电磁悬架系统 – 深度探究

相比其它电调减震系统,汽车电磁悬架系统更加独特。普通的减震系统通常由连续可调的减震器、ECU电子控制单元和传感器组成,且工作方式都非常类似,而电磁悬架系统的工作原理则大不相同。

大多数可调减震器都是基于传统的液压单管或双管减震器结构。这种可调减震器内部充满液压油,并采用传统的减震阀以及电液比例流量控制阀,可以在极软到极硬的大范围内调整阻尼力。电磁悬架减震器从外观上看与传统的液压单管减震器相似,但内部却截然不同。电磁减震器包含一套简单的电磁铁组件和一种特殊的液体,又称为磁流变液。

术语“磁流变”是指当暴露于磁场中时,其性质会发生变化的一种流体。电磁悬架减震器中使用的磁流变液是由基础油、铁微粒和其它几种可使铁微粒悬浮的成分组成。当这种液体被磁化时,它会从液体变成泥灰状的粘稠物质。

电磁悬架减震器就是利用磁流变液的这种特性来调节阻尼力的。当减震器被压缩和拉伸时,上述电磁铁组件允许磁流变液流过磁芯。未通电时,流体很容易流过磁铁组件。当有电流通过时,磁铁通电后会在流体中的铁微粒之间产生磁力,将流体变稠成泥灰状,并增加其流动阻力。流动阻力越大,阻尼力就会越高。同时,电磁铁上的电流越大,流体越粘稠。因此,仅通过改变通过磁铁的电流量就可以将阻尼力调节到任何期望的水平。与传统的阀芯减震器不同,电磁悬架减震器不需要通过阀或其它的运动部件来调节阻尼力。其优点是阻尼力更平滑连贯、内部结构复杂性更低、随着时间的推移内部运动部件的磨损减少且噪音更小。

电磁悬架减震器的一个主要特点就是能够在所有情况下快速调整。由于阻尼力的调整是通过磁化流体来控制的,因此可实现瞬时调整,而不会因阀门的打开和关闭而产生任何延迟。此外,需要注意的是阻尼力的调节速度与流体流速无关。该特性是磁流变减震器所特有的。带阀芯的可调减震器也可以进行快速调节,但调节速度取决于减震器阀芯的结构以及流经阀芯的流体量。因此,电磁悬架系统更加擅长控制因路面扰动较大而引起的车身和车轮的运动。

与传统的阀芯减震系统相比,电磁悬架的优点与缺点并存。其缺点大多与磁流变液相关。磁流变液因其复杂性而造价非常昂贵。此外,由于含有铁微粒,磁流变液具有很强的磨蚀性。这就需要在减震器内部零件上应用昂贵的优质表面涂层。此外,磁流变液还需要相当复杂的密封系统,从而导致额外增加成本。

磁流变液的磨蚀性也会对悬架系统产生负面影响。因此,与传统的可调减震器相比,电磁悬架减震器的内部摩擦略高。而略高的摩擦会导致车辆在平滑路面上行驶时平顺性稍差。早期的磁流变减震器设计中,由于流体中可能存在残余磁性,从而导致行驶平顺性变差的可能性更高。然而,随着时间的推移,这两个问题在很大程度上通过设计上的改进最终均得以解决。最后,由于流体的磨蚀性,电磁悬架减震器更容易发生基础油泄漏。基础油的缺失会使剩余的磁流变液变得更粘稠,从而导致减震更硬、行驶平顺性更差。

电磁悬架迄今为止已投产超过20年。不断改进的设计使其在不断增长的电调悬架系统市场中继续保持竞争力。作为汽车售后市场中为数不多的专业制造商,Arnott悬架产品可提供适用各种车型的电磁悬架减震器。

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