回收振动能量发电的汽车减震器总体设计说明书
轿车减振器的设计说明
减振器在卸荷阀打开前，减振器中的阻力F与减振器振动速度 之间有如下关系
(2.1)
式中， 为减振器阻尼系数。
图2—1b示出减振器的阻力－速度特性图。该图具有如下特点：阻力－速度特性由四段近似直线线段组成，其中压缩行程和伸行程的阻力－速度特性各占两段；各段特性线的斜率是减振器的阻尼系数 ，所以减振器有四个阻尼系数。在没有特别指明时，减振器的阻尼系数是指卸荷阀开启前的阻尼系数而言。通常压缩行程的阻尼系数 与伸行程的阻尼系数 不等。
(3) 当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之，以避免承受过大的冲击载荷。
在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，且在压缩和伸行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器，还有采用新式减振器，它包括充气式减振器和阻力可调式减振器[2]。
1.3设计的主要研究容
1.2减振器国外是发展状况
为加速车身振动的衰减，改善汽车行使平顺性，大多数轿车的悬架都装有减震器。减震器和弹性元件是并联安装的。其中采用最广泛的是液力减震器，又称筒式液力减振器，现简称为筒式减振器。根据结构形式不同，减振器分为摇臂式和筒式两种。而筒式减震器工作压力仅在2.5～5MPa，但是它的工作性能稳定而在现代的汽车上得道广泛的应用。又可以分为单筒式、双筒式和充气筒式三种[3]。减震器的阻尼力越大，振动消除得越快，但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥；还可能导致连接件及车架损坏。通常为了保证伸过程产生的阻尼力比压缩行程产生的阻尼力大得多，所以伸阀弹簧刚度和预紧力比压缩阀大；在同样油压力作用下，伸阀及相应的通常缝隙的同道截面积总和小于压缩阀及相应的通常缝隙的通常截面积总和。这样也保证了悬架在压缩行程，减震器的阻尼力较小，以便充分利用弹性元件的弹性来缓和冲击；在伸行程，减震器的阻尼力应较大，以求迅速减振[2]。
汽车振动能量回收减震器的设计
u0 和电流 i0 的波形都是单向脉动波形，且实现了全波整流，如 图 3。设 U 为输入电压，Ｒ 为蓄电池电阻，其参数计算如下：
2．1 整流电压平均值 U0
∫ U0
=
1 π
π
槡2 Usinωtd( ωt)
0
= 0．9U
2．2 整流电流平均值 I0
Io = U0 = 0．9 U
Ｒ
Ｒ
本文所采用的单相桥式整流电路在正半周与负半周内都
证蓄电池在进行充电放电过程中恒定的工作环境等缺点。
综上所述，本文 所 发 明 的 汽 车 振 动 能 量 回 收 减 震 器，在 缓
和振动冲击使汽车平稳工作的同时，一定程度地回收了由不平
路面冲击引起的振动能量，达到了节能的效果，并且保证了蓄
电池处于一个良好的工作环境。因此，开发出这样一种既可以
节约能源，又能确保汽车良好性能的振动能量回收减震器，十
关键词： 汽车； 振动； 能量回收
1 结构设计 本文所设计的汽车振动能量回收减震器主要由底板、减震 装置、压电陶瓷片、整流器、蓄电池、U 型板、压杆等部分组成。 如图 1 所示： 1、U 型板； 2、压电陶瓷片； 3、减震垫； 4、连接板； 5、 固定板； 6、整流器； 7、蓄电池； 8、散热翅片； 9、底板； 10、减震装 置； 11、压杆； 12、安装板。 底板的上表面靠近安装板的一侧位置处固定安装有减震装 置，且底板的上表面靠近减震装置的一侧位置处安装有蓄电池， 而在蓄电池的一侧固定安装有散热翅片。通过固定板带动着连 接板往复运动，使得 U 型板内的压电陶瓷片受到挤压产生电能。 经整流器整流后再将电能传递到蓄电池中，同时，散热翅片能够 为蓄电池的充电放电进行散热，确保蓄电池处于一个稳定的工 作环境。另外，通过减震垫配合着两组减震装置的减震作用，能 够缓冲由不平路面传递给车身的震动，对汽车产生的振动频率 进行降低，从而确保汽车处在相对平稳的行驶工作状态。 工作原理是： 当汽车在行驶过程中产生振动时，压杆会与 U 型板内的压电陶瓷片接触，并往复挤压压电陶瓷片，产生电 能。电能经过整流器整流后储存于蓄电池中，而在蓄电池的一 侧固定安装有散热翅片。蓄电池与散热翅片通过导热板固定 连接，通过散热翅片的热量传导，保证了蓄电池处于一个恒定 的工作环境。另外，由 于 减 震 装 置 共 设 置 有 两 组，配 合 着 减 震 垫的减震作用，能够衰减不平路面引起的车身震动，使得汽车 处在相对平稳的行驶工作状态。
汽车振动能量回收减震器的设计
汽车振动能量回收减震器的设计作者：刘腾远邓深宇赵宏旺来源：《科技风》2019年第23期摘要：汽车上普遍存在着振动能量的损耗。
开发一种可回收能量的减震装置，将这些振动能量回收利用，是有效的节能途径。
本文设计出一种汽车振动能量回收减震器，能使汽车处在相对平稳的行驶工作状态，并且能保证蓄电池处于稳定的工作环境，同时将车辆的振动能量回收利用，达到节约能源的目的。
关键词：汽车;振动;能量回收1 结构设计本文所设计的汽车振动能量回收减震器主要由底板、减震装置、压电陶瓷片、整流器、蓄电池、U型板、压杆等部分组成。
如图1所示：1、U型板;2、压电陶瓷片;3、减震垫;4、连接板;5、固定板;6、整流器;7、蓄电池;8、散热翅片;9、底板;10、减震装置;11、压杆;12、安装板。
底板的上表面靠近安装板的一側位置处固定安装有减震装置，且底板的上表面靠近减震装置的一侧位置处安装有蓄电池，而在蓄电池的一侧固定安装有散热翅片。
通过固定板带动着连接板往复运动，使得U型板内的压电陶瓷片受到挤压产生电能。
经整流器整流后再将电能传递到蓄电池中，同时，散热翅片能够为蓄电池的充电放电进行散热，确保蓄电池处于一个稳定的工作环境。
另外，通过减震垫配合着两组减震装置的减震作用，能够缓冲由不平路面传递给车身的震动，对汽车产生的振动频率进行降低，从而确保汽车处在相对平稳的行驶工作状态。
工作原理是：当汽车在行驶过程中产生振动时，压杆会与U型板内的压电陶瓷片接触，并往复挤压压电陶瓷片，产生电能。
电能经过整流器整流后储存于蓄电池中，而在蓄电池的一侧固定安装有散热翅片。
蓄电池与散热翅片通过导热板固定连接，通过散热翅片的热量传导，保证了蓄电池处于一个恒定的工作环境。
另外，由于减震装置共设置有两组，配合着减震垫的减震作用，能够衰减不平路面引起的车身震动，使得汽车处在相对平稳的行驶工作状态。
2 电路设计当不平路面激励车身产生震动时，压电陶瓷片受到挤压，通过正压电效应将机械能转化为电能。
汽车减震器能量回收装置设计讲解
目录1 绪论 (1)1.1 能量回收装置简介 (1)1.2 研究的背景及意义 (1)1.3 国内外发展现状及趋势 (2)1.3.1国外发展现状 (2)1.3.2国内发展趋势 (2)2 理论基础 (3)2.1 减震器 (3)2.2 电磁发电技术 (4)2.2.1法拉第电磁感应定律 (4)2.2.2电磁感应发电装置结构 (4)2.3 压电发电技术 (5)2.3.1压电材料 (5)2.3.2压电效应 (5)3 基于压电叠堆储能的新式能量回收装置的结构及工作原理 (7)3.1 压电叠堆发电装置的结构 (7)3.2 能量回收装置的工作原理 (7)4 能量回收装置的等效模型分析 (8)4.1 模型假设 (8)4.2 等效模型 (8)4.3 发电装置的性能分析 (8)4.4油压频率f对回收装置输出特性的影响 (9)4.5 压电叠堆长度对输出特性的影响 (9)4.6 压电叠堆截面面积S对输出特性的影响 (10)4.7 本章小结 (11)5 能量回收装置输出电路 (11)6 结论与展望 (12)参考文献 (13)汽车减震器能量回收装置设计摘要：传统的被动悬架以及半主动悬架只能起到加速车架和车身震动的衰减作用，而起不到对振动能量回收的作用。
当汽车对减震器施加力时，减震器孔壁与油液间的摩擦及液体分子内的摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被油液和减振器壳体所吸收，并散到大气中，这一部分能量被白白浪费掉。
设计一种能量回收装置，能量回收装备将减震器内部的部分压力能转化为电能储存起来。
通过查阅大量关于能源转化的资料，并对各种能量回收方案进行比较，最终确定用压电叠堆能量回收的装置对减震器内部的压力能进行回收。
本文主要对压电能量回收装置的工作原理、理论设计、及数学模型的分析进行概述。
关键词：能量回收；储存；压电叠堆1绪论1.1能量回收装置简介目前，大多数的混合动力车和电动车都配有制动能量回收装置，该装置有推广到非混合动力车的趋势，国际汽联也希望通过KERS系统在F1中的推广，树立环保先锋的形象。
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本科毕业设计（论文）( 2014届 )题目：回收振动能量发电的汽车减振器总体设计学院：工学院、职业技术教育学院专业：汽车维修工程教育学生姓名：孙挺学号： 10520129 指导教师：曹振新职称：副教授合作导师：职称：完成时间：2014 年月日成绩：浙江师范大学本科毕业设计(论文)正文目录摘要 (1)关键词 (1)英文摘要 (1)英文关键词 (1)1 引言 (X)2 汽车减振器的国内外状 (X)2.1 汽车减振器的国内现状 (X)2.2 汽车减振器的国外现状 (X)3 理论基础 (X)3.1 减振器的概述 (X)3.2 减振器相对阻尼系数和阻尼系数的确定 (X)3.2.1 悬架弹性特性的选择 (X)3.2.2 相对阻尼系数的选择 (X)3.2.3 减振器阻尼系数的确定 (X)回收振动能量发电的汽车减振器总体设计工学院、职业技术教育学院汽车维修工程教育专业孙挺（10520129）指导老师：曹振新（副教授）摘要：减振器是汽车悬架系统中的重要组成部件,工作过程中通过液压油往返流经阀体和间隙产生阻尼,吸收汽车在不平路面上行驶产生的振动能量,从而衰减车辆的振动,并将这部分能量以热的形式耗散掉。
液电馈能式减振器采用机-电-液混合系统,通过单向阀组成的液压回路将由路面不平引起的车身与道路间的往复振动变成流动方向不变的液压油流动,由液压油驱动液压马达进而带动发电机发电,从而将振动机械能转化为电能,可为汽车空调以及其他电器系统提供电能。
本项目通过建立机-电-液混合系统动力学模型及仿真,分析机械能、液能和电能的相互转换的动态特性,在此基础上开展汽车振动能量回收模型的研究,液电馈能式减振器的能量转换机理研究和原理样机的研制。
同时研究基于该种形式减振器所建立的悬架系统,对能量回收利用的程度,以及通过相关控制算法实现悬架系统主动或半主动控制的可行性。
关键词：汽车减振器；回收发电；振动能量The vibration energy recycled for overall design of automobile shockabsorberSun Ting Director:CAO Zhen-xin(Engineering College、Vocational and Technical Education College，Zhejiang NormalUniversity， No.10520129)Abstract：Shock absorber is an important component of the automobile suspension system, in the process of working through the hydraulic oil flows through the body back and forth and damping clearance, to absorb the vibration energy in driving on rough road surface cars, thus attenuation vibration of the vehicle, and this part of the energy in the form of heat dissipation. Liquid can feed type shock absorber using machine - electric - hydraulic hybrid system, through the check valve of hydraulic circuit will be caused by surface uneven body between the road and reciprocating vibration into a flow of hydraulic oil flow direction, driven by hydraulic oil hydraulic motor to drive the generator power, thus the vibration ofmechanical energy into electrical energy, can provide electricity for automotive air conditioning and other electrical system. This project through the establishment of machine - electric - hydraulic hybrid system dynamics model and simulation, analysis of mechanical energy, fluid dynamic characteristics and power transformation, on the basis of the research of automobile vibration energy recovery model, energy conversion mechanism of a liquid feed electricity to shock absorber research and the development of the principle prototype. At the same time, the research on this kind of form of shock absorber of suspension system, the degree of energy recycling, and suspension system was achieved by relevant control algorithm is active or semi-active control is feasible.Key Words：Automobile shock absorber;Recovery and power generation;The vibration energy1引言2 汽车减振器国内外现状2.1 国内发展现状由于我国轿车减振器的发展时间短，起点低，技术水平落后，因此在国产中、高级轿车上还大量使用进口减振器。
所以，提高我国悬架减振器的自主研制开发水平，加速我国悬架减振器的发展，已经成为车辆悬架系统一个极需解决的重大课题，悬架减振器已列为我国汽车工业发展规划中优先发展的重要项目之一。
我国减振器的发展同国外先进工业国家相比还比较落后，大约只相当于国外20世纪70年代末，80年代初的水平。
我国液压减振器经过多年的研究发展，特别是最近十余年的发展，通过CKD（completelyknockdown）的组装与技术及设备的引进、消化和吸收获得了长足的发展，有了明显的进步与提高。
现在我国制定了减振器及其相关零部件的国家标准和行业标准，并且许多生产制造企业也建立了各自的企业标准，为减振器的设计、制造与验收提供了依据；为减振器制造各种专用设备（如在单、双动寿命试验台，旋压封口机，流量试验台，专用焊接设备，气密性检测设备，注油机，清洗机等）的生产厂家也在不断出现；同时为减振器提供各种配套零部件（如粉末冶金件、橡胶件、油封、弹簧、无油润滑轴承、阀片、减振器油、缸筒等）的生产厂家其设计制造水平也在不断提高。
这些都促进了我国减振器行业整体水平的提高。
自20世纪80年代末，国内外开始对汽车振动能量回收悬架进行进一步研究开发和应用，研究从机械式振动能量回收悬架逐步转移到电磁式振动能量回收悬架。
在国内相关项目的研究大多仍然停留在仿真及初步试验的阶段，尽管也都对馈能悬架的结构及原理进行了详尽的阐述，但实际研究成果较少。
其中，吉林大学与上海交通人学对馈能悬架的可行性分析做了较为深入的探讨。
上海交通大学的喻凡、郑雪春等提出了山滚珠丝杆结合永磁直流无刷力矩电机构成的主动悬架作动器方案，并对电机的选用、电机作动器的结构和工作原理及具体的系统参数做了一定的设计和探索，试制了电机作动器的功能样机，并对电气特性和被动响应特性进行测试分析，初步验证了该电机作动器的可行性和有效性。
实验表明，滚珠丝杆式馈能减振器在低频大振幅激励的情况下表现出良好的悬架特性，但在高频区域的表现却不如被动悬架。
吉林大学的王伟华、于长森等提出了由齿轮齿条机构结合直流伺服电机构成的主动悬架作动器方案，并进行了仿真分析。
目前我国已经能够生产微型面包车用独立悬挂减振器，并且己经为部分国外引进轿车配套生产独立悬挂减振器；在减振器的基础理论研究方面国内同样进行了大量的研究工作，有关主动液压减振器的研究工作也取得了一定的进展，已研制出主动液压减振器的试验样机。
综上所述，国内外许多学者就开始了对汽车振动能量回收悬架的研究，但到目前为止，该技术没有得到商业应用。
振动能量回收悬架按能量回收装置分，主要有液压式振动能量回收装置和电磁式振动能量回收装置两种；按其工作方式分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。
液压式振动能量回收悬架的响应频率较低，能量回收能力有限，而电磁式振动能量回收悬架能量转换方便，且利于存储和再利用，因此正在成为振动能量回收悬架领域的研究热点。
目前存在的馈能式悬架形式方案中，并没有真正能够应用于实际的有效方案，还处于在理论和试验研究的探索阶段。
为了能够使汽车振动能量回收的实际应用成为可能，迫切需要一种新型的馈能式减振器系统解决方案。
2.2 国外发展现状自20世纪70年代末，学者们开始从理论上分析研究车辆悬架的振动能量和回收的可行性。
日本公司Nissan开发了一种蓄能式减振器，其性能接近半主动悬架。
它通过利用振动能量抑制振动，但由于具有蓄能功能，因而对功率的需求大大减少了。
该减振器通过压力控制阀同小型蓄能器和液压油缸的结合，让蓄能器吸收不平路面的振动能量输入，这样系统所需流量相对减少，液压系统的主动阻尼和被动阻尼共同实现几车身的减振，从而降低能耗。
Nakano提出了一个新的自供电式主动控制的概念，研究了载重汽车驾驶室悬架系统，其基本原理是由底盘前悬架上的电机作动器回收振动能量并储存于蓄电池内，以提供座舱后悬架电机作动器进行主动控制。
为了简化系统，Nakano(2003)又提出仅含单个直线直流电机的自供电式主动隔振控制系统，将电机电枢高速运动时的再生能量用于电枢低速运动时驱动电机。
Okada则通过一个直线直流电机和双向电压变换电路组成的电动能量再生阻尼作动器来吸收振动。
简单的台架试验证明了该作动器能在高速运动的清况下回收能量。