增加缓冲器的馈能式悬架性能研究

doi:10.19562/j.chinasae.qcgc.2023.01.009

Abstract

Abstract:

In order to solve the problem of the deterioration of the performance of the regenerative suspension caused by inertial mass， the solution of the absorber in series with buffer is studied. A two degree of freedom regenerative suspension model with buffer is established. The theoretical research shows that adding buffer can improve the spring loaded mass acceleration， suspension dynamic deflection and reduce the inertia force. Through the analysis of transmission characteristics， the effect of the buffer on the velocity amplitude of the absorber is revealed. Comparing the suspension dissipation power with or without buffer， the result shows that the buffer reduces the suspension dissipation power. Through the bench comparison test， it is verified that adding the buffer can effectively improve the performance of the regenerative suspension， with the root mean square value of spring loaded mass acceleration reduced by 58.0%， the root mean square value of wheel relative dynamic load reduced by 33.3%， and the root mean square value of suspension dynamic deflection reduced by 27.6%.

Key words: buffer, inertia force, suspension characteristics, regenerative suspension

Huixin Song,Bingyi Liu,Liang Gu,Jinqiu Zhang. Research on the Performance of Regenerative Suspension with Buffer[J].Automotive Engineering, 2023, 45(1): 77-85.

Figures/Tables 21

参数	数值
车轮阻尼系数与悬架阻尼系数比 $ε$	0.03
缓冲器阻尼系数与车轮阻尼系数比 $χ$	1
车轮刚度系数与悬架刚度系数比 $γ$	9
缓冲器刚度与悬架刚度的比值 $δ$	2.5
非簧载质量与簧载质量比 $μ$	0.14
惯性质量与非簧载质量比 $β$	1.4
悬架阻尼比 $ξ$	0.35
簧载质量的偏频 $f r s$ /Hz	1.27

参数	数值
电机额定功率 $P m e$ /W	1 000
电机额定转矩 $T m e$ /（N·m）	3.18
电机额定转速 $n m e$ /（r·min^-1）	3 000
电机转矩常数 $k e$ /（N·m·A^-1）	0.454
电机感应电动势常数 $k i$ /（V·s·rad^-1）	0.6
电机转动惯量 $J m$ /（kg·m²）	0.000 136
电机内阻 $R i$ /Ω	1.1
负载电阻 $R e$ /Ω	50
行星变速器额定转矩 $T r e$ /（N·m）	130
行星变速器额定转速 $n r e$ /（r·min^-1）	3 000
行星变速器转动惯量 $J r$ /（kg·m²）	0.000 05
行星变速器变速比 $i r$	16
齿轮分度圆半径 $R g$ /m	0.028 5
齿轮转动惯量 $J g$ /（kg·m²）	0.000 13
缓冲器刚度 $k h$ /（N·m·rad^-1）	123
缓冲器阻尼系数 $c h$ /（N·m·s）	0.2

参数	数值
簧载质量 $m s$ /kg	312.5
非簧载质量 $m u$ /kg	43.5
惯性质量 $m r$ /kg	58.8
悬架刚度 $k s$ /（N·m^-1）	20 000
车轮刚度 $k u$ /（N·m^-1）	180 000
车轮阻尼系数 $c u$ /（N·S·m^-1）	53.6

项目	均方根值
项目	$σ z ¨ s / (m · s - 2)$	$σ F d / G j$	$σ f d / m m$
无缓冲器时	3.86	0.42	15.6
有缓冲器时	1.62	0.28	11.3
改善程度	58.0%	33.3%	27.6%

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悬架特性对比	频域内幅值比的平均值
悬架特性对比	簧载质量加速度	相对动载荷	动挠度	惯性质量加速度
无缓冲器时	1.448 2	0.359 1	0.422 4	16.676 2
有缓冲器时	0.731 6	0.289 2	0.085 9	5.072 4
提升程度	49.5%	19.5%	79.7%	69.6%

车速/（km·h^-1）	20	40	60	80
无缓冲器时减振器耗散功率/W	16.6	33.1	49.7	66.3
有缓冲器时减振器耗散功率/W	8.5	17.0	25.4	33.9
降低程度/%	48.8	48.6	48.9	48.7
无缓冲器时悬架耗散功率/W	18.9	37.7	56.6	75.4
有缓冲器时悬架耗散功率/W	11.6	23.2	34.7	46.3
降低程度/%	38.6	38.5	38.7	38.6

Research on the Performance of Regenerative Suspension with Buffer

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