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翻译奥迪公司Horst Glaser博士、Peter Kainz 发表于 Chassis Tech 2007 的文章“Das Fahrwerk des Audi R8” 关于磁流变理论应用的第一个想法出现在40年代。80年代后 LORD公司将流体作为这个介质。作为这个理论在商业上的第一次应用，LORD 公司在1997年推出了在一个健身器械应用的转动刹车，而配备了Delphi公司的磁流变阻尼系统的车辆是在2001年推入市场的。这个早期技术的重要评论点在于它的温度特性、介质沉淀及寿命。随后它的研发重点被放在了流体介质的领域，这就导致了在这期间这个技术的制造商们都集中在了磁流变流体介质的领域。 对于奥迪来说这个新技术有如下的主要优点： 结构简单，无机械移动的部件； 阻尼力可调范围大，调节时间短； 在低阻尼器臂移动速度下仍能输出高的阻尼力。 磁流变系统在经过紧张的测试之后在2003年出现在了量产的奥迪 R8 上。基于奥迪 R8的运动特性这个奥迪半主动磁性减震系统尤其适用于奥迪 R8 系列。不仅如此，这个系统对于整车动力学及舒适性同样具有重大意义。 奥迪在2003年的法兰克福 IAA 国际车展上通过“奥迪勒芒”展示了奥迪的“通过技术而领先”的理念。 7.1 磁流变理论 Lord 公司使用的磁流变流体是基于一种合成的碳氢化合油，这种油含有直径为1至10 缪米的球状、磁性颗粒，此外添加剂起到了减少磨损、长时间的稳定性及均匀的混合状态的作用。这些介质通过位于一个可变磁场中的通道流入阻尼器活塞中。在没有加磁的状态下这些介质的性质和牛顿流体（即横向剪切力与剪切速度成正比）是一样的。 当这些介质位于磁场中时，它们的状态就变为了一种粘滞、塑性状态，这个状态符合Bingham 公式。它的剪切应力边界值符合一个与磁场密度有关的方程。动态粘度则不被磁场所影响。 一种典型的磁流变流体在一个载质流体中含有 20% 至 40%，1至10微米直径的铁分子。对于这种介质来说加磁与去磁的过程是可逆的，这些过程可在瞬间完成。 7.2 系统描述 整个奥迪磁性减震系统有以下元素组成： 阻尼器； 传感器； 控制设备； 位于中控台的开关； 与总线系统、车载计算机网络连接。 在控制设备中有另种基本设置，一是以舒适性为重点的普通模式，二是运动模式。驾驶员通过中控台的一个按钮来选择想要的模式，在此按钮之上的 LED 指示灯将一直显示所选择的模式，此外位于仪表盘的一个指示灯也将对是否激活了运动模式进行几秒钟的提示。 7.3 阻尼器 上面描述的磁流变原理在阻尼器上提供了一个无极调节的阻尼力。在没有通电的情况下这些磁性颗粒是无规则排列的，通电形成磁场后这些磁性颗粒按照垂直于活塞通道的磁场方向成链状排列。它的调整电流为0至5安培。 在这种阻尼器中，一个活塞代替了常用的阀门，通过调节缝隙可以调整阻尼器的特性，越小的缝隙则产生的阻尼力越大（通电或不通电状态下）。通过另外一个旁通道介质将在磁场的作用下流过，这样即使阻尼器臂的速度较低也能产生一个额外的阻尼力增加值。因为这个阻尼器的结构是对称的（压缩与拉伸时），所以在阻尼器压缩和拉伸的状态中产生的阻尼力是对称的，当然也可以通过它的调节装置来产生不对称的阻尼力。 R8 的阻尼器还具有如下特性： 单筒结构； 附加弹簧； 早期的磁流变介质在使用中存在着容易结块的趋势，现在这个缺点已经通过新的磁颗粒、添加剂而克服了。同样在今天弱磁性、球状颗粒之间的研磨作用也通过新的技术得到了解决。通过寿命试验表明，奥迪的磁流变阻尼器在大约等于车辆行驶30万公里后，它的特性曲线仅仅有微小的变化，而且这些变化值还位于技术参数的误差范围中。同样它的摩擦系数也只有微量的变化。 这些介质在沉淀状态下的分解问题今天也得到了解决。磁流变介质中的颗粒通过恒定的混合状态，由阻尼器臂第一次伸缩开始，能使车辆的悬架一直保持在一个状态。即使车辆在长期停放后，阻尼器力的变化对于乘员来说也是感觉不到的。 7.4 控制块 R8的车身按照Skyhook控制使之处于最佳状态的模块通过以下进行补充： （SKYHOOK 的基本原则是减小车身在各个方向上的加速度，同时尽可能保证车轮拥有最完美的贴地性能，这样就能提供最完美的操控感受和无穷的驾驶乐趣。） 暂态车身翻滚控制：影响在转向不稳态时车身运动； 暂态车身点头的控制：影响在加速、刹车时的车身的状态； 轴的控制：提高阻尼力的水平，以在各个轴的两个轮产生大的激励。 对侧向的调节通过如下单个的模块进行： 暂态车身翻滚控制：这个模块除了对车身的运动有影响外还对操纵性同样有重要的影响。它是基于车身侧向加速度变化上而对单个车轮上的阻尼器产生调节； 依照车身侧向加速度对阻尼力进行调节，从而完成对整车侧向加速度的调节； 偏转控制：基于驾驶员意愿（转向角、车辆速度）与测量得到的偏转率（由ESP得到）之间的偏差，从而单独在每个车轮上分配阻尼力，进而达到将自转向属性调整至过度转向或转向不足。简单来说，就是在过度转向的状态下对前轴提高阻尼力从而减轻转向过度；在转向不足的状态下，对后轴进行调节。 7.5 驾驶性能 磁流变阻尼器的一个重要的优点就是在阻尼器套筒相对速度很低的情况下也能产生很大的阻尼力，这样车身的运动就能得到最大限度的衰减。尤其是在阻尼器处于被压缩的状态下，较大的阻尼力可以是车身左右摇摆的得到极大的改善，并以此对车辆的转向性能得到提高。这就是车辆在转向不稳态的状态下自发的产生调节。在原理上来讲，磁流变阻尼器另一个优点就是快速性，这个优点尤其体现在力的产生上：由一个车辆的变化为（例如，转向角的突变）而产生一个信号，这个信号在控制设备中产生一个电流，最后仅在 12.5 毫秒后阻尼器中的力的变化值就可达到期望值的 63%。 由 R8 阻尼器的特性曲线可以看出，车辆的控制模式处于运动模式时控制电流有一个最小电流值，这样就使得 R8 阻尼器的特性曲线向上提升。但 R8 的阻尼器在运动和普通模式下整个特性曲线空间都得到了充分的利用。普通模式、运动模式在下面的重要方面通过不同的参数而使底盘得到不同的特性： 车轮控制； 车身控制（通过阻尼器在拉、压状态下不同的力分配）； 运动模式下对车身摇摆有较大的阻尼； 偏移率的调节。 |
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