謝禹琳+谷騰飛+齊小寶

摘要：介紹傳統(tǒng)液壓減震器和新型磁流變減震器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于MATLAB全面比較了傳統(tǒng)液壓減震器和新型磁流變減震器各自的優(yōu)勢，進(jìn)一步闡述了新型磁流變減震器在汽車懸架中推廣應(yīng)用的必要性。

關(guān)鍵詞：磁流變液；減震器；液壓阻尼特性；仿真

0引言

隨著時代的發(fā)展和汽車保有量的增加，人們對于汽車的舒適性也有了更高的要求。作為汽車總成的重要組成部分——減震器，能緩和由于路面不平所帶來的沖擊載荷，提高舒適性，本文將會對磁流變減震器和目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的液壓減震器的性能特點(diǎn)進(jìn)行分析比較。

1液壓減震器與磁流變減震器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

傳統(tǒng)液壓減震器由活塞桿、活塞、阻尼缸筒、阻尼彈簧、阻尼孔、和壓縮閥片等構(gòu)件組成，當(dāng)液壓減震器是在受壓時，液壓油通過流通閥片與壓縮閥片改變腔室內(nèi)的容積。[1]在壓縮和伸張行程中，減震器中的工作液流經(jīng)閥片時，這些閥片便對工作液節(jié)流形成對懸架壓縮運(yùn)動和伸張運(yùn)動的阻尼力。磁流變減震器中的工作液為磁流變液，它的粘性狀態(tài)能夠由外部磁場控制，因此通過控制磁場大小就能改變液體的剪切應(yīng)力，從而變減震器的阻尼力。

2磁流變減震器與傳統(tǒng)液壓減震器的對比分析

2.1傳統(tǒng)液壓減震器阻尼力的分析

傳統(tǒng)的液壓減震器的阻尼力會由于行程的改變而改變，分別有復(fù)原行程與壓縮行程兩個階段。在這里，我們主要研究復(fù)原行程中的阻尼力變化。

在復(fù)原行程，A腔中的液壓油會通過阻尼孔進(jìn)入B腔之中，同時不足的部分將會通過C腔中的油夜通過補(bǔ)償閥進(jìn)行彌補(bǔ)。在運(yùn)動過程中通過產(chǎn)生阻尼力，起到減震作用。

因此，流過復(fù)原閥的阻尼力為[2]：

（1）

阻尼孔產(chǎn)生的阻尼力為：

（2）

通過上式（1）與（2），可得出復(fù)原阻尼力總大小為：

Ff=Fy+Fn

2.2磁流變減震器的阻尼力分析

選用剪切閥式磁流變減震器作為阻尼力的分析對象，建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。由于在外加磁場的作用下，磁流變液會表現(xiàn)出Bingham流體的特性，在減震器運(yùn)動時的阻尼力可以看做是由流動模式與剪切模式二者的疊加，

（5）

2.3磁流變減震器與液壓減震器的仿真分析

用MATLAB進(jìn)行仿真分析，由于減震器的仿真分析只涉及到了該軟件中最基本的功能，所以仿真是在M文本編輯器下進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，在SIMULINK下進(jìn)行仿真分析。

MATLAB仿真分析

通過上圖我們可以看出，磁流變減震器在行駛速度較高、路況較差時，起到的減震作用較液壓減震器效果更為明顯。

4總結(jié)

隨著磁流變技術(shù)綜合性能的不斷提高，磁流變減震器將會在汽車上應(yīng)用[4]。新型磁流變減震器通過外部磁場改變磁流變液的粘性，從而改變閥片對磁流液的阻尼力的大小。這種工作方式不僅打破液壓減震器中固定阻尼系數(shù)的局限，而且新型磁流變減震器的反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)液壓減震器，使汽車行駛更加安全和舒適。但不能忽視的是新型磁流變減震器結(jié)構(gòu)較液壓減震器更為復(fù)雜，國內(nèi)新型磁流變減震器技術(shù)尚不成熟。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造：下冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2]單春賢，仲敏波，吉恒松，等.摩托車筒式減震器液壓阻尼特性的模擬與仿真[J].江蘇大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2007，28（01）：25-28

[3]王金剛，等.磁流變阻尼器阻尼性能仿真研究[J].石油機(jī)械，2006，34（10）：19-23

[4]王冰，韓冰源，王巖，等.汽車磁流變減震器研究綜述[J].森林工程，2008，24（07）：39-43endprint