基于磁流变减振器的车辆自供能智能悬架

文档更新于2022-02-24 15:56|4.5分(高于98%的文档) |817|14




悬架是位于车架(或车身)与车轴(或车轮)之间缓和并衰减由地面引起的冲击和振动,同时传递作用在车轮和车架(或车身)之间的各种力和力矩的装置的总称,主要由弹簧、减振器和导向机构三部分组成。主要作用就是:缓冲和吸收来自车轮的振动,传递车轮与路面的驱动力和制动力,还能在汽车转向时承受来自车身的侧倾力,在汽车起动和制动时抑制车身的俯仰和点头,以保证汽车的正常行驶,悬架系统又是提高车辆平顺性和操纵稳定性、减少动载荷引起零部件损坏的关键。

根据悬架系统可控性悬架可分为被动悬架、主动悬架和半主动悬架。被动悬架由阻尼器和弹性元件构成,一旦设计完成,其刚度、阻尼系数等特性参数是固定不变的,不能适应外部环境的变化而变化,其性能受到很大限制;智能悬架能够调节悬架系统的刚度、阻尼及车身高度等,获得最佳的悬架动态性能。近年来,随着磁流变液体的研究取得重大突破,国际上商用磁流变液体正在进入工业应用领域,尤其是用其制成的磁流变减振器,为半主动悬架实现实时精确控制提供了一种新途径。它以来自监测车身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,通过改变励磁电流大小来调节磁场强弱,从而利用磁流变液体粘度可变的特性,达到磁流变减振器输出阻尼力能在较大范围内连续、无级可调的目的,使基于磁流变减振器的半主动悬架系统能适应变路面、变工况的需要,显著提高车辆运行的平顺性和操纵稳定性。与其他类型的可控减振器相比,具有响应快、功耗低和阻尼特性变化范围大等优点。因此磁流变半主动悬架以其优异的动态特性与高度的可控性,极大改善了车辆运行的舒适性和安全性,代表了车辆悬架技术未来的发展方向,具有短期产业化潜力和广阔应用前景。

传统被动悬架中的减振器是以摩擦的形式将振动能量转变为热能耗散掉,从而产生阻尼力来衰减汽车的振动,这样不但影响了减振器的性能,而且把振动产生的能量白白耗散掉,如果能够将传统减振器中耗散掉的能量加以回收利用来提供半主动悬架所需的能量,从而就可以在实现半主动控制的同时,提高汽车平顺性、乘坐舒适性和操作稳定性,实现

半主动悬架能量自供给的目的,从根本上解决了半主动悬架耗能的问题。

本次研究基于节能与环保的背景,结合车辆悬架振动能量回收技术,对车辆馈能式磁流变悬架进行新型结构设计和仿真与台架实验研究,目的在于不但能提高车辆行驶平顺性和操作稳定性的同时,回收振动能量,而且进一步提高汽车的经济性,从而为磁流变减振器的实车商业化应用迈出了一大步。