滚珠丝杠式馈能型减振器的结构设计及参数匹配

王庆年，刘松山，王伟华，魏 昊

（吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130022）

传统阻尼器通过黏性液体流过节流孔，将振动能量转化为热能耗散，产生阻尼力，因其结构简单，安装空间小，制造成本低，得到普及应用，但受结构限制，其固定的阻尼特性已不能满足人们同时对车辆安全性和舒适性的要求。主动悬架恰恰能满足这种要求，但主动悬架是为改善车辆行驶性能进行匹配的，所以需要匹配较高功率，另外其主动控制需要各种传感器的支持，其价格高，功率消耗较大，安装要求高，所以难以普及。因此需要一种在结构、成本和性能上均可替代传统减振器，同时能进行振动能量回收和主动控制的馈能型减振器。从20世纪70年代开始，学者们对悬架的振动能量回收潜力、馈能结构和控制策略等方面进行了大量研究。Segel、Browne等［1－2］通过理论、仿真和实验得出，在一般情况下单个阻尼器的功耗约为50 W左右。在馈能结构方面，电磁式馈能悬架由于效率高和动态响应快成为研究和应用的重点。在控制策略上主要考虑提高车辆性能［3］。而对于馈能减振器的结构设计、馈能效率及参数匹配方面考虑较少。

本文以提高馈能减振器可安装性和能量回收效率为出发点，从结构设计和参数匹配两方面对滚珠丝杠式馈能减振器进行研究。

1 馈能减振器结构设计

滚珠丝杠式馈能减振器主要由滚珠丝杠、馈能电机及连接机构三部分组成。以往文献中研究的滚珠丝杠式馈能减振器的结构及样机［4－5］通常将电机和丝杠构成的馈能减振器作为一个整体，取代传统减振器的位置。……