汽車的懸掛系統(tǒng)使用彈性元件和阻尼元件來衰減或減小因道路不平而引起的車身沖擊,從而減小車身振動(dòng)改善車輛行駛的平順性,提高行駛安全性。傳統(tǒng)的被動(dòng)減振器已經(jīng)不能完全滿足現(xiàn)代車輛對(duì)平順性要求,雖然主動(dòng)懸掛系統(tǒng)可以改善車輛的駕駛性能,但它需要大量的能量來對(duì)振動(dòng)進(jìn)行控制。將饋能振器引入懸架系統(tǒng),可在對(duì)懸架進(jìn)行主動(dòng)控制的同時(shí)通過電機(jī)將系統(tǒng)振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成電能并加以利用,從而減少主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的能量消耗。本文對(duì)采用并聯(lián)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的饋能減振器。具體工作如下:首先描述了少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)饋能減振器的總體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理,并對(duì)少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。對(duì)饋能減振器系統(tǒng)的外接電阻進(jìn)行分析和參數(shù)確認(rèn),對(duì)整個(gè)能量回收系統(tǒng)的基礎(chǔ)上確定能量回收系統(tǒng)的最優(yōu)外接電阻。之后對(duì)減振器的電機(jī)進(jìn)行選型分析,根據(jù)少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系確定出減振器的電磁阻尼系數(shù)的表達(dá)式。基于饋能減振器建立了兩個(gè)自由度的1/4車輛懸架動(dòng)力學(xué)模型,并搭建了Simulink仿真模型,基于能量流的研究方法,分析了能量回收系統(tǒng)各部分能量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。分別研究了正弦激勵(lì)和白噪聲激勵(lì)下的車速、路面等級(jí)、激振圓頻率和振幅對(duì)減振器回收能量和能量回收效率的影響... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

Bose公司電磁懸架在2008年，荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)的Bart等，研究了線性電機(jī)的磁通量分布和

第1章緒論-3-15.3W[18]。Bose在2004年發(fā)布的一款電磁懸架，如圖1-2所示。在車輛的駕駛過程中，電動(dòng)機(jī)不僅能夠回收由振動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)量，從而起到節(jié)能減排的作用，而且還能通過主動(dòng)控制滿足車輛的行駛需要。車輛的實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果表明，主動(dòng)式能量回收電磁懸架能量回收功率可以達(dá)到25W。然而，由于電動(dòng)機(jī)的尺寸太大，制造成本過高等原因，所以這款主動(dòng)電磁懸架無法得到廣泛使用[11]。圖1-2Bose公司電磁懸架在2008年，荷蘭埃因霍芬理工大學(xué)的Bart等，研究了線性電機(jī)的磁通量分布和熱場(chǎng)分析，并將線性電機(jī)和彈簧設(shè)計(jì)了圖1-3所示結(jié)構(gòu)，取代傳統(tǒng)被動(dòng)懸架處的彈簧與被動(dòng)減振器，Bart等已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)研究了配備新電磁懸掛系統(tǒng)的車輛的能量回收性能和行駛動(dòng)力學(xué)性能。結(jié)果表明，當(dāng)單車輪消耗的功率為37W時(shí)，輪胎動(dòng)載荷下降54％，在單個(gè)車輪消耗功率為47W時(shí)簧載質(zhì)量加速度降低36%[12-14]。1.線圈2.磁鐵圖1-3直線式饋能減振器示意圖

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-在2013年，Zuo對(duì)能量回收懸架駕駛舒適性，操作穩(wěn)定性和能量回收效率進(jìn)行了全面的評(píng)估，得出的結(jié)論是車輛的行駛速度速度，道路的不平度和輪胎的剛度對(duì)能量回收效率有較大影響。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出在良好的道路上以60km/h的速度行駛時(shí)，中型車輛懸架的平均可回收功率可達(dá)到100-400W[10]。如圖1-4所示，奧迪公司于2015年發(fā)布的一款能量回收懸架系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，旋轉(zhuǎn)電機(jī)被用來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓減振器。在不同的路徑條件下，能量回收懸掛系統(tǒng)的可回收功率為3-613W。同時(shí)，該懸架系統(tǒng)的作動(dòng)器的尺寸比傳統(tǒng)的被動(dòng)減振器小，同時(shí)比傳統(tǒng)的減振器更輕[19]。圖1-4Audi公司的能量回收懸架系統(tǒng)蒙弗雷澤大學(xué)的Hsieh等在2016年在滾珠絲杠式懸架中加入了一種雙向升壓變換器，用于電磁懸架系統(tǒng)的半主動(dòng)控制，該系統(tǒng)的核心是采用天棚阻尼控制策略的開關(guān)式整流器。該整流器根據(jù)負(fù)載電壓使懸架可以在能量回收模式和驅(qū)動(dòng)駕駛模式之間相互切換。結(jié)果表明，該方法不僅使能量回收效率提高了14％，而且有效地平衡了能量回收和車輛的行駛穩(wěn)定性[16,17]。1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀在國內(nèi)對(duì)饋能減振器的研究的學(xué)者相對(duì)較少而且起步相對(duì)較晚，所以實(shí)際研究成果很少，并且相關(guān)研究大多仍處于仿真和簡單試驗(yàn)階段。燕山大學(xué)的王亞峰等提供了壓電式饋能減振器，該裝置的中央部分是堆棧式壓電發(fā)電裝置串聯(lián)具有彈元件的機(jī)構(gòu)。該系統(tǒng)的組成部分還包括功率模塊和電源轉(zhuǎn)換設(shè)備。該饋能減振器工作原理是通過壓電裝置將車輛在行駛過程中的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為電能，并且通過電能存儲(chǔ)裝置

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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