汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103206477A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103206477103206477A(43)申请公布日2013.07.17(21)申请号201310113170.6(22)申请日2013.04.03(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术产业开发区高创园D座1012室(72)发明人周长城李红艳孔艳玲(51)Int.Cl.F16F9/32(2006.01)F16F9/53(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图5页附图5页(54)发明名称汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法(57)摘要本发明涉及汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法，属于磁流变减振器技术领域。目前国内外对于磁流变减振器活塞长度L尚未给出可靠的设计方法，大都是采用反复试验及修改的方法。本发明其特征在于：根据车辆单轮悬架参数和减振器安装角度，确定磁流变减振器最佳阻尼特性及活塞长度的设计速度点；根据减振器结构参数及磁流变液体粘度，建立汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度L的设计模型并进行设计。利用该方法可得到可靠的磁流变减振器活塞长度L的设计值，满足不同车辆对半主动悬架系统阻尼特性要求，加快产品开发速度，降低试验费用，提高产品设计水平、质量和性能，并且还可以确保在断电情况下的车辆行驶平顺性及安全性。CN103206477ACN1032647ACN103206477A权利要求书1/2页1.汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法，其具体步骤如下：(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kt，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，rm=m2/m1，rk=kt/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Cd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Cd，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Fd1: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Fd1；（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:根据磁流变减振器的活塞缸筒的内径为DH,活塞与缸筒内径之间的间隙为h，活塞杆的直径为dg，磁流变液体的初始粘度μ0，步骤(3)中的V1和Fd1，利用磁流变减振器的运动速度、流量、节流压力及减振器阻尼力之间关系，建立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，对磁流变减振器活塞长度L的进行设计，即：;(5)汽车半主动悬架磁流变减振器阻尼特性的仿真验证：根据磁流变减振器的活塞缸筒内径DH，活塞杆直径dg，活塞环形缝隙h，及步骤（4）中的L，利用磁流变减振器阻尼特性仿真程序，对所设计的汽车半主动悬架磁流变减振器在未施加控制电流时的阻尼特性进行仿真验证。2.根据权利要求1所述方法中的步骤(1)～步骤（3），其特征在于：根据车辆单轮悬架簧上质量、簧下质量、悬架刚度、轮胎刚度、悬架杠杆比和减振器安装角度，确定磁流变减振器最佳阻尼特性及活塞长度L的设计速度点V1与对于阻尼力Fd1。3.根据权利要求1所述方法中的步骤（4），其特征在于：根据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Fd1，磁流变减振器的活塞缸筒的内径为DH,活塞与缸筒内径之间的间隙为h，活塞杆的直径为dg，磁流变液体的初始粘度μ0，建立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，并对磁流变减振器活塞长2CN103206477A权利要求书2/2页度L的进行设计，即：。3CN103206477A说明书1/8页汽车半主动悬架磁流变减振器活塞长度的优化设计方法技术领域[0001]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[0002]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