專利名稱：一種車用減震器及利用該車用減震器發(fā)電的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛工程和可再生能源領(lǐng)域，具體涉及設(shè)計一種新型的車用減震器、并可回收車輛行駛過程中懸架的振動機械能并轉(zhuǎn)換為電能的裝置及方法。
背景技術(shù)：
眾做周知，目前的車用減震器是被動式的減震器；其工作原理是通過液壓缸配合懸架彈簧，形成一個具有阻尼的振蕩系統(tǒng)，通過阻尼的作用將車輛行駛過程中上下振動的能量轉(zhuǎn)換成熱能消耗掉，從而提高車輛行駛的平穩(wěn)性。這些液壓式的減震器，將懸架系統(tǒng)的振動能量全部以熱量的形式耗散掉，這部分能量非?？捎^。以車重1600公斤、每輛車包含4個減震器、車輛懸架的振動速度為0.25 0.5米/秒(RMS)時，浪費掉的能量功率達到4 8kW，中國汽車保有量I億輛以上，按照I億輛汽車保有量，平均每輛車每天行駛4個小時，那么全年浪費掉的能量達到5840 11680億度電，相當(dāng)于0.7 1.4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤！
因此，有必要尋求一種新技術(shù)，既可以滿足車輛對減震性能的技術(shù)要求，又可以回收減震器耗散掉的能量并轉(zhuǎn)換為電能供車輛電器使用，從而可以減少車輛的能耗，也可以減少汽車的廢氣排放。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，提出了一種高效的具有能量回收功能的車用減震器及利用該車用減震器發(fā)電的裝置，該新型減震器是在現(xiàn)有傳統(tǒng)減震器的基礎(chǔ)上進行改造，可直接應(yīng)用在現(xiàn)有車輛上，結(jié)構(gòu)簡單，不但可以滿足車輛對減震器外特性的技術(shù)要求，還可以高效回收車輛懸架的振動并轉(zhuǎn)換為電能回饋給車輛使用。

本發(fā)明第一方面提供一種車用減震器，其技術(shù)方案是:
一種車用減震器，包括與蓄液缸的主活塞相連接的、可隨主活塞同步移動的驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸的上端設(shè)置有連接懸架的上安裝環(huán)，所述蓄液缸的外壁固設(shè)有下限位板，所述驅(qū)動軸上設(shè)置有上限位板，所述上限位板與下限位板之間設(shè)置有主彈簧，所述蓄液缸底部固設(shè)有與驅(qū)動軸同軸的支撐軸，支撐軸的下端設(shè)置有下安裝環(huán)，
所述蓄液缸的底部向下延伸地設(shè)置有次級活塞缸，所述次級活塞缸內(nèi)設(shè)置有可上下移動的次級活塞，所述次級活塞上固定設(shè)置有隨次級活塞上下同步移動的齒條，所述次級活塞缸的一側(cè)開有缺口部，所述缺口部設(shè)置有受齒條驅(qū)動的齒輪組，所述次級活塞的底端設(shè)置有復(fù)位彈簧。次級活塞上固定有可自由活動的齒條，當(dāng)次級活塞運動時，帶動齒條運動，齒條的直線運動驅(qū)動與其相嚙合的加速齒輪組，從而將低速的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚俚男D(zhuǎn)運動，次級活塞上還帶有復(fù)位彈簧，使得齒條可以雙向運動，從而可以更加高效地將次級活塞的運動傳遞給發(fā)電機構(gòu)。進一步地，所述主活塞的直徑大于次級活塞的直徑。主活塞的面積大于次級活塞的面積，從而可以將懸架系統(tǒng)的機械振動進行放大，從而可以更加高效的進行能量的回收。進一步地，所述次級活塞缸為I個或一個以上。從而可以回收更多的懸架振動能量。本發(fā)明另一方面提供一種利用車用減震器發(fā)電的裝置，其技術(shù)方案是:
一種利用車用減震器發(fā)電的裝置，包括車用減震器、發(fā)電電機、整流調(diào)壓電路及蓄能裝置，所述發(fā)電電機受車用減震器的齒輪組驅(qū)動，該發(fā)電電機的輸出電能經(jīng)整流調(diào)壓電路調(diào)整后存儲在蓄能裝置中。進一步地，所述蓄能裝置為鉛酸蓄電池、鋰電池、超級電容等。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本低廉；完全滿足車輛對減震器的外特性要求，并可高效回收車輛行駛過程中懸架的振動能量并將其轉(zhuǎn)換為電能進行了利用，減少了能源的浪費及廢棄排放。


圖1是本發(fā)明的車用減震器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的利用車用減震器發(fā)電的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。1-安裝孔；2_上 限位板；3_主彈簧；4_驅(qū)動軸；5_主活塞；6_下限位板；7_蓄液缸；8_次級活塞；9_齒輪組；10_齒條；11-復(fù)位彈簧；12-支承軸；13-下安裝孔；14_缺口部；15-次級活塞缸；16-發(fā)電電機；17-整流調(diào)壓電路；18-蓄能裝置。
具體實施例方式下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不限于此。實施例1
如圖1所示，一種車用減震器，包括與蓄液缸7的主活塞5相連接的、可隨主活塞5同步移動的驅(qū)動軸4，所述驅(qū)動軸4的上端設(shè)置有連接懸架的上安裝環(huán)1，所述蓄液缸7的外壁固設(shè)有下限位板6，所述驅(qū)動軸上設(shè)置有上限位板2，所述上限位板2與下限位板6之間設(shè)置有主彈簧3，所述蓄液缸7底部固設(shè)有與驅(qū)動軸4同軸的支撐軸12，支撐軸12的下端設(shè)置有下安裝環(huán)13，
所述蓄液缸7的底部向下延伸地設(shè)置有2個次級活塞缸15，所述次級活塞缸15內(nèi)設(shè)置有可上下移動的次級活塞8，所述次級活塞8上固定設(shè)置有隨次級活塞8上下同步移動的齒條10，所述次級活塞缸15的一側(cè)開有缺口部14，所述缺口部14設(shè)置有受齒條10驅(qū)動的齒輪組9，所述次級活塞8的底端設(shè)置有復(fù)位彈簧11。次級活塞8上固定有可自由活動的齒條10，當(dāng)次級活塞8運動時，帶動齒條10運動，齒條10的直線運動驅(qū)動與其相嚙合的加速齒輪組9，從而將低速的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚俚男D(zhuǎn)運動，次級活塞8上還帶有復(fù)位彈簧11，使得齒條10可以雙向運動，從而可以更加高效地將次級活塞8的運動傳遞給發(fā)電機構(gòu)。所述主活塞5的直徑大于次級活塞8的直徑。主活塞5的面積大于次級活塞8的面積，從而可以將懸架系統(tǒng)的機械振動進行放大，從而可以更加高效的進行能量的回收。實施例2如圖2所示，一種利用車用減震器發(fā)電的裝置，包括車用減震器、發(fā)電電機16、整流調(diào)壓電路17及蓄能裝置18，所述發(fā)電電機16受車用減震器的齒輪組9驅(qū)動，該發(fā)電電機16的輸出電能經(jīng)整流調(diào)壓電路17調(diào)整后存儲在蓄能裝置18中。進一步地，所述蓄能裝置18為鉛酸蓄電池、鋰電池、超級電容等。利用車用減震器發(fā)電的裝置的工作原理如下:
(1)采用了基于機電轉(zhuǎn)換的能量捕獲技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓阻尼能量耗散技術(shù)，可將原本耗散掉的車輛振動能量回收并加以利用同時滿足車輛的減震技術(shù)要求；
(2)利用液壓系統(tǒng)捕獲懸架的機械振動，將懸架的機械振動轉(zhuǎn)換為主活塞5的自由運
動；
(3)液壓系統(tǒng)具有主活塞5和次級活塞8，主活塞5面積大于次級活塞8從而可以將來自懸架的機械振動進行放大；
(4)主活塞5具有復(fù)位用的彈簧，保證主活塞5可以自由雙向運動；
(5)液壓系統(tǒng)可以帶有多組次級活塞8，從而可以高效地回收能量；
(6)次級活塞8將雙向自由運動通過齒條10傳遞給齒輪組9，從而將低速的直線運動轉(zhuǎn)換為高速的旋轉(zhuǎn)運動；
(7)高速的旋轉(zhuǎn)運動傳遞給發(fā)電電機16，從而將壓力機械能轉(zhuǎn)換為電能，并通過整流調(diào)壓電路17對電能進行調(diào)整后存儲在蓄能裝置18。次級活塞8上固定有可自由活動的齒條10，當(dāng)次級活塞8運動時，帶動齒條10運動，齒條10的直線運動驅(qū)動與·其相嚙合的加速齒輪組9，從而將低速的直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)楦咚俚男D(zhuǎn)運動。次級活塞8上還帶有復(fù)位彈簧11，使得齒條10可以雙向運動，從而可以更加高效地將次級活塞8的運動傳遞給發(fā)電機構(gòu)。高速的旋轉(zhuǎn)運動最終通過齒輪組9傳遞給與之匹配的發(fā)電電機16，從而將機械能轉(zhuǎn)換為電能；產(chǎn)生的電能通過整流調(diào)壓電路17調(diào)整到合適電壓的直流電并存儲在蓄能裝置18中。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實施方式進行變更和修改。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實施方式
，對本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種車用減震器，包括與蓄液缸(7)的主活塞(5)相連接的、可隨主活塞(5)同步移動的驅(qū)動軸(4)，所述驅(qū)動軸(4)的上端設(shè)置有連接懸架的上安裝環(huán)(I)，所述蓄液缸(7)的外壁固設(shè)有下限位板出)，所述驅(qū)動軸上設(shè)置有上限位板(2)，所述上限位板(2)與下限位板(6)之間設(shè)置有主彈簧(3)，所述蓄液缸(7)底部固設(shè)有與驅(qū)動軸(4)同軸的支撐軸(12)，支撐軸(12)的下端設(shè)置有下安裝環(huán)(13)，其特征在于: 所述蓄液缸(7)的底部向下延伸地設(shè)置有次級活塞缸(15)，所述次級活塞缸(15)內(nèi)設(shè)置有可上下移動的次級活塞(8)，所述次級活塞(8)上固定設(shè)置有隨次級活塞(8)上下同步移動的齒條(10)，所述次級活塞缸(15)的一側(cè)開有缺口部(14)，所述缺口部(14)設(shè)置有受齒條(10)驅(qū)動的齒輪組(9)，所述次級活塞(8)的底端設(shè)置有復(fù)位彈簧(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用減震器，其特征在于:所述主活塞(5)的直徑大于次級活塞⑶的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車用減震器，其特征在于:所述次級活塞缸(15)為I個或一個以上。
4.一種利用權(quán)利要求1至3任一項所述的車用減震器發(fā)電的裝置，其特征在于:包括車用減震器、發(fā)電電機(16)、整流調(diào)壓電路(17)及蓄能裝置(18)，所述發(fā)電電機(16)受車用減震器的齒輪組(9)驅(qū)動，該發(fā)電電機(16)的輸出電能經(jīng)整流調(diào)壓電路(17)調(diào)整后存儲在蓄能裝置(18)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用車用減震器發(fā)電的裝置，其特征在于:所述蓄能裝置(18)為鉛酸蓄電池、鋰電池·、超級電容。
全文摘要
一種車用減震器及利用該車用減震器發(fā)電的裝置，包括與蓄液缸的主活塞相連接的、可隨主活塞同步移動的驅(qū)動軸,所述驅(qū)動軸的上端設(shè)置有連接懸架的上安裝環(huán)，所述蓄液缸的外壁固設(shè)有下限位板,所述驅(qū)動軸上設(shè)置有上限位板,所述上限位板與下限位板之間設(shè)置有主彈簧，所述蓄液缸底部固設(shè)有與驅(qū)動軸同軸的支撐軸,所述蓄液缸的底部向下延伸地設(shè)置有次級活塞缸,所述次級活塞缸內(nèi)設(shè)置有可上下移動的次級活塞,所述次級活塞上固定設(shè)置有隨次級活塞上下同步移動的齒條,所述次級活塞缸的一側(cè)開有與齒輪組嚙合的缺口部。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，可高效回收車輛行駛過程中懸架的振動能量并將其轉(zhuǎn)換為電能進行利用，減少了能源的浪費及廢棄排放。
文檔編號B60G13/16GK103241093SQ20131012165
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者謝龍漢 申請人:華南理工大學(xué)