一种动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器技术方案

本发明专利技术属于传动系统扭转减振技术领域，公开了一种动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器，吸振器随轴转动，外部轮廓为旋转对称圆形；具体包括：两个连接主动轴与被动轴的连接盘，动力调谐吸振器，加速度传感器，控制器，用于控制电流并进行计算。本发明专利技术将设计的磁流变弹性体动力调谐吸振器连接在轴系动力传递路径适当位置上，利用电流控制吸振器的刚度，使其固有频率跟随外部波动转矩的频率，产生共振，消减动力传递路径上的波动转矩；解决了被动扭转减振器的工作频带窄，主动扭转减振器的能量消耗过大，以及正负刚度半主动控制扭转减振器结构复杂、液压元器件造价昂贵的问题。

A dynamic tuned absorber for power system wide band magnetorheological elastomers

The invention belongs to the field of torsional vibration damping technology of transmission system, and discloses a power system wide frequency magnetorheological elastomer dynamic tuned vibration absorber. The vibration absorber is rotated with the axis and the external contour is rotated and symmetrical round. It includes two connecting plates connecting the active axis and the passive axis, the Dynamic Tuned vibration absorber, the acceleration sensor. The controller is used to control the current and calculate it. The invented magnetorheological elastomer dynamic tuned vibration absorber is connected to the appropriate position of the dynamic transmission path of the shaft system, and the current is used to control the stiffness of the vibration absorber, to make its natural frequency follow the frequency of the external wave torque, to produce resonance, reduce the fluctuation torque on the power transfer path, and to solve the passive torsional vibration damper. The work band is narrow, the energy consumption of the active torsional damper is too large, and the positive and negative stiffness semi-active control of the torsional damper structure is complicated and the cost of the hydraulic components is expensive.

【技术实现步骤摘要】
一种动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器
本专利技术属于动力传动系统扭转减振
，尤其涉及一种动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器。
技术介绍
车辆轴系传动的扭转振动是产生车辆振动与噪声的主要来源，严重影响汽车的舒适性。当传动系持续振动时，会造成发动机曲轴、变速箱齿轮及传动轴等部件的疲劳损伤，影响车辆的动力性能和经济性能。而随着汽车技术的飞速发展，汽车的动力性和经济性得到改进，车辆振动噪声问题则突显出来。为了改进车辆的NVH性能，满足人们对汽车不断提高的要求，各汽车厂商和科研院所对轴系传动的扭转振动问题的关注日益增加。当前，车辆大多应用被动式扭转减振器，被动式扭转减振器必须同时承担传递动力转矩和消减波动转矩的任务，而这两个任务对于扭转刚度的要求存在不可调和的矛盾，传递大的动力转矩要求高的扭转刚度，而消减波动转矩需要低刚度。导致被动式扭转减振器工作频带狭窄，很难同时满足车辆轴系传动系的怠速减振与高速重载减振。随之主动式扭转减振器出现，目前现有的主动控制型的电动扭转减振器，但其耗能太大，性价比不高。目前现有的正负弹簧并联的半主动控制扭转减振器，解决耗能大，工作频带窄的缺点，但负刚度机构控制复杂，液压元器件造价昂贵，不适宜广泛推广应用。综上所述，现有技术存在的问题是：现有技术被动式扭转减振器的工作频带窄和主动式扭转减振器耗能大，控制机构复杂，正负刚度半主动控制扭转减振器液压元器件造价昂贵，制造成本高，不利于广泛的工程应用。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器。本专利技术是这样实现的，一种动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器，所述磁流变弹性体动力调谐吸振器随轴转动，外部轮廓为旋转对称圆形；具体包括：两个连接主动轴与被动轴的连接盘，设计足够空间用于传递动力安装调谐吸振器；两个连接盘靠紧固螺栓连接，在相应位置安装调谐吸振器；动力调谐吸振器，利用电流产生的电磁场对磁流变弹性体刚度实时控制，进而改变动力调谐吸振器固有频率，使动力调谐吸振器固有频率跟随外部波动转矩的频率，产生共振，消减动力传递路径上的波动转矩；可以在动力系统不同位置安装相应的动力调谐吸振器，用以吸收不同频带的波动转矩，实现动力系统宽频减振效果；加速度传感器，用于采集输入转矩的激励频率，将加速度信号传递到控制器中；控制器，用于最佳控制电流并进行计算。吸振器控制跟随原则为，当外部激励进入某一动力吸振器的频率可调范围，利用电流控制磁流变弹性体的刚度，从而控制吸振器的固有频率跟随外部激励频率，其他位置的动力吸振器均保持最优参数被动吸振器状态；当外部激励频率进入其他动力吸振器的频率可调范围，控制亦参照之前的方式。进一步，所述动力调谐吸振器控制跟随原则为，当外部激励进入某一动力吸振器的频率可调范围，利用电流控制磁流变弹性体的刚度，从而控制吸振器的固有频率跟随外部激励频率，其他位置的动力吸振器均保持最优参数被动吸振器状态；当外部激励频率进入其他动力吸振器的频率可调范围，控制亦参照之前的方式。进一步，所述磁流变弹性体动力调谐吸振器还包括：电源，与控制器利用导线通过导电滑环与电磁线圈相连，用于动力调谐吸振器的供电与磁场控制；导电滑环的用于防止动力调谐吸振器工作时导线缠绕，影响供电和控制。进一步，所述动力调谐吸振器由上下两个磁轭、两块剪切方向磁流变弹性体、两个电磁线圈组成；上下两个磁轭与两块磁流变弹性体构成一个封闭的磁路；两个电磁线圈安装在剪切方向的磁流变弹性体附近，两端安装限位块，用于防止电磁线圈在磁轭上滑动；电磁线圈利用导线通过导电滑环分别与电源和控制器相连；在下磁轭与连接盘连接部位安装阻磁片，阻磁片采用阻磁材料用于防止封闭磁路漏磁，阻磁片将下磁轭与连接盘阻隔，形成夹层。进一步，上下磁轭采用到导磁良好的20号钢，利用热塑胶将磁流变弹性体与磁轭粘连。进一步，加速度传感器安装在动力输入轴，与控制器通过导线相连。本专利技术的优点及积极效果为：本专利技术设计的扭转减振器利用消减扭转振动方法为动力调谐吸振原理，即在轴系动力传递路径上附加一个或多个变刚度的磁流变弹性体动力调谐吸振器，利用电流产生的电磁场对磁流变弹性体刚度实时控制，进而改变动力调谐吸振器固有频率，跟随输入振动激励频率，促使附加吸振系统共振，来消减动力传递路径上的波动转矩，这种磁流变弹性体动力调谐吸振器解决了被动式的工作频带窄和主动式耗能大的问题，同时利用新型智能材料—磁流变弹性体作为智能控制元件，可简化控制机构，剔除造价昂贵的液压元器件，制造成本低，有利于广泛的工程应用。本专利技术将设计的磁流变弹性体动力协调吸振器连接在轴系动力传递路径上，利用电流控制吸振器的刚度，使其固有频率跟随外部波动转矩的频率，产生共振，消减动力传递路径上的波动转矩。解决了被动扭转减振器的工作频带窄，主动扭转减振器的能量消耗过大，以及正负刚度半主动控制扭转减振器液压元器件造价昂贵的问题。附图说明图1为本专利技术实施例提供动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器示意图。图2为本专利技术实施例提供的动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器120°整体图。图3为本专利技术动力调谐吸振器正视图。图4为本专利技术实施例提供的动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器原理图。图中：1、上磁轭；2、电磁线圈；3、剪切方向的磁流变弹性体；4、下磁轭；5、紧固螺栓；6、主动连接盘；7、连接盘紧固螺栓；8、环状夹板；9、紧固螺栓；10、阻磁片；11、被动连接盘；12、导线；13、导电滑环；14、电源；15、控制器；16、加速度传感器；17、动力输入轴。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术设计的扭转减振器利用消减扭转振动方法为动力调谐吸振原理，即在轴系动力传递路径上附加一个或多个变刚度的磁流变弹性体动力调谐吸振器，利用电流产生的电磁场对磁流变弹性体刚度实时控制，进而改变动力调谐吸振器固有频率，跟随输入振动激励频率，促使附加吸振系统共振，来消减动力传递路径上的波动转矩，这种磁流变弹性体动力调谐吸振器解决了被动式的工作频带窄和主动式耗能大的问题，同时利用新型智能材料—磁流变弹性体作为智能控制元件，可简化控制机构，剔除造价昂贵的液压元器件，制造成本低，有利于广泛的工程应用。下面结合附图对本专利技术的作详细描述。如图1和图2所示，动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器主要由主动连接盘6、被动连接盘11、动力调谐吸振器、加速度传感器16、控制器15及电源14组成。主动连接盘6和被动连接盘11利用连接盘紧固螺栓7连接，用于传递动力。主动连接盘盘6和被动连接盘11靠紧固螺栓连接，中间有阻磁片10将动力调谐吸振器与连接盘隔开，形成夹层，防止磁场泄漏。如图3所示，动力调谐吸振器由上磁轭1、电磁线圈2、剪切方向磁流变弹性体3、下磁轭4、环状夹板8、紧固螺栓9组成。上下磁轭采用到导磁良好的20号钢，与剪切作用的磁流变弹性体连接成封闭磁路，利用热塑胶将磁流变弹性体与磁轭粘连。加速度传感器16安装在动力输入轴17，与控制器15相连。电磁线圈2利用导线12通过导电滑环13与电源14和控制器15相连。当扭转吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器，其特征在于，所述磁流变弹性体动力调谐吸振器随轴转动，外部轮廓为旋转对称的圆形；所述调谐吸振器具体包括：两个连接主动轴与被动轴的连接盘，设计足够空间用于传递动力安装调谐吸振器；两个连接盘靠紧固螺栓连接，在相应位置安装调谐吸振器；动力调谐吸振器，利用电流产生的电磁场对磁流变弹性体刚度实时控制，进而改变动力调谐吸振器固有频率，使动力调谐吸振器固有频率跟随外部波动转矩的频率，产生共振，消减动力传递路径上的波动转矩；可以在动力系统不同位置安装相应的动力调谐吸振器，用以吸收不同频带的波动转矩；加速度传感器，用于采集输入转矩的激励频率，将加速度信号传递到控制器中；控制器，用于控制电流并进行计算。吸振器控制跟随原则为，当外部激励进入某一动力吸振器的频率可调范围，利用电流控制磁流变弹性体的刚度，从而控制吸振器的固有频率跟随外部激励频率，其他位置的动力吸振器均保持最优参数被动吸振器状态；当外部激励频率进入其他动力吸振器的频率可调范围，控制亦参照之前的方式。

【技术特征摘要】
1.一种动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器，其特征在于，所述磁流变弹性体动力调谐吸振器随轴转动，外部轮廓为旋转对称的圆形；所述调谐吸振器具体包括：两个连接主动轴与被动轴的连接盘，设计足够空间用于传递动力安装调谐吸振器；两个连接盘靠紧固螺栓连接，在相应位置安装调谐吸振器；动力调谐吸振器，利用电流产生的电磁场对磁流变弹性体刚度实时控制，进而改变动力调谐吸振器固有频率，使动力调谐吸振器固有频率跟随外部波动转矩的频率，产生共振，消减动力传递路径上的波动转矩；可以在动力系统不同位置安装相应的动力调谐吸振器，用以吸收不同频带的波动转矩；加速度传感器，用于采集输入转矩的激励频率，将加速度信号传递到控制器中；控制器，用于控制电流并进行计算。吸振器控制跟随原则为，当外部激励进入某一动力吸振器的频率可调范围，利用电流控制磁流变弹性体的刚度，从而控制吸振器的固有频率跟随外部激励频率，其他位置的动力吸振器均保持最优参数被动吸振器状态；当外部激励频率进入其他动力吸振器的频率可调范围，控制亦参照之前的方式。2.如权利要求1所述的动力系统宽频带磁流变弹性体动力调谐吸振器，其特征在于，所述动力调谐吸振器控制跟随原则为，当外部激励进入某一动力吸振器的频率可调范围，利用电流控制磁流变...

【专利技术属性】
技术研发人员：项昌乐，高普，刘辉，周晗，王晓杰，陈胤奇，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11