以壓電方式對彎扭復(fù)合能量進(jìn)行回收的減振裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以壓電方式對彎扭復(fù)合能量進(jìn)行回收的減振裝置，其結(jié)構(gòu)是：減振器內(nèi)圈與彎振內(nèi)圈疊加組裝為一體，彎振內(nèi)圈側(cè)壁依次鑲有彎振減振橡膠和彎振減振塊。減振器內(nèi)圈與扭振減振盤之間裝有扭振減振橡膠，在彎振減振橡膠與彎振減振塊之間以及扭振減振盤與扭振減振橡膠之間，分別裝有N片獨立的陶瓷壓電片，各陶瓷壓電片通過導(dǎo)線連接。彎振內(nèi)圈、減振器內(nèi)圈以及扭振減振盤均為環(huán)形。本發(fā)明不同于傳統(tǒng)的硅油扭振減振器將曲軸扭振產(chǎn)生的能量通過阻尼液體向外以熱量的方式散掉，而是將振動能量通過壓電轉(zhuǎn)換的方式加以回收。這些電能足以供給車輛照明，如果壓電面積足夠大，則可以回收多達(dá)千瓦級別的電能。
【專利說明】以壓電方式對彎扭復(fù)合能量進(jìn)行回收的減振裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機(jī)減振技術(shù)，具體涉及一種以壓電方式對彎扭復(fù)合振動能量進(jìn)行回收的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，發(fā)動機(jī)在工作運行中會不可避免地產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，這種振動使得機(jī)器設(shè)備效率降低，甚至造成曲軸或傳動軸的疲勞破壞，尤其是在高速、高壓的發(fā)動機(jī)中情況更為嚴(yán)重。有時因長期振動所造成的軸系扭振烈度雖未達(dá)到曲軸斷裂的程度，但曲軸的扭轉(zhuǎn)變形將會導(dǎo)致主軸瓦剝落燒損，正時齒輪或其它傳動附件破壞。此外，曲軸的扭轉(zhuǎn)變形還會使發(fā)動機(jī)噪聲增大。因此，消減扭轉(zhuǎn)振動是發(fā)動機(jī)設(shè)計制造中急待解決的問題。
[0003]對曲軸的減振一般分為扭振減振和彎振減振，扭振減振主要是為了消減曲軸共振時的振幅，依據(jù)曲軸固有頻率而進(jìn)行設(shè)計。當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速接近共振轉(zhuǎn)速時，減振器的阻尼特性發(fā)揮作用，耗散掉扭振減振器因共振產(chǎn)生的能量。彎曲振動的減振主要是消除曲軸因垂向作用力而產(chǎn)生的振動。其實，無論發(fā)動機(jī)是否達(dá)到共振，曲軸上都會產(chǎn)生振動，導(dǎo)致振動能量以熱量的方式耗散出去。如果能夠在達(dá)到減振效果的基礎(chǔ)上，同時又將該能量進(jìn)行回收，則必將成為本行業(yè)之所求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，提供一種以壓電方式對彎扭復(fù)合能量進(jìn)行回收的減振裝置。除了能夠?qū)崿F(xiàn)有效的減振效果以外，還能夠使曲軸振動能量得以有效的回收。
[0005]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是:減振器內(nèi)圈與彎振內(nèi)圈疊加組裝為一體，彎振內(nèi)圈側(cè)壁依次鑲有彎振減振橡膠和彎振減振塊，減振器內(nèi)圈與扭振減振盤之間裝有扭振減振橡膠。在彎振減振橡膠與彎振減振塊之間以及扭振減振盤與扭振減振橡膠之間，分別裝有N片獨立的陶瓷壓電片，各陶瓷壓電片通過導(dǎo)線連接。
[0006]本發(fā)明利用壓電材料受到擠壓時會產(chǎn)生壓電效應(yīng)的原理，在復(fù)合減振器的減振橡膠與彎振和扭振基體界面布置壓電發(fā)電片。當(dāng)發(fā)動機(jī)曲軸在運行過程中發(fā)生振動時，可將壓電效應(yīng)所產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν廨敵鲭妷骸?br> [0007]本發(fā)明的特點及有益效果是，不同于傳統(tǒng)的硅油扭振減振器將曲軸扭振產(chǎn)生的能量通過阻尼液體向外以熱量的方式散掉，其振動能量得不到有效的回收和利用。而所發(fā)明的電磁能量回收扭振減振器，本裝置結(jié)構(gòu)簡單，可以將振動能量壓電轉(zhuǎn)換的方式對振動能量加以回收。這些電能足以供給車輛照明，如果壓電面積足夠大，則可以回收多達(dá)千瓦級別的電能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]所示附圖是本發(fā)明裝置的原理與結(jié)構(gòu)示意圖。附圖顯示的是減振器半圓結(jié)構(gòu)，圖中底端的點化線即是該減振器的中心線。【具體實施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明的原理與結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步的說明。
[0010]以壓電方式對彎扭復(fù)合能量進(jìn)行回收的減振裝置包括:減振器內(nèi)圈、彎振內(nèi)圈、彎振減振橡膠、彎振減振塊、扭振減振盤以及扭振減振橡膠等，其結(jié)構(gòu)是:減振器內(nèi)圈I與彎振內(nèi)圈2疊加組裝為一體，彎振內(nèi)圈側(cè)壁依次鑲有彎振減振橡膠3和彎振減振塊4。減振器內(nèi)圈與扭振減振盤5之間裝有扭振減振橡膠6,在彎振減振橡膠與彎振減振塊之間以及扭振減振盤與扭振減振橡膠之間，分別裝有N片獨立的陶瓷壓電片7，各陶瓷壓電片通過導(dǎo)線連接。彎振內(nèi)圈、減振器內(nèi)圈以及扭振減振盤均為環(huán)形。彎振減振塊與彎振內(nèi)圈米用彎振減振橡膠進(jìn)行固定。陶瓷壓電片在減振器內(nèi)圈中心位置作為交流電輸出端。
[0011]彎扭復(fù)合減振器由彎振減振器和扭振減振器復(fù)合而成，單獨的減振器包括各自對應(yīng)的減振內(nèi)圈和減振塊(盤)，中間由減振橡I父連接。
[0012]作為實施例，彎振減振塊所包含8塊陶瓷壓電片；扭振減振盤包含12片陶瓷壓電片。扭振減振盤的端面與曲軸垂直；彎振減振塊分若干塊狀通過減振橡膠連接在彎振內(nèi)圈上。減振器的減振器內(nèi)圈、彎振內(nèi)圈以及扭振減振盤通過模具成型。因為在減振裝置中減振橡膠起到主要作用，所以將陶瓷壓電片鑲嵌在與彎振和扭振基體的接觸面以內(nèi)。各陶瓷壓電片串聯(lián)接在一起(相當(dāng)于發(fā)電器)通過殼體將導(dǎo)線弓I出進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)換，并連接外部電源。
[0013]將壓電發(fā)電器通過外接電路進(jìn)行連接，當(dāng)減振塊在曲軸帶動下旋轉(zhuǎn)時，曲軸的振動發(fā)生在減振器上表現(xiàn)為減振橡膠收到剪切和擠壓，該擠壓力將壓電材料的壓電效應(yīng)激發(fā)出來，外接電路可將壓電效應(yīng)轉(zhuǎn)換為電流，從而實現(xiàn)了機(jī)械能到電能的轉(zhuǎn)換。
【權(quán)利要求】
1.以壓電方式對彎扭復(fù)合能量進(jìn)行回收的減振裝置，包括:減振器內(nèi)圈、彎振內(nèi)圈、彎振減振橡膠、彎振減振塊、扭振減振盤以及扭振減振橡膠，其特征是:減振器內(nèi)圈(I)與彎振內(nèi)圈(2 )疊加組裝為一體，彎振內(nèi)圈側(cè)壁依次鑲有彎振減振橡膠(3 )和彎振減振塊(4 )，減振器內(nèi)圈與扭振減振盤(5 )之間裝有扭振減振橡膠(6 ),在彎振減振橡膠與彎振減振塊之間以及扭振減振盤與扭振減振橡膠之間，分別裝有N片獨立的陶瓷壓電片(7)，各陶瓷壓電片通過導(dǎo)線連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的以壓電方式對彎扭復(fù)合能量進(jìn)行回收的減振裝置，其特征是:所述彎振內(nèi)圈、減振器內(nèi)圈以及扭振減振盤均為環(huán)形，所述彎振減振塊與彎振內(nèi)圈通過減振橡膠進(jìn)行固定，彎振減振塊或者為環(huán)形，或者為分塊狀，所述陶瓷壓電片在減振器內(nèi)圈中心位置作為交流電輸出端。
【文檔編號】H02N2/18GK103715942SQ201410012788
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】梁興雨, 于晗正男, 舒歌群, 衛(wèi)海橋, 田華, 王月森 申請人:天津大學(xué)