一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法，包括活塞筒、活塞头、活塞杆和磁流变液，活塞头设在活塞筒内，活塞头包括活塞外壳和活塞内芯，活塞内芯和活塞外壳间设有主流道，活塞内芯包括主流道结构和旁通道结构，主流道结构包括第一磁芯、第一励磁线圈、正弦状磁极和正弦状隔磁环，旁通道结构设在第一磁芯顶部，旁通道结构包括第二磁芯、第二励磁线圈和旁通孔，活塞杆设在活塞头顶部，磁流变液设在活塞筒中，利用正弦磁极控制主流道的流通截面积，进而控制阻尼器的阻尼系数，通过活塞头附加旁通孔的开关作用控制阻尼器斜率突变点的位置。器斜率突变点的位置。器斜率突变点的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法


[0001]本专利技术涉及汽车NVH
，具体涉及一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法。

技术介绍

[0002]随着汽车的快速发展，人民对汽车乘坐舒适性的要求越来越高，汽车减震器的性能对车辆平顺性及操控稳定性具有重要影响。汽车减震器分为被动式减震器、主动式减震器和半主动式减震器。由于被动式减震器性能参数不可调，在不同工况下不能实现高品质乘坐舒适性。主动悬架可通过作动器提供外加力提高汽车平顺性及操控稳定性，但其成本高，需要额外能源输入，且对控制器要求高，控制不当易引起振动恶化。近些年关于减震器结构参数、性能参数可控的半主动悬架得到快速发展，由于其制造成本低，可有效提高车辆乘坐舒适性，且在控制器失效后仍可保证车辆悬架系统正常作业，故得到广大车企及研究人员的青睐。磁流变液作为新型智能材料，其剪切模量可控，响应速度快，稳定性高，成为制备半主动减震器的理想材料。近些年关于磁流变阻尼器的研究很多，取得了可观的成果。然而目前在磁流变减震器设计方面主要利用了磁流变液的流变特性，而对于其开关特性的应用极少。
[0003]现有的磁流变阻尼器多数是针对汽车由于发动机导致的重心靠前而设计的，而对于汽车在重心位置变化时，性能变差。且现有设计通常只可调节活塞低速区的减震器阻尼系数，对于磁流变减震器阻尼系数突变点的控制以及活塞高速区的阻尼控制效果一般。此外，在磁流变阻尼器优化及与悬架匹配方面，多以特定工况设计，未充分考虑车辆在不同重心分布(如承载乘客的影响、后备箱货物影响等)以及车辆在不同工况下阻尼器的特性对悬架及性能的影响。

技术实现思路

[0004]根据现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法，
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种新型磁流变阻尼器，包括活塞筒、活塞头、活塞杆和磁流变液，所述活塞头设在所述活塞筒内，所述活塞头包括活塞外壳和活塞内芯，所述活塞外壳套设在所述活塞内芯外侧，所述活塞内芯和所述活塞外壳间设有上下贯通的主流道，所述活塞内芯包括主流道结构和旁通道结构，所述主流道结构包括第一磁芯、第一励磁线圈、正弦状磁极和正弦状隔磁环，所述第一励磁线圈缠绕在所述第一磁芯中部，一对所述正弦状隔磁环和所述正弦状磁极的凸起和凹槽相互配合，一对所述正弦状隔磁环和所述正弦状磁极自上而下套设在所述第一磁芯上部，一对所述正弦状隔磁环和所述正弦状磁极自下而上套设在所述第一磁芯下部，所述旁通道结构设在所述第一磁芯顶部，所述旁通道结构包括第二磁芯、第二励磁线圈和旁通孔，两个所述第二磁芯间隔一定距离设在所述第一磁芯顶部且相对于所述活塞
头轴心对称分布，两个所述第二磁芯上分别缠绕所述第二励磁线圈，两个所述旁通孔设在两个所述第二磁芯之间且间隔一定距离，两个所述旁通孔相对于所述活塞头轴心对称分布，所述活塞杆设在所述活塞头顶部，所述磁流变液设在所述活塞筒中，磁流变液能够从旁通孔顶部流进和流出且能够从主流道上下流进或流出。
[0007]进一步地，所述活塞筒内还设有浮动活塞，所述浮动活塞设在所述活塞筒中且设在所述活塞头下方，所述浮动活塞和所述活塞筒间构成蓄能器。
[0008]进一步地，所述浮动活塞中部开设有环形凹槽，所述环形凹槽上嵌有干燥环。
[0009]进一步地，所述活塞杆通过螺纹连接可拆卸的安装在所述活塞头顶部。
[0010]一种车辆悬架系统阻尼控制方法，包括：
[0011]步骤1、在车辆上安装四个新型磁流变阻尼器，包括两个前阻尼器和两个后阻尼器；
[0012]步骤2、判断车辆重心位置，当车辆重心靠前时，控制器控制对前阻尼器的第二励磁线圈施加电流，对后阻尼器的第二励磁线圈不施加电流，使前阻尼器的旁通孔关闭，后阻尼器的旁通孔打开，跳转步骤3，当车辆重心靠后时，控制器控制对前阻尼器的第二励磁线圈不施加电流，对后阻尼器的第二励磁线圈施加电流，使前阻尼器的旁通孔打开，后阻尼器的旁通孔关闭，跳转步骤3，当车辆重心居中，跳转步骤4；
[0013]步骤3、在车辆重心靠前或重心靠后的工况下，对车辆行驶路况进行判断，如果车辆行驶于较好路面，根据车况对前阻尼器和后阻尼器的第一励磁线圈均施加相应电流，以增加前阻尼和后阻尼器的阻尼力而保证车辆的操控稳定性，如车辆行驶于较差路面，根据车况对前阻尼器和后阻尼器的第一励磁线圈均减小相应电流，以减小前阻尼器和后阻尼器的阻尼力而保证车辆的乘坐舒适性，调节完成；
[0014]步骤4、在车辆重心居中的工况下，车辆根据阻尼器活塞头运动速度快慢，当活塞头进行低速运动时，控制器控制对前阻尼器的第二励磁线圈和后阻尼器的第二励磁线圈施加电流，使前阻尼器的旁通孔和后阻尼器的旁通孔均关闭，跳转步骤5，当活塞头进行高速运动时，控制器控制对前阻尼器的第二励磁线圈和对后阻尼器的第二励磁线圈不施加电流，使前阻尼器的旁通孔和后阻尼器的旁通孔均打开，跳转步骤5；
[0015]步骤5、对车辆行驶路况进行判断，如果车辆行驶于较好路面，根据车况对前阻尼器和后阻尼器的第一励磁线圈均施加相应电流，以增加前阻尼和后阻尼器的阻尼力而保证车辆的操控稳定性，如车辆行驶于较差路面，根据车况对前阻尼器和后阻尼器的第一励磁线圈均减小相应电流，以减小前阻尼器和后阻尼器的阻尼力而保证车辆的乘坐舒适性，调节完成。
[0016]进一步地，在步骤2中，在车辆只有前排有人时，车辆的重心靠前，当后排增加的重量大于前排增加的重量时，车辆重心后移，使车辆的重心居中或靠后。
[0017]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
[0018]1.本专利技术所述的一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法，活塞设有旁通孔，可有效提高活塞在低速区的阻尼系数，改善阻尼突变点前后阻尼系数的差值，减小电流施加前后阻尼系数突变对悬架性能的影响，同时针对车辆重心重新分布，通过对第二励磁线圈施加电流的大小，适时打开或关闭旁通孔，可提高整车在不同重心布置和不同工况下的平顺性及操控性。
[0019]2.本专利技术所述的一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法，沿活塞头圆周方向设有主流道，两对正弦状磁极和正弦状隔磁环可形成不同的有效磁极长度，通过控制第一励磁线圈电流的大小，实现主流道的全开、部分开及全闭，即可实现主流道有效流通面积的控制，由此可使在活塞头速度一定时，磁流变液流过主流道的速度不同，控制阻尼系数的大小，以应对车辆在不同工况下，活塞速度不同时提高车辆的平顺性及操控性。
[0020]3.本专利技术所述的一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法，正弦状磁极和正弦状隔磁环成对称结构，在主流道部分关闭时，可实现活塞头轴对称方向阻尼力相同，防止由于活塞头轴对称方向磁力不同而形成力矩，造成活塞头磨损甚至卡死的问题。
[0021]4.本专利技术所述的一种新型磁流变阻尼器及车辆悬架系统阻尼控制方法，活塞头上所开旁通孔为两个，形成关于活塞头轴心的对称分布，活塞内芯的第二励磁线圈为两个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型磁流变阻尼器，其特征在于：包括活塞筒、活塞头、活塞杆和磁流变液，所述活塞头设在所述活塞筒内，所述活塞头包括活塞外壳和活塞内芯，所述活塞外壳套设在所述活塞内芯外侧，所述活塞内芯和所述活塞外壳间设有上下贯通的主流道，所述活塞内芯包括主流道结构和旁通道结构，所述主流道结构包括第一磁芯、第一励磁线圈、正弦状磁极和正弦状隔磁环，所述第一励磁线圈缠绕在所述第一磁芯中部，一对所述正弦状隔磁环和所述正弦状磁极的凸起和凹槽相互配合，一对所述正弦状隔磁环和所述正弦状磁极自上而下套设在所述第一磁芯上部，一对所述正弦状隔磁环和所述正弦状磁极自下而上套设在所述第一磁芯下部，所述旁通道结构设在所述第一磁芯顶部，所述旁通道结构包括第二磁芯、第二励磁线圈和旁通孔，两个所述第二磁芯间隔一定距离设在所述第一磁芯顶部且相对于所述活塞头轴心对称分布，两个所述第二磁芯上分别缠绕所述第二励磁线圈，两个所述旁通孔设在两个所述第二磁芯之间且间隔一定距离，两个所述旁通孔相对于所述活塞头轴心对称分布，所述活塞杆设在所述活塞头顶部，所述磁流变液设在所述活塞筒中，磁流变液能够从旁通孔顶部流进和流出且能够从主流道上下流进或流出。2.根据权利要求1所述的新型磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞筒内还设有浮动活塞，所述浮动活塞设在所述活塞筒中且设在所述活塞头下方，所述浮动活塞和所述活塞筒间构成蓄能器。3.根据权利要求2所述的新型磁流变阻尼器，其特征在于：所述浮动活塞中部开设有环形凹槽，所述环形凹槽上嵌有干燥环。4.根据权利要求1所述的新型磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞杆通过螺纹连接可拆卸的安装在所述活塞头顶部。5.一种车辆悬架系统阻尼控制方法，采用权利要求1
‑
4任一项所述的新型磁流变阻尼器，其特征在于，包括：步骤1、在车辆上安装四个新型磁流变阻尼器，包括两个前阻尼器和两个后阻尼器；步骤2、判...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志恩，宋伟志，卢炽华，李永超，安宏杰，朱亚伟，谢丽萍，周辉，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：