采用Bingham流体模型分析了磁流变液盘式制动器的制动力矩,设计出一种外绕线圈的单盘式制动器结构,利用COMSOL软件对该结构进行建模、电磁场仿真、制动力矩计算与结构参数优化。研究表明,制动力矩基本与旋转盘的角速度无关,制动过程中制动器可获得相对稳定的制动力矩;在一定的磁动势下,当旋转盘半径增加时,盘式制动器的制动力矩会逐渐增加;增加导磁外壳的厚度有利于约束磁力线,进而提高制动力矩。

针对磁流变液制动器,提出了一种正弦调频励磁电流控制方式,建立了正弦电流频率与等效力矩的数学模型,通过改变电流控制器输出的正弦频率直接调整制动力矩,消除了传统的基于门限阈值控制方式带来的剩余磁滞问题。使用COMSOL软件对不同频率正弦励磁信号控制下的输出进行仿真,并进行剩余制动力矩模型修正。仿真结果表明,在电流频率由0.1 Hz变化到10 Hz时,等效力矩输出范围可达150 N·m,可满足多数汽车ABS对制动力矩范围的需求。