[发明专利]汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法

说明书

技术领域

 本发明涉及磁流变减振器，特别是汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法。

背景技术

磁流变减振器可通过控制电流的大小实现对减振器阻尼力的控制，它具有响应速度快、功耗低，调节范围大等特点，并且工作条件相对简单，当前国内、外汽车悬架研究领域的一个热点。活塞长度L是磁流变减振器的重要结构参数，决定着减振器的流阻尼特性，对半主动悬架特性及汽车学术平顺性具有重要影响。活塞长度L的参数设计值，应该在未施加控制电流情况下，磁流变减振器的阻尼特性依然还能够满足汽车平顺性的基本要求。然而，据所查资料，由于受悬架系统最佳阻尼匹配理论的制约，目前国内、外对于磁流变减振器活塞长度L这一关键参数，一直尚未给出准确、可靠的设计方法，大都是根据减振器结构参数及活塞缝隙的h大小,选择一个活塞长度L的参数值，然后经过反复试验、验证及修改的方法，最终确定出该磁流变减振器活塞长度L的实际设计值。随着汽车工业的快速发展及车辆行驶速度的不断提高，对半主动悬架磁流变减振器的设计提出了更高的要求，如何在给定其他参数的情况下,对磁流变减振器的活塞长度L进行精确设计,就成为了半主动悬架磁流变减振器设计的关键问题。因此，必须建立一种准确、可靠的磁流变减振器活塞长度L的设计方法，以满足对汽车半主动悬架磁流变减振器快速和精确设计的要求，降低设计和试验费用，提高半主动悬架磁流变减振器的设计质量、水平和性能，提高车辆的行驶平顺性。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种准确、可靠的汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法，其设计流程如图1所示。

为了解决上述技术问题，本发明所提供的汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法，其技术方案实施步骤如下：

(1) 确定基于行驶平顺性的汽车半主动悬架系统最佳阻尼比：

根据车辆单轮悬架的簧上质量m₂、悬架刚度k₂、簧下质量m₁及轮胎刚度k_t，确定在未施加控制电流情况下基于行驶平顺性要求的汽车半主动悬架系统最佳阻尼比，即：

                  ；

式中，r_m=m₂/m₁，r_k=k_t/k₂；

（2）确定半主动悬架系统设计所要求的磁流变减振器最佳阻尼系数C_d及阻尼特性：

根据车辆单轮悬架的簧上质量m₂、悬架刚度k₂，悬架杠杆比i和减振器安装角度，及步骤（1）中的，确定汽车半主动悬架系统所要求的磁流变减振器最佳阻尼系数C_d，即

                  ；

因此，磁流变减振器最佳阻尼特性，可表示为：

              ；

据上式可得汽车半主动悬架系统设计所要求的磁流变减振器在控制电流I＝0A的情况下，设计所要求的阻尼力特性曲线；

（3）确定汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的设计速度点V₁及对应阻尼力F_d1:

根据步骤(2)中的磁流变减振器最佳阻尼特性曲线,确定汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度L的设计速度点V₁及对应所要求的阻尼力F_d1；

（4）汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度L的设计数学模型及设计: