CN101865237A - 车辆液压发电减震器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车辆液压发电减震器,属于车辆悬架系统及液压传动技术领域,利用减震中液压油产生的压力进行发电,该减震器包括活塞减震部分,阀路部分和发电部分,所述的活塞减震部分由液压缸(1)和活塞(2)组成,所述发电部分包括液压马达(13)和发电机(16),车辆减震时推动活塞在液压缸(1)中上下运动,将液压缸(1)中的液压油从液压缸(1)的上腔或下腔的出口压出,经所述阀路部分后推动液压马达(13)带动发电机(16)发电。本发明采用可靠成熟的液压传动技术使车辆液压减震器兼具稳定的减震与发电性能成为可能,同时为如今成熟的液压减震器提供了新的研究方向。
Description
技术领域
本发明涉及车辆悬架系统的配置,尤其是涉及一种可回收机械振动能量进行发电的车辆液压发电减震器。
背景技术
随着化石燃料的日益短缺以及人们对车辆节能性能要求的逐步提高,车辆工业中各种回收制动能量及其他形式能量的途径已成为目前车辆节能领域研究的热点之一。
减振器作为车辆悬架系统的关键部件,起到减震、维持与提高车辆舒适性和稳定性的作用。目前普遍使用的车辆液压减震器,设置在车架与车桥之间。当减震器内的活塞上下移动,减震器腔内的油便循环地从一个腔经过不同孔隙进入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力,使车辆振动能量转化为油液热能,再由减震器吸收散发到环境中。
目前的减震器研究主要集中在其阻尼的控制与调节领域,如专利文献CN2448600Y公开了一种双阻尼液压车辆减震器,它包括外筒、缸筒和橡胶缓冲衬套,缸筒中设有活塞和活塞杆,活塞杆外端设外筒,缸筒的底部设置压缩阀,缸筒上部内侧设有变阻尼凹槽。该实用新型采用加大油液流通通道截面积的方法,使得阻尼力不会随着车桥和车架间相对速度的增大而线性增大,始终保持在一定的限度内。但是该方案以及其他类似方案,均存在仅从阻尼力的调节出发,而极少考虑将振动能量回收的问题。在这些方案中,通过节流方式将振动能量耗散而产生的内能会使液压油性能变化,引起阻尼不稳定以及热应力不均等问题。
专利文献CN201016374Y还公开了一种发电减震器,其技术方案为:减震器杆、减震器缸筒、减震器弹簧相互连接,筒形磁体套在减震器弹簧下半段的外面,筒形磁体的下端与减震器缸筒相连接,在筒形磁体的外面套装着筒形线圈,筒形线圈上端与减震器杆相连接,减震器在振动过程中带动筒形磁体和筒形线圈,使其相互运动产生电能。该方案存在生产成本高、可靠性低的问题。当其应用于重型车或越野车辆时,须使用超强永磁体,该永磁体价格昂贵、质量大,会影响车辆电子设备。同时方案未提及发出电能的品质如电压电流等问题,电能难以被车辆利用,难以工业推广。
发明内容
目前减震器多通过节流阀节流作用将振动能量耗散以达到减震目的,为了回收利用这部分振动能量,本发明提供了一种液压发电减震装置。该装置不仅能达到车辆减震的效果,还能利用振动能量发电,作为车辆辅助供电装置。
为实现本发明的目的所采用的具体技术方案为:
一种车辆液压发电减震器,利用减震中对液压油产生的压力进行发电,该减震器包括活塞减震部分,阀路部分和发电部分,所述的活塞减震部分由液压缸和活塞组成,所述发电部分包括液压马达和发电机,车辆减震时推动活塞在液压缸中上下运动,将液压缸中的液压油从液压缸的上腔或下腔的出口压出,经所述阀路部分后推动液压马达带动发电机发电。
作为本发明的进一步改进,所述的阀路部分包括与液压缸上腔出口连通的上腔三通阀、与液压缸下腔出口连通的下腔三通阀,以及分别与液压马达的入口和出口连通的入口三通阀和出口三通阀;所述上腔三通阀分别通过单向阀与入口三通阀和出口三通阀连通,同时下腔三通阀分别通过单向阀与入口三通阀和出口三通阀连通。
作为本发明的进一步改进,液压缸的上腔压出的液压油从高压区三通阀出来经单向阀进入入口三通阀,推动液压马达转动,回油经出口三通阀由单向阀和低压区三通阀回流到液压缸的下腔。
作为本发明的进一步改进,液压缸的下腔压出的液压油从下腔三通阀出来经单向阀进入入口三通阀,推动液压马达转动,回油经出口三通阀由单向和上腔三通阀回流到液压缸的上腔。
作为本发明的进一步改进,所述的车辆液压发电减震器还具有辅助部分,用于油路的缓冲吸振,以及补偿和回收液压油。
作为本发明的进一步改进,所述的辅助部分包括置于液压马达的入口处的蓄能器,用于实现对油路的缓冲吸振。
作为本发明的进一步改进,所述的辅助部分包括设置于液压马达的出口处的补偿油箱,用于实现对液压油的补偿和回收。
本发明的有益效果是:可以完成传统车辆减震器减震功能,保证车辆驾驶的舒适性,同时回收利用振动能量发电,减少发动机为发电消耗的能量,进而减少发动机油耗,达到节能减排目的。
附图说明
图1为本发明原理示意图。
图2为本发明结构立体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1中,本发明的车辆液压发电减震器包括活塞减震部分,阀路部分和发电部分。
活塞减震部分由液压缸1,活塞2组成。液压缸上下腔各开有一个口,连接有紫铜管。当车辆遇到道路颠簸产生震动或是启动和刹车时,都会引起车辆车架与车轮之间的相对运动,这时减震器活塞2会在力的作用下,相应地上行或下行,将液压油从相应的上腔出口压出,从下腔出口吸入,或者将液压油从相应的下腔出口压出,从上腔出口吸入。
阀路部分模拟电路系统中的桥式整流电路,包括与液压缸1上腔出口连通的上腔三通阀3、与液压缸1下腔出口连通的下腔三通阀8,以及分别与液压马达13的入口和出口连通的入口三通阀4和出口三通阀7。
上腔三通阀3分别通过单向阀9和11与入口三通阀4和出口三通阀7连通,同时下腔三通阀8分别通过单向阀10和12与入口三通阀4和出口三通阀7连通。各阀路可通过紫铜管连接。
当活塞减震部分的活塞2上行时,液压缸1上腔为高压区,下腔为低压区。在压差的作用下,从液压缸1上腔出口压出的液压油经上腔三通阀3从单向阀9导入入口三通阀4,并进而进入液压马达13驱动其带动小型发电机16发电,再经过出口三通阀7,经单向阀12后从下腔三通阀8吸入液压缸1下腔出口,完成活塞2上行时的发电过程。
当活塞减震部分的活塞2下行时,液压缸1下腔为高压区,上腔为低压区。在压差的作用下,从液压缸1下腔出口压出的液压油经下腔三通阀8从单向阀10导入入口三通阀4,并进而进入液压马达13驱动其带动小型发电机16发电,再经过出口三通阀7,经单向阀11后从上腔三通阀3吸入液压缸1上腔出口,完成活塞2下行时的发电过程。
通过该部分将从液压缸压出的液压油的流向进行控制,使无论液压油从液压缸1上腔或者下腔的出口压出,液压油进入液压马达13的入口与出口保持不变,从而保证液压马达的单向运转。
发电部分由液压马达13,小型发电机16组成。该部分利用液压油推动液压马达13旋转带动小型发电机16发电。
本发明的车辆液压发电减震器还包括辅助部分,该辅助部分包括蓄能器14和补偿油箱15。蓄能器14的作用是缓冲、吸振、减少工作噪声,使液压马达平稳旋转,为小型发电机提供稳定的工作环境。由于在活塞下行时,液压缸内空间增大,在活塞上行时,液压缸内空间减小,故油箱15的作用是补偿和回收油料。
本发明通过液压单向阀将液压缸活塞杆的往复运动转换为液压马达的单向旋转运动,以此带动微型发电机为蓄电池充电,起到辅助供电的作用。
Claims (7)
1.一种车辆液压发电减震器,利用减震中对液压油产生的压力进行发电,该减震器包括活塞减震部分,阀路部分和发电部分,所述的活塞减震部分由液压缸(1)和活塞(2)组成,所述发电部分包括液压马达(13)和发电机(16),车辆减震中推动活塞在液压缸(1)中上下运动,将液压缸(1)中的液压油从液压缸(1)的上腔或下腔的出口压出,经所述阀路部分后推动液压马达(13)带动发电机(16)发电。
2.根据权利要求1所述的一种车辆液压发电减震器,其特征在于,所述的阀路部分包括与液压缸(1)上腔出口连通的上腔三通阀(3)、与液压缸(1)下腔出口连通的下腔三通阀(8),以及分别与液压马达(13)的入口和出口连通的入口三通阀(4)和出口三通阀(7);所述上腔三通阀(3)分别通过单向阀(9,11)与入口三通阀(4)和出口三通阀(7)连通,同时下腔三通阀(8)分别通过单向阀(10,12)与入口三通阀(4)和出口三通阀(7)连通。
3.根据权利要求2所述的一种车辆液压发电减震器,其特征在于,液压缸(1)的上腔压出的液压油从高压区三通阀(3)出来经单向阀(9)进入入口三通阀(4),推动液压马达(13)转动,回油经出口三通阀(7)由单向阀(12)和低压区三通阀(8)回流到液压缸(1)的下腔。
4.根据权利要求2或3所述的一种车辆液压发电减震器,其特征在于,液压缸(1)的下腔压出的液压油从下腔三通阀(8)出来经单向阀(10)进入入口三通阀(4),推动液压马达(13)转动,回油经出口三通阀(7)由单向阀(11)和上腔三通阀(3)回流到液压缸(1)的上腔。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种车辆液压发电减震器,其特征在于,所述的车辆液压发电减震器还具有辅助部分,用于油路的缓冲吸振,以及补偿和回收液压油。
6.根据权利要求5所述的一种车辆液压发电减震器,其特征在于,所述的辅助部分包括置于液压马达(13)的入口处的蓄能器(14),用于实现对油路的缓冲吸振。
7.根据权利要求5所述的一种车辆液压发电减震器,其特征在于,所述的辅助部分包括设置于液压马达(13)的出口处的补偿油箱(15),用于实现对液压油的补偿和回收。
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