随着社会对于公路交通安全需求的提升,道路减速带近年来的应用逐渐普及。汽车通过减速带会发生振动能量转化为热能消散的现象,而这部分消散的能量具有较大的回收利用价值。为了回收被浪费的汽车振动能量,实现节能减排,本文提出一种具有振动能量回收功能的新型减速带系统,既具备普通减速带的基本功能,又可以将汽车通过减速带产生的能量加以回收和再利用。通过归纳分析现有机械式、电磁式、压电式和液压式减速带振动能量回收系统的主要特点,以一种液压缸作为换能器核心部件的减速带为研究对象,围绕减速带系统性能评价、工作机理分析、系统设计方法、动态模型构建、参数匹配优化设计仿真与试验验证等方面开展研究,为具有振动能量回收的减速带系统设计与应用提供理论指导。首先,基于减速带的控速机理与我国减速带参数设计标准,分析归纳了具有振动能量回收功能的减速带的参数设计方法;提出具有振动能量回收功能的减速带性能评价指标,基于多源指标数据融合技术,确定不同评价指标权重与归一化处理方法,实现了对具有振动能量回收功能减速带的评价体系设计。其次,提出了一种具有持续发电与蓄能发电双模式的振动能量回收功能减速带的设计方法。通过对现有的几种减速带振动能量回收方案进行研究对比,分析不同形式减速带系统的结构与性能特点,在此基础之上,综合评价各种方案,最终优选适合于减速带工程应用的液压式振动能量回收方案。为满足减速带系统的功能要求,通过研究液压系统的设计方案、传动原则以及零部件设计方法,采用液压缸与换能器相耦合的设计方案设计了一种具有振动能量回收功能的液压式减速带系统,并对持续发电与蓄能发电模式的工作原理进行了详细的分析。再次,研究了具有持续发电与蓄能发电双模式的振动能量回收功能减速带系统的工作机理。换能器作为液压式减速带振动能量回收系统能量转换部分的核心部件,在车辆通过减速带时吸收振动能量,并将振动能量转换为液压能,最终驱动发电机发电。本文从换能器的作用机理入手,建立单一型减速带的激励模型,通过复模态理论的状态空间分析方法,在二自由度单轮模型的基础上,研究车辆—换能器的振动模型动力学行为特征。进而分析换能器液压缸非线性刚度特性,总结得到单自由度模型下的换能器振动特性和动态响应方程,仿真研究了系统参数对换能器的幅频特性和分岔特性影响规律,进一步结合悬架特性,进行了减速带与悬架系统耦合特性的机理分析。进而,提出基于复模态理论与键合图理论的减速带系统动态模型构建方法。分别对蓄能发电模式和持续发电模式下的液压式减速带振动能量回收系统进行建模,建立不同液压元件的AMESim模型并确定其参数,进一步构建两种发电模式下的整体仿真模型,与ADAMS、Simulink联合仿真,分析其能量回收特性。通过控制变量法研究了液压式减速带能量回收系统主要元件的参数匹配规律,为后续原理样机搭建中元件选型提供理论指导。最后,为验证液压式减速带振动能量回收系统的可行性,掌握其实际工作特性,进行减速带样机和试验加载装置的设计制造及台架试验。依据前文得到的液压式减速带振动能量回收系统主要元件的匹配参数,进行减速带样机各元件的选型设计;通过设计试验加载装置,对实际交通环境条件下液压式减速带振动能量回收系统的能量回收进行模拟实现。针对试验过程中遇到的液压系统油路问题进行了改进,经试验测试与分析计算,验证了所设计减速带的发电能力。综上所述,本文基于现有的减速带与振动能量回收方案,设计了一种新型的液压式减速带振动能量回收系统,具备了蓄能发电与持续发电两种发电模式,达到了高效回收减速带振动能量的效果,为减速带系统设计发展提供方法指导与技术支持。