具有不同的要求,可调阻尼减振器一直是筒式液阻减振器技术发展的一个重要目标。文中基于当前车辆悬架用筒式减振器的两种阻尼力调节机理,讨论了节流口面积可调减振器与减振液粘度可调减振器的研究动态,指出了当前可调阻尼减振器研究中存在的问题,并展望了可调阻尼减振器技术的发展前景。     

汽车磁流变半主动悬架的控制研究

为了改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性,提出了一种汽车磁流变半主动悬架的控制策略。首先,设计了磁流变减振器的工作模式,通过试验获得了其速度特性和力学特性,建立了磁流变减振器的数学模型;其次,建立了带磁流变减振器的二自由度车辆简化模型及其参数表;最后,基于双环控制理论,设计了一种控制系统,其外环产生理想的结构阻尼力,内环调节电流驱动器的电流,以使磁流变减振器实时地产生控制阻尼力。仿真结果表明:以磁流变减振器为基础,通过半主动控制技术,悬架系统的振动动态性能得到了有效的控制。     

基于神经网络的汽车磁流变减振器非参数化建模

结合汽车用减振器的工作特点,按照国产某微型轿车后悬架的技术要求,设计了基于混合工作模式的单出杆单筒磁流变减振器,并进行了实物样品研制。根据流体力学理论,建立混合工作模式下磁流变减振器计算模型,并对磁流变减振器的阻尼力、动态响应时间及其影响因素进行了理论分析。对设计的磁流变减振器进行台架动态特性测试,试验结果表明：单出杆...     

汽车液压减振器热-机耦合特性试验研究

针对汽车悬架用液压减振器的热-机耦合特性进行了试验研究。在正弦、随机两种位移加载方式下，同时对减振器的阻尼力和发热情况进行了测试，考察了加载方式、工作温度对减振器热一机耦合特性的影响，并在此基础上提出了合理的液压减振器的阻尼特性和热动力学特性的评价方法。     

电流变液体减振器的研究

本文用电流变仪对BW型电流变液体进行测试,并将其用于筒式车用减振器。通过台架试验研究了激振频率、振幅对电流变液体减振器性能的影响,并就电流变液体减振器要求的流体性能进行探讨。研究结果表明,低频大振幅下,随着电场强度变化电流变液体减振器阻尼力变化显著;应用具有电粘特性的流体作为该电流变液体减振器的工作液更有价值。     

汽车筒式液阻减振器技术的发展

分析了汽车乘坐舒适性／行驶平顺性和操作稳定性对筒式液阻减振器特性的要求，提出汽车在不同行驶工况减振器特性的要求是不的；分析了被动式减振器的发展历程及非充气和充气减振器的特点，阐述了机械控制式可调阻尼减振器，电子控制式减振器以及电流变和磁流变液体减器等的结构特点，工作原理及其动态特性；分析了筒式液阻减振器其于经验设计／实验修正开发方法的缺点，阐述了基于CAD／CAE技术的现代设计开发方法的过程及其关键问题，最后分析了我国筒式液阻减振器技术的发展状况及问题，展望了减振器技术的发展前景。     

电控气动式可调阻尼减振器的设计与应用

确定了电控气动式可调阻尼减振器在"软"、"硬"阻尼状态下的阻尼力设计目标.设计了以电磁阀和摆动气缸作为驱动机构的电控气动式可调阻尼减振器,通过仿真计算分析了该减振器的阻尼特性.研制了可调阻尼减振器样件并在试验台架上进行了性能测试.结果表明,除后减振器压缩阻力外.其余各项阻尼力试验值与仿真值的平均偏差小于7%,表明减振器的仿真模型有效.将该可调阻尼减振器装车进行的道路平顺性试验表明,与被动式减振器相比,采用可调阻尼减振器可使客车的行驶平顺性得到提高.     

半主动悬架磁流变液减振器研究

针对Passat B5轿车前悬架,开发了双筒滑阀式磁流变液减振器,提出了簧载质量的绝对速度及其与非簧载质量间的相对运动速度估计算法,利用实测悬架参数和磁流变液减振器的非线性阻尼力特性,建立了带磁流变液减振器的半主动悬架模型。沥青路面试验结果表明:相对于被动悬架,采用磁流变液半主动悬架后车辆平顺性改善大于10%。     

筒式液阻减振器工作特性的实验研究

作者制备了一种单筒式减振器实验样品,利用专用振动实验台对其外特性和内特性进行了测试和分析。比较了低速工作条件下油液阻尼力、补偿阻力和摩擦阻力等之间的关系。考察了不同激振频率和幅值条件下减振器工作特性的不同特征及原因,探讨了油液工作温度以及橡胶衬套等的影响。建立了简化的减振器力学模型,据此分析了等效阻尼系数、等效刚度、激振频率、振幅等参数对减振器阻力幅值和滞后角的影响,解释了实验测试中的现象。     

一种新型汽车减振器优化设计方法研究

在对磁流变液减振器理论模型进行分析的基础上,确定了影响磁流变液减振器性能的结构参数。将磁流变液的非线性磁特性与非牛顿流体力学性能相结合,建立了以降低磁流变液减振器响应时间常数、增加其调节比为目标函数的优化模型。根据优化结果,研制了一种新型车用磁流变液减振器,并进行了验证试验。     

汽车减振器阀系参数建模及CAD软件开发

利用节流压力与流量以及阀片变形之间的关系,建立了减振器阀系参数设计数学模型和优化目标函数.在此基础上,开发了一套减振器阀系参数CAD软件,并对其特点进行分析.通过实例,利用该软件对阀系参数进行CAD设计,并对减振器进行了阻力特性试验,其结果与特性要求值相近.这表明所建立的减振器阀系参数设计模型是正确的,所开发的阀系参数CAD软件是可靠的,对于减振器设计具有实际推广价值.     

基于混合编程技术的可调阻尼减振器性能仿真与试验

建立了分体式充气可调减振器阻尼特性数学模型,运用混合编程方法开发了该减振器阻尼特性的仿真分析软件。利用C Builder语言完成了应用程序模块和用户界面的设计,通过调用MATLAB中的数学函数库和图形函数库,实现了仿真结果的图形绘制功能。运用所开发的仿真软件计算了减振器的阻尼特性,并进行了减振器性能台架试验,仿真结果与试验结果基本一致,从而验证了减振器模型和仿真系统的有效性。