呂樹毅 陳會斌 韓琳

摘 要：汽車在行駛的過程中，路面狀況一直制約著車輛的安全性和舒適性，為了減小或消除路面輸入引起的震動，緩沖傳遞給駕駛員、乘客或貨物的沖擊，減震器應(yīng)運(yùn)而生。減震器不僅提高了汽車穩(wěn)定性和舒適感，延長了汽車零部件的使用壽命，節(jié)省了燃料，還降低了汽車維修和保養(yǎng)的成本。

關(guān)鍵詞：汽車懸架;減震器;電磁鐵

1? 汽車懸架系統(tǒng)概述及現(xiàn)狀

1.1減震器的基本原理

汽車的減震器也稱為“懸掛”，是由彈簧和減震器共同組成的。減震器并不僅是用來支持車身的重量，而是用來抑制彈簧吸震后反彈時的震蕩和吸收路面沖擊的能量。彈簧起緩和沖擊的作用，將“大能量一次沖擊”變?yōu)椤靶∧芰慷啻螞_擊”，而減震器就是逐步將“小能量多次沖擊”減少。

減震器通過一系列結(jié)構(gòu)或設(shè)備，抑制路面狀況傳遞給車身的震動，使車輛運(yùn)動收斂最合理化，從而讓駕駛員遠(yuǎn)離震動帶來的不舒適感，盡量減小路面狀況對汽車行駛的穩(wěn)定性和舒適度的影響。

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

西方國家汽車減震器技術(shù)相對來說比較發(fā)達(dá)，尤其是液壓減震器技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，國產(chǎn)汽車起步較晚、起點較低，盡管近年來發(fā)展迅速，但與國外差距依然很大，汽車減震器亦然。我國具有廣闊的汽車市場，而國產(chǎn)高檔汽車減震器幾乎全部依賴進(jìn)口。開發(fā)和研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的、高端的汽車減震器是中國汽車制造業(yè)必須要克服的難關(guān)。

現(xiàn)階段國外汽車減震器的發(fā)展階段處于充氣式減震器、自適應(yīng)減振器和可調(diào)減振器。比如充氣式減震器中就包括荷載感應(yīng)式和位置依存式，還有電流變減震器、可調(diào)減震器、電磁流變減震器等自適應(yīng)減震器，其中市場占比率較高的使雙筒液壓減震器，因為其發(fā)展時間較長，性能相對不錯，所以得到廣泛利用。以上減震器類型都可以針對阻尼力進(jìn)行無極調(diào)整和高頻激振大極大提高了汽車的舒適性和穩(wěn)定性，另外，在噪音降低和減震器外特性的改善等方面也有了很大的進(jìn)步。

2 磁懸浮空氣減震器設(shè)想

2.1減震器結(jié)構(gòu)設(shè)計

傳統(tǒng)的汽車減震主要通過抑制彈簧吸震后反彈時的震蕩及來自路面的沖擊，傳統(tǒng)減震器起到了一定的減震效果，但仍有很多不足。所以我們就像設(shè)計一個可以根據(jù)路面情況適時調(diào)節(jié)的主動式減震器。

想法來源：磁鐵同級相互排斥，通電線圈產(chǎn)生磁場，調(diào)節(jié)電流可以調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度。

2.2減震器工作原理

理想減震器工作原理：通過主動調(diào)節(jié)電流大小，從而調(diào)節(jié)電磁鐵磁力的大小。而兩塊相同的電磁鐵，同級相對，即可產(chǎn)生相互斥力。

3 詳細(xì)工作過程

汽車車輪前方裝有高速掃描儀記錄數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給汽車電腦，電腦將實時地形繪制成簡單數(shù)據(jù)并不斷修正，將準(zhǔn)確數(shù)據(jù)并傳給汽車ECU，ECU將根據(jù)地形實時調(diào)節(jié)減震器電流大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)減震器的壓縮和伸張運(yùn)動。

3.1當(dāng)汽車靜止時

汽車斷電，電磁減振器失去磁力，整體車身壓在中間位置高強(qiáng)度固定彈簧，汽車車身降低，穩(wěn)定性，安全性充分提高。

3.2汽車運(yùn)動時

3.2.1遇到凹坑：

通電電流增大，電磁鐵斥力增大，單側(cè)活塞桿向外運(yùn)動，并時刻保證車輪緊貼地面，起到緩解作用，通過性和安全性得以提高。（舒緩型）

通電電流增大，電磁鐵斥力增大，兩側(cè)活塞桿向外運(yùn)動，并時刻保證車輪緊貼地面，起到舒緩作用，通過性和安全性得以提高。（靈敏型）

3.2.2遇到凸起：

通電電流減小，電磁鐵斥力減小，單側(cè)活塞桿向內(nèi)運(yùn)動，緩解地面沖擊力，并保障車輪與地面充分接觸，平順性、通過性、操縱穩(wěn)定性得以提高。（舒緩型）

通電電流減小，電磁鐵斥力減小，單側(cè)活塞桿向內(nèi)運(yùn)動，緩解地面沖擊力，并保障車輪與地面充分接觸，平順性、通過性、操縱穩(wěn)定性得以提高。（靈敏型）

3.2.3過彎路時：

通過實時調(diào)整車身，時刻使汽車處于平衡狀態(tài)，極大提高汽車的安全性。

3.2.4需要剎車時：

當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動時，汽車懸架系統(tǒng)通過減震器可以主動增大電流，活塞桿向外運(yùn)動，給車輪提供一個下壓力，可有效縮短制動距離？

4 產(chǎn)品特色

本項目具有一定的前沿性、較強(qiáng)的創(chuàng)新性、廣闊的應(yīng)用價值和高度的社會影響力。

4.1前沿性

此項目通過ECU自動調(diào)節(jié)電流的大小，自主地伸長和壓縮減震器的長度，從而可有效

緩解路面的不同的沖擊力給乘員帶來的顛簸感，操縱穩(wěn)定性也將大大提高，有非常好的研究和使用價值。

4.2創(chuàng)新性

市面上主流的減震器是液力減震器、充氣減震器、阻力可調(diào)式減震器，前兩種舒適感和穩(wěn)定性并不是很好，而阻力可調(diào)式減震器成本太高，所以我就想要研發(fā)一種磁懸浮空氣減震器，不僅可以解決安全問題還可以提高駕駛的舒適性。目前市面上尚無此類產(chǎn)品和相關(guān)研究。

4.3應(yīng)用價值

本設(shè)想通過主動調(diào)節(jié)，可有效緩解地面的沖擊力，從而提供更好的舒適性和穩(wěn)定性，并且通過性也將大大提高，當(dāng)汽車遇到非常惡劣的地勢（例如車輪空轉(zhuǎn)這時減震器可自動調(diào)節(jié)高低，保持車輪與地面接觸），正負(fù)磁極相互排斥從而緩解震蕩，提供更好的駕駛體驗和更好的舒適性。

4.4社會影響

如果此設(shè)想能研究成功，并大規(guī)模投入生產(chǎn)，這種新型減震器將會被應(yīng)用到大部分的載具中，能夠有效提高汽車的穩(wěn)定性、安全性、通過性等，汽車交通事故率也能得到有效降低。如果我國能率先研究成功并投入使用，可能會提高中國汽車國際的地位，此項目對國內(nèi)國外的汽車市場都有著深遠(yuǎn)的影響。

5 結(jié)束語

汽車減震器對未來汽車的發(fā)展起著關(guān)鍵性作用，希望本設(shè)想能不斷改進(jìn)并用于實踐之中，助力汽車行業(yè)迅猛發(fā)展。

上述構(gòu)想基于大學(xué)生豐富知識和較強(qiáng)的實踐之中，其中一定還有很多不足之處，在此，希望能得到相關(guān)領(lǐng)域前輩的指導(dǎo)和幫助。

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