基本信息
- 項目名稱：
- 節(jié)能磁油混合式雙級減振器
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 該減振器在普通減振器的基礎上，把環(huán)形磁鐵、纏繞線圈的鼠籠等發(fā)電設備集中于缸筒中。根據(jù)道路情況的不同，自動調整并形成最優(yōu)磁油阻尼，減少車身晃動和傾斜，達到高效吸振的目的，通過光耦傳感器檢測活塞桿的位置，二級減振由電磁繼電器控制線圈的開閉，實現(xiàn)壓縮比伸張反應快的效果，并且利用了封閉缸筒的磁屏蔽性能有效地防止了磁泄漏，最大程度上回收原本被浪費掉的振動能。
- 詳細介紹：
- 該減振器在普通減振器基礎上把環(huán)形磁鐵，纏繞線圈的鼠籠等發(fā)電設備集中于缸筒中。其減振原理是：1）平路行駛時 (行程：0—20mm)——一級減振，汽車振動幅度小，減振器壓縮力小，此時只有上活塞桿上下振動，僅靠磁減振，雙向發(fā)電將汽車振動能轉化成電能然后給蓄電池充電； 2) 顛簸路行駛時（行程：20—100mm）——二級減振，設定速度和位置閥值，汽車行駛在顛簸小的路面時，速度和位置閥值小于設定值，減振器的節(jié)能發(fā)電機處于“發(fā)電”狀態(tài)，此時汽車振動幅度較大、減振器受壓縮力較大，上下活塞桿都振動，執(zhí)行“磁+油”減振。為了增加行車舒適性，壓縮行程要比伸張行程反應快。兩活塞桿壓縮時，光耦傳感器得到一個信號，然后控制電磁繼電器將“下發(fā)電機”線圈斷開，實現(xiàn)下活塞桿壓縮無磁阻，快速壓縮，此時只有“上發(fā)電機”發(fā)電；伸張時光耦傳感器再把“下發(fā)電機”的線圈閉合，實現(xiàn)緩慢伸張，兩個“直線發(fā)電機”都發(fā)電，然后將電能儲存。汽車行駛在顛簸大的路面時，速度和位置閥值大于設定值，減振器的節(jié)能發(fā)電機處于“電動機”工作狀態(tài)，增加運動阻尼，減小車身振幅，使行車更加舒適。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 鑒于傳統(tǒng)減振器振動能不可回收的缺點，我們在傳統(tǒng)減振器的基礎上進行了改良，設計了“節(jié)能磁油混合式雙級減振器”用來回收浪費掉的汽車振動能。基本思路：該減振器與普通減振器在外形結構上大體相同，主要創(chuàng)新設計在于磁油混合減振相關的結構上。把環(huán)形磁鐵，纏繞線圈的鼠籠等發(fā)電設備集中于缸筒中。根據(jù)路況不同，自動調整并形成最優(yōu)磁油阻尼，減少車身晃動和傾斜，達到高效吸震的目的，通過光耦傳感器檢測活塞桿的位置，二級減振由電磁繼電器控制線圈的開閉，實現(xiàn)壓縮比伸張反應快的效果。 創(chuàng)新點：1、結構設計上采用分段減振，兩級設計，更符合需求。 2、采用光耦傳感器，用于檢測活塞桿的位置，控制線圈的開閉，實現(xiàn)壓縮比伸張反應快的效果，提高行車舒適度。 3、利用封閉缸筒的磁屏蔽作用有效的防止了磁泄漏。由于磁場全都屏蔽在了缸筒內部，因而可以最大限度的利用磁場能發(fā)電。 4、二級減振時檢測速度，根據(jù)路況對減振阻尼進行動態(tài)補償，使汽車運行更平穩(wěn)。 主要技術指標： 1.額定動靜負荷： 20KN 靜負荷精度優(yōu)于示值 1%（每檔20%起） 2.作動器額定位移：±100mm, 位移精度±1%F.S。 3.頻率范圍： 0.01～20Hz。活塞速度0～1.5米/秒(可調)。 4.具有位移、負荷兩種控制方式，并可在試驗過程中平滑切換。 5.側向力： 0～500N可調，靜態(tài)精度±2%F.S。 6.使用壽命：4-5年。（失效形式：漏油、噪音、卡滯、斷裂）
科學性、先進性
- 科學性：1、結構設計上采用分段減振，兩級設計，更符合需求。 2、采用光耦傳感器，用于檢測活塞桿的位置，控制線圈的開閉，實現(xiàn)壓縮比伸張反應快的效果，提高行車舒適度。 3、利用封閉缸筒的磁屏蔽作用有效的防止了磁泄漏。由于磁場全都屏蔽在了缸筒內部，因而可以最大限度的利用磁場能發(fā)電。 4、二級減振時檢測速度，根據(jù)路況對減振阻尼進行動態(tài)補償，使汽車運行更平穩(wěn)。 先進性： 1、能夠回收40%以上的汽車振動能，提高了能源利用率，使行車更加經濟。 2、間接減少空氣污染，符合綠色環(huán)保的設計理念。 3、利用傳感器檢測速度，動態(tài)補償減振阻尼，使行車更加平穩(wěn)。 4、分級減振，因而減振效果更加顯著，提高行車舒適性。
獲獎情況及鑒定結果
- 1.獲得第十二屆山東省挑戰(zhàn)杯大學生課外學術科技作品競賽特等獎
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 暫無
作品可展示的形式
- √實物、產品 √模型 √圖紙 √磁盤 √現(xiàn)場演示 √圖片 √錄像 √樣品
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 該減振器根據(jù)不同路況采用磁或磁油混合減振，效率更高，從而使行車更加安全、舒適，可直接適用于電動汽車及混合動力汽車還可適用于其它車型；能回收40%的汽車振動能，提高了能源利用率，符合環(huán)境友好的理念；根據(jù)直線電機發(fā)電原理把回收的振動能轉化為電能并加以利用，產生直接經濟效益約47億元，推廣前景十分廣闊。
同類課題研究水平概述
- 國內：國內現(xiàn)有一種具有能量轉換功能的汽車磁電減振器，涉及一種汽車減振裝置和電壓轉換裝置。它解決了現(xiàn)有汽車減振器無能量回收功能或者回收率低的問題。汽車磁電減振器的外定子是圓筒形，內定子是圓柱形，內定子和外定子固定在定子端蓋上，內定子位于外定子的腔體內，內定子繞組和外定子繞組組成星形連接的三相繞組，圓筒形的振子上間隔固定有極靴和永久磁鋼，振子插入內定子與外定子之間的環(huán)形腔體內，并與內定子、外定子之間都留有氣隙，定子繞組的四個端子通過接線端引出；與汽車磁電減振器配合使用的電壓轉換器的輸入端子與汽車磁電減振器的接線端相對應，整流電路將輸入的三相交流電轉換成直流電壓輸出。此實用新型適用于各種汽車的減振系統(tǒng)。國外：國外最先進的減振器是磁流變減振器利用電磁反應，以來自監(jiān)測車身和車輪運動傳感器的輸入信息為基礎，對路況和駕駛環(huán)境做出實時響應。這種控制系統(tǒng)以經濟、可靠的部件結構提供快速、平順、連續(xù)可變的阻尼力，減少了車身振動并增加了輪胎與各種路面的附著力。與傳統(tǒng)的減振系統(tǒng)不同，磁流變減振器中沒有細小的閥門結構，也不是通過液體的流動阻力達到減振效果。 這項被通用汽車公司稱作“磁行車控制系統(tǒng)”的技術是一種高性能、半主動的懸架控制系統(tǒng)。2005年3月初，隨著通用汽車2006款凱迪拉克SRX 進入中國市場，德爾福公司的磁流變減振器（MagneRideTM）技術首次亮相中國市場，該技術的應用使2006款凱迪拉克SRX獨具特色。 磁流變液體是一種由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁體液體混合而成的磁性軟粒懸浮液，這種懸浮體在零磁場條件下呈現(xiàn)出低粘度的特性，而在強磁場作用下，呈現(xiàn)出高粘度、低流動性的液體特性。正是磁流變液的這種流變可控性使其能夠實現(xiàn)阻尼力的連續(xù)可變，從而達到對振動的主動控制之目的。當液體被注入減振器活塞內的電磁線圈后，線圈的磁場將改變其流變特性（或產生流體阻力），從而在沒有機電控制閥且機械裝置簡單的情形下產生反應迅速、可控性強的阻尼力。車裝控制器根據(jù)從4個懸掛位移感應器、一個車側加速率傳感器和一個方向盤角度感應器上獲得的數(shù)據(jù)，以百萬分之一秒的頻率連續(xù)不斷地調節(jié)阻尼力的大小。 磁流變減振器是一個革命性的新技術，可同時提高車輛的舒適程度、駕駛性能和安全保障。
