电磁悬架技术的原理及优势

电磁悬架也常称为磁流变液减振器悬架。磁流变液是一种以碳氢化合物为基础的合成油，其中含有很多直径为3～10μm的磁悬浮微粒。磁场的变化会按照磁力线方向改变磁悬浮微粒的排列状态。这是一种新型智能材料。它可用于智能阻尼器（即磁流变液减振器），制成阻尼力连续顺逆可调的新一代高性能、智能化减振装置。该装置结构简洁，功耗极低，控制应力范围大并可实现对阻尼力的瞬间精确控制，且对杂质不敏感。工作温度范围宽，可在-50～140℃内工作。磁流变液减振器可以直接通过普通低伏电源（一般的蓄电池）供电，避免高伏电压带来的危险和不便。与传统的汽车减振器相比，其运动部件大为减少，几乎无碰撞，故噪声低。目前主要应用车型有奥迪TT、凯迪拉克SLS、凯迪拉克CTS。电磁悬架系统的工作过程是：当路面不平引起车轮跳动时，传感器迅速将信号传至控制系统，控制系统发出指令，将电信号发送到各个减振器的电子线圈，电流的运动产生磁场，在磁场的作用下，减振器中的电磁液的密度改变，控制车身，达到减振的目的。如此变化说起来复杂，却可以1s进行1000次，可谓瞬间完成。电磁悬架系统可以快速有效地弥补轮胎的跳动，并扩大悬架的活动范围，降低噪声，提高车辆的操控准确性和乘坐舒适性。电磁悬架系统是由车载控制系统、车轮位移传感器、电磁液压杆和直筒减振器组成。在每个车轮和车身连接处都有一个车轮位移传感器，传感器与车载控制系统相连，控制系统与电磁液压杆和直筒减振器相连。奥迪磁流变悬架如图5-35所示。

图5-35 奥迪磁流变悬架的基本结构

如图5-36所示，电磁线圈未通电：减振器油内的磁悬浮微粒呈杂乱无序状态，彼此之间没有力的作用。在活塞运动时，这些微粒与油液一同被从活塞孔压出。这时的减振力（阻尼力）相对较低，该力取决于减振器油的基本黏度值。电控电磁线圈已通电：微粒会按照磁场的磁力线方向排列，特别是活塞孔内聚集了一长串微粒。这就提高了油液与孔壁的摩擦力，因而也就提高了流变压力和减振力（阻尼力）。

奥迪磁流变悬架每个减振器的伸长和压缩都是单独调节的。在不到1ms内控制单元就可计算出控制减振器所需要的电流大小。

系统出现故障时的表现如下所述：

1）如果某个减振器的电控功能出现故障，那么只将这个减振器关闭，警告灯就接通并会存储该故障。(www.xing528.com)

2）如果多个减振器的电控功能出现故障，那么所有减振器都被关闭，警告灯就接通并会存储该故障。

图5-36 奥迪直筒减振器的结构示意图

3）如果识别出控制单元处理器出现故障，那么就用恒定电流来控制减振器，警告灯就接通并会存储该故障。

4）如果传感器信号以及CAN总线信息不可靠，那么会根据故障的具体情况启动各种应急程序，以便还能尽可能好地进行减振器调节。这时警告灯就接通并会存储这些故障。