带齿轮齿条机构的馈能式减振器阻尼特性分析与实验

摘要

行驶中的汽车受到不平路面的激励会产生持续的振动，过多的振动会影响乘车的舒适性、驾驶的安全性、汽车的操纵稳定性等各方面的性能，这些振动要通过车辆上的阻尼元件才能得到有效的衰减。传统液力减振器作为阻尼元件可以将车身振动产生的机械能通过油液粘性摩擦转化为热能散发出去，这是一种能量的浪费。本文提出设计一种带齿轮齿条机构的压电馈能式减振器来替代现有车辆悬架系统中的减振器，这种减振器既可以满足不同路况下车辆减振所需阻尼，又能回收一部分汽车振动能量并将其转化为可供车辆利用的电能。
　　首先以某型号乘用车后减振器为基础，加入齿轮齿条机构，设计减振器本体，使减振器本体在产生阻尼的同时，将车架与车桥的相对直线运动转换为齿轮的旋转运动；然后从理论上研究与分析减振器本体阻尼特性与阀系结构参数之间的物理数学关系，并用SIMULINK模块建立减振器本体的仿真模型，分析减振器本体阀系参数改变对其阻尼特性影响规律，为进一步仿真分析压电馈能式减振器阻尼特性奠定了基础。
　　确定实验方案，搭建实验台架，对购置的某型号乘用车后减振器进行阻尼特性测试；对比实验结果与减振器本体仿真结果数据，验证仿真模型的正确性，通过对理论和仿真模型的分析选择合适的优化方案，修正减振器本体结构参数。
　　研究压电机构等效阻尼产生机理，搭建其仿真模型，分析压电机构等效阻尼特性；建立压电馈能式减振器仿真模型，得到不同激励情况下，压电馈能式减振器阻尼特性及压电机构等效阻尼系数占压电馈能式减振器总体阻尼系数的百分比；总结减振器本体和压电机构结构参数改变对压电馈能式减振器各方面性能的影响规律，根据本文研究的既定目标提出参数优化方案，优化压电馈能式减振器性能，使其在满足车辆行驶所需阻尼的同时能回收更多的振动能量。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 馈能式减振器国内外研究现状

1.3 减振器阻尼特性分析国内外研究现状

1.4 本文研究的技术路线

1.5 本文研究的主要内容

第2章 压电馈能式减振器结构与数学建模

2.1 带齿轮齿条机构的压电馈能式减振器设计

2.2 减振器本体结构与建模原理

2.3 压电机构结构及其等效阻尼特性建模原理

2.4 本章小结

第3章 减振器本体阻尼特性分析

3.1 建立减振器本体仿真模型

3.2 减振器本体阻尼特性分析

3.3 原车后减振器的阻尼特性

3.4本章小结

第4章 压电馈能式减振器阻尼特性仿真

4.1 建立带齿轮齿条机构的压电馈能式减振器仿真模型

4.2 压电馈能式减振器阻尼特性分析

4.3 参数改变对压电式馈能减振器的影响

4.4压电馈能式减振器性能改进方案

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢