基本信息
- 项目名称：
- 节能磁油混合式双级减振器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 该减振器在普通减振器的基础上，把环形磁铁、缠绕线圈的鼠笼等发电设备集中于缸筒中。根据道路情况的不同，自动调整并形成最优磁油阻尼，减少车身晃动和倾斜，达到高效吸振的目的，通过光耦传感器检测活塞杆的位置，二级减振由电磁继电器控制线圈的开闭，实现压缩比伸张反应快的效果，并且利用了封闭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费掉的振动能。
- 详细介绍：
- 该减振器在普通减振器基础上把环形磁铁，缠绕线圈的鼠笼等发电设备集中于缸筒中。其减振原理是：1）平路行驶时 (行程：0—20mm)——一级减振，汽车振动幅度小，减振器压缩力小，此时只有上活塞杆上下振动，仅靠磁减振，双向发电将汽车振动能转化成电能然后给蓄电池充电； 2) 颠簸路行驶时（行程：20—100mm）——二级减振，设定速度和位置阀值，汽车行驶在颠簸小的路面时，速度和位置阀值小于设定值，减振器的节能发电机处于“发电”状态，此时汽车振动幅度较大、减振器受压缩力较大，上下活塞杆都振动，执行“磁+油”减振。为了增加行车舒适性，压缩行程要比伸张行程反应快。两活塞杆压缩时，光耦传感器得到一个信号，然后控制电磁继电器将“下发电机”线圈断开，实现下活塞杆压缩无磁阻，快速压缩，此时只有“上发电机”发电；伸张时光耦传感器再把“下发电机”的线圈闭合，实现缓慢伸张，两个“直线发电机”都发电，然后将电能储存。汽车行驶在颠簸大的路面时，速度和位置阀值大于设定值，减振器的节能发电机处于“电动机”工作状态，增加运动阻尼，减小车身振幅，使行车更加舒适。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 鉴于传统减振器振动能不可回收的缺点，我们在传统减振器的基础上进行了改良，设计了“节能磁油混合式双级减振器”用来回收浪费掉的汽车振动能。基本思路：该减振器与普通减振器在外形结构上大体相同，主要创新设计在于磁油混合减振相关的结构上。把环形磁铁，缠绕线圈的鼠笼等发电设备集中于缸筒中。根据路况不同，自动调整并形成最优磁油阻尼，减少车身晃动和倾斜，达到高效吸震的目的，通过光耦传感器检测活塞杆的位置，二级减振由电磁继电器控制线圈的开闭，实现压缩比伸张反应快的效果。 创新点：1、结构设计上采用分段减振，两级设计，更符合需求。 2、采用光耦传感器，用于检测活塞杆的位置，控制线圈的开闭，实现压缩比伸张反应快的效果，提高行车舒适度。 3、利用封闭缸筒的磁屏蔽作用有效的防止了磁泄漏。由于磁场全都屏蔽在了缸筒内部，因而可以最大限度的利用磁场能发电。 4、二级减振时检测速度，根据路况对减振阻尼进行动态补偿，使汽车运行更平稳。 主要技术指标： 1.额定动静负荷： 20KN 静负荷精度优于示值 1%（每档20%起） 2.作动器额定位移：±100mm, 位移精度±1%F.S。 3.频率范围： 0.01～20Hz。活塞速度0～1.5米/秒(可调)。 4.具有位移、负荷两种控制方式，并可在试验过程中平滑切换。 5.侧向力： 0～500N可调，静态精度±2%F.S。 6.使用寿命：4-5年。（失效形式：漏油、噪音、卡滞、断裂）
科学性、先进性
- 科学性：1、结构设计上采用分段减振，两级设计，更符合需求。 2、采用光耦传感器，用于检测活塞杆的位置，控制线圈的开闭，实现压缩比伸张反应快的效果，提高行车舒适度。 3、利用封闭缸筒的磁屏蔽作用有效的防止了磁泄漏。由于磁场全都屏蔽在了缸筒内部，因而可以最大限度的利用磁场能发电。 4、二级减振时检测速度，根据路况对减振阻尼进行动态补偿，使汽车运行更平稳。 先进性： 1、能够回收40%以上的汽车振动能，提高了能源利用率，使行车更加经济。 2、间接减少空气污染，符合绿色环保的设计理念。 3、利用传感器检测速度，动态补偿减振阻尼，使行车更加平稳。 4、分级减振，因而减振效果更加显著，提高行车舒适性。
获奖情况及鉴定结果
- 1.获得第十二届山东省挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛特等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- √实物、产品 √模型 √图纸 √磁盘 √现场演示 √图片 √录像 √样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该减振器根据不同路况采用磁或磁油混合减振，效率更高，从而使行车更加安全、舒适，可直接适用于电动汽车及混合动力汽车还可适用于其它车型；能回收40%的汽车振动能，提高了能源利用率，符合环境友好的理念；根据直线电机发电原理把回收的振动能转化为电能并加以利用，产生直接经济效益约47亿元，推广前景十分广阔。
同类课题研究水平概述
- 国内：国内现有一种具有能量转换功能的汽车磁电减振器，涉及一种汽车减振装置和电压转换装置。它解决了现有汽车减振器无能量回收功能或者回收率低的问题。汽车磁电减振器的外定子是圆筒形，内定子是圆柱形，内定子和外定子固定在定子端盖上，内定子位于外定子的腔体内，内定子绕组和外定子绕组组成星形连接的三相绕组，圆筒形的振子上间隔固定有极靴和永久磁钢，振子插入内定子与外定子之间的环形腔体内，并与内定子、外定子之间都留有气隙，定子绕组的四个端子通过接线端引出；与汽车磁电减振器配合使用的电压转换器的输入端子与汽车磁电减振器的接线端相对应，整流电路将输入的三相交流电转换成直流电压输出。此实用新型适用于各种汽车的减振系统。国外：国外最先进的减振器是磁流变减振器利用电磁反应，以来自监测车身和车轮运动传感器的输入信息为基础，对路况和驾驶环境做出实时响应。这种控制系统以经济、可靠的部件结构提供快速、平顺、连续可变的阻尼力，减少了车身振动并增加了轮胎与各种路面的附着力。与传统的减振系统不同，磁流变减振器中没有细小的阀门结构，也不是通过液体的流动阻力达到减振效果。 这项被通用汽车公司称作“磁行车控制系统”的技术是一种高性能、半主动的悬架控制系统。2005年3月初，随着通用汽车2006款凯迪拉克SRX 进入中国市场，德尔福公司的磁流变减振器（MagneRideTM）技术首次亮相中国市场，该技术的应用使2006款凯迪拉克SRX独具特色。 磁流变液体是一种由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁体液体混合而成的磁性软粒悬浮液，这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的特性，而在强磁场作用下，呈现出高粘度、低流动性的液体特性。正是磁流变液的这种流变可控性使其能够实现阻尼力的连续可变，从而达到对振动的主动控制之目的。当液体被注入减振器活塞内的电磁线圈后，线圈的磁场将改变其流变特性（或产生流体阻力），从而在没有机电控制阀且机械装置简单的情形下产生反应迅速、可控性强的阻尼力。车装控制器根据从4个悬挂位移感应器、一个车侧加速率传感器和一个方向盘角度感应器上获得的数据，以百万分之一秒的频率连续不断地调节阻尼力的大小。 磁流变减振器是一个革命性的新技术，可同时提高车辆的舒适程度、驾驶性能和安全保障。
