國內外可變阻尼彈簧減振器的研究現狀及生產水

發布時間：2018-09-29 09:32

　　跟著現代科學技術和出產水平的不斷發展，機械結構有向大型化、高速化、復雜化和輕量化發展的趨勢，由此而帶來的機械結構的振動題目更為凸起。機械振動在當今不僅作為基礎科學的一個重要分支，而且正走向工程科學發展的道路，在機械、航空、航天、船舶、車輛、建筑及水利等產業技術部分中據有越來越重要的地位。

國內外可變阻尼彈簧<a href='http://www.lamborchina.com' target='_blank'><u>減振器</u></a>的研究現狀及生產水平

　　在振動控制領域，采用阻尼彈簧減震器對機械設備進行減震防護是工程界研究的重要課題之一。常用的傳統減震器(如橡膠金屬減震器、彈簧阻尼減震器等)一般利用結構本身儲存和消耗振動能量來知足機構的抗震尺度，但是，這種減震方式缺乏結構的自我調節能力，在不確定的外界載荷作用下，很難知足結構的安全要求，而且這種結構的尺寸一般都比較大，在經濟和結構布置上有一定的難題。因此具有非線性.征和良好可控性的智能減震器的研究就成了一種新的選擇。

　　可變阻尼減震器形式有良多種，如渦流式減震器、應變感應式減震器、頻率感應式減震器、壓電阻TEMS式減震器、磁流變體可變阻尼減震器、電流變體可變阻尼減震器、節流口可變阻尼減震器等。但根據其工作原理來分，半主動懸架減震器主要有機械式可變阻尼減震器、電子控制可變阻尼減震器、磁流變和電流變液體減震器和壓電阻TEMS式減震器四大類。從控制方式上可以分為機械控制式和電子控制式兩類。其中節流口可變阻尼減震器結構簡樸，易于實現，本錢低，有著廣泛的應用遠景。在海內，著重于節流口可變阻尼減震器、磁流體和電流體可變阻尼減震器的研究。

　　目前，海內外可變阻尼減震器的結構大體可分為三類，.一類的可變阻尼是固定的，無法人為調整。英國的阿姆斯.(ARMSTRONG)、美國的蒙諾(MONROE)、德國的鮑格(BOGE)和意大利的WAY-ASSAUTO公司都有這類減震器，該可變阻尼減震器的控制方式簡樸，沒有復雜的電控裝置，附加本錢低，工作可靠。它合用于與變剛度懸架匹配，主要用于后懸架，當車輛載荷大幅度變化時可縮小其平順性等主要指標的變動范圍。IVECOS系列汽車己開始應用這種減震器。

　　.二類是電子控制式可變阻尼減震器，可在駕駛室內利用按鈕，通過油路或氣路控制閥系進行調整，如德國疾馳600轎車的減震器，它設有“軟”、“硬”兩檔，用以知足好、壞路面臨減震器不同阻尼值的要求；美國的RANCHO公司研制的可變阻尼減震器，能實現五級阻尼調節，其主要應用于賽車及越野車及軍用車上。

　　該類減震器的調節機構通常由傳感器，控制裝置以及執行機構等組成，阻尼既可以分級調節也可以連續調節，通常是由電控執行器來改變節流閥通流面積，調節減震器的阻尼.性。傳感器的采集的信號包括車速、方向盤轉角、節氣門開度、制動管路壓力或縱向加速度等。阻尼調節機構可以是內置式，也可以是外置式，轎車上多采用內置式結構。

　　在海內，一些高校和科研院所也在可變阻尼減震器的研究方面做了大量的工作，同時也制作了一些相關的可變阻尼減震器樣品。

　　目前海內開發的電子控制可變阻尼減震器大多是筒式減震器，其執行器一般采用置于減震器上方的步進電機。步進電機的旋轉帶動空心活塞桿的內部的轉子閥旋轉，從而改變轉子閥的節流孔與活塞節流孔的相對位置，進而改變活塞兩側的腔室之間的節流面積以實現阻尼.性的轉換。其基本工作原理是:在車輛行駛過程中數據采集系統將采集到的反映車輛使用因素(路面前提，載荷情況)的信號送給控制單元，控制單元輸出控制量控制步進電機帶動節流閥片滾動，節流閥與活塞之間發生相對角位移后孔口開度的大小也就相應地發生變化，孔口大小的改變引起通過孔口流量的改變使減震器上、下腔壓力發生變化，使減震器的輸出阻尼力發生改變，這樣就實現了可調減震器的阻尼力隨車輛的使用工況的變化而變化。

　　.三類是靠改變減振液的粘性來實現變阻尼的電流變液減震器和磁流變液減震器。電流變液體(ERF)和磁流變液體(MRF)都是懸濁液，于20世紀40年代分別由美國人W.Rabinow和J.Rabinow發現，國外80年代末就開展了采用ERF作為工作介質的汽車新型可調阻尼懸架減震器的研究工作，此后，有關這方面的研究一直沒有休止過。MRF減震器技術近年來也引起人們廣泛的愛好，90年代中期Lord公司展示過用于汽車座椅的和懸架系統減振的MRF減震器。這些技術目前尚不完全成熟，有關的研究正深入開展。德國的Bayer公司和美國的Lord公司己經制造了幾種電流變液體減震器。在磁流變液體減震器方面，美國Lord公司、福.公司和德國BASF公司都己有了貿易產品，見圖1.10所示。

　　與傳統的筒式減震器比擬，ERF減震器的.點是其阻尼力不只取決于活塞運動速度，而主要通過控制在內外筒間所施加的電壓來控制阻尼力的大小。因為在ERF減震器中不設置節流面積可變的節流閥，其抗機械磨損機能大大進步。此外，ERF減震器在一定的工作溫度范圍內有較快的反應速度。ERF減震器當前存在的主要題目是其工作溫度范圍不能知足實際需要，目前可達到的工作溫度范圍是-25℃一125℃，但考慮到溫渡過低時導致減震器的工作滯后，溫渡過高時導致ERF的粘度降低及化學不亂性變差等原因，ERF減震器的實際工作溫度范圍遠小于此，而它在實際使用的工作介質溫度可達到一40℃~120℃，因此ERF減震器在進入實用化階段之前必需想法擴大其不亂工作的溫度范圍。另外，目前ERF的強度和化學不亂性仍較差，是影響ERF減震器工作可靠性的重要原因。

　　與ERF減震器比擬，MRF減震器的長處在于不需要.殊的高壓供電裝置，本錢低，使用安全；MRF的化學不亂性優于ERF，因此工作更加可靠；MRF的強度高于ERF，可以減小減震器的體積；MRF的工作溫度范圍是一40℃一150℃，比ERF的工作溫度范圍寬。影響MRF工作溫度范圍的主要因素是基液的揮發性。因為MRF多用鐵基的彌散質，因此減震器質量較重，長久放置后該基液易沉淀且斷電或改變電流后，原有的磁場作用不會立刻消除。此外，目前推出的MRF減震器響應時間約為10ms，需要進一步降低。

　　電流變液體和磁流變液體減震器技術是近年來發展的新型減震器技術，它們在理論上可以任意控制阻尼力的大小，但目前尚不成熟。

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