基于磁流变减震器的节能性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：201431206024硕士学位论文基于磁流变减震器的节能性研究论文作者：张垚学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：车辆工程指导教师：刘茜职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofVehicleEngineeringSTUDYONENERGYSAVINGOFMAGNETORHEOLOGICALDAMPERByZhangYaoSupervisor:Prof.YanJiuyuanMarch2017摘要磁流变减震器是一种以可控液体磁流变液作为工作

2、介质的新型半主动减震器，装有磁流变减震器的半主动悬架可有效地提高汽车的乘坐舒适性和行驶安全性。这种新型的减震器具有多种优点，不仅可以实现阻尼的连续可调，还具有响应速度快、结构简单等多种特点，但与传统减震器相比，其电能损耗的问题较为突出。因此如何降低能耗，成为了磁流变减震技术的一个重点研究内容。本论文为降低磁流变减震器能量损耗、提高设备的节能性，基于传统结构磁流变减震器和液压式减震器开展了研究，设计出了三种新型的节能磁流变减震器。研究的主要内容如下：首先分析了磁流变减震器的工作原理，从几种工作模式种筛选出了比较利于节能性设计的压差模式作为新型节能磁流变减震器的设计基础，并且建立了压差式磁

3、流变减震器的阻尼力模型，同时还研究了磁流变减震器的控制方法。基于1/4车模型建立了被动悬架和半主动悬架的力学模型和运动微分方程，并利用Simulink搭建出了这两种悬架的仿真模型，为后续的研究工作打下了基础。其次，针对汽车减震器压缩、拉伸过程阻尼系数大小、范围不同的特点，以普通压差式磁流变减震器为原型，结合利用传统阻尼可调减震器的并联阻尼孔结构和单向阀结构，设计出了三种不同的新型节能磁流变减震器。通过提高新型磁流变减震器粘性阻尼的比重和改变阻尼孔的尺寸、分布等，既满足了阻尼系数可调范围的要求，又降低了减震器功率。同时还针对新型的磁流变减震器，引入活塞振动速度信号，为半主动悬架设计出了相

4、应的三维模糊控制系统。最后，利用Simulink软件对安装有三种新型磁流变减震器和传统结构磁流变减震器的半主动悬架系统进行了模拟仿真，并与安装有液压式减震器的被动悬架系统的仿真结果进行了对比。最终的结果表明，三种新型磁流变减震器的减震效果虽然各有不同，但是均优于液压式减震器，节能效果也明显优于传统结构的磁流变减震器，其中C型减震器的综合性能最佳。关键词：半主动悬架磁流变减震器平顺性节能性模糊控制SimulinkIABSTRACTMagnetorheologicaldamperisasemi-activecontrollabledampingshockabsorbermodel,thew

5、orkingmediumofthemagnetorheologicalfluidisakindofcontrollableliquid.Semi-activesuspensionwithmagnetorheologicaldampercaneffectivelyimprovevehicleridecomfortanddrivingsafety.Thisnewtypeofshockabsorberhasmanyadvantages,whichcannotonlymakethedampingcontinuoulyadjustable,butalsohaveasimplestructurea

6、ndreactquickly.Butcomparedwiththetraditionalshockabsorber,thepowerlossproblemismoreprominent.So,howtoreducetheenergyconsumptionofthemagnetorheologicaldamperhasbecomeakeyresearchcontentofthemagnetorheologicalshockabsorptiontechnology.Inordertoreducetheenergylossandimprovetheenergysavingofthemagne

7、torheologicaldamper,aseriesofstudiesarecarriedoutonthebasisofthetraditionalmagnetorheologicaldamperandthehydraulicshockabsorberisstudiedinthispaper.Themaincontentsofthestudyareasfollows:Firstly,theworkingprincipleoftheMRdamp