對能量回收式液壓阻尼器系統(tǒng)原理設(shè)計

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1、第10期機械設(shè)計與制造2010年10月MachineryDesign&Manufacture33文章編號：1OOl一3997(2010)10—0033—03能量回收式液壓阻尼器系統(tǒng)原理設(shè)計術(shù)蔡雷丁渭平李允劉斌阮光強(西南交通大學機械工程學院汽車工程研究所，成都610031)SchematicdesignofenergyrecoveryhydraulicdampersystemCAILei，DINGWei—ping，LIYun，LIUBin，RUANGuang—qiang(InstituteofAutomotiveEn

2、gineering，SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestjiaotongUniversity，Chengdu610031，China)中圖分類號：TH16文獻標識碼：A1引言阻尼力迅速上升，當速度達到Ⅳ值時單向閥兩端壓差大于彈簧預緊力時，此時單向閥開啟實現(xiàn)溢流到達卸荷的目的，從而使阻液壓阻尼器是一種用來延長沖擊負荷的作用，吸收并轉(zhuǎn)化尼力不隨速度的增加而無限增加，該阻尼力一速度，如圖1所示。為沖擊能量，限制負載速度、位移的裝置。阻尼器種類很多，有鉛擠壓阻尼器，鋼阻尼器、摩擦阻尼

3、器以及液體黏滯阻尼器等。其所有的回復力由螺旋彈簧提供，實際仿真中所得曲線在，和，，之中，較為成熟主要是液體黏滯阻尼器。研制了一種使用在橋梁上間的阻尼力和活塞運動速度并不一定是成線性關(guān)系。新型液體粘滯阻尼器，該阻尼器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，易當阻尼器運動速度低時，阻尼力很小基本維持不變，而運動實現(xiàn)，利用AUTOCAD作圖和ADAMS建立模型，進行模型仿真速度達到20ram·s‘左右時，阻尼力下降到200KN左右并保持在得出所需參數(shù)值，對多個敏感參數(shù)進行分析討論，同時對阻尼器誤差為IOKN范圍以內(nèi)。工作過程中吸收能量

4、進行計算，討論出一套適合能量回收的簡單系統(tǒng)，定量分析了該系統(tǒng)效能。2系統(tǒng)方案由于液體粘滯阻尼器作用過程中，將機械能轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，如何將這部分耗散掉的熱能轉(zhuǎn)化為電能，提供給用電設(shè)備，必將節(jié)省資源。為了將一部分吸收的功轉(zhuǎn)化為電能避免以熱能的圖1F—V圖方式耗散掉，基于液壓系統(tǒng)工作穩(wěn)定的優(yōu)點，忽略體積等因素，基3．2關(guān)鍵參數(shù)本方案為：在不影響阻尼杼l生的情況下在阻尼器旁路連接雙向液活塞結(jié)構(gòu)據(jù)參考文獻【嚶求設(shè)計，本阻尼器為雙出桿式，主壓馬達，活塞往復運動促使液壓馬達正反轉(zhuǎn)進而將液壓能轉(zhuǎn)化為要包括活塞、活塞桿、端蓋、透蓋、

5、主缸、連接透蓋、副缸、底座等，機械能，通過聯(lián)軸器連接發(fā)電機，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，最終實現(xiàn)如圖2所示；活塞包括阻尼孔、錐閥、常通孔，復位彈簧等，如圖3機械能一液壓能一其它可利用能的轉(zhuǎn)化。所示。其中影響阻尼器性能的主要結(jié)構(gòu)有彈簧、阻尼孑L、常通孑L。3液壓阻尼器(1)從加工難易角度出發(fā)，錐閥更易于加工，減小了加工難3．1原理設(shè)計度，相關(guān)配合參照口結(jié)構(gòu)，如圖4、圖5所示。單向閥彈簧參數(shù)131：d=新型阻尼器設(shè)置了常通孔、常閉單向閥和常開雙向閥。當1．6mm；D=8mm；H=15；圈數(shù)：4圈．岡0度：31．6N／mm；預壓縮

6、量：4mm速度達到，值時常開雙向閥兩端壓差大于彈簧預緊力，閥關(guān)閉使(H：彈簧自由高度)。★來稿日期：2009—12—26女基金項目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金項目資助(SWJTU09ZT08)34蔡雷等：能量回收式液壓阻尼器系統(tǒng)原理設(shè)計第l0期(2)雙向閥彈簧參數(shù)prf=1．6ram；=8ram；H=I1mn]；固數(shù)2．5；剛度50．6N／ram；預壓縮量：4ram；(H：彈簧自由高度)。(3)常通孔直徑：D=2ram。(4)液壓油：常溫下硅油牌號201—1000。l2l畝——圖6系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1．阻尼器2．液壓馬達3

7、負載直4,2關(guān)鍵參數(shù)回收裝置中液壓馬達的關(guān)鍵參數(shù)有理淪轉(zhuǎn)矩?，N、實際轉(zhuǎn)矩N·Ill、總效率。在仿真過程中液壓馬達參數(shù)ControlInput圖2阻尼器結(jié)構(gòu)圖Function，設(shè)置為0．2，initialcontrolinput和initialangularvelocib1．主視圖2．俯視圖3．向視圖設(shè)置為零，sheardampingcoeficient設(shè)置為0．1，internalfrictioncoefficient設(shè)鼉?yōu)?．2。5性能預估5．1仿真模型模型包括機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)是在已有的機械模型基礎(chǔ)利

8、用ADAMS／Hydraulics模塊添加液眶傳動回路，并通過該回路中的執(zhí)行元件，將液壓系統(tǒng)的作用力傳遞到機械模型(a)主視圖中。同時機械系統(tǒng)會將速度、位移等信息傳遞給液壓系統(tǒng)。如圖6所樂，是液壓系統(tǒng)。如圖7所示，為阻尼器仿真模型。(b)俯視圖圖3活塞內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖7液壓系統(tǒng)1-j單簧2．單向閥3．阻尼孔4單簧5．雙向閥6．常通孔圖4單向閥圖5雙向