基于单向离合器的馈能减振器设计与特性研究.pdfVIP

摘要

电动汽车正逐渐取代燃油车成为汽车市场的主力军，但电动汽车仍存在续航

里程不足的问题，为了提高电动汽车的续航里程，针对车辆减振器能量回收技

术，国内外学者进行广泛讨论。传统减振器在车辆行驶过程中会将车辆受路面颠

簸产生的振动转化为热能耗散至空气中，造成能量的浪费，为了回收这一部分能

量，本文提出了一种基于单向离合器和双齿轮齿条的馈能减振器，在满足传统减

振器减振效果的同时进行振动能量回收，并将回收到的能量供给给车辆电子元件

或动力电池中，以提高电动汽车的续航里程。

首先，本文分析各种形式的馈能减振器的国内外研究现状，分析对比了各类

型馈能减振器的优点与缺点，决定采用机械式馈能减振器为研究目标。根据研究

目标提出了馈能减振器的总体设计目标，所设计的馈能减振器要满足非对称阻尼

特性、能量回收特性、安装特性及轻量化特性。将总结构划分为三块进行分段设

计，包括运动整流阶段、能量转化阶段和储能运用阶段。

然后，先对所设计的馈能减振器进行运动学分析，包括发电机转速和整流装

置运动分析，再对馈能减振器系统动力学进行分析，包括阻尼系数、阻尼力、馈

能特性。建立理论数学模型，并依据数学模型使用Matlab/Simulink软件搭建理论

仿真模型，并在不同激励条件下对理论模型进行仿真模拟，对馈能减振器示功特

性、阻尼系数和馈能特性进行理论分析。

最后，研制原理样机，确定台架试验参数，并在不同激励条件下在电液伺服

减振器试验台架上进行测试，通过自带的微机系统测出相应的阻尼力和位移，通

过示波器测出外接负载两端的电压。再对试验数据进行分析整理，并与仿真数据

进行对比验证。

研究表明，实验数据与仿真数据基本吻合，所设计的基于单向离合器和齿轮

的馈能减振器能够在保证汽车行驶平顺性的同时能够进行振动能量回收。

关键词：馈能减振器；单向离合器；机械传动；仿真模拟；台架试验

Abstract

Electricvehiclesaregraduallyreplacingfuelvehiclesasthemainforceinthe

automobilemarket,butthereisstilltheissueofinsufficientdrivingrangeforelectric

vehicles.Inordertoimprovethedrivingrangeofelectricvehicles,scholarsathomeand

abroadhaveconductedextensivediscussionsontheenergyrecoverytechnologyof

vehicleshockabsorbers.Traditionalshockabsorbersdissipatethevibrationgeneratedby

thevehiclesdrivingoverroughroadsintoheatenergydissipatedtotheair,causingenergy

waste.Inordertorecoverthisenergy,thispaperproposesaregenerativeshockabsorber

basedondoubleunidirectionalclutchandgears,whichnotonlyachievesthevibration

dampingeffectoftraditionalshockabsorbersbutalsorecoversvibrationenergy.The

recoveredenergyisthensuppliedtothevehicleselectroniccomponentsorpower

batteriestoimprovethedrivingrangeofelectricvehicles.

Firstly,thispaperanalyzesthecurrentresearch