CN102529626A - 车辆悬架系统的能量回收设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆悬架系统的能量回收设备，包括：悬架连杆臂，所述悬架连杆臂将车轮架连接到副车架，以便根据道路状况上下运动；旋转方向转换器，所述旋转方向转换器设置在悬架连杆的车身侧连接部分和车身之间，并且根据所述悬架连杆臂的上下运动而输出所述车身侧连接部分的两个方向运动中的一个方向的运动；发电机，所述发电机通过由所述旋转方向转换器输出的扭矩而旋转，以便产生电能；整流器，所述整流器连接到所述发电机，以便对所产生的电能进行整流；以及电池，所述电池连接到所述整流器，以便在所述电池中充加电能。

Description

车辆悬架系统的能量回收设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年12月10日提交的韩国专利申请No.10-2010-0126080的优先权及权益，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种车辆悬架系统的能量回收设备。更特别而言，本发明涉及这样一种车辆悬架系统的能量回收设备，其设置在悬架连杆(link)的车身侧的连接部分上，以向上/向下回收由车轮形成的动能。
背景技术
基本上，车辆的悬架设备具有用于连接车身的连杆，其利用底盘弹簧和减震器支撑在竖直方向上，并且其通过调节刚度和弹性而能够调节车身和车轮的水平相对运动。
悬架系统需要通过防止在其驱动时各种道路状况的不规则输入而提供舒适的特性，并且在其转动或制动时提供稳定的特性。
为了满足上述要求，已经开发了数种悬架系统来应用于车辆。与本发明相关的常规的多连杆式悬架系统如图1所示，其包括可旋转地支撑车轮2的车轮架4，并且车轮架4的上侧通过设置在车辆宽度方向上的前侧上臂6和后侧上臂8而连接到车身10(例如，副车架)，其下侧通过设置在车辆宽度方向上的下臂12和辅助臂14以及设置在车辆长度方向上的纵臂16连接到车身10。
另外，车轮架4的上侧通过减震器18连接到车身，并且作为弹性构件的弹簧20插置在下臂12和车身之间，以减小从道路输入的冲击，并且使自由振动衰减，从而提高乘坐舒适性。
另外，固定在车身侧上的稳定杆22的端部通过连接连杆24连接到下臂12，以便抑制车身的翻滚运动。
根据上述构型的常规的多连杆式悬架系统减轻了从道路输入的冲击，减小了自由振动，并且抑制了车身的翻滚，然而，悬架连杆臂6、8、12、14和16持续地重复“颠簸”和“回弹”，并且存在其动能损失的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的各个方面提供了一种车辆悬架系统的能量回收设备，其优点是，通过回收由驱动状况造成的车轮的颠簸或回弹运动所形成的动能来提高能量效率。
根据本发明的各个方面的车辆悬架系统的能量回收设备可以包括：悬架连杆臂，所述悬架连杆臂将车轮架连接到副车架，以便根据道路状况上下运动；旋转方向转换器，所述旋转方向转换器可以设置在悬架连杆的车身侧连接部分和车身之间，并且根据所述悬架连杆臂的上下运动而输出所述车身侧连接部分的两个方向运动中的一个方向运动；发电机，所述发电机可以通过由所述旋转方向转换器输出的扭矩而旋转，以便产生电能；整流器，所述整流器可以连接到所述发电机，以便对所产生的电能进行整流；以及电池，所述电池可以连接到所述整流器，以便在所述电池中充加电能。
所述旋转方向转换器可以包括单向离合器。
所述单向离合器可以包括内环道和外环道，所述内环道与所述悬架连杆臂的车身侧的橡胶衬套一起旋转，所述外环道可以设置为操作所述发电机的小齿轮。
所述单向离合器可以沿着与所述橡胶衬套的轴线同样的轴线设置，内齿轮部分可以在所述内环道的内表面中形成，且可以显露到所述橡胶衬套的中间部分处的一侧，以便以齿轮连接到旋转构件，外齿轮部分可以在所述旋转构件处形成，并且外齿轮部分可以在所述外环道的外圆周处形成，且可以以齿轮连接到所述发电机的小齿轮。
所述单向离合器可以设置为在所述悬架连杆臂可以正在向上运动(例如，在回弹状况下)的同时操作所述发电机。
所述单向离合器可以设置为在所述悬架连杆臂可以正在向下运动(例如，在颠簸状况下)的同时操作所述发电机。
所述单向离合器可以设立在封闭且密封的外壳中。
所述悬架连杆臂可以为将车轮架连接到车身以便在多连杆式悬架中实现连杆功能的一种类型的臂。
所述悬架连杆臂可以为将车轮架连接到车身以便在麦弗逊(MacPherson)式、双连杆式或双横臂式悬架中实现连杆功能的一种类型的臂。
在根据本发明的各个方面的车辆悬架系统的能量回收设备中，能量回收设备可以设置在悬架连杆的车身侧连接部分和车身之间，以便将会在车轮中产生的颠簸或回弹的动能转化为旋转运动，其中所述能量回收设备将可以由所述悬架连杆臂的上下运动形成的动能转化为电能，并且该电能可以通过整流器进行整流以便对电池充电，从而可以提高其能量效率。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1显示了一般的多连杆式悬架系统的实例。
图2为根据本发明的各个实施方案的示例性的能量回收设备的立体图。
图3为根据本发明的各个实施方案的局部分解立体图和局部剖视立体图。
图4为根据本发明的各个实施方案的示例性能量回收设备的分解立体图。
具体实施方式
下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
为了明确地解释本发明，与描述无关的部分将被省略，并且在整个说明书中相同的附图标记将用于表示相同或相似的元件。
图2和图3显示了根据本发明的各个实施方案的能量回收设备的安装状况，并且根据本示例性实施方案的能量回收设备包括悬架连杆臂50、旋转方向转换器60、发电机70、整流器80和电池90。
在上述结构中，悬架连杆臂50表示将车轮架连接到车身100(例如，副车架)以便根据道路状况而上下运动的所有连杆。
在此，根据本示例性实施方案的能量回收设备能够应用到多连杆式悬架系统，但是并不限制于此。
也即，悬架连杆臂50可以应用到在所有悬架系统中的执行将车轮架连接到车身的连杆功能的所有臂，这些悬架系统包括多连杆式、麦弗逊式、双连杆式和双横臂式。
旋转方向转换器60根据悬架连杆臂50的上下运动而将车身侧的连接部分52的两个方向运动转换为一个方向运动，以便输出该运动。
发电机70通过由旋转方向转换器60输入的单方向扭矩而旋转，以便产生电能。
整流器80电连接到发电机70，以便对由发电机70形成的电流进行整流。
电池90电连接到整流器，以存储电能。
更具体而言，悬架连杆臂50是具有预定长度的连杆构件，在其两侧处形成有车轮侧连接部分51和车身侧连接部分52，车轮侧连接部分51通过橡胶衬套连接到车轮架，车身侧连接部分52通过螺栓103和螺母104连接到车身100的支架101，其中橡胶衬套53插置在两者之间。
从而，车轮侧连接部分51在颠簸和回弹的过程中基于车身侧连接部分52的铰链而上下运动，并且该上下运动被车身侧连接部分52中的橡胶衬套53的弹性力所抑制。
另外，旋转构件55(外齿轮部分54在其中的一侧部分的显露的外圆周处形成)设置在橡胶衬套53的中间部分处，以便将上下方向的扭矩传递到旋转方向转换器60。
如图4所示，旋转方向转换器60包括单向离合器61，单向离合器61设立在包括左壳体和右壳体的外壳62中，并且作为润滑成分的润滑油被充入到外壳62内。
单向离合器61沿着与橡胶衬套53的轴线相同的轴线设置，内齿轮部分64在内环道63的内表面中形成以便与旋转构件55的外齿轮部分54啮合，并且外齿轮部分66在外环道65的外圆周处形成以便与发电机70的小齿轮71啮合。
单向离合器61使得在颠簸动作下仅内环道63旋转，且使得在回弹动作下外环道和内环道63一起旋转；或者使得在回弹动作下仅内环道旋转，且使得在颠簸动作下外环道和内环道63一起旋转。
发电机70设置在外壳62的一侧处，发电机70的旋转轴72穿入外壳62的壳体67的一侧以便连接到小齿轮71，并且轴承73可旋转地设置在旋转轴72的一端和壳体68之间。
从而，在悬架连杆臂50根据道路状况而重复颠簸或回弹的同时，橡胶衬套53的旋转构件55将扭矩传递到单向离合器60的内环道63。
因此，根据单向离合器61的安装方向，单向离合器61在颠簸动作时并不传递旋转运动，而在回弹动作时仅传递旋转运动；或者在回弹动作时并不传递旋转运动，而在颠簸动作时仅传递旋转运动，从而使发电机70在单侧方向上旋转，以便产生电能。
发电机70的电能通过整流器80进行整流，以便存储在电池90中。
也即，根据车辆运动而确定的动能通过电能而被回收，从而提高了能量效率。
按照上述方式工作的能量回收设备被应用到所有种类的臂的车身侧连接部分，以便将其动能转化为电能，这些臂将车轮架连接到车身，其中该臂包括根据道路状况上下运动的所有悬架连杆臂，而不管悬架系统为何种类型，该悬架系统可以是多连杆式、麦弗逊式、双连杆式和双横臂式。
在本发明中描述了旋转方向转换器60是单向离合器61，但是并不限制于此，并且能够将上下运动转换为轴的旋转的所有元件都可以应用到其上。
图4的元件附图标记69表示垫圈，该垫圈插置在壳体67和68之间，以防止填充在壳体62中的润滑油泄漏。
为了方便解释和精确限定所附权利要求，术语上或下，前或后等被用于参考附图中所显示的特征的位置来描述示例性实施方式的这些特征。
前面对本发明具体示例性实施方案所进行的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (9)

1.一种车辆悬架系统的能量回收设备，包括：
悬架连杆臂，所述悬架连杆臂将车轮架连接到副车架，以便根据道路状况上下运动；
旋转方向转换器，所述旋转方向转换器设置在悬架连杆的车身侧连接部分和车身之间，并且将根据所述悬架连杆臂的上下运动而产生的所述车身侧连接部分的相反方向运动转换为一个方向的旋转运动；
发电机，所述发电机通过所述旋转方向转换器的一个方向的旋转运动而旋转，以便生成电能；
整流器，所述整流器连接到所述发电机，以便对所产生的电能进行整流；以及
电池，所述电池连接到所述整流器，以便将所产生的电能存储在所述电池中。
2.根据权利要求1所述的车辆悬架系统的能量回收设备，其中所述旋转方向转换器包括单向离合器。
3.根据权利要求1所述的车辆悬架系统的能量回收设备，其中所述单向离合器包括内环道和外环道，所述内环道与所述悬架连杆臂的车身侧的橡胶衬套一起旋转，所述外环道设置为操作所述发电机的小齿轮。
4.根据权利要求3所述的车辆悬架系统的能量回收设备，其中所述单向离合器与所述橡胶衬套共轴设置，内齿轮部分在所述内环道的内表面中形成，且显露到所述橡胶衬套的中间部分处的一侧，以便以齿轮连接到旋转构件，外齿轮部分在所述旋转构件处形成，并且外齿轮部分在所述外环道的外圆周处形成，且以齿轮连接到所述发电机的小齿轮。
5.根据权利要求3所述的车辆悬架系统的能量回收设备，其中所述单向离合器设置为在所述悬架连杆臂正在向上运动或者处于回弹状况下的同时操作所述发电机。
6.根据权利要求3所述的车辆悬架系统的能量回收设备，其中所述单向离合器设置为在所述悬架连杆臂正在向下运动或者处于颠簸状况下的同时操作所述发电机。
7.根据权利要求3所述的车辆悬架系统的能量回收设备，其中所述单向离合器设立在封闭且密封的外壳中。
8.根据权利要求1所述的车辆悬架系统的能量回收设备，其中所述悬架连杆臂为将车轮架连接到车身以便在多连杆式悬架中实现连杆功能的一种类型的臂。
9.根据权利要求1所述的车辆悬架系统的能量回收设备，其中所述悬架连杆臂为将车轮架连接到车身以便在麦弗逊式、双连杆式或双横臂式悬架中实现连杆功能的一种类型的臂。
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