论文部分内容阅读
【摘要】：磁流变液（MRF）是一种智能材料，它是一种非导磁性的悬浮液，其内部充满了带磁极的微米级的颗粒，特性可随外加磁场的变化而变化。设计了一种磁流变液式汽车减震器，能够使减震器缸体上的线圈容易更换，从而较为方便的处理线圈熔断问题，可成为一种理想的车辆半主动控制减震器，从而提高车辆的平顺性和操控稳定性。
【关键词】：磁流变液；汽车减震器；线圈熔断；平顺性
车辆在路面行驶过程中，需要减震器对路面起伏造成的车体振动进行吸收衰减，从而使车体上部保持平稳，提高乘坐舒适性。目前的汽车减震器种类包括被动式、半主动式和主动式减震，适用于不同类型的汽车。磁流变液减震器是近年来处于研究试用阶段的一种新式减震器[1～3]，然而目前的磁流变液减震器，其缸体上集成的线圈缺乏灵活可调性，线圈发热问题仅仅通过降热思路进行对应，对发热造成的导线熔断这种极端问题完全不具有技术应对措施，只能报废。
一、结构设计
为解决现有磁流变液减震器线圈发热熔断后报废问题，设计了一种磁流变液式汽车减震器。其具体结构包括缸体、与缸体同轴分布的活塞杆和位于活塞杆中部的活塞，其特征在于：缸体外侧面设置有圆周分布的第一散热槽，第一散热槽外围套装有线圈骨架，线圈骨架内设置有线圈绕组，线圈骨架内侧壁设置有圆周分布的第二散热槽；活塞的上下两端分别布置有第一复位弹簧和第二复位弹簧；缸体顶部设置有顶盖，底部为一体成型。缸体的上端设置有法兰，法兰的底部端面设置有圆周分布的销孔；线圈骨架的上端面设置有圆周分布的圆柱销，圆柱销与所述销孔对应插接固定。线圈骨架底部设置有套在缸体上的碟形弹片和底部固定环，底部固定环与缸体底部螺纹连接。缸体顶部与顶盖之间设置有密封圈，顶盖与缸体螺纹连接。顶盖和缸体底部均设置有位于圆心处的通孔，活塞杆的上下两端分别穿过所述顶盖和缸体底部。缸体内设置有空腔，空腔内填充有磁流变液；活塞上设置有均布的筛孔。
二、工作过程
线圈绕组环绕成型后塞入线圈骨架内，再将线圈骨架套装在缸体外部，线圈骨架上端插接、下端轴向锁紧力约束，线圈绕组的电流调节便可对缸体内腔中的磁流变液改变粘度，从而使活塞在缸体内沿轴向运动使得阻尼受到控制，活塞的復位由其上下两端的第一复位弹簧和第二复位弹簧完成；第一散热槽和第二散热槽对发热的线圈绕组进行空气冷却，若线圈绕组因过高温度熔断，快速拆下线圈骨架便可以方便地更换新的线圈绕组。
三、工作效果
设计的磁流变液式汽车减震器，能够使减震器缸体上的线圈容易更换，从而较为方便的处理线圈熔断问题。通过将缸体与线圈骨架设置为套装布置模式，并且一端通孔圆柱销插接固定，另一端通过底部固定环螺纹固定约束，具有极其简便的装卸特点；通过在缸体外侧面设置有第一散热槽，在线圈骨架内侧面设置有第二散热槽，从而可以有效地对线圈进行散热，提高减震器的使用稳定性。
四、结语
近年来，随着智能材料制备技术的进步，磁流变液材料表现出了优良的性能，如：屈服应力大、响应速度快、变化过程可逆、工作温度范围宽、兼容现有液压系统和污染的不敏感抗性等，从而使在机械制造、建筑材料、特种加工、深海设备等领域得到广泛[4～5]。目前，对于半主动悬架及主动悬架，减震器阻尼的调整主要通过改变减震器伸张与压缩行程腔之间的通流面积，该方式结构复杂、制造成本高且控制灵敏度低。设计的磁流变减式汽车减震器，在外加磁场的作用下，阻尼特性变化范围大，且阻尼可调及可控，并能够使减震器缸体上的线圈容易更换，从而较为方便的处理线圈熔断问题，成为理想的车辆半主动控制减震器，大大提高了车辆的平顺性和操控稳定性。
参考文献：
[1]杨礼康.基于磁流变技术的车辆半主动悬挂系统理论与试验研究[D].浙江大学，2003.
[2]薛建海.双出杆磁流变减震器及减震系统研究[D].中国民航大学，2008.
[3]李学智，陈庆樟，许广举，吕正兵. 小型轿车磁流变减振器设计与仿真[J]. 磁性材料及器件，2015，46（04）：63-66.
[4]秦岩.新型结构磁流变减震器的设计与实验研究[D].中国民航大学，2007.
[5]金平.起落架磁流变减震器控制算法及电路研究[D].中国民航大学，2007.
[6]冯明非.磁流变液本构特性的研究及其面向液压衬套的应用仿真[D].吉林大学，2016.
【关键词】：磁流变液；汽车减震器；线圈熔断；平顺性
车辆在路面行驶过程中，需要减震器对路面起伏造成的车体振动进行吸收衰减，从而使车体上部保持平稳，提高乘坐舒适性。目前的汽车减震器种类包括被动式、半主动式和主动式减震，适用于不同类型的汽车。磁流变液减震器是近年来处于研究试用阶段的一种新式减震器[1～3]，然而目前的磁流变液减震器，其缸体上集成的线圈缺乏灵活可调性，线圈发热问题仅仅通过降热思路进行对应，对发热造成的导线熔断这种极端问题完全不具有技术应对措施，只能报废。
一、结构设计
为解决现有磁流变液减震器线圈发热熔断后报废问题，设计了一种磁流变液式汽车减震器。其具体结构包括缸体、与缸体同轴分布的活塞杆和位于活塞杆中部的活塞，其特征在于：缸体外侧面设置有圆周分布的第一散热槽，第一散热槽外围套装有线圈骨架，线圈骨架内设置有线圈绕组，线圈骨架内侧壁设置有圆周分布的第二散热槽；活塞的上下两端分别布置有第一复位弹簧和第二复位弹簧；缸体顶部设置有顶盖，底部为一体成型。缸体的上端设置有法兰，法兰的底部端面设置有圆周分布的销孔；线圈骨架的上端面设置有圆周分布的圆柱销，圆柱销与所述销孔对应插接固定。线圈骨架底部设置有套在缸体上的碟形弹片和底部固定环，底部固定环与缸体底部螺纹连接。缸体顶部与顶盖之间设置有密封圈，顶盖与缸体螺纹连接。顶盖和缸体底部均设置有位于圆心处的通孔，活塞杆的上下两端分别穿过所述顶盖和缸体底部。缸体内设置有空腔，空腔内填充有磁流变液；活塞上设置有均布的筛孔。
二、工作过程
线圈绕组环绕成型后塞入线圈骨架内，再将线圈骨架套装在缸体外部，线圈骨架上端插接、下端轴向锁紧力约束，线圈绕组的电流调节便可对缸体内腔中的磁流变液改变粘度，从而使活塞在缸体内沿轴向运动使得阻尼受到控制，活塞的復位由其上下两端的第一复位弹簧和第二复位弹簧完成；第一散热槽和第二散热槽对发热的线圈绕组进行空气冷却，若线圈绕组因过高温度熔断，快速拆下线圈骨架便可以方便地更换新的线圈绕组。
三、工作效果
设计的磁流变液式汽车减震器，能够使减震器缸体上的线圈容易更换，从而较为方便的处理线圈熔断问题。通过将缸体与线圈骨架设置为套装布置模式，并且一端通孔圆柱销插接固定，另一端通过底部固定环螺纹固定约束，具有极其简便的装卸特点；通过在缸体外侧面设置有第一散热槽，在线圈骨架内侧面设置有第二散热槽，从而可以有效地对线圈进行散热，提高减震器的使用稳定性。
四、结语
近年来，随着智能材料制备技术的进步，磁流变液材料表现出了优良的性能，如：屈服应力大、响应速度快、变化过程可逆、工作温度范围宽、兼容现有液压系统和污染的不敏感抗性等，从而使在机械制造、建筑材料、特种加工、深海设备等领域得到广泛[4～5]。目前，对于半主动悬架及主动悬架，减震器阻尼的调整主要通过改变减震器伸张与压缩行程腔之间的通流面积，该方式结构复杂、制造成本高且控制灵敏度低。设计的磁流变减式汽车减震器，在外加磁场的作用下，阻尼特性变化范围大，且阻尼可调及可控，并能够使减震器缸体上的线圈容易更换，从而较为方便的处理线圈熔断问题，成为理想的车辆半主动控制减震器，大大提高了车辆的平顺性和操控稳定性。
参考文献：
[1]杨礼康.基于磁流变技术的车辆半主动悬挂系统理论与试验研究[D].浙江大学，2003.
[2]薛建海.双出杆磁流变减震器及减震系统研究[D].中国民航大学，2008.
[3]李学智，陈庆樟，许广举，吕正兵. 小型轿车磁流变减振器设计与仿真[J]. 磁性材料及器件，2015，46（04）：63-66.
[4]秦岩.新型结构磁流变减震器的设计与实验研究[D].中国民航大学，2007.
[5]金平.起落架磁流变减震器控制算法及电路研究[D].中国民航大学，2007.
[6]冯明非.磁流变液本构特性的研究及其面向液压衬套的应用仿真[D].吉林大学，2016.