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【摘 要】磁流体是当前智能材料研究领域的一个重要分支。磁流体通过外加磁场，能够产生强大的阻尼力。用磁流体做的悬架，与ECU控制系统匹配，可根据振动变化来调节磁场强度改变阻尼大小，达到主动减振的目的。因此，磁流体可用于许多新型汽车零部件，较典型的作半主动悬架减振器的工作液近乎达到全主动悬架的减振效果，而结构又简单，很好地提高汽车行驶的安全性和舒适性，成为轿车新型主动悬架的首选。
【关键词】磁流体 阻尼器 悬架 应用
一、悬架的原理
悬架是指车架与车桥之间的一切传力连接装置的总成，它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支撑力）、纵向反力（牵引力和制动力）、侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。汽车的车体和车轮之间有弹性支承才能平稳的行驶和操作，这主要就是因为悬架装置有效地抑制和降低了车体与车轮的动载和振动。
二、悬架分类
（一）据汽车两侧车轮的运动是否相互关联，可以分为非独立悬架和独立悬架两种形式。非独立悬架，也称为整体悬架，多使用在载重汽车上它的结构特点是在汽车两侧车轮安装在一根整体式车轴的两端。当一侧车轮因道路不平而跳动时，会影响另一侧车轮的工作。独立悬架两侧车轮分别安装在断开式的车轴两端，每段车轴和车轮单独通过弹性元件与车架相连。采用这种悬架的汽车，当一侧车轮跳动时，对另一侧车轮不产生影响，因此称为独立悬架，多使用在乘用车上。
（二）根据悬架的阻尼和刚度是否随着行驶条件的变化而变化，可将悬挂分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。主动悬挂是可以自行产生作用力的悬挂，它是最高级别悬挂形式。半主动悬架可看作由可变特性的弹簧和减振器组成的悬架系统，它可按储存在计算机中的各种条件下最优弹簧和减振器的优化参数指令来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态，使悬架对复杂多变的路面状况具有较好的适应性。
三、磁流变液减振器原理
（一）磁流变液及其效应
磁流变液是将微米尺寸的磁激化颗粒分散溶于绝缘基液中形成的特定非胶性悬浮液体。磁流变液效应是指在未加磁场下，磁流变液表现为牛顿流体特性；在外加磁场的作用下，磁流变表现为宾汉流体的特性。当磁流变液受到强磁场时，其悬浮颗粒被感应极化，彼此间相互作用形成粒子链，并在极短的时间相互作用，由流体变为具有一定剪切屈服应力的粘塑体。
（二）磁流变液流变特性及应用
1.磁流变液具有高粘度、低流动性的特点，其表观粘度发生变化的过程是连续的、无级的，是非线性的。
2.磁流变效应的响应时间为毫秒级，响应过程是可逆的可控的。
3.磁流变效应所需的能耗低，可以采用低电压，大电流控制磁场强度的强弱，进而控制磁流变效应。
基于磁流变液表现的各种特点，设计开发流体控制阀、阻尼器等磁流变器件，使它更能够满足汽车半主动悬架的减振控制要求。
（三）磁流变液阻尼器原理
半主动悬架的核心部分是采用可调阻尼器。磁流体通过外加磁场，能够产生强大的阻尼力。用磁流体做的悬架，与ECU控制系统匹配，可根据振动变化来调节磁场强度改变阻尼大小，达到主动减振的目的。
四、磁流体悬架的应用
磁变液减振器用在大众Audi主动悬架系统中，如图所示。 ECU能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号，控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、减振器的阻尼力及车身高度等参数得以改变，从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。通过控制阻尼减震器和和弹簧来调节阻尼器的阻尼系数和弹簧刚度，从而达到汽车的行驶平顺性和舒适性的目的。
大众Audi磁流体全主动悬架系统
五、结语
随着当今技术的迅速发展，磁流体已经是当前智能材料研究领域的一个重要分支。磁流体通过外加磁场，能够产生强大的阻尼力。用磁流体做的悬架，与ECU控制系统匹配，可根据振动变化来调节磁场强度改变阻尼大小，达到主动减振的目的。因此，磁流体可用于许多新型汽车零部件，较典型的作半主动悬架减振器的工作液近乎达到全主动悬架的减振效果，而结构又简单，很好地提高汽车行驶的安全性和舒适性，成为轿车新型主动悬架的首选。
参考文献：
[1]窦春雨.汽车底盘构造与维修[M].国防科技大学出版社，2009年8月
[2]蔡兴旺.汽车概论[M].机械工业出版社，2011年2月
基金项目：
本文系湖南省教育厅科学研究项目：基于智能材料的汽车用减震器的研发（11C0575）
【关键词】磁流体 阻尼器 悬架 应用
一、悬架的原理
悬架是指车架与车桥之间的一切传力连接装置的总成，它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支撑力）、纵向反力（牵引力和制动力）、侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。汽车的车体和车轮之间有弹性支承才能平稳的行驶和操作，这主要就是因为悬架装置有效地抑制和降低了车体与车轮的动载和振动。
二、悬架分类
（一）据汽车两侧车轮的运动是否相互关联，可以分为非独立悬架和独立悬架两种形式。非独立悬架，也称为整体悬架，多使用在载重汽车上它的结构特点是在汽车两侧车轮安装在一根整体式车轴的两端。当一侧车轮因道路不平而跳动时，会影响另一侧车轮的工作。独立悬架两侧车轮分别安装在断开式的车轴两端，每段车轴和车轮单独通过弹性元件与车架相连。采用这种悬架的汽车，当一侧车轮跳动时，对另一侧车轮不产生影响，因此称为独立悬架，多使用在乘用车上。
（二）根据悬架的阻尼和刚度是否随着行驶条件的变化而变化，可将悬挂分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。主动悬挂是可以自行产生作用力的悬挂，它是最高级别悬挂形式。半主动悬架可看作由可变特性的弹簧和减振器组成的悬架系统，它可按储存在计算机中的各种条件下最优弹簧和减振器的优化参数指令来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态，使悬架对复杂多变的路面状况具有较好的适应性。
三、磁流变液减振器原理
（一）磁流变液及其效应
磁流变液是将微米尺寸的磁激化颗粒分散溶于绝缘基液中形成的特定非胶性悬浮液体。磁流变液效应是指在未加磁场下，磁流变液表现为牛顿流体特性；在外加磁场的作用下，磁流变表现为宾汉流体的特性。当磁流变液受到强磁场时，其悬浮颗粒被感应极化，彼此间相互作用形成粒子链，并在极短的时间相互作用，由流体变为具有一定剪切屈服应力的粘塑体。
（二）磁流变液流变特性及应用
1.磁流变液具有高粘度、低流动性的特点，其表观粘度发生变化的过程是连续的、无级的，是非线性的。
2.磁流变效应的响应时间为毫秒级，响应过程是可逆的可控的。
3.磁流变效应所需的能耗低，可以采用低电压，大电流控制磁场强度的强弱，进而控制磁流变效应。
基于磁流变液表现的各种特点，设计开发流体控制阀、阻尼器等磁流变器件，使它更能够满足汽车半主动悬架的减振控制要求。
（三）磁流变液阻尼器原理
半主动悬架的核心部分是采用可调阻尼器。磁流体通过外加磁场，能够产生强大的阻尼力。用磁流体做的悬架，与ECU控制系统匹配，可根据振动变化来调节磁场强度改变阻尼大小，达到主动减振的目的。
四、磁流体悬架的应用
磁变液减振器用在大众Audi主动悬架系统中，如图所示。 ECU能够根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号，控制悬架执行机构，使悬架系统的刚度、减振器的阻尼力及车身高度等参数得以改变，从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。通过控制阻尼减震器和和弹簧来调节阻尼器的阻尼系数和弹簧刚度，从而达到汽车的行驶平顺性和舒适性的目的。
大众Audi磁流体全主动悬架系统
五、结语
随着当今技术的迅速发展，磁流体已经是当前智能材料研究领域的一个重要分支。磁流体通过外加磁场，能够产生强大的阻尼力。用磁流体做的悬架，与ECU控制系统匹配，可根据振动变化来调节磁场强度改变阻尼大小，达到主动减振的目的。因此，磁流体可用于许多新型汽车零部件，较典型的作半主动悬架减振器的工作液近乎达到全主动悬架的减振效果，而结构又简单，很好地提高汽车行驶的安全性和舒适性，成为轿车新型主动悬架的首选。
参考文献：
[1]窦春雨.汽车底盘构造与维修[M].国防科技大学出版社，2009年8月
[2]蔡兴旺.汽车概论[M].机械工业出版社，2011年2月
基金项目：
本文系湖南省教育厅科学研究项目：基于智能材料的汽车用减震器的研发（11C0575）