【正文】 電材料的振動能量回收電路及其應用研究 [D].南京航空航天大學 學位論文 ,20xx,12. [16] 田威．氣動系統(tǒng)能量轉換回收裝置的研究與開發(fā) [D].南京理工大學 學位論文 ,20xx. [17] 徐琳．汽車液電饋能式減震器 研究 [D].武漢理工大學 學位論文 ,20xx. [18] Wanglei,Lifei,Shenzhongrui,Chenzhiping. Control Circuit Design of AC Frequency Conversion Systems for Speed Governing[J],20xx. [19] ,amp。根據(jù)缸體結構尺寸，可設計各齒輪參數(shù)為 1 12z? 、 1m? 、 1 12d? 、2 98z ? 、 1m? 、 2 98d? 、 3 14z? 、 1m? 、 3 14d? （圖 所示為其齒輪形式）。 圖 雙橫臂式獨立懸架側傾中心的確定 初選 2?? ； 11?? ； 5?? ； c=450mm； d=220mm； a=18mm；已知 1 7452B mm? 可計算出側傾中心高度： 1 6 6 . 4 52 c o s ta npw hBh m mk d a?????? （ ） 式中 ： 26 0 3692s in ( )ck m m?????? （ ） sin 34 9ph k d m m?? ? ? （ ） 所以側傾中心高度符合在獨立懸架中側傾中心高度前懸架 0~120mm 的要求。 5）永磁體磁極并聯(lián)安裝困難，需要有專業(yè)工具。永磁體的磁感應強度與永磁體的極面積 mS 及兩級面之間的距離 mh 有關，在永磁體的磁路中，磁感應強度又與磁導體的磁導率、電阻率的大小，磁導體的導磁面積，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。純鐵可做繼電器鐵心，直流電機導磁材料，如極靴等，可做磁屏蔽材料等。 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?；谏显V假設，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。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]。2 8?? 上、下橫臂長度的確定 汽車懸架設計時，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，這時應選擇上、下橫臂長度之比在 附近。非獨立懸架由于非簧載質量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。另外，扭轉梁因強度關系，允許承受的載荷受 到限制。 獨立懸架結構、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，側滑量大、輪胎磨損嚴重，轉向輪采用這種懸架對轉向操縱有一定影響因此很少用于的前懸架。當車輪受到?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。在國內，相關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構及基本原理進行了詳盡的闡述，但實際研究成 果較少。 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，相當于車輛驅動功率的 5%。 汽 油 發(fā) 動 機速 度 變 換 驅 動 輪 軸發(fā) 電 機 儲 能 裝 置 用 電 設 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。車輛振動能量再生系統(tǒng)從再生試驗臺整體框架構建、振動能量再生減振器設計、道路譜發(fā)生裝置設 計、電能回收與分配裝置設計等方面入手，利用CAD 繪圖軟件進行設計、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化為電能?？傮w結構確定下來開始進行齒輪和軸的尺寸進行設計計算，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。 四、項目驗收意見 導師驗收意見 簽字： 年 月 日 院（系、部）驗收意見 簽字： 蓋章 年 月 日 學校驗收意見 簽字： 蓋章 年 月 日 4 大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃學生項目 總 結 報 告 項目名稱： 汽車振動能量再生減振器開發(fā) 負 責 人： 鮑鴻宇 院 系： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 0912 指導教師： 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重要的作用。這種能量回收系統(tǒng)還帶來了一些值得關注的額外好處，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。旋轉電機式的振動能量回收效率明 顯超過直線電機式。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。主要州彈性元件、導向機構及減振器三個基本部分組成。因此，汽車懸架往往列為重要部件編入轎車的技術規(guī)格表，作為衡量轎車質量的指標之一。之間。多桿式懸架是目前最為先進的懸架結構。 下橫臂的設計 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。如果材料選擇適當，使用溫度范圍為 60～ +200℃ 。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。以此為依據(jù)確定系統(tǒng)的材料結構。 磁導體的功能是有效 地傳遞磁能或信息。 （ 5）軟磁鐵氧體 軟磁鐵氧體磁導率高，磁滯損耗小，磁飽和感應 強度高。 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成的磁路，永磁體磁極不直接面對氣隙而是通過磁導體構成的磁極面對氣隙。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。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? 。 ][ 31 pSaFamF Mp aYYdb KT ?? ?????? ????? （ ） 本章小結 本章主要進行了能源再生系統(tǒng)的機構數(shù)據(jù)的設計計算和連接懸架主要參數(shù)的選取，并且對發(fā)電裝置的相關數(shù)據(jù)也進行了初步的設計，通過本章內容可以使對設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?。總體結構確定下來開始進行齒輪和軸的尺寸進行設計計算，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。 減振器是懸架的主要阻尼元件。磁極轉動是磁場發(fā)生變化 ，進而改變線圈中的電動勢。 3） 永磁體磁極串聯(lián)磁路易于實現(xiàn)對永磁體實施有效的冷卻，保證永磁發(fā)電機或永磁電動機安全可靠地工作。軟磁鐵氧體在無線電、微波、脈沖技術被廣泛低用來制作電感，變壓器的鐵心等。 （ 1）低碳鋼 低碳鋼適用做導體的最好為含碳量小于 %的碳鋼。 振動能量發(fā)電系統(tǒng)的結構確定以后，詳細的設計步驟如圖 所示： 永久磁鐵材料的選擇 在設計中要根據(jù)永磁體的綜合性能及永磁體的工作環(huán)境，永磁體的價格、可靠性、壽命等，科學、合理地選擇永磁 體。所以如果按照汽車是實際情況來研究其振動，會是一個非常復雜 18 的問題。同時， O形圈形狀簡單，制造容易，成本低廉，使用方便，用于動密封的 O 形圈的密封性不受運動方向的影響。 第 6 方案主銷后傾角的變化規(guī)律比較好，在現(xiàn)代汽車設計中被廣泛采用，這里我初選第 2 種方案， 39。它的突出優(yōu)點是簡化了結構，減小了質量，節(jié)省了空間，有利于前部地板構造和發(fā)動機布置。目前由于對汽車干順性和操縱穩(wěn)定性提出了更高要求，有些汽車采用了結構更復雜的雙橫臂式或多桿式獨立懸架。所以此越野車前懸架采用獨立懸架?，F(xiàn)代汽車還采用了控制機構，形成可控式懸架。但由于該試驗主要是改進軍用車輛的性能，因此研究的重心在于提高動力性和行駛平順性，而在節(jié)能方面還有待進一步的提高。 （二）震動能源再生在汽車上的發(fā)展現(xiàn)狀 自 20 世紀 70 年代末，學者們開始從理論上分析研究車輛振動能量和回收的可行性。制動系統(tǒng)在減速和停車時產(chǎn)生能量，而熱電式發(fā)電機則在激情 駕駛（也就是加速）時具有最佳功能性。減震器能耗是汽車能耗的重要組成部分，只是這部分振動能量一直未被利用，隨著能源問題的日益突出，節(jié)能是當前汽車設計中的首要問題之一。能量再生試驗臺的各個組成部分的指標、參數(shù)按照車輛實物進行設計，滿足實際運行需要的指標、參數(shù)。 意義和目的 本課題研究的基本目的是利用汽車振動帶動振動發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電，并對電能進行收集。車輪與路面之間載荷的波動還影響到它們的附著效果，路面不平度使車輛在行駛中產(chǎn)生行駛阻力和振動，為了改善車輛的行駛質量，汽車傳統(tǒng)減震器以摩擦的形式將這部分機械能轉變?yōu)闊崮?，從空氣中耗散掉，從而衰減車輛的振動，使汽車獲得良好的平 順性。 Velinsky 基于四自由度后軸懸架模型，通過測量懸架阻尼器和輪胎之間的相對速度，分析了懸架系統(tǒng)的能量耗散。 20xx 年 2 月，麻省理工學院（ MIT）聲稱氣采用液壓系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)成功研制了一種用于汽車懸架部位的能量回收裝置。 汽車懸架的工作原理是 : 當汽車輪胎受到?jīng)_擊時，彈性元件對沖擊進行緩沖，防止對汽車構件和人員造成損傷。獨立懸架的結構特點是，兩側的車輪各自獨立地與車架或車身彈性連接，因而具有很多優(yōu)點。但這種懸梁在側向力作用時。非獨立懸架兩側的車輪由一根整體式車橋相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸架與車架連接。初取 39。 錐形彈簧 16 當受載后，特性線的 OA 段是直線，載荷 繼續(xù)增加時，彈簧從大圈開始逐漸接觸，有效圈數(shù)逐漸減少，剛度逐漸增大，到所有彈簧圈壓并為止。這就是以一個自由度研究汽車振動的基本依據(jù)。永磁磁場將鐵磁體磁化后，去掉外磁場作用后鐵磁體仍具有磁性，又稱為恒磁性或硬磁性。低碳鋼可做直流電機的磁軛和高速轉子，永磁鐵發(fā)電機的轉子、小功率變壓器的鐵心，也適用于直流或工頻的磁導體。 磁路計算就是計算出沿磁導體的回路中的主磁通量 ? 及磁密 B 。 4）永磁體磁極并聯(lián)磁路結構復雜，制造成本高。 25 第 4章 零部件數(shù)據(jù)設計