汽车磁流变半主动悬架电磁线圈匝数的设计方法

摘要

本发明涉及汽车磁流变半主动悬架电磁线圈匝数的设计方法，属于减振器技术领域，其特征在于：根据单轮1/4车辆参数分别确定出基于舒适性和安全性的悬架最佳阻尼比，并根据悬架杠杆比及磁流变减振器的安装角度，确定半主动悬架磁流变减振器在最大速度情况下所需要的最大库伦阻尼力；随后，根据库伦阻尼力与减振器结构参数、磁流变液体特性参数及最大控制电流I_max之间关系，对汽车磁流变半主动悬架电磁线圈匝数N进行优化设计。利用该电磁线圈匝数的设计方法，可得到可靠的电磁线圈匝数N设计值，提高磁流变半主动悬架系统的设计水平、质量和性能，在最大控制电流情况下确保汽车行驶平顺性的设计要求，同时还可降低设计及试验费用。

主权项

汽车磁流变半主动悬架电磁线圈匝数的设计方法，其具体设计步骤如下：(1)确定基于舒适性的半主动悬架最佳阻尼比ξ_c：根据单轮1/4车辆的悬架簧上质量m₂、簧下质量m₁及质量比r_m＝m₂/m₁，及悬架刚度k₂、轮胎刚度k_t及刚度比r_k＝k_t/k₂，确定基于舒适性的半主动悬架最佳阻尼比ξ_c，即：${\xi }_c=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{1+r_m}{r_m{r}_k}};$(2)确定基于安全性的半主动悬架最佳阻尼比ξ_s：根据单轮1/4车辆的悬架簧上质量m₂、簧下质量m₁及质量比r_m＝m₂/m₁，及悬架刚度k₂、轮胎刚度k_t和刚度比r_k＝k_t/k₂，确定基于安全性的半主动悬架最佳阻尼比ξ_s，即：${\xi }_s=\frac{1}{2}\sqrt{\frac{1+r_m}{r_m{r}_k}+\frac{r_m{r}_k-2-2r_m}{{(1+r_m)}^2}};$(3)确定半主动悬架磁流变减振器所需要的最大库伦阻尼力F_Imax：根据单轮1/4车辆的悬架簧上质量m₂，悬架刚度k₂，悬架杠杆比i、减振器安装角度θ，减振器最大速度V_max，步骤(1)中的ξ_c及步骤(2)中的ξ_s，确定半主动悬架磁流变减振器所需要的最大库伦阻尼力F_Imax，即：$F_{I\max }=\frac{2({\xi }_s-{\xi }_c)\sqrt{k_2{m}_2}}{i^2{\cos }^2\theta }{V}_{\max };$(4)汽车磁流半主动悬架电磁线圈匝数N的优化设计：根据磁流变减振器活塞缸筒的直径D_H，活塞与缸筒之间的环形间隙h，活塞长度L，活塞杆直径d_g，磁流变液体的磁致剪切应力系数K_τ及磁场强度指数α，电磁线圈最大控制电流I_max，及步骤(3)中的F_Imax，对汽车磁流变半主动悬架电磁线圈的匝数N进行优化设计，即：$N=\frac{4h}{I_{\max }}{\left[\frac{4h{F}_{I\max }}{3\mathrm{\pi L}[{(D_H-2h)}^2-d_g^2]K_{\tau }}\right]}^{1/\alpha }.$