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基于汽车悬架系统的减振与俘能系统设计
| 论文题名： | 基于汽车悬架系统的减振与俘能系统设计 |
| 关键词： | 汽车工程;悬架结构;减振系统;俘能系统;优化设计 |
| 摘要： | 随着社会的发展，能源问题成为困扰世界各国的共性问题，如何提高能源的使用效率并俘获外界的能量成为各国学者的研究热点。对于汽车行业而言，想要提高汽车的燃油效率，一方面是设计出更好的汽车动力系统，另一方面就是俘获汽车行驶过程中的能量。汽车行驶过程中最普遍的能量就是振动机械能，汽车振动机械能不仅影响汽车的乘坐舒适性，对于一些安装有主动悬架的汽车来说还会降低其燃油经济性。因此，俘获汽车行驶过程中的振动能量不仅对提高汽车舒适性有着重要的意义，还对提高汽车燃油经济性有着重要作用。 针对电机式俘能悬架存在的结构复杂、安装空间要求高和电机控制单元复杂的缺点，以提升悬架减振性能和振动能量收集效率为目标，提出了两类无需复杂控制系统的电磁式俘能悬架设计方法，分析了影响两种悬架减振与俘能效率的关键因素，数值实验验证了新型俘能悬架设计方法的可行性，具体工作包括: (1)根据电磁俘能悬架性能的要求，引入速度放大机构和空间磁路优化设计，提出了开放式俘能悬架结构设计方法，建立了开放式电磁俘能悬架的系统动力学模型，设计了具有最佳俘能和减振效率的俘能悬架结构参数和磁路布置方案。数值实验结果表明，与传统式悬架相比，在路面随机功率谱激励下，以50m/s的速度在B级路面行驶时，所设计的开放式俘能悬架最高俘获峰值电压9.273V，并使汽车振动加速度峰值降低14.77％，从而验证了开放式俘能悬架设计方法的有效性。 (2)针对俘能悬架结构简单性的使用要求，利用相向磁体排斥力与位移之间的非线性关系，设计了内置式减振俘能悬架结构，建立了内置式减振俘能悬架的仿真分析模型，分析了永磁体结构参数、铺置位置和铺置方式与减振和俘能效率间的关系，给出最优的俘能悬架结构参数和空间磁体布置方式。数值实验结果表明，汽车在路面随机功率谱激励下，以50m/s的速度在B级路面行驶时，内置式减振俘能悬架俘获并输出峰值电压3.081V,使汽车振动加速度峰值降低16.6％，验证了所设计内置式减振俘能悬架的有效性和可行性。 |
| 作者： | 石文武 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 高仁璟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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