论文智能悬挂系统之磁流变减振器系统，本文是有关系统学士学位论文范文跟悬挂系统和智能悬挂系统和减振器类学士学位论文范文.
半主动悬架能够根据路况主动改变自身阻尼特性,从而适应各种路况,其取代被动悬架是汽车智能化发展的必然趋势.而利用磁流变液粘度对磁场变化快速响应特性制成的磁流变减振器,因其性能稳定、响应迅速而成为半主动悬架执行机构的首选.国外对磁流变半主动悬架已有深入研究,且在“悍马”军用吉普车、Stryker战车、奔驰430、凯迪拉克等高级轿车上投入使用.而国内在这方面的研究虽有一定成果,但并没有能适应市场的产品出现.
上海瑞尔实业有限公司（以下简称为“瑞尔公司”）结合自身多年的汽车总成、零部件设计、制造经验及对市场悬挂系统智能化的需求分析,发挥设计和制造技术的优势,借鉴国内该技术的研究经验,完成磁流变减振器及其控制系统关键技术突破,使其达到国际先进水平,并转化为可投入市场的产品.目前,已经能够系列化地设计开发及生产制造65缸径、50缸径、40缸径磁流变减振器,并能根据不同车型设计出与之匹配的控制模块,保证车辆的平顺性和操纵稳定性都能在原有基础上有质的提升.
磁流变半主动悬架介绍
磁流变液
磁流变液是一种智能材料,主要由非导磁性的载液、高磁导率低磁滞性的软磁性颗粒和特种添加剂组成.磁流变液的流变机理就是在无磁场时,磁性随机分布,表现为牛顿流体,加磁场后,磁性颗粒沿磁力线成链,产生抗剪切能力,表现为非牛顿流体（Bingham 模型）,见图1.
磁流变减振器
磁流变减振器是以磁流变液为工作介质,利用其流变机理,在磁场作用下软磁性颗粒产生剪切应力,从而使液体的粘性急剧增加,在流过阻尼孔（或环形间隙）时产生的阻尼力随之增加.因此,只需在传统减振器活塞或缸筒壁上缠上一定匝数的线圈,就能以微小的电流的变化控制阻尼力的输出,且能源消耗少、响应时间短、阻尼可控范围大,是半主动悬架理想的执行器,其原理图见图2.
磁流变半主动悬架
磁流变半主动悬架是由磁流变减振器、控制模块与传感器组成.控制模块的算法是半主动悬架的核心,能使汽车在各种工况下都获得较好的乘坐舒适性和行驶安全性.目前,较主流的算法有天棚控制算法（低频高振幅）、SH-ADD控制算法、频域控制算法等,各种算法控制效果及被动悬架对比见图3.
由图3可见,采用了控制算法的半主动悬架相比被动悬架,更为有效地衰减车辆振动.优异阻尼可调特性已经使得磁流变半主动悬挂系统成为高级轿车、越野车和军用车辆悬挂系统的首选.
项目关键性技术
从2015年立项开始,项目已经取得以下关键性的技术突破：
1.磁流变液制备.液体可在-40 ℃~+100 ℃环境中正常可靠工作100万次以上,并有很好的抗沉淀性和抗团聚性.此项技术填补国内磁流变液有研发、无实用的空白.
2.减振器结构设计.结构能在预设电流范围内,实现阻尼力在要求范围内变化,阻尼调整倍数可达到5倍,且性能稳定,受环境、制造装配误差等影响很小.利用磁流变液粘度对磁场变化的快速响应,阻尼力调节控制时间在20 ms内,远比电磁阀式的减振器响应迅速、稳定.此项设计已申请国家专利2项,技术水平处于国际领先.
3.被动安全设计.减振器或控制模块在特殊情况下失效时,结构上保证其还有一般减振器的减振功能.
4.密封技术.采用特殊的密封结构,保证在减振器内压较大时有良好的密封效果.
5.温度适应性.减振器结构的特殊设计保证其可在-40 ℃~+100 ℃环境中正常工作.
6.控制系统匹配.采用多路传感器,结合最佳算法,自动判断合理阻尼力输出,系统反应延迟在5 ms以内,保证在各种工况下都能迅速达到最佳控制效果.
7.平顺性提升.可实现车身自适应控制,比被动悬架车身振动加速度均方根值减少20%,在蛇行实验、颠簸路况时效果尤为明显.
正因为上述的技术突破,项目受到了广泛关注.目前,瑞尔公司已经为此建设专项实验室与生产基地,并和两家主机厂签订技术开发协议及供货协议,于2017年入围国家军委装备发展部科研*局“十三?五”装备预研领域基金项目和上海市军民融合专项基金项目.
磁流变半主动悬架开发流程
项目经过3年的经验积累,结合瑞尔公司自身在汽车总成设计和制造上的优势,已经可以达到通用化、系列化地设计开发和生产制造磁流变半主动悬架,还可以根据客户的要求,在3个月内做出可垂直替换传统减振器的工程样品（包括控制系统）.具体开发流程如下：
方案设计
根据客户要求（阻尼力调节范围）确定整体设计方案,并对减振器进行结构设计和磁路设计,确定主要结构参数；针对客户现有CAN总线,对控制系统做出匹配调整.再考虑成本、生产工艺性、客户特殊要求等因素,对方案做出合理整改,完成磁流变半主动悬架系统的整体设计.
减振器结构设计
零件结构设计必须保证减振器主要参数准确,并尽量不受制造误差、环境等因素影响.所以,对主要参数有影响的零件尺寸,要严格控制其尺寸公差和形位公差.密封件必须达到要求密封压力,避免在减振器高速振动时发生漏油现象.对活塞杆等受力件必须校核其强度和刚度,避免影响其疲劳寿命.结构件满足上述要求的同时,也要考虑其生产工艺性和制造成本.
仿真验证及优化设计
仿真主要为磁路仿真、结构件CAE仿真及减振器在流体模块下的CAE仿真.借助计算机技术计算分析现行结构是否合理,并对结构进行优化设计.
工程样件制作
试制部门必须严格按照设计图纸及相关工艺文件进行生产.生产现场必须进行5S管理,生产过程要做到保质保量.生产关键过程为：活塞绕线、零件压装、吊环焊接、充气封焊.
实验验证
对于减振器,主要涉及到的实验为性能实验（示工图和速度特性曲线）、温度实验、疲劳实验,参照QC/T545-1999要求.对于控制系统,主要涉及的实验为电压稳定性实验、温度稳定性实验、EMC电磁兼容实验.
工程交样
完成各类实验验证并出具实验报告、检测报告后,按客户指定的样件数量交样,并配合客户的装车实验.达成批产协议后,可将控制模块集成到车上原有的控制系统中,降低生产成本,并减轻整车重量.
结语
本文简单介绍了磁流变半主动悬架的结构原理和发展前景.在国外,磁流变半主动悬架已经大量应用到高端轿车、越野车、军用战车等对越野性能要求较高的车辆上；而在国内,尚没有此类产品问世,只停留在理论研究阶段.瑞尔公司在该领域已深耕多年,并取得多项关键性的技术突破,受到国家军委、多家主机厂关注.本项目产品拥有完全的自主知识产权,若能在国内推广,可以为汽车工业和先进制造业的发展做出应有的贡献,促进军民融合产业升级和国防建设的应用,对发展自主知识产权的民族汽车工业也具有极大的战略意义.
依托瑞尔公司在悬架总成上10多年的开发制造经验,客户若要适配整套悬架,瑞尔公司也可以加装合适的弹性元件、横向稳定杆及导向机构.
点评,此文是适合不知如何写悬挂系统和智能悬挂系统和减振器方面的系统专业大学硕士和本科毕业论文以及关于系统论文开题报告范文和相关职称论文写作参考文献资料.
参考文献：
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