【正文】 （ ） 式中 K? 和 K? 分別為疊繞系數(shù)和排繞系數(shù)，隨導(dǎo)線直徑不同而改變?？傮w結(jié)構(gòu)確定下來開始進行齒輪和軸的尺寸進行設(shè)計計算，在進行繪制草圖，并且通過試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行對比來進行數(shù)據(jù)的修正與優(yōu)化。Actuators. A:physical. Elsevier Journal[J],20xx. 36 佐證材料 37 目 錄 1 已授權(quán)： 實用新型：汽車行駛振動能量再生裝置（ ） 實用新型： 振動能量再生的減振器 （ ） 實用新型： 液壓振動能量回收減振器 （ ） 2 已受理： 發(fā) 明 專 利 ： 振 動 能 量 再 生 的 減 振 器 及 減 振 方 法（ ） 38 39 40 41 。 ][ 31 pSaFamF Mp aYYdb KT ?? ?????? ????? （ ） 本章小結(jié) 本章主要進行了能源再生系統(tǒng)的機構(gòu)數(shù)據(jù)的設(shè)計計算和連接懸架主要參數(shù)的選取，并且對發(fā)電裝置的相關(guān)數(shù)據(jù)也進行了初步的設(shè)計，通過本章內(nèi)容可以使對設(shè)計中的部件有了一定的初步規(guī)劃，在圖紙上的建?？梢宰龅叫闹杏辛艘欢ǖ哪Ｐ汀? 根據(jù)工作狀態(tài)選擇電流密 度確定導(dǎo)線的直徑 選取電流密度 23/J A mm? ，則裸線直徑為： ( )Id mmJ? （ ） 式中 I 為線圈中通入的額定電流。由下式計算 cmc12P fr g? 12 1 6 3 1 7 9 .8 0 .1 2 0 5? ? ? ?=（ ） 按圖 2 和（ ）式，懸架臨界阻尼系數(shù)為 /cr NS m? 。 下橫臂數(shù)據(jù)設(shè)計 為了提高汽車的制動穩(wěn)定性和舒適性，一般希望主銷后傾角的變化規(guī)律是：在懸架彈簧壓縮時后傾角增大；在彈簧壓縮時后傾角減小，用以造成制動時因主銷后傾角變大而在控制臂支 架上產(chǎn)生的防止制動前俯的力矩。給定了永磁鐵運動方向為垂直于線圈平面，因此要增大線圈的磁通量的變化量需要從增大線圈匝數(shù)入手。而串聯(lián)磁路則安裝容易，不用專用工具。 2） 永磁體磁極并聯(lián)布置，即永磁體磁極切向布置或隱極式所構(gòu)成的磁路，永磁體磁極不直接面對氣隙而是通過磁導(dǎo)體構(gòu)成的磁極面對氣隙。所以磁路的設(shè)計十分重要。 （ 5）軟磁鐵氧體 軟磁鐵氧體磁導(dǎo)率高，磁滯損耗小，磁飽和感應(yīng) 強度高。純鐵價格較貴，現(xiàn)在使用的不多，多種情況下低碳鋼取代。 磁導(dǎo)體的功能是有效 地傳遞磁能或信息。它是一種近幾十年發(fā)展起來的新型磁鋼，現(xiàn)在看來，用量最大的地方是在電機中。以此為依據(jù)確定系統(tǒng)的材料結(jié)構(gòu)。 通過對振動發(fā)電裝置的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及國內(nèi)外趨勢的分析研究，提出一種利用感應(yīng)線圈及永磁鐵構(gòu)成的電磁式振動發(fā)電系統(tǒng)，感應(yīng)線圈圍繞在永磁鐵周圍構(gòu)成一種發(fā)電系統(tǒng)，將外界環(huán)境的振動能量轉(zhuǎn)換為電能的振動式發(fā)電系統(tǒng)，原理模型如圖 所示。兩 種較重的振動情況可能發(fā)生在輪軸方面（前橋和后橋），即在充氣輪胎上的垂直振動，沿zz 軸方向，以及橫向振動繞縱軸 yy。 選用了 等節(jié)距型的圓錐螺旋壓縮彈簧。如果材料選擇適當(dāng)，使用溫度范圍為 60～ +200℃ 。根據(jù)我國乘用車設(shè)計的經(jīng)驗，在初選尺寸時取上、下橫臂長度之比為 為宜。 下橫臂的設(shè)計 為了提高汽車的制動穩(wěn)定性和舒適性，一般希望主銷后傾角的變化規(guī)律是：在懸架彈簧壓縮時后傾角增大；在彈簧壓縮時后傾角減小，用以造成制動時因主銷后傾角變大而在控制臂支架上產(chǎn)生的防止制動前俯的力矩。獨立懸架的車橋做成斷開的，每一側(cè)車輪可以單獨通過彈性懸架與車架連接。多桿式懸架是目前最為先進的懸架結(jié)構(gòu)。扭轉(zhuǎn)梁式懸架結(jié)構(gòu)簡單、成本低、在一些前置前驅(qū)動汽車的后懸架上應(yīng)用得比較多。之間。對后懸架來說．汽車在小向心加速度行駛時車輪外傾角變化將增加汽車不足轉(zhuǎn)向因素 ．而在大向心加速度時車身產(chǎn)生 “舉升 ”現(xiàn)象。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術(shù)規(guī)格表，作為衡量轎車質(zhì)量的指標(biāo)之一。導(dǎo)向構(gòu)件在傳力的同時，對方向進行控制。主要州彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)及減振器三個基本部分組成。其中，吉林大學(xué)與上海交通大學(xué)對振動能量回收懸架的可行性分析做了較為深入的探討。這一系統(tǒng)將振動能量的回收、儲存電能的管理統(tǒng)一起來。喻凡理論計算了汽車主動懸架的耗能情況和回收路面振動能量潛能。旋轉(zhuǎn)電機式的振動能量回收效率明 顯超過直線電機式。由于電機能量轉(zhuǎn)換方面的優(yōu)勢，永磁電機被應(yīng)用在汽車振動能量回收上，振動能量回收發(fā)電開始迅速發(fā)展起來。這種能量回收系統(tǒng)還帶來了一些值得關(guān)注的額外好處，例如在冷起動時為發(fā)動機或乘客艙供暖系統(tǒng)提供額外熱量。本設(shè)計題目的完成對于全面提高學(xué)生工程設(shè)計能力和素質(zhì)，能量轉(zhuǎn)化、再生等問題具有重要的現(xiàn)實意義和良好的實用意義。 四、項目驗收意見 導(dǎo)師驗收意見 簽字： 年 月 日 院（系、部）驗收意見 簽字： 蓋章 年 月 日 學(xué)校驗收意見 簽字： 蓋章 年 月 日 4 大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃學(xué)生項目 總 結(jié) 報 告 項目名稱： 汽車振動能量再生減振器開發(fā) 負 責(zé) 人： 鮑鴻宇 院 系： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級： 車輛工程 0912 指導(dǎo)教師： 王云龍、齊曉杰 批準日期： 20xx 年 5 月 18 日 驗收日期： 20xx 年 3 月 25 日 黑龍江工程學(xué)院 20xx 年 3 月 5 第 1 章 緒 論 汽車從它的出現(xiàn)到發(fā)展到現(xiàn)在承擔(dān)了對我們發(fā)展的重要作用，從載人到載貨的變換，減震系統(tǒng)對乘坐人員的舒適性到保證貨物安全運輸?shù)哪芰Χ计鸬街陵P(guān)重要的作用。完成振動能量再生減震器的數(shù)據(jù)設(shè)計和相關(guān)零件的選取工作，開始進行 CAD 的零件圖與裝配圖繪制，繪制完成平 面圖紙進行邊框和標(biāo)注進行細節(jié)修改?？傮w結(jié)構(gòu)確定下來開始進行齒輪和軸的尺寸進行設(shè)計計算，在進行繪制草圖，并且通過試驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行對比來進行數(shù)據(jù)的修正與優(yōu)化。 結(jié)題驗收材料 （附后） ： 1．項目總結(jié)報告 2． 授權(quán)國家專利 3． 4． 5． 符合結(jié)題條件 第 （ 5） 條。車輛振動能量再生系統(tǒng)從再生試驗臺整體框架構(gòu)建、振動能量再生減振器設(shè)計、道路譜發(fā)生裝置設(shè) 計、電能回收與分配裝置設(shè)計等方面入手，利用CAD 繪圖軟件進行設(shè)計、開發(fā)，該系統(tǒng)要能模擬車輛在實際路面行駛時的振動特性，并將其振動能量進行再生轉(zhuǎn)化為電能。該減振器結(jié)構(gòu)簡單、適用范圍廣、制造成本低、經(jīng)濟效應(yīng)顯著，適合于各類型車輛使用。 汽 油 發(fā) 動 機速 度 變 換 驅(qū) 動 輪 軸發(fā) 電 機 儲 能 裝 置 用 電 設(shè) 備振 動 發(fā) 電車 體 振 動圖 車體振動能量回收示意圖 （一）機械能源再生的發(fā)展現(xiàn)狀 7 在機械式振動能量回收方面，再生泵裝置，機械式可變線性傳動裝置以及再生振動器是較典型的例子，雖然在能量回收性能上，有些只適合某種特殊 工況，但是在設(shè)計理念上突出了使用回收的能量來抑制振動或維持車身姿態(tài)的功能或為其他用電器供電。直線電機式傳動效率不高，質(zhì)量較大、磁場強度不足，而旋轉(zhuǎn)電機式則較好地彌補了前者的缺點。 Hsu 以 GM Impact 為例，估算了某車輛在高速道路上以 16 m/s 的車速行駛時，平均每個車輪可回收 8 能量功率為 100 W，相當(dāng)于車輛驅(qū)動功率的 5%。 20 世紀末期到 21 世紀初，美國德克薩斯大學(xué)在軍用車改裝項目中講電磁式阻尼器安裝在高機動多功能輪式車輛上進行實車試驗。在國內(nèi)，相關(guān)項目的研究大多仍然停留在仿真及初步試驗的階段，盡管也都對回收能量裝置的結(jié)構(gòu)及基本原理進行了詳盡的闡述，但實際研究成 果較少。 11 第 2 章 懸架系統(tǒng)的選擇 汽車懸架是車架 (或車身 ) 與車橋 (或車輪 )之間彈性連接的部件。當(dāng)車輪受到?jīng)_擊而跳動時， 使其運動軌跡符合一定的要求， 增加汽車的平順性和穩(wěn)定性。同時，汽車懸架 作為 車架 (或車身 )與車軸 (或車輪 )之間作連接的傳力機件，又是保證汽車行駛安全的重要部件。 獨立懸架結(jié)構(gòu)、類型和特點 這種懸架在車輪跳動時．車輪傾角有顯著的變化，側(cè)滑量大、輪胎磨損嚴重，轉(zhuǎn)向輪采用這種懸架對轉(zhuǎn)向操縱有一定影響因此很少用于的前懸架。90186。另外，扭轉(zhuǎn)梁因強度關(guān)系，允許承受的載荷受 到限制。缺點是零件數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、要求精度高。非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。另外， L 形控制臂的 14 前后連接襯套剛度一般都設(shè)定為 前硬后軟，這有助于在轉(zhuǎn)向時受到側(cè)向力時前輪形成負前束，增加不足轉(zhuǎn)向的趨勢， 有利于提高汽車行駛的穩(wěn)定性 。2 8?? 上、下橫臂長度的確定 汽車懸架設(shè)計時，希望輪距變化更小，以減少輪胎磨損，提高其使用生命，因此應(yīng)選擇上、下橫臂長度之比在 附近；為保證汽車具有更好的操縱穩(wěn)定性，希望前輪定位角度的變化更小，這時應(yīng)選擇上、下橫臂長度之比在 附近。所以使用范圍很寬，密封的壓力范圍從 510? Pa 的真空到 400Mpa的高壓（動 密封可達 35Mpa）。常用的圓錐螺旋壓縮彈簧有等節(jié)距型和等螺旋角型兩種 [10]。 圖 車體振動示意圖 我們可以這樣認為，三種情況的振動可能發(fā)生在車身和底盤方面，分別為垂直振動沿 zz 方向、縱向振動繞橫軸 xx 以及橫向振動繞縱軸 yy 的?；谏显V假設(shè)，后續(xù)章節(jié)主要對車體垂直方向振動能量進行分析并加以回收利用。 振動能 量發(fā)電系統(tǒng)的工藝設(shè)計 通過對車體振動能量發(fā)電系統(tǒng)的特性進行分析，可以從優(yōu)化感應(yīng)線圈結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)材料、增大系統(tǒng)固有頻率和磁通量等方面提高發(fā)電機的輸出電壓和輸出功率方面考慮。 釹鐵硼是一種磁性非常強的材料，有很高的 rB 、 cH ，它的磁能積很高。還要求磁導(dǎo)體能在較低的外磁場作用下盡可能地產(chǎn)生較高的磁感應(yīng)強度，并在外磁場強度增大的情況下，磁通不易飽和，也要求導(dǎo)體在外磁場撤去后，磁導(dǎo)體的磁性消失。純鐵可做繼電器鐵心，直流電機導(dǎo)磁材料，如極靴等，可做磁屏蔽材料等。如電源、電信、高頻變壓器等。永磁體的磁感應(yīng)強度與永磁體的極面積 mS 及兩級面之間的距離 mh 有關(guān)，在永磁體的磁路中，磁感應(yīng)強度又與磁導(dǎo)體的磁導(dǎo)率、電阻率的大小，磁導(dǎo)體的導(dǎo)磁面積，磁路的長短，氣隙的長短，以及永磁體的串聯(lián)、并聯(lián)等諸多因素有關(guān)。 這兩種磁路各有優(yōu)缺點，比較如下： 1） 永磁體磁極的串聯(lián)即徑向布置，亦稱面極式的永磁體磁極串聯(lián)磁路，它的優(yōu)點是：永磁體的一個磁極直接面對氣隙，漏磁小，磁通集中于氣隙，磁極采取聚磁形狀，磁感應(yīng)強度比單個永磁體磁感應(yīng)強度高 5%~10% 。 5）永磁體磁極并聯(lián)安裝困難，需要有專業(yè)工具。 要提高線圈中的磁通量的變化量，需要從增大線圈的匝數(shù)以及在結(jié)構(gòu)上考慮與磁鐵的相互運動方向入手。 圖 雙橫臂式獨立懸架側(cè)傾中心的確定 初選 2?? ； 11?? ； 5?? ； c=450mm； d=220mm； a=18mm；已知 1 7452B mm? 可計算出側(cè)傾中心高度