[发明专利]一种基于磁流变弹性体的双转子自供电减震器

说明书

技术领域：

本发明涉及一种基于磁流变弹性体的双转子自供电减震器。

背景技术：

减振器(Vibration Damper)，主要用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，吸震弹簧虽然可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减振器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。减振器太软，车身就会上下跳跃，减振器太硬就会带来太大的阻力，妨碍弹簧正常工作。

对于一般的减震器来说，其阻尼是固定的，这也决定了设计师只能在舒适性和运动性之间取其一，或者是选取软硬比较折中的减震器，而要让一款车型既舒适，又能拥有一定的运动性，那就需要减震器可以自动调节。但由于传统的减震器缺少调整自身阻尼的功能，因此对于安装了传统减震器的汽车来说，汽车的舒适性和运动性是矛盾的两面，顾此就会失彼，尽管通过悬挂的调校会一定程度上缓解这个矛盾，但也仅仅只是缓和而已。

因此，传统的弹簧液压式减震器无法解决舒适性和运动性之间的矛盾，存在诸多难以克服的弊端：1)螺旋弹簧受到冲击后会产生振动，持续的振动易导致驾驶者疲劳和烦躁，潜伏不安全隐患；2)减震器的阻尼力越大，振动消减得越快，但却使并联在减震器外部的螺旋弹簧不能充分发挥作用，同时阻尼力过大，还可能导致减震器连接零件及车架损坏；3)液压阻尼力随着温度的变化而变化，长时间使用后，液压油与细小孔壁之间的摩擦以及液体分子内摩擦产生大量的热量，导致液压油温度升高，粘度迅速降低，阻尼力也随之减少，减震器的减振性能随之恶化；4)反应迟钝，响应慢，无法适应复杂多变的运动型车辆行驶工况要求，如高速行驶中突遇障碍物，往往易于导致减震器击穿，完全失去减振作用；5)调节非常有限，现有的多级可调减震器一般只能调节螺旋弹簧的预载荷，增大弹簧的刚度，无法真正满足不同路面、不同载荷的行驶工况要求；6)无法同时满足现代摩托车行驶舒适性和运动性之间对立的矛盾，前者要求悬挂系统行程要大、刚度要低，而后者则完全相反，无论怎么调节都无法使二者完美兼顾。

因为传统减震器已经无法满足当前的需要了，所以一种电磁减震器(Electromagnetic Absorber)应运而生。它是利用电磁反应的一种新型智能化独立悬架系统,利用多种传感器检测路面状况和各种行驶工况，传输给电子控制器ECU，控制电磁减震器瞬间做出反应，抑制振动，保持车身稳定。特别是在车速很高，突遇障碍物时更能显出它的优势。电磁减震器的反应速度高达1000Hz，比传统减震器快5倍，彻底解决了传统减震器存在的舒适性和稳定性不能兼顾的问题，并能适应变化的行驶工况和任意道路激励，即使是在最颠簸的路面，电磁减震器也能保证车辆平稳行驶，其代表了减震器发展的方向。

日本日立制作所研制的电磁减震器是由传感器、电子控制器ECU、圆筒型线性电动机和弹簧液压减震器4大部分组成的有源悬架系统。系统中的传感器有加速度传感器和车辆位移传感器。加速度传感器用来检测路面凹凸不平的程度，输送给车辆控制终端ECU，发出指令控制线性电动机产生与减震器运动方向完全相反的反作用力运动行程，减轻车辆上下的振动。车辆位移传感器用来检测减震器的实际运动行程，然后反馈给车辆控制终端ECU适时修正线性电动机的反作用力运动行程。虽然能够实时调节阻尼刚性，但是还是采用了液压阻尼，密封要求特别高，而且发热量比较大。

而法拉利、路虎等等正在采用的磁流变液减震器是基于磁流变液可控特性的一种新型减振器。其工作原理是在外加磁场的作用下，磁流变液中随机分布的磁极化粒子沿磁场方向运动，磁化运动使粒子首尾相联，形成链状或网状结构，从而使磁流变液的流动特性发生变化，进而使减振器阻尼通道两端的压力差发生变化，达到改变阻尼力的目的。其优点是系统反应速度和调节速度都很快，而且阻尼力可控。而缺点：一，调节范围有限(减震主体依旧是弹簧)，对中性不好，活塞和桶壁间有间隙，受侧向力和时容易偏移。二，是使用环境复杂时，电源和阻尼器之间的连接、电源的可靠性、密封，都会成为薄弱点。三，磁流变液中铁磁介质容易发生沉淀，影响其减震性能。

目前的馈能悬架方案主要有六种,即静液蓄能式、电磁线圈感应式、齿轮齿条式、曲柄连杆式和直线电机式、滚珠丝杆式。

静液蓄能式馈能悬架是利用液压泵的原理，在传统液压减振器悬架上进行改造而成的。