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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 節(jié)能磁油混合式雙級(jí)減振器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 該減振器在普通減振器的基礎(chǔ)上，把環(huán)形磁鐵、纏繞線圈的鼠籠等發(fā)電設(shè)備集中于缸筒中。根據(jù)道路情況的不同，自動(dòng)調(diào)整并形成最優(yōu)磁油阻尼，減少車身晃動(dòng)和傾斜，達(dá)到高效吸振的目的，通過(guò)光耦傳感器檢測(cè)活塞桿的位置，二級(jí)減振由電磁繼電器控制線圈的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)壓縮比伸張反應(yīng)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(fèi)掉的振動(dòng)能。
- 詳細(xì)介紹：
- 該減振器在普通減振器基礎(chǔ)上把環(huán)形磁鐵，纏繞線圈的鼠籠等發(fā)電設(shè)備集中于缸筒中。其減振原理是：1）平路行駛時(shí) (行程：0—20mm)——一級(jí)減振，汽車振動(dòng)幅度小，減振器壓縮力小，此時(shí)只有上活塞桿上下振動(dòng)，僅靠磁減振，雙向發(fā)電將汽車振動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能然后給蓄電池充電； 2) 顛簸路行駛時(shí)（行程：20—100mm）——二級(jí)減振，設(shè)定速度和位置閥值，汽車行駛在顛簸小的路面時(shí)，速度和位置閥值小于設(shè)定值，減振器的節(jié)能發(fā)電機(jī)處于“發(fā)電”狀態(tài)，此時(shí)汽車振動(dòng)幅度較大、減振器受壓縮力較大，上下活塞桿都振動(dòng)，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(yīng)快。兩活塞桿壓縮時(shí)，光耦傳感器得到一個(gè)信號(hào)，然后控制電磁繼電器將“下發(fā)電機(jī)”線圈斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)下活塞桿壓縮無(wú)磁阻，快速壓縮，此時(shí)只有“上發(fā)電機(jī)”發(fā)電；伸張時(shí)光耦傳感器再把“下發(fā)電機(jī)”的線圈閉合，實(shí)現(xiàn)緩慢伸張，兩個(gè)“直線發(fā)電機(jī)”都發(fā)電，然后將電能儲(chǔ)存。汽車行駛在顛簸大的路面時(shí)，速度和位置閥值大于設(shè)定值，減振器的節(jié)能發(fā)電機(jī)處于“電動(dòng)機(jī)”工作狀態(tài)，增加運(yùn)動(dòng)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(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 鑒于傳統(tǒng)減振器振動(dòng)能不可回收的缺點(diǎn)，我們?cè)趥鹘y(tǒng)減振器的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改良，設(shè)計(jì)了“節(jié)能磁油混合式雙級(jí)減振器”用來(lái)回收浪費(fèi)掉的汽車振動(dòng)能?；舅悸罚涸摐p振器與普通減振器在外形結(jié)構(gòu)上大體相同，主要?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)在于磁油混合減振相關(guān)的結(jié)構(gòu)上。把環(huán)形磁鐵，纏繞線圈的鼠籠等發(fā)電設(shè)備集中于缸筒中。根據(jù)路況不同，自動(dòng)調(diào)整并形成最優(yōu)磁油阻尼，減少車身晃動(dòng)和傾斜，達(dá)到高效吸震的目的，通過(guò)光耦傳感器檢測(cè)活塞桿的位置，二級(jí)減振由電磁繼電器控制線圈的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)壓縮比伸張反應(yīng)快的效果。 創(chuàng)新點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用分段減振，兩級(jí)設(shè)計(jì)，更符合需求。 2、采用光耦傳感器，用于檢測(cè)活塞桿的位置，控制線圈的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)壓縮比伸張反應(yīng)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(chǎng)全都屏蔽在了缸筒內(nèi)部，因而可以最大限度的利用磁場(chǎng)能發(fā)電。 4、二級(jí)減振時(shí)檢測(cè)速度，根據(jù)路況對(duì)減振阻尼進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，使汽車運(yùn)行更平穩(wěn)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 1.額定動(dòng)靜負(fù)荷： 20KN 靜負(fù)荷精度優(yōu)于示值 1%（每檔20%起） 2.作動(dòng)器額定位移：±100mm, 位移精度±1%F.S。 3.頻率范圍： 0.01～20Hz?；钊俣?～1.5米/秒(可調(diào))。 4.具有位移、負(fù)荷兩種控制方式，并可在試驗(yàn)過(guò)程中平滑切換。 5.側(cè)向力： 0～500N可調(diào)，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(xué)性、先進(jìn)性
- 科學(xué)性：1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用分段減振，兩級(jí)設(shè)計(jì)，更符合需求。 2、采用光耦傳感器，用于檢測(cè)活塞桿的位置，控制線圈的開(kāi)閉，實(shí)現(xiàn)壓縮比伸張反應(yīng)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(chǎng)全都屏蔽在了缸筒內(nèi)部，因而可以最大限度的利用磁場(chǎng)能發(fā)電。 4、二級(jí)減振時(shí)檢測(cè)速度，根據(jù)路況對(duì)減振阻尼進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，使汽車運(yùn)行更平穩(wěn)。 先進(jìn)性： 1、能夠回收40%以上的汽車振動(dòng)能，提高了能源利用率，使行車更加經(jīng)濟(jì)。 2、間接減少空氣污染，符合綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。 3、利用傳感器檢測(cè)速度，動(dòng)態(tài)補(bǔ)償減振阻尼，使行車更加平穩(wěn)。 4、分級(jí)減振，因而減振效果更加顯著，提高行車舒適性。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1.獲得第十二屆山東省挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫無(wú)
作品可展示的形式
- √實(shí)物、產(chǎn)品 √模型 √圖紙 √磁盤 √現(xiàn)場(chǎng)演示 √圖片 √錄像 √樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 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(dòng)汽車及混合動(dòng)力汽車還可適用于其它車型；能回收40%的汽車振動(dòng)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(jī)發(fā)電原理把回收的振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并加以利用，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)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(guó)內(nèi)：國(guó)內(nèi)現(xiàn)有一種具有能量轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換裝置。它解決了現(xiàn)有汽車減振器無(wú)能量回收功能或者回收率低的問(wèn)題。汽車磁電減振器的外定子是圓筒形，內(nèi)定子是圓柱形，內(nèi)定子和外定子固定在定子端蓋上，內(nèi)定子位于外定子的腔體內(nèi)，內(nèi)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(nèi)定子與外定子之間的環(huán)形腔體內(nèi)，并與內(nèi)定子、外定子之間都留有氣隙，定子繞組的四個(gè)端子通過(guò)接線端引出；與汽車磁電減振器配合使用的電壓轉(zhuǎn)換器的輸入端子與汽車磁電減振器的接線端相對(duì)應(yīng)，整流電路將輸入的三相交流電轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出。此實(shí)用新型適用于各種汽車的減振系統(tǒng)。國(guó)外：國(guó)外最先進(jìn)的減振器是磁流變減振器利用電磁反應(yīng)，以來(lái)自監(jiān)測(cè)車身和車輪運(yùn)動(dòng)傳感器的輸入信息為基礎(chǔ)，對(duì)路況和駕駛環(huán)境做出實(shí)時(shí)響應(yīng)。這種控制系統(tǒng)以經(jīng)濟(jì)、可靠的部件結(jié)構(gòu)提供快速、平順、連續(xù)可變的阻尼力，減少了車身振動(dòng)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(méi)有細(xì)小的閥門結(jié)構(gòu)，也不是通過(guò)液體的流動(dòng)阻力達(dá)到減振效果。 這項(xiàng)被通用汽車公司稱作“磁行車控制系統(tǒng)”的技術(shù)是一種高性能、半主動(dòng)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(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，德?tīng)柛９镜拇帕髯儨p振器（MagneRideTM）技術(shù)首次亮相中國(guó)市場(chǎng)，該技術(shù)的應(yīng)用使2006款凱迪拉克SRX獨(dú)具特色。 磁流變液體是一種由高磁導(dǎo)率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導(dǎo)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(chǎng)條件下呈現(xiàn)出低粘度的特性，而在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，呈現(xiàn)出高粘度、低流動(dòng)性的液體特性。正是磁流變液的這種流變可控性使其能夠?qū)崿F(xiàn)阻尼力的連續(xù)可變，從而達(dá)到對(duì)振動(dòng)的主動(dòng)控制之目的。當(dāng)液體被注入減振器活塞內(nèi)的電磁線圈后，線圈的磁場(chǎng)將改變其流變特性（或產(chǎn)生流體阻力），從而在沒(méi)有機(jī)電控制閥且機(jī)械裝置簡(jiǎn)單的情形下產(chǎn)生反應(yīng)迅速、可控性強(qiáng)的阻尼力。車裝控制器根據(jù)從4個(gè)懸掛位移感應(yīng)器、一個(gè)車側(cè)加速率傳感器和一個(gè)方向盤角度感應(yīng)器上獲得的數(shù)據(jù)，以百萬(wàn)分之一秒的頻率連續(xù)不斷地調(diào)節(jié)阻尼力的大小。 磁流變減振器是一個(gè)革命性的新技術(shù)，可同時(shí)提高車輛的舒適程度、駕駛性能和安全保障。
