液电式馈能减振器动力学仿真和性能研究

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1、摘要液电式馈能减振器动力学仿真和性能研究作为车辆系统重要组成部分的汽车悬架，用于传递车轮与车身之间的力和力矩，缓和路面传递给车架的冲击并衰减振动，保证车辆的行驶平顺性和操纵稳定性，使车辆获得高速行驶能力。悬架系统中的减振器对包含行驶平顺性和操纵稳定性在内的多种整车性能存在不同程度的影响，而且，减振器特性对不同整车性能的影响经常发生冲突。在某种情况下，通常要牺牲某项车辆性能来保证其他更重要的性能。传统减振器将不平路面激励引起的振动能量转化成热能耗散掉，为了合理回收这部分振动能量，产生了馈能减振器的概念，其旨在保障车辆行驶平顺性的同时尽可能

2、多地回收由不平路面激励引起的悬架系统的振动能量。本文提出了一种新型液电式馈能减振器，通过巧妙地设计液压执行机构的结构，保证液压油在复原行程和压缩行程时都从液压缸内单向流出，带动液压马达单向旋转，进而驱动发电机高效发电，最后将产生的电能储存到蓄电池中。本文对该液电式馈能减振器的动力学仿真和性能进行了详细研究，主要研究内容包括：首先，馈能减振器结构选型与总体方案设计。通过分析现有馈能减振器的结构形式和工作原理，比较各种结构形式的优缺点，提出了一种新型液电式馈能减振器，并对其总体结构和工作原理进行了详细的介绍。其次，液电式馈能减振器动力学建模

3、及仿真分析。建立了该液电式馈能减振器的动力学模型，对其进行动力学仿真分析，得到了激励、负载和结构参数对馈能减振器性能的影响规律；建立了四轮随机路面和整车动力学模型，并结合某SUV分析了该馈能减振器对车辆行驶平顺性的影响以及馈能减振器的馈能特性；进一步分析了液电式馈能减振器对车辆燃油经济性的影响以及该馈能减振器适用的车型。再次，馈能减振器样机设计与分析。优化了该馈能减振器的结构参数，为样件设计与试制提供了理论依据；对该馈能减振器样机的关键零部件进行选型与设计，并进行自制零部件的细节结构设计与试制，完成样机各零部件的选型、试制及样机开发。I

4、然后，馈能试验台架的搭建及馈能减振器的性能试验研究。结合自行设计并制造的馈能减振器试验台架与现有的减振器示功机，并对该馈能减振器进行了示功试验和馈能特性试验，对其性能进行分析，得到了不同工况下液电式馈能减振器的示功特性和馈能特性，并探讨了试验结果与仿真结果存在差异的原因。最后，总结与展望。进行了全文总结，并对后续研究进行了展望。关键词：液电式馈能减振器，动力学模型，性能仿真与优化，样机试制与试验IIABSTRACTDynamicSimulationandPerformanceStudyofHydraulicElectromagnetic

5、RegenerativeShockAbsorberSuspensionsystem,asoneofthevehicleimportantcomponent,isusedtotransferforcesandtorquesbetweenthevehiclebodyandwheels,reducetheimpactcausedbytheirregularroadsurfacesexcitationanddecaythevibration.Itcanensurethevehicleridecomfortanddrivingstability,

6、andensurethevehiclerunningatahighspeed.Shockabsorbersofthesuspensionsystemhaveanimportantinfluenceonthevehicleperformancesincludingthevehicleridecomfortanddrivingstability.However,trade-offsexistinthedifferentvehicleperformanceswhenwedesignthedampingcharacteristic.Inthis

7、case,someperformancesmustbesacrificedinordertoensurethemoreimportantones.Traditionalshockabsorbertransfersthevibrationenergyintoheat,andthendissipatesitintosurroundings.Inordertorecyclethiswastedvibrationenergy,theregenerativeshockabsorberconceptwasproposed,whichaimsatgu

8、aranteethevehicleridecomfort,meanwhileharvestthevibrationenergyasefficientaspossible.Anovelhydraulicele