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電磁減震器的作用原理

增大電動車蓄電池電力

高密度永久磁鐵組鑲嵌在運動活塞上,活塞桿通過兩端尼龍滑動軸承固定在減震器缸體上,缸體與活塞之間留有適當的間隙,從而使永久磁鐵活塞可以在缸體內自由往復滑動;缸體上的定子線圈通過連接導線與外界電子控制器ECU相連。當電動車在減振性能良好的路面上行駛時,由於減震器下端直接與車輪或搖架相連,因此帶動減震器內的永久磁鐵活塞上下往復運動,高密度永久磁鐵形成的強大磁場不斷切割定子線圈,從而使定子線圈產生感應交流電,經整流後變成直流電,輸送電子控制開關。由電子控制器ECU直接控制的電子開關,將每個電磁減震器上產生的感生電動勢(平均每個大幹25 w)及其它電子裝置上產生的感生電動勢(例如制動再生電流)收集起來,輸送給蓄電池,為蓄電池充電,達到增大電動車蓄電池電力的目的。

電磁減震器的發電功能和減振性能完美統壹

當電動車在凹凸不平的惡劣路面上行駛或由單人駕駛改為雙人騎乘,車輪劇烈地跳動時,電子控制器ECU通過加速度傳感器和其它傳感器立即感知到這壹變化,於是控制電子開關切斷動力—發電減震器的輸出回路,接通定子線圈的輸入回路,為定子線圈輸入外加電流,動力-發電減震器瞬間便變成線性電動機,產生反方向阻力和減振力,緩和路面的沖擊與振動。輸入的外加電流越大,定子線圈產生的磁場越強,直線電機產生的反方向阻力和減振力也就越大,系統對電流的控制完全與行駛加速度及路面顛簸狀況相適應。這就意味著可以根據各種路況和載荷選擇最佳的減振力,使電動車的行駛舒適性和運動性完美統壹,使電磁減震器的發電功能和減振性能完美統壹。

電流變與磁流變減震器

電流變與磁流變減震器主要包括電磁減震器、電磁液、傳感器及控制器4大部分,這種電磁減震器內采用的不是普通的減振油,而是使用壹種黏性連續可控的新型功能材料——電流變或磁流變特殊減振液。

電流變減振液是由合成碳氫化合物以及3~l 0μm大小的磁性顆粒組成,在外加電場作用下,其流變材料的性能,如剪切強度,外觀黏度等會發生顯著的變化。將這種特殊減振液裝入電流變減震器內,通過改變電場強度使電流液的黏度改變,從而改變減震器的阻尼力,使阻尼力大小隨電場強度的改變而連續變化,實現阻尼力無級調節,達到在舒適模式下,減振液較為粘稠,吸振效果較顯著;而在運動模式下,減震器會直率地傳遞道路表面的狀況。這2種模式會帶給駕駛者截然不同的全新感受。

電流變液體存在問題

如屈服強度小,工作溫度範圍較窄,零電場黏度偏高,懸浮液中固體顆粒與基礎液體之間比重相差較大、容易分離,沈降穩定性差,對雜質敏感等難以適應電流變減震器長期穩定工作的需要。要使電流變減震器響應迅速、工作可靠,必須解決5大問題:1)要設計壹個體積小、質量小,能任意調節的高壓電源;2)為保證電流變液體的正常工作溫度必須要設計壹個散熱系統;3)充裝電流變液體時,要保證無汙染;4)要有性能優良的電流變液體;5)要解決高壓電源的絕緣與封裝等。電流變減震器正處於研究發展階段,目前國外已有壹些產品問世,如德國的電流變減震器及美國的相關產品等。

擠壓模式減震器

具有小位移大阻尼力的特點,主要用於精密儀器減振。目前,應用較多的壹般是基於流動模式或是基於流動模式和剪切模式的混合模式。剪切閥式磁流變減震器的工作原理圖。當活塞與缸體發生相對運動時,則會擠壓缸體內的磁流變液體,迫使其通過活塞與缸體之間的間隙從壹端流向另壹端;當間隙加上由線圈所產生的磁場後,則其中的磁流變液體固化,變為粘塑性體,使活塞與缸體相對運動的阻尼力增大,通過調節線圈的電流大小調節磁場的強度,從而可以調節減震器的阻尼力大小。磁流變減震器具有電流變減震器同樣的特點,但是磁流變液體的磁化和退磁需要時間,因此響應速度比電流變減震器稍許慢些。

結論

總之,無論是電流變或磁流變電磁減震器,都無須移動任何機械部件,實現阻尼力的連續、無級調節,響應非常及時。減震力僅取決於電磁流變液體的電流大小或磁場強度,調節頻率可達l000 Hz。