用于工程机械驾驶室振动隔离的一种新型磁流变悬置

【作者】 王代华； 付航； 严松林；

【机构】 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室； 重庆大学光电工程学院精密与智能实验室；

【摘要】 随着重型车辆技术的不断发展升级,如何提高驾驶员的乘坐舒适性、减轻驾驶员的疲劳强度、以及提高车辆的安全性已经成为设计者考虑的重要因素。驾驶室悬置作为振动传递过程中的一个重要元件,其隔振性能直接影响着驾驶室的乘坐舒适性和汽车零部件的工作及其寿命。为了获得良好的隔振降噪性能,当悬置工作于正常工况时,需要保证低频大幅振动时具有较大的动态刚度和阻尼,而在高频小幅振动时,则应具有较小的动态刚度和阻尼。目前常用的隔振元件主要有螺旋弹簧、空气弹簧及由橡胶弹簧发展而来的液压悬置。由于螺旋弹簧刚度小且只能承受垂直载荷以及空气弹簧结构复杂、成本高、寿命低的特点,使其使用范围受到很大限制。液压悬置刚度大,尤其是在低频大振幅时,除了橡胶主簧对振动的衰减作用外,通过液体在阻尼通道内的流动,也能够消耗能量,产生衰减所用。但被动液压悬置由于其刚度和阻尼不可调,只能在特定工况下达到最佳隔振降噪性能,针对目前多工况,复杂道路及变载荷的运行情况下,其已不能够满足人们对工程车辆乘坐舒适性越来越高的要求。为了提高被动液压悬置的性能,本文利用磁流变液实现了一种阻尼可调的新型半主动驾驶室液压悬置。利用阻尼片将液压悬置的内腔分隔为上下液室,利用磁流变液在阻尼片和外壳形成的环形惯性通道内流动时的节流损失消耗振动能量,有效抑制驾驶室的低频大振幅振动,达到减振、隔振的目的。同时,可通过控制外加电流来改变阻尼片内线圈产生的磁场,从而改变磁流变液的流变特性,使得汽车在不同工况下驾驶室悬置可有不同的阻尼,以实现更好的隔振效果。通过实验测试,结果表明本文提出的基于磁流变效应的驾驶室液压悬置有以下优点:(1)结构简单,可以高效的衰减驾驶室的低频大幅度振动;(2)工作可靠,在磁流变效应失效的情况下,仍可作为普通的驾驶室液压悬置使用;(3)各部件的连接方式可有效地实现液体的密封;(4)能耗低,在车载电源的条件下即可实现对阻尼的调节和控制。更多还原