[发明专利]一种具有非对称阻尼特性电磁减振器及非对称特性设计方法

说明书

一种具有非对称阻尼特性电磁减振器及非对称特性设计方法，属于车辆工程技术领域，减振器由齿轮齿条机构、联轴器、齿轮箱、电机、负载电路和机箱组成；结构新颖，通过含有双超越离合器和四齿轮的齿轮齿条机构，实现齿条双向运动，输出轴单向旋转；通过两个齿轮传动比不等于1的啮合传动，实现了齿条双向等速度运动输入时，输出轴单向旋转转速变化的运动特点，实现了电磁减振器的非对称阻尼特性以及发电特性，明确了电磁减振器感应电动势的非对称系数、电磁阻尼力的非对称系数以及等效阻尼系数的非对称系数与结构传动参数的量化关系，根据该量化关系以及设计目标中的电磁阻尼力非对称系数或感应电动势非对称系数，可迅速设计出满足要求的电磁减振器。

技术领域

本发明属于车辆工程技术领域，涉及一种车用减振器及其特性设计方法，具体的说是涉及一种利用电磁阻尼特性的具有双向不对称阻尼特性电磁减振器及其非对称特性设计方法。

背景技术

车辆在路面行驶时，难免会受到各种不同的干扰力，比如：路面不平、制动力、加速度以及离心力等。在这些力的作用下车辆会产生能量的耗散，其中一部分被减振器消耗。近年来，人们对回收减振器的耗散能量进行了研究，开发了电磁减振器。但电磁减振器的本体电机不具备传统车辆减振器的非对称阻尼特性，故需要研究实现非对称阻尼的方法。文献“Electromagnetic energy harvesting shock absorbers design modeling and roadtests”设计了一种非对称的电磁馈能减振器负载电路，利用负载电路电阻变化可导致电磁馈能减振器阻尼力变化这一特性，实现了一种具有非对称阻尼的电磁减振器。然而，该设计方法在一定程度上限制了通过电阻调节电磁减振器阻尼力的能力。文献“A high-efficiency regenerative shock absorber considering twin ball screwstransmissions for application in range-extended electric vehicles”设计了一种双滚珠丝杠式电磁减振器，通过设计两个传动比不同的滚珠丝杠传动装置，使电磁减振器在不同行程下具有不同大小的阻尼力。然而该电磁减振器存在结构复杂，加工制作成本较高等问题。

目前市面上常用的液力式减振器具有压缩行程提供的阻尼力小于拉伸提供的阻尼力，以便于在压缩行程时利用弹性元件的弹性来吸收冲击，拉伸行程迅速减振。电磁减振器则需要通过对传动结构、电机或负载电路进行特殊设计方能实现非对称阻尼特性。目前采用的方法主要有：第一，通过设计非对称负载电路的方法实现电磁减振器的非对称阻尼特性。然而该方法限制了电磁减振器通过负载电阻调节阻尼特性的特点；第二，通过设计非对称滚珠丝杠结构实现电磁减振器的非对称阻尼个性，然而该设计方法所设计的结构较为复杂，成本较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提出一种具有非对称阻尼特性的电磁减振器及非对称特性设计方法，该电磁减振器可实现齿条双向等速度运动输入时，输出轴单向旋转转速变化的运动特点，以实现电磁减振器的非对称阻尼特性以及发电特性，通过对该电磁减振器的分析，明确了电磁减振器发电量的非对称系数、输出力的非对称系数以及阻尼系数的非对称系数与结构传动参数的量化关系，可根据该量化关系以及设计目标中的输出力非对称系数或发电量非对称系数，迅速设计出满足要求的电磁减振器。

本发明的技术方案：一种具有非对称阻尼特性电磁减振器，其特征在于：所述电磁减振器由齿轮齿条机构、联轴器、齿轮箱、电机、负载电路和机箱组成；