馈能式悬架能量回收潜力试验研究

被动悬架通过减振器将车辆振动能量转化为热能散发到空气中以达到车辆减振的目的,而馈能式悬架正是要将这一部分能量回收利用,因此减振器耗散能量的估算对预测馈能式悬架的能量回收潜力具有重要意义。通过建立二自由度悬架模型对悬架动位移、动速度以及可回收能量进行了仿真计算,并通过实车道路试验验证了仿真模型及计算方法的正确性,同时对影响可回收能量大小的各个因素进行了分析,明确了轮胎刚度、路面等级、车速是影响可回收能量的关键因素。通过对可回收能量数值的分析得出,馈能式悬架更适合应用在重载车辆之上,并且可回收能量数量十分可观。

液电式馈能减振器外特性仿真与试验

为了回收由路面不平引起的车辆振动能量,设计了一种车用液电式馈能减振器,并针对其外特性进行了研究。根据液电式馈能减振器组成与原理,建立了相应的数学模型,模拟试验工况计算得到了示功特性及速度特性曲线;搭建了液电式馈能减振器试验台架并进行台架试验以验证理论模型的合理性;最后,基于所建立的液电馈能式减振器数学模型分析了蓄能器充气压力、蓄能器充气体积、液压马达排量、单向阀节流口面积与液压管路内径对外特性的影响。结果表明:提高高压蓄能器充气压力可以增大系统阻尼力;增大高压蓄能器充气体积、单向阀节流口面积、液压管路内径以及液压马达排量会引起系统阻尼力减小,其中液压马达排量只对伸张行程阻尼力有影响,压缩行程阻尼力不受其影响。

馈能型悬架潜力研究及其敏感性分析

从路面不平度统计特性的理论出发,结合悬架运动传递方程,推导了悬架的能量耗散功率,得出路面等级、车辆行驶速度与悬架能量耗散呈线性关系,并通过数值分析,得出一定条件下车辆悬架能量耗散功率与路面等级的数值关系.提出了仅与悬架运动参数相关的悬架能量耗散因子,并对悬架能量耗散因子进行了敏感性分析,得出在选定的参数范围内,车轮刚度与悬架能量耗散因子成线性关系且近似相等,非簧载质量对悬架能量耗散因子的影响非常小可忽略,而簧载质量、阻尼系数与悬架刚度对悬架能量耗散因子没有影响,最后总结出悬架能量耗散功率的理论模型.

基于液电馈能式悬架的整车道路仿真研究

介绍了液电馈能式减振器的工作原理,结合液电馈能式减振器阻尼力数学模型和7自由度整车动力学模型,搭建了基于液电馈能式悬架的整车动力学仿真模型。以道路随机输入工况和道路正弦波输入工况为例,对装备液电馈能式悬架系统的整车动力学响应进行了分析,并与传统车辆进行了对比。仿真结果表明:基于液电馈能式悬架的车辆能达到传统车辆的行驶性能要求,且还具备能量回收的功能。

基于液电馈能减振器的整车操纵稳定性仿真

通过仿真分析液电馈能减振器对操纵稳定性的影响,得到了液电馈能减振器在不同仿真工况下的评价指标与传统减振器基本保持一致的结果,具备实车试验可行性.描述了液电馈能减振器工作原理,并描述其阻尼特性;选取具有代表性的工况进行仿真研究,如双移线、转向盘角阶跃和鱼钩测试等工况,将车身横摆角速度、侧倾角和侧向加速度作为评价指标,通过对比上述三个指标来评价液电馈能减振器对车辆操纵稳定性的影响;选取马达排量、单向阀开启压力和管路内径作为关键参数,分析其对操纵稳定性的影响,为液电馈能悬架的匹配提供理论基础.

液电式馈能半主动悬架控制特性仿真分析与能量回收验证

为了回收车辆悬架系统在行驶过程中产生的振动能量,提出了一种液电式馈能半主动悬架(hydraulic-electrical energy regenerative semi-active suspension,HERSS)系统方案,并深入研究了HERSS半主动控制特性及馈能特性。根据HERSS系统原理,明确了其独特的单行程可控特点,推导了HERSS四分之一悬架系统方程,设计了线性最优LQG(linear quadratic Gaussian)控制器,利用MATLAB/Simulink搭建了基于LQG控制的HERSS仿真模型,通过仿真试验对比分析了HERSS、被动悬架、传统半主动悬架的性能差异。最后,进行了HERSS的馈能特性台架试验。研究结果表明:针对簧载质量加速度、悬架动行程、车轮动位移3个指标而言,由于HERSS仅伸张行程阻尼力可调的特点,其综合性能介于被动悬架、传统半主动悬架之间。针对馈能特性,当控制电流达到30A时,HERSS回收能量功率最高为51.94 W,对应的能量回收效率为12.86%,并且试验数据整体呈现出HERSS回收到的振动能量及能量回收效率随着控制电流的升高而增大的规律。其他悬架形式无法回收振动能量,因此,HERSS在馈能特性指标上具有明显优势。综上所述,HERSS能够满足汽车对半主动悬架系统的功能要求,并具有能量回收功能,在新能源汽车领域具有一定应用价值。该文研究成果可为液电式馈能悬架的实际应用提供参考。