智能材料在汽车冷却系统中的应用与设计

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1、目录一、绪论11.1发动机冷却系统11.1.1发动机冷却系统的功能11.1.2冷却系统调节的工作原理11.1.3冷却系统调节的主要途径21.2目前风扇离合器及存在的问题31.3磁流变液离合器31.4本课题的主要工作4二、磁流变液52.1磁流变液的组成52.1.1磁性颗粒52.1.2载液62.1.3添加剂62.2磁流变液的性能72.2.1磁流变液的性能要求72.2.2磁流变液的物理性能72.2.3磁流变液的化学性能82.2.4磁流变液的力学性能82.2.5磁流变液的质量因数102.2.6几种磁流变液的性能112.3磁流变效应152.3.1磁流变效应的特征152.3.2

2、磁流变效应的机理152.3.3磁流变液的磁畴理论162.3.4磁流变液的链化模型172.3.5影响磁流变效应的因素18482.4磁流变液应用于离合器22三、圆筒式磁流变离合器233.1圆筒式磁流变离合器工作原理233.2圆筒式磁流变离合器理论分析233.2.1数学模型233.2.2流动分析25四、磁流变离合器设计294.1磁流变离合器的失效形式和设计准则294.1.1最大有效转矩294.1.2粘塑性滑动和打滑294.1.3失效形式304.1.4设计准则304.1.5圆筒式磁流变离合器的关键尺寸304.2圆筒式磁流变离合器的设计方法324.2.1原始数据及设计内容32

3、4.2.2设计方法324.3圆筒式磁流变离合器设计334.3.1圆筒式磁流变离合器结构334.3.2圆筒式磁流变离合器设计计算35结束语45致谢46参考文献47附录英文文献翻译4848智能材料在汽车冷却系统中的应用与设计摘要由于冷却水温与发动机的许多工作性能有着直接或间接的关系，如果冷却水温保持最佳的温度范围内，不仅可以提高发动机的动力性、减少废气的产生、还可以减少燃料消耗量、增强发动机工作平稳性。磁流变液(MRF)是一种在外加磁场作用下流变特性发生急剧变化的材料，它在无外加磁场作用时呈现牛顿流体的流动特性，然而在强磁场作用下，其表观粘度可在毫秒级的短时间内增加几个

4、数量级以上，并呈现类似固体的力学性质，而且粘度的变化是连续、可逆的，即一旦去掉磁场后，又变成可以流动的液体。圆筒式磁流变离合器是一种利用磁流变液剪切应力来进行离合的一种装置，它传递的力矩随外加磁场的变化迅速变化。在没有磁场作用的情况下，磁流变液处于液体状态，离合器的离合力矩仅为粘性阻力。当有一个外加磁场作用时，磁流变液中的极性粒子马上被极化并沿着磁力线方程成链状分布。这种链状结构就使磁流变液的剪切应力增大，表现出塑性体的特性，因此离合器就可以传递一定的力矩。力矩的大小可以通过调节磁场强度的大小来控制。磁流变离合器具有传动平稳、均衡、结构简单、紧凑、操作简便、能耗低、

5、寿命长等优良性能。本文首先对磁流变液的材料及流变特性进行了介绍，对磁流变液本构模型进行了分析。对磁流变液的传力方式进行了讨论，并根据剪切模式建立了磁流变液的传力模型，完成了圆筒式磁流变离合器的设计，得出了基本设计公式。关键词：冷却系统；磁流变液；离合器；传力模型；几何设计方法48TheIntelligentMaterialIsUsedForCarCoolingSystemOfApplicationAndDesignABSTRACTIt'swellknownthatcoolingwatertemperatureisveryimportanttodieselengine

6、.Ifcoolingwatertemperaturecankeepintheoptimalangeofcoolingwatertemperature,dieselengine'spowercanbeimproved,andlessexhaustgasproduced,reducefuelwastageandengineworkmorecalmly.Magnetorheological(MR)fluidsconsistofstablesuspensionsofparticlesinacarryingfluidsuchassiliconeoils,respondingt

7、oanappliedmagneticfieldintheirrheologicalbehavior.Intheabsenceofappliedmagneticfield,MRfluidsexhibitNewtonian-likebehavior.Uponapplicationofamagneticfield,thesuspendedparticlesintheMRfluidsbecomepolarizedandalignedinthedirectionofthemagneticfield.Thefluidsbehaveasasemi-solidhavingaco