A0级小型纯电动汽车磁流变液制动器结构设计及其性能研究

摘要

磁流变液(Magneto-rheological Fluids,简称MRF)是一种新型智能材料。磁流变液在磁场作用下产生瞬间的、连续的、可逆的流变，并可通过对磁场的调节来实现实时主动控制。可以将磁流变液的这种特性应用到汽车制动系统中，通过合理的结构设计、磁路电流控制，能够实现磁流变液粘度的快速、连续的变化，从而达到按实际需要控制制动力矩的目的。由于电动汽车的开发，发动机的取消使制动系统所需的真空源条件不能满足，需要增加真空泵来提取真空源，对车辆的布置和匹配都比较复杂，而磁流变液制动器可以实现全电控制，解决电动汽车制动系统存在的不足。而且磁流变液制动器与传统机械摩擦制动器相比，具有可控制性能好、响应速度快以及能耗低等优点，所以对磁流变液制动器的研究符合了未来汽车的发展方向。
　　本文在分析磁流变液性能和磁流变液工作模式的基础上，提出了两种磁流变液制动器结构形式：圆筒式和圆盘式。分别介绍了圆筒式和圆盘式磁流变液制动器的工作原理，并且计算出两种制动器的制动力矩公式，通过对比分析两种制动器的优缺点，最终确定出了适合本文需要的磁流变液制动器结构形式。计算出了磁流变液制动器的主要结构参数，并对磁流变液制动器进行了磁路设计，完成了磁流变液制动器总体结构方案的布置，并绘制出了磁流变液制动器装配图。根据磁流变液制动器的制动力矩公式，建立了制动器的制动力矩模型，利用Matlab/Simulink软件对磁流变液制动器的制动力矩进行了仿真分析。
　　通过仿真分析可以看出制动器不同结构尺寸对制动力矩的影响，而且得出了磁流变液制动器的最大制动力矩。最后对制动器进行了改进设计，使磁流变液制动器的制动力矩基本可以满足 A0级小型电动汽车的制动需求。研究结果可为进一步研究磁流变液制动器结构设计提供理论参考。

目录

第1章 绪论

1.1研究背景与课题来源

1.2研究的意义及目的

1.3本课题相关理论的研究现状

1.4本论文研究的主要内容

第2章 磁流变液的性能

2.1磁流变液材料

2.2磁流变液的性能

2.3磁流变液的工作模式

2.4小结

第3章 磁流变液制动器结构方案的确定

3.1圆筒式磁流变液制动器

3.2圆盘式磁流变液制动器

3.3两种磁流变液制动器方案比较

3.4小结

第4章 磁流变液制动器总体结构的实现

4.1制动器主要结构参数的确定

4.2磁流变液制动器的磁路设计

4.3磁流变液制动器结构的实现

4.4小结

第5章 磁流变液制动器仿真分析

5.1 Matlab/Simulink简介

5.2制动器数学模型的建立

5.3制动器仿真模型的建立

5.4仿真结果

5.5小结

第6章 磁流变液制动器改进设计

6.1制动器与整车匹配

6.2制动器的改进设计

6.3小结

第7章 结论

7.1全文总结

7.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果