一種基于磁流變彈性體的雙轉子自供電減震器的制造方法
【技術領域】：
[0001] 本實用新型設及一種基于磁流變彈性體的雙轉子自供電減震器。
【背景技術】：
[000引減振器（VibrationDamper),主要用來抑制彈黃吸震后反彈時的震蕩及來自路面 的沖擊。在經(jīng)過不平路面時，吸震彈黃雖然可W過濾路面的震動，但彈黃自身還會有往復運 動，而減振器就是用來抑制該種彈黃跳躍的。減振器太軟，車身就會上下跳躍，減振器太硬 就會帶來太大的阻力，妨礙彈黃正常工作。
[0003] 對于一般的減震器來說，其阻巧是固定的，該也決定了設計師只能在舒適性和運 動性之間取其一，或者是選取軟硬比較折中的減震器，而要讓一款車型既舒適，又能擁有一 定的運動性，那就需要減震器可W自動調節(jié)。但由于傳統(tǒng)的減震器缺少調整自身阻巧的功 能，因此對于安裝了傳統(tǒng)減震器的汽車來說，汽車的舒適性和運動性是矛盾的兩面，顧此就 會失彼，盡管通過懸掛的調校會一定程度上緩解該個矛盾，但也僅僅只是緩和而已。
[0004] 因此，傳統(tǒng)的彈黃液壓式減震器無法解決舒適性和運動性之間的矛盾，存在諸多 難W克服的弊端；1)螺旋彈黃受到?jīng)_擊后會產(chǎn)生振動，持續(xù)的振動易導致駕駛者疲勞和煩 躁，潛伏不安全隱患；2)減震器的阻巧力越大，振動消減得越快，但卻使并聯(lián)在減震器外部 的螺旋彈黃不能充分發(fā)揮作用，同時阻巧力過大，還可能導致減震器連接零件及車架損壞； 3)液壓阻巧力隨著溫度的變化而變化，長時間使用后，液壓油與細小孔壁之間的摩擦W及 液體分子內摩擦產(chǎn)生大量的熱量，導致液壓油溫度升高，粘度迅速降低，阻巧力也隨之減 少，減震器的減振性能隨之惡化；4)反應遲純，響應慢，無法適應復雜多變的運動型車輛行 駛工況要求，如高速行駛中突遇障礙物，往往易于導致減震器擊穿，完全失去減振作用；5) 調節(jié)非常有限，現(xiàn)有的多級可調減震器一般只能調節(jié)螺旋彈黃的預載荷，增大彈黃的剛度， 無法真正滿足不同路面、不同載荷的行駛工況要求；6)無法同時滿足現(xiàn)代摩托車行駛舒適 性和運動性之間對立的矛盾，前者要求懸掛系統(tǒng)行程要大、剛度要低，而后者則完全相反， 無論怎么調節(jié)都無法使二者完美兼顧。
[0005] 因為傳統(tǒng)減震器已經(jīng)無法滿足當前的需要了，所W-種電磁減震器 巧lectromagneticAbsorber)應運而生。它是利用電磁反應的一種新型智能化獨立懸架系 統(tǒng)，利用多種傳感器檢測路面狀況和各種行駛工況，傳輸給電子控制器ECU,控制電磁減震 器瞬間做出反應，抑制振動，保持車身穩(wěn)定。特別是在車速很高，突遇障礙物時更能顯出它 的優(yōu)勢。電磁減震器的反應速度高達1000化，比傳統(tǒng)減震器快5倍，徹底解決了傳統(tǒng)減震器 存在的舒適性和穩(wěn)定性不能兼顧的問題，并能適應變化的行駛工況和任意道路激勵，即使 是在最顛鑛的路面，電磁減震器也能保證車輛平穩(wěn)行駛，其代表了減震器發(fā)展的方向。
[0006]日本日立制作所研制的電磁減震器是由傳感器、電子控制器ECU、圓筒型線性電動 機和彈黃液壓減震器4大部分組成的有源懸架系統(tǒng)。系統(tǒng)中的傳感器有加速度傳感器和車 輛位移傳感器。加速度傳感器用來檢測路面凹凸不平的程度，輸送給車輛控制終端ECU,發(fā) 出指令控制線性電動機產(chǎn)生與減震器運動方向完全相反的反作用力運動行程，減輕車輛上 下的振動。車輛位移傳感器用來檢測減震器的實際運動行程，然后反饋給車輛控制終端ECU適時修正線性電動機的反作用力運動行程。雖然能夠實時調節(jié)阻巧剛性，但是還是采用了 液壓阻巧，密封要求特別高，而且發(fā)熱量比較大。
[0007] 而法拉利、路虎等等正在采用的磁流變液減震器是基于磁流變液可控特性的一種 新型減振器。其工作原理是在外加磁場的作用下，磁流變液中隨機分布的磁極化粒子沿磁 場方向運動，磁化運動使粒子首尾相聯(lián)，形成鏈狀或網(wǎng)狀結構，從而使磁流變液的流動特性 發(fā)生變化，進而使減振器阻巧通道兩端的壓力差發(fā)生變化，達到改變阻巧力的目的。其優(yōu)點 是系統(tǒng)反應速度和調節(jié)速度都很快，而且阻巧力可控。而缺點；一，調節(jié)范圍有限（減震主 體依舊是彈黃），對中性不好，活塞和桶壁間有間隙，受側向力和時容易偏移。二，是使用環(huán) 境復雜時，電源和阻巧器之間的連接、電源的可靠性、密封，都會成為薄弱點。=，磁流變液 中鐵磁介質容易發(fā)生沉淀，影響其減震性能。
[000引 目前的饋能懸架方案主要有六種，即靜液蓄能式、電磁線圈感應式、齒輪齒條式、 曲柄連桿式和直線電機式、滾珠絲桿式。
[0009] 靜液蓄能式饋能懸架是利用液壓累的原理，在傳統(tǒng)液壓減振器懸架上進行改造而 成的。
[0010] 電磁線圈感應式饋能懸架采用了 一個電磁線圈能量回收裝置。它可W將傳統(tǒng)被動 懸架系統(tǒng)中的阻巧元件所耗散的振動能量轉化成電能并儲存在蓄電池中。電磁線圈感應 式饋能懸架有諸多弊端；當路面沖擊過大時，磁極可能會相互碰撞，從而容易對懸架造成破 壞；磁極間氣隙較大，導致勵磁線圈和饋能線圈的線圈繞組應數(shù)過多，進而導致勵磁線圈和 饋能線圈的銅損很大，饋能效率低。
[0011] 齒輪齒條機構在壓緊彈黃作用下保持曬合狀態(tài)，將振動能量傳遞給發(fā)電機轉化成 電能，經(jīng)整流進入蓄電池儲存。同時發(fā)電機組通過齒輪齒條機構提供阻巧力。由于發(fā)電機 定子與轉子之間的氣隙不受懸架行程變化的影響，且電機具有電磁感應力與轉速成正比的 特性，阻巧力范圍廣且能精確控制，故齒輪齒條式饋能型懸架的適配關系較好，饋能效率 較高。但是當路面沖擊過大時容易造成齒輪齒條機構的輪齒斷裂，使用時間過長、溫度過高 都會造成齒輪齒條的失效。
[0012] 連桿式饋能懸架的結構特點傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)中增加了一套曲柄連桿機構，將車輪 的上下振動轉變成電機的旋轉運動。但是曲柄連桿式饋能懸架并沒有取消傳統(tǒng)減振器，大 部分振動能量會W摩擦的方式散掉，能量回收效率不高，而且?guī)缀纬叽绱?，安裝性較差。
[0013] 直線電機饋能懸架；車輛在振動時，永久磁鐵與定子線圈發(fā)生相對位移，從而導致 切割磁力線的現(xiàn)象發(fā)生，在發(fā)電的同時直線電機產(chǎn)生的反電動勢提供系統(tǒng)所需的阻巧力， 從而衰減振動。目前，僅Bose公司將直線電機運用于車輛懸架系統(tǒng)，據(jù)稱每個饋能減振器 平均能提供25W的能量。直線電機較旋轉電機的漏磁通大，阻巧力小，而且其功率因素及效 率等電氣性能較低，故直線電機式饋能懸架的饋能效率一般。直線電機的價格昂貴，且直線 電機式饋能懸架的支撐架構復雜易失效，制造成本相對傳統(tǒng)減振器較高。
[0014] 滾珠絲杠是車輛行駛過程中，饋能減振器隨路面不平作伸張和壓縮運動，滾珠螺 母沿軸向作上下平動，帶動滾珠螺桿和電機轉子作正反轉動，電機根據(jù)控制指令工作于電 動或制動狀態(tài)，從而主動緩沖和衰減由路面不平引起的、并由車輪傳導至車身的沖擊和振 動，并回收能量。滾珠絲桿式饋能懸架對于惡劣工作環(huán)境具備抗干擾能力強、可靠性高、使 用壽命長等優(yōu)點，且比齒輪齒條式幾何尺寸更小，傳動效率更高。但是，滾珠絲桿式的傳動 裝置與發(fā)電機之間采用固態(tài)聯(lián)接方式，導致電機會隨著系統(tǒng)振動不斷改變旋轉方向，電機 轉速反復0-加速-減速-0的循環(huán)，產(chǎn)生大量"慣量損失"。該不僅會極大的縮短發(fā)電機壽 命，也會使得發(fā)電機在整個振動過程中只有很少的時間或完全沒有時間進行發(fā)電，使得整 個饋能系統(tǒng)效率低下。
[0015] 美國提出了一種永磁動鐵式的原理性結構，專利號為US20080053763,利用彈黃 振子上的永磁體的上下運動，切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢為磁流變阻巧器供電。該方案存 在很多缺點；一，由于該方案體積龐大，難W集成到磁流變阻巧器內部；二，其能量轉換效 率很低，難W保證提供足夠的電能供磁流變阻巧器工作；=，該方案未設及能量的儲存和管 理。
[0016] 湖南大學實用新型一種自供電磁流變智能減振系統(tǒng)，中國專利號為 CN200710034309. 2,提出了采用布置在減振器外側的齒條齒輪傳動的方式，驅動直流發(fā)電 機發(fā)電，給磁流變減振器供電。但是其局限性非常明顯，