CN103241093A - 一种车用减震器及利用该车用减震器发电的装置 - Google Patents

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Abstract

一种车用减震器及利用该车用减震器发电的装置，包括与蓄液缸的主活塞相连接的、可随主活塞同步移动的驱动轴,所述驱动轴的上端设置有连接悬架的上安装环，所述蓄液缸的外壁固设有下限位板,所述驱动轴上设置有上限位板,所述上限位板与下限位板之间设置有主弹簧，所述蓄液缸底部固设有与驱动轴同轴的支撑轴,所述蓄液缸的底部向下延伸地设置有次级活塞缸,所述次级活塞缸内设置有可上下移动的次级活塞,所述次级活塞上固定设置有随次级活塞上下同步移动的齿条,所述次级活塞缸的一侧开有与齿轮组啮合的缺口部。本发明结构简单，可高效回收车辆行驶过程中悬架的振动能量并将其转换为电能进行利用，减少了能源的浪费及废弃排放。

Description

一种车用减震器及利用该车用减震器发电的装置
 
技术领域
本发明涉及车辆工程和可再生能源领域，具体涉及设计一种新型的车用减震器、并可回收车辆行驶过程中悬架的振动机械能并转换为电能的装置及方法。
背景技术
众做周知，目前的车用减震器是被动式的减震器；其工作原理是通过液压缸配合悬架弹簧，形成一个具有阻尼的振荡系统，通过阻尼的作用将车辆行驶过程中上下振动的能量转换成热能消耗掉，从而提高车辆行驶的平稳性。这些液压式的减震器，将悬架系统的振动能量全部以热量的形式耗散掉，这部分能量非常可观。以车重1600公斤、每辆车包含4个减震器、车辆悬架的振动速度为0.25～0.5 米/秒（RMS）时，浪费掉的能量功率达到4～8kW，中国汽车保有量1亿辆以上，按照1亿辆汽车保有量，平均每辆车每天行驶4个小时，那么全年浪费掉的能量达到5840～11680亿度电，相当于0.7～1.4亿吨标准煤！ 
因此，有必要寻求一种新技术，既可以满足车辆对减震性能的技术要求，又可以回收减震器耗散掉的能量并转换为电能供车辆电器使用，从而可以减少车辆的能耗，也可以减少汽车的废气排放。
发明内容
为解决上述问题，提出了一种高效的具有能量回收功能的车用减震器及利用该车用减震器发电的装置，该新型减震器是在现有传统减震器的基础上进行改造，可直接应用在现有车辆上，结构简单，不但可以满足车辆对减震器外特性的技术要求，还可以高效回收车辆悬架的振动并转换为电能回馈给车辆使用。
本发明第一方面提供一种车用减震器，其技术方案是：
一种车用减震器，包括与蓄液缸的主活塞相连接的、可随主活塞同步移动的驱动轴,所述驱动轴的上端设置有连接悬架的上安装环，所述蓄液缸的外壁固设有下限位板,所述驱动轴上设置有上限位板, 所述上限位板与下限位板之间设置有主弹簧，所述蓄液缸底部固设有与驱动轴同轴的支撑轴, 支撑轴的下端设置有下安装环, 
所述蓄液缸的底部向下延伸地设置有次级活塞缸,所述次级活塞缸内设置有可上下移动的次级活塞,所述次级活塞上固定设置有随次级活塞上下同步移动的齿条,所述次级活塞缸的一侧开有缺口部,所述缺口部设置有受齿条驱动的齿轮组，所述次级活塞的底端设置有复位弹簧。次级活塞上固定有可自由活动的齿条，当次级活塞运动时，带动齿条运动，齿条的直线运动驱动与其相啮合的加速齿轮组，从而将低速的直线运动转变为高速的旋转运动，次级活塞上还带有复位弹簧，使得齿条可以双向运动，从而可以更加高效地将次级活塞的运动传递给发电机构。
进一步地，所述主活塞的直径大于次级活塞的直径。主活塞的面积大于次级活塞的面积，从而可以将悬架系统的机械振动进行放大，从而可以更加高效的进行能量的回收。
进一步地，所述次级活塞缸为1个或一个以上。从而可以回收更多的悬架振动能量。
本发明另一方面提供一种利用车用减震器发电的装置，其技术方案是：
一种利用车用减震器发电的装置，包括车用减震器、发电电机、整流调压电路及蓄能装置，所述发电电机受车用减震器的齿轮组驱动，该发电电机的输出电能经整流调压电路调整后存储在蓄能装置中。
进一步地，所述蓄能装置为铅酸蓄电池、锂电池、超级电容等。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
本发明结构简单，制作方便，成本低廉；完全满足车辆对减震器的外特性要求，并可高效回收车辆行驶过程中悬架的振动能量并将其转换为电能进行了利用，减少了能源的浪费及废弃排放。
附图说明
图1是本发明的车用减震器的结构示意图。
图2是本发明的利用车用减震器发电的装置的结构示意图。
1-安装孔；2-上限位板；3-主弹簧；4-驱动轴；5-主活塞；6-下限位板；7-蓄液缸；8-次级活塞；9-齿轮组；10-齿条；11-复位弹簧；12-支承轴；13-下安装孔；14-缺口部；15-次级活塞缸；16-发电电机；17-整流调压电路；18-蓄能装置。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。
实施例1
如图1所示，一种车用减震器，包括与蓄液缸7的主活塞5相连接的、可随主活塞5同步移动的驱动轴4,所述驱动轴4的上端设置有连接悬架的上安装环1，所述蓄液缸7的外壁固设有下限位板6,所述驱动轴上设置有上限位板2, 所述上限位板2与下限位板6之间设置有主弹簧3，所述蓄液缸7底部固设有与驱动轴4同轴的支撑轴12, 支撑轴12的下端设置有下安装环13, 
所述蓄液缸7的底部向下延伸地设置有2个次级活塞缸15,所述次级活塞缸15内设置有可上下移动的次级活塞8,所述次级活塞8上固定设置有随次级活塞8上下同步移动的齿条10,所述次级活塞缸15的一侧开有缺口部14,所述缺口部14设置有受齿条10驱动的齿轮组9，所述次级活塞8的底端设置有复位弹簧11。次级活塞8上固定有可自由活动的齿条10，当次级活塞8运动时，带动齿条10运动，齿条10的直线运动驱动与其相啮合的加速齿轮组9，从而将低速的直线运动转变为高速的旋转运动，次级活塞8上还带有复位弹簧11，使得齿条10可以双向运动，从而可以更加高效地将次级活塞8的运动传递给发电机构。
所述主活塞5的直径大于次级活塞8的直径。主活塞5的面积大于次级活塞8的面积，从而可以将悬架系统的机械振动进行放大，从而可以更加高效的进行能量的回收。
实施例2
如图2所示，一种利用车用减震器发电的装置，包括车用减震器、发电电机16、整流调压电路17及蓄能装置18，所述发电电机16受车用减震器的齿轮组9驱动，该发电电机16的输出电能经整流调压电路17调整后存储在蓄能装置18中。
进一步地，所述蓄能装置18为铅酸蓄电池、锂电池、超级电容等。
利用车用减震器发电的装置的工作原理如下：
（1）采用了基于机电转换的能量捕获技术代替传统的液压阻尼能量耗散技术，可将原本耗散掉的车辆振动能量回收并加以利用同时满足车辆的减震技术要求；
（2）利用液压系统捕获悬架的机械振动，将悬架的机械振动转换为主活塞5的自由运动；
（3）液压系统具有主活塞5和次级活塞8，主活塞5面积大于次级活塞8从而可以将来自悬架的机械振动进行放大；
（4）主活塞5具有复位用的弹簧，保证主活塞5可以自由双向运动；
（5）液压系统可以带有多组次级活塞8，从而可以高效地回收能量；
（6）次级活塞8将双向自由运动通过齿条10传递给齿轮组9，从而将低速的直线运动转换为高速的旋转运动；
（7）高速的旋转运动传递给发电电机16，从而将压力机械能转换为电能，并通过整流调压电路17对电能进行调整后存储在蓄能装置18。
次级活塞8上固定有可自由活动的齿条10，当次级活塞8运动时，带动齿条10运动，齿条10的直线运动驱动与其相啮合的加速齿轮组9，从而将低速的直线运动转变为高速的旋转运动。次级活塞8上还带有复位弹簧11，使得齿条10可以双向运动，从而可以更加高效地将次级活塞8的运动传递给发电机构。高速的旋转运动最终通过齿轮组9传递给与之匹配的发电电机16，从而将机械能转换为电能；产生的电能通过整流调压电路17调整到合适电压的直流电并存储在蓄能装置18中。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种车用减震器，包括与蓄液缸(7)的主活塞(5)相连接的、可随主活塞(5)同步移动的驱动轴(4),所述驱动轴(4)的上端设置有连接悬架的上安装环(1)，所述蓄液缸(7)的外壁固设有下限位板(6),所述驱动轴上设置有上限位板(2), 所述上限位板(2)与下限位板(6)之间设置有主弹簧(3)，所述蓄液缸(7)底部固设有与驱动轴(4)同轴的支撑轴(12), 支撑轴(12)的下端设置有下安装环(13),其特征在于：
所述蓄液缸(7)的底部向下延伸地设置有次级活塞缸(15),所述次级活塞缸(15)内设置有可上下移动的次级活塞(8),所述次级活塞(8)上固定设置有随次级活塞(8)上下同步移动的齿条(10),所述次级活塞缸(15)的一侧开有缺口部(14),所述缺口部(14)设置有受齿条(10)驱动的齿轮组(9)，所述次级活塞(8)的底端设置有复位弹簧(11)。
2.根据权利要求1所述的车用减震器，其特征在于：所述主活塞(5)的直径大于次级活塞(8)的直径。
3.根据权利要求1所述的车用减震器，其特征在于：所述次级活塞缸(15)为1个或一个以上。
4.一种利用权利要求1至3任一项所述的车用减震器发电的装置，其特征在于：包括车用减震器、发电电机(16)、整流调压电路(17)及蓄能装置(18)，所述发电电机(16)受车用减震器的齿轮组(9)驱动，该发电电机(16)的输出电能经整流调压电路(17)调整后存储在蓄能装置(18)中。
5.根据权利要求4所述的利用车用减震器发电的装置,其特征在于：所述蓄能装置(18)为铅酸蓄电池、锂电池、超级电容。
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