A0級(jí)小型純電動(dòng)汽車(chē)磁流變液制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其性能研究

【摘要】：磁流變液(Magneto-rheological Fluids,簡(jiǎn)稱(chēng)MRF)是一種新型智能材料。磁流變液在磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生瞬間的、連續(xù)的、可逆的流變，并可通過(guò)對(duì)磁場(chǎng)的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)主動(dòng)控制。可以將磁流變液的這種特性應(yīng)用到汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中，通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、磁路電流控制，能夠?qū)崿F(xiàn)磁流變液粘度的快速、連續(xù)的變化，從而達(dá)到按實(shí)際需要控制制動(dòng)力矩的目的。由于電動(dòng)汽車(chē)的開(kāi)發(fā)，發(fā)動(dòng)機(jī)的取消使制動(dòng)系統(tǒng)所需的真空源條件不能滿(mǎn)足，需要增加真空泵來(lái)提取真空源，對(duì)車(chē)輛的布置和匹配都比較復(fù)雜，而磁流變液制動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)全電控制，解決電動(dòng)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)存在的不足。而且磁流變液制動(dòng)器與傳統(tǒng)機(jī)械摩擦制動(dòng)器相比，具有可控制性能好、響應(yīng)速度快以及能耗低等優(yōu)點(diǎn)，所以對(duì)磁流變液制動(dòng)器的研究符合了未來(lái)汽車(chē)的發(fā)展方向。 本文在分析磁流變液性能和磁流變液工作模式的基礎(chǔ)上，提出了兩種磁流變液制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式：圓筒式和圓盤(pán)式。分別介紹了圓筒式和圓盤(pán)式磁流變液制動(dòng)器的工作原理，并且計(jì)算出兩種制動(dòng)器的制動(dòng)力矩公式，通過(guò)對(duì)比分析兩種制動(dòng)器的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定出了適合本文需要的磁流變液制動(dòng)器結(jié)構(gòu)形式。計(jì)算出了磁流變液制動(dòng)器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對(duì)磁流變液制動(dòng)器進(jìn)行了磁路設(shè)計(jì)，完成了磁流變液制動(dòng)器總體結(jié)構(gòu)方案的布置，并繪制出了磁流變液制動(dòng)器裝配圖。根據(jù)磁流變液制動(dòng)器的制動(dòng)力矩公式，建立了制動(dòng)器的制動(dòng)力矩模型，利用Matlab/Simulink軟件對(duì)磁流變液制動(dòng)器的制動(dòng)力矩進(jìn)行了仿真分析。 通過(guò)仿真分析可以看出制動(dòng)器不同結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)制動(dòng)力矩的影響，而且得出了磁流變液制動(dòng)器的最大制動(dòng)力矩。最后對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，使磁流變液制動(dòng)器的制動(dòng)力矩基本可以滿(mǎn)足A0級(jí)小型電動(dòng)汽車(chē)的制動(dòng)需求。研究結(jié)果可為進(jìn)一步研究磁流變液制動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論參考。 【關(guān)鍵詞】：磁流變液 制動(dòng)器 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 性能分析
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：U469.72
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-7
• 第1章 緒論7-14
• 1.1 研究背景與課題來(lái)源7
• 1.2 研究的意義及目的7-8
• 1.3 本課題相關(guān)理論的研究現(xiàn)狀8-12
• 1.3.1 磁流變液研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3.2 制動(dòng)器現(xiàn)狀介紹9-11
• 1.3.3 磁流變液器件研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3.4 本課題相關(guān)方向的研究12
• 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第2章 磁流變液的性能14-22
• 2.1 磁流變液材料14-15
• 2.1.1 磁流變液的組成14-15
• 2.1.2 磁流變液的制備15
• 2.2 磁流變液的性能15-18
• 2.2.1 磁流變液的流變效應(yīng)15-17
• 2.2.2 磁流變液的特性17-18
• 2.3 磁流變液的工作模式18-21
• 2.3.1 磁流變液的本構(gòu)關(guān)系18-19
• 2.3.2 磁流變液的工作模式19-21
• 2.4 小結(jié)21-22
• 第3章 磁流變液制動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案的確定22-28
• 3.1 圓筒式磁流變液制動(dòng)器22-24
• 3.1.1 制動(dòng)器工作原理22-23
• 3.1.2 制動(dòng)力矩計(jì)算23-24
• 3.2 圓盤(pán)式磁流變液制動(dòng)器24-27
• 3.2.1 制動(dòng)器工作原理24-25
• 3.2.2 制動(dòng)力矩計(jì)算25-27
• 3.3 兩種磁流變液制動(dòng)器方案比較27
• 3.4 小結(jié)27-28
• 第4章 磁流變液制動(dòng)器總體結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)28-36
• 4.1 制動(dòng)器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定28-29
• 4.1.1 軸徑計(jì)算28-29
• 4.1.2 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算29
• 4.2 磁流變液制動(dòng)器的磁路設(shè)計(jì)29-32
• 4.2.1 磁回路的設(shè)計(jì)30
• 4.2.2 電磁線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)30-32
• 4.3 磁流變液制動(dòng)器結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)32-35
• 4.3.1 總體結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)32-33
• 4.3.2 密封的實(shí)現(xiàn)33-34
• 4.3.3 磁流變液注入技術(shù)的實(shí)現(xiàn)34
• 4.3.4 磁流變液的選擇34
• 4.3.5 磁路有效性的實(shí)現(xiàn)34-35
• 4.4 小結(jié)35-36
• 第5章 磁流變液制動(dòng)器仿真分析36-41
• 5.1 Matlab/Simulink 簡(jiǎn)介36
• 5.2 制動(dòng)器數(shù)學(xué)模型的建立36-37
• 5.2.1 磁場(chǎng)強(qiáng)度-剪切應(yīng)力數(shù)學(xué)模型36-37
• 5.2.2 磁場(chǎng)強(qiáng)度-制動(dòng)力矩?cái)?shù)學(xué)模型37
• 5.3 制動(dòng)器仿真模型的建立37-38
• 5.4 仿真結(jié)果38-40
• 5.5 小結(jié)40-41
• 第6章 磁流變液制動(dòng)器改進(jìn)設(shè)計(jì)41-44
• 6.1 制動(dòng)器與整車(chē)匹配41-42
• 6.2 制動(dòng)器的改進(jìn)設(shè)計(jì)42
• 6.3 小結(jié)42-44
• 第7章 結(jié)論44-46
• 7.1 全文總結(jié)44
• 7.2 研究展望44-46
• 參考文獻(xiàn)46-50
• 致謝50-51
• 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果51

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