【摘 要】
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随着汽车的数量急剧增长,对其节能和控制噪声的要求日趋强烈.发动机冷却风扇的降噪与节能已成为车辆设计者研究的重要课题之一.液体粘性传动理论及其应用研究已有50年的历史,
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随着汽车的数量急剧增长,对其节能和控制噪声的要求日趋强烈.发动机冷却风扇的降噪与节能已成为车辆设计者研究的重要课题之一.液体粘性传动理论及其应用研究已有50年的历史,西方国家广泛用于汽车发动机的液体粘性风扇离合器就是一个典型案例.磁流变液是一种性能优良、应用前景广阔的智能材料,其粘性和屈服应力可用磁场加以控制,已经成为许多领域的研究热点.磁流变液离合器具有一定的调速功能,能满足对发动机冷却风扇的调速要求.论文的创新之处是,在国内首次将磁流变液用于汽车风扇离合器,并且对磁流变液粘性传动风扇离合器的理论、结构、控制系统和试验进行了研究.首先,理论上分析了磁流变液风扇离合器传递转矩的基本原理,建立了磁流变液离合器的剪切式数学模型,分析了不同参数下的动力学特性;根据发动机结构特点及驱动风扇所需转矩的要求,确定了离合器的结构形式以及各种参数;设计并研制出了结构简单、新颖的磁流变液风扇离合器;在台架试验基础上对离合器的调速性能进行详细分析,提出了磁流变液风扇离合器的控制策略.其次,设计了磁流变液风扇离合器电控系统,研制出了硬件设备,经实验能够满足对风扇离合器线圈电流的实时控制.再次,根据发动机冷却水温的控制要求,选用大偏差饱和分段控制及小偏差模糊控制的组合控制策略,用C51语言编制了控制算法程序,并通过实验室试验验证了算法的有效性.最后,通过试验验证了理论的正确性及离合器结构和电控系统设计的合理性,为今后设计相关的磁流变液装置提供了理论与方法参考.研究表明,这种新型的磁流变风扇离合器与传统的硅油风扇离合器相比节约了风扇的能耗,降低了噪声,具有广阔的应用前景.
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