拖拉机前悬架单出杆磁流变减振器研制.pdf

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1、第28卷第13期农业工程学报282012年7月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringVbl．28No．13Jul．2012拖拉机前悬架单出杆磁流变减振器研制马然，朱思洪※，伊力达尔，史俊龙，TalpurMA(南京农业大学工学院，南京210031)摘要：针对拖拉机减振性能差的问题，在分析车辆磁流变减振器工作模式基础上，建立了基于流动模式的阻尼力理论计算模型。根据某大功率轮式拖拉机前桥悬架减振器的工作要求，研制了一种单出杆磁流变减振器。试验研究了输入电流和激励速度对减振器阻尼力的影响。试验结果表明：在低速情况下，阻尼

2、力可控倍数达5．9；减振器饱和工作电流约1．8A，最大输出阻尼力约1370N。试验验证了所提设计思路和方法的有效性，并为阻尼可调式半主动空气悬架的控制研究提供了依据。关键词：拖拉机，空气悬架，设计，磁流变减振器，阻尼可调doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．13．005中图分类号：THl35文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)一13—0028—06马然，朱思洪，伊力达尔，等．拖拉机前悬架单出杆磁流变减振器研制[J]．农业工程学报，2012，28(13)：28—33．MaRan，ZhuSihong，YiLidaer,eta1．Develop

3、mentofsingleoutstretchpolemagnetorheologicaldamperontractorfrontsuspension[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(13)：28—33(inChinesewithEnglishabstrac00引言磁流变减振器具有结构简单、能耗低、响应速度快、阻尼力可调可控等优点，己广泛应用于车辆悬架和建筑物抗震等领域【1’1剐。工程应用实际表明，应用磁流变减振器的车辆半主动悬架系统可有效

4、提高其对车辆行驶工况的适应性，改善车辆的乘坐舒适性、操纵稳定性和行驶安全性。国内外车辆制造商和科研机构对磁流变减振器开展了大量理论和试验研究，开发了不同结构形式的磁流变减振器。NamYJ对单出杆和双出杆2种旁路式磁流变减振器进行了研究，建立了其动态阻尼力模型，用试验和仿真的方法验证了2种结构的磁流变减振器都有较好的振动控制性能【l9】；SevkiC等人设计并制造了一种磁流变减振器，用理论和试验的方法研究了其动态性能，研究表明，Bingham塑性模型能较准确地预测阻尼力范围[20-221：国内部分高校和科研机构也对磁流变减振器进行了一些研究。陈杰平设计了一种单出杆汽车磁流变减振器，建立了

5、不同工作模式下的数学模型，试验验证了结构设计及所建模型的合理性【23】；张红辉和贾永枢等人通过理论分析和试验对磁流变减振器力学性能进行了研究，取得了有价值的研究结果【2牝71。但到目前为止，适于大功率拖收稿日期：2012．01．04修订日期：2012．02．20资助项目：江苏省普通高校研究生科研创新计划(C)(zzEE．D654)；江苏省科技成果转化专项资金资助项目(BA2010055)作者简介：马然(1984一)，女，山东济宁人，博士生，主要从事车辆系统动力学及控制研究。南京南京农业大学工学院，210031。Email：raarandxx@eyou．eom※通信作者：朱思洪(1962

6、一)，男，湖北荆州人，博士．博士生导师，1993年赴德国德累斯顿工业大学机械科学系研修．主要从事车辆系统动力学及控制研究。南京南京农业大学工学院，21003l。拉机前桥悬架系统的磁流变减振器在国内还是空白。为实现减振器出力可调，从而进行拖拉机前桥悬架半主动控制，结合某大功率轮式拖拉机，研制一种单出杆磁流变减振器。通过减振器特性试验研究了其动态力学特性，为实现基于磁流变减振器的半主动空气悬架的控制研究提供了参考。1阻尼力理论计算模型大功率轮式拖拉机悬架减振器动行程较大，在结构尺寸和强度上有严格要求，以磁流变液为介质的磁流变减振器只能采用流动模式或剪切模式，由于流动模式结构可减小导向活塞长

7、度，增大减振器行程，故采用流动模式，如图l所示。由于环形阻尼通道宽度远小于活塞半径，故可将其视为磁流变体在两相对固定平行板之间的流动。1．下活塞2．工作缸3．线圈4．活塞杆5．阻尼通道6．上活塞注：D为活塞直径：Do为环形槽内径；凶为活塞杆直径；d为磁芯直径；￡为阻尼通道长度：日为工作缸壁厚；h为阻尼通道宽度。图1磁流变减W．T-作模式图Fig．1Workingmodeofmagnetorheologicaldamper第13期马然等：拖拉机前