由于车辆座椅悬架与车辆悬架类似,因此人们常常将车辆悬架知识应用到座椅悬架上。汽车座椅减振中,主要通过座椅悬架来达到减振效果,它主要由弹性元件和阻尼器组成一个减振器。在座椅悬架减振悬架控制系统中主要有三种控制方式,分别为被动控制,主动控制,和半主动控制。目前在国内汽车座椅悬架系统中,主要还是以被动控制为主的座椅悬架,它一般由弹性元件、阻尼器和导向元件组成,它具有价格便宜,不消耗能量,结构轻等特点[2],但是不能它不能根据路况调节弹簧和阻尼的特性,比较单一。主动控制的车辆悬架系统,主要是由弹性元件和传感器和提供能量的一个力发生器组成。力发生器的作用在于改进系统中的能量的消耗并供给系统能量,可对座椅振动进行实时调节,其具有最佳的减振效果,但是结构复杂,造价成本高。半主动控制,它由可变特性的弹簧或者具有可变阻尼特性组成,其工作原理主要是通过车辆底盘传递的激励,同时利用相应的元件将产生的信号传回系统,接着按照一定的控制规律产生一个可调弹簧的刚度或可调减振器的阻尼力。它融合了被动控制和主动控制的优点,是一种更加受欢迎的减振控制方法。25909
半主动座椅悬架系统在国内外的研究现状
半主动悬架系统在1973年由Crosby D.A.和Kamopp D.C.提出[8]。虽然半主动悬架提出的时间相对晚一点,但是它在商业应用上却是比较早的。半主动控制一般分为半主动隔振系统、主动变刚度控制系统、主动变阻尼控制系统以及主动变刚度变阻尼控制系统四种[20]。在汽车座椅悬架研究中,与实现刚度调节变化相比,半主动悬挂系统的研究上仅限于提供可调阻尼力上实现阻尼系数的改变。与主动悬架相比,半主动悬架具有结构简单,成本低,可控性良好的优点,并在控制效果上和主动悬架接近;与被动悬架比较,它具有响应速度快,减振的效果优良,容易实现控制等优点。因此,汽车行业应该高度重视半主动悬架研究,其具有实际应用价值,是当前研究的热点。论文网
在如今的半主动座椅悬架研究中,最具发展前景同时也已经应用到车辆上的就是磁流变减振器的应用。磁流变液是一种非常理想的智能材料,由于磁流变阻尼器具有响应快、阻尼力大、能量需求小、结构简单等优点。因此磁流变阻尼器吸引了很多学者的研究,同时也取得了很大的进步。
在国外研究中,美国马里兰大学航空工程系在磁流变阻尼器的设计理论方面一直处于领先地位,代表着世界先进水平,他们也开发了充气补偿结构的汽车磁流变阻尼器[24]。内华达大学机械工程系复合智能材料实验室的研究人员和 CSA 工程公司的工程技术人员开发了军用高机动多用途轮式车(HMMWV)磁流变阻尼器[24]。
在国内研究的中,我国专家也在不断针对磁流变阻尼器进行研究,同时取得了不错的成果,但是目前主要还是停留在实验研究阶段。如上海交通大学的曹民、喻凡,西安交大的倪建华等分别设计了应用于悬架的磁流变减振器,并进行了试验研究,得到了较为满意的效果
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