CN108757359B - 汽车振动能量回收系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车振动能量回收系统，包括第一振动能量回收装置、第二振动能量回收装置、与第一振动能量回收装置和第二振动能量回收装置的回油管道、可旋转的设置于回油管道中的叶轮以及由叶轮驱动的发电机。本发明的汽车振动能量回收系统，能够实现汽车行驶时上下颠簸而产生的能量的回收再利用，节约能源。

Description

汽车振动能量回收系统

技术领域

本发明属于能量回收技术领域，具体地说，本发明涉及一种振动汽车能量回收系统。

背景技术

随着国内汽车数量的急剧增长，能源紧缺对于中国汽车产业的威胁也越来越大。传统汽车一直使用的是石油等化石燃料，石油是不可再生的能源，其储存量和开采量资源正面临枯竭，加上化石燃料的燃烧所产生的污染问题日益严重。

因此，能量的回收和再利用显得相当重要。汽车在行驶过程中，汽车上下振动的时候需要汽车提供额外的能量，而这些能量最后则以热能排放出去。为了提高能源的利用效率，需要研究一种能够将振动的能量进行回收的装置。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种汽车振动能量回收系统，目的是实现汽车行驶时上下颠簸而产生的能量的回收再利用。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：汽车振动能量回收系统，包括第一振动能量回收装置、第二振动能量回收装置、与第一振动能量回收装置和第二振动能量回收装置的回油管道、可旋转的设置于回油管道中的叶轮以及由叶轮驱动的发电机。

所述第一振动能量回收装置包括用于将汽车振动产生的振动能量转换成液压能的液压缸，液压缸通过油管与所述回油管道连接。

所述液压缸包括与汽车的非簧载质量连接的大缸体、插设于大缸体中的小缸体、设置于小缸体中的活塞和与活塞连接且与汽车的簧载质量连接的活塞杆，大缸体和小缸体中有液压油，大缸体通过油管与所述回油管道连接。

所述大缸体的内腔体的直径大于所述小缸体的内腔体的直径，小缸体插入大缸体的内腔体中，所述活塞位于小缸体的内腔体中。

所述第二振动能量回收装置包括连杆、与连杆转动连接的曲柄、液压泵以及与曲柄和液压泵连接且用于将动力传递至液压泵的第一传动机构，液压泵通过油管与所述液压缸和所述回油管道连接。

所述连杆与汽车的簧载质量连接，所述曲柄为可旋转的设置于汽车的非簧载质量上，所述液压泵设置于汽车的非簧载质量上。

所述叶轮通过第二传动机构与所述发电机连接。

所述第二传动机构为齿轮传动机构或带传动机构。

本发明的汽车振动能量回收系统，能够实现汽车行驶时上下颠簸而产生的能量的回收再利用，节约能源。

附图说明

本说明书包括以下附图，所示内容分别是：

图1是本发明汽车振动能量回收系统的结构示意图；

图2是叶轮与第二传动机构的连接示意图；

图3是液压缸的剖视图；

图4是第二振动能量回收装置的结构示意图；

图中标记为：1、回油管道；2、叶轮；3、液压缸；301、活塞杆；302、活塞；303、大缸体；304、小缸体；305、回位弹簧；4、液压泵；5、连杆；6、曲柄；7、第一传动机构；8、第二传动机构；9、传动轴；10、转轴；11、第一油管；12、第二油管；13、第三油管；

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。

如图1所示，本发明提供了一种汽车振动能量回收系统，包括第一振动能量回收装置、第二振动能量回收装置、与第一振动能量回收装置和第二振动能量回收装置的回油管道1、可旋转的设置于回油管道1中的叶轮2以及由叶轮2驱动的发电机。发电机与蓄电池连接，发电机产生的电能由蓄电池进行存储，实现能量回收和再利用。

具体地说，如图1所示，第一振动能量回收装置和第二振动能量回收装置是用于将汽车因垂直方向的振动而产生的振动能量转换成液压能，第一振动能量回收装置与汽车的簧载质量和非簧载质量连接，第二振动能量回收装置也与汽车的簧载质量和非簧载质量连接，在汽车行驶过程中，簧载质量与非簧载质量在垂直方向上可发生相对运动，进而产生振动能量。在第一振动能量回收装置将汽车振动产生的振动能量转换成液压能的过程中，第一振动能量回收装置中的液压油流入回油管道1中，进入回油管道1内的液压油驱动叶轮2旋转，叶轮2带动发电机运转，实现发电。在第二振动能量回收装置将汽车振动产生的振动能量转换成液压能的过程中，第二振动能量回收装置中的液压油流入回油管道1中，进入回油管道1内的液压油同样驱动叶轮2旋转，叶轮2带动发电机运转，实现发电。第一振动能量回收装置和第一振动能量回收装置是用于将汽车的簧载质量和非簧载质量在做相对运动时产生的振动能量转换成液压能，这样使得汽车在行驶过程中产生的振动能量能够被充分回收再利用，节能效果好。

如图1和图3所示，第一振动能量回收装置包括用于将汽车振动产生的振动能量转换成液压能的液压缸3，液压缸3通过第一油管11与回油管道1连接。液压缸3包括与汽车的非簧载质量连接的大缸体303、插设于大缸体303中的小缸体304、设置于小缸体304中的活塞302和与活塞302连接且与汽车的簧载质量连接的活塞杆301，大缸体303和小缸体304中有液压油，大缸体303通过第一油管11与回油管道1的进油口连接。大缸体303的内腔体的直径大于小缸体304的内腔体的直径，小缸体304插入大缸体303的内腔体中，活塞302位于小缸体304的内腔体中。活塞杆301的上端与汽车的簧载质量连接，活塞杆301的下端插入小缸体304的内部且活塞杆301的下端与活塞302固定连接。小缸体304和大缸体303均为内部中空的结构，小缸体304和大缸体303的内腔体为圆柱形腔体，小缸体304、大缸体303、活塞302和活塞杆301为同轴设置。活塞302位于小缸体304的内腔体中且将小缸体304的内腔体分隔成两个独立的腔体，这两个独立的腔体分别为有杆腔和无杆腔，有杆腔位于无杆腔的上方，无杆腔中有液压油。小缸体304的底面中心处设有通孔，该通孔使得小缸体304的内腔体与大缸体303的内腔体连通，活塞302的直径大于该通孔的直径。小缸体304位于大缸体303的内腔体中且将大缸体303的内腔体分隔成两个独立的腔体，这两个独立的腔体分别为有杆腔和无杆腔，该有杆腔位于无杆腔的上方，无杆腔中有液压油，大缸体303的无杆腔与小缸体304的无杆腔处于连通状态。小缸体304的底面中心处设有通孔，该通孔使得小缸体304的内腔体与大缸体303的内腔体连通，活塞302的直径大于该通孔的直径。活塞302相对于小缸体304可沿轴向进行移动，小缸体304相对于大缸体303可沿轴向进行移动。在活塞杆301向下推动活塞302并使活塞302移动至小缸体304的底部位置后，活塞302可以推动小缸体304向下朝向大缸体303的内部进行移动。在汽车的簧载质量和非簧载质量在做相对运动时，活塞杆301向下推动活塞302，液压缸3做压缩运动，产生液压能，小缸体304的无杆腔容积减小，液压缸3中的液压油经第一油管11进入回油管道1中；当活塞杆301和活塞302继续下压且活塞302移动至小缸体304的底部位置后，活塞302可以推动小缸体304向下朝向大缸体303的内部进行移动，以使大缸体303的无杆腔的容积减小，从而可以将更多的液压油挤出，液压缸3中的液压油经第一油管11进入回油管道1中，实现对回油管道1的持续供油，提高能量转换和回收效果。

如图1和图3所示，液压缸3还包括回位弹簧305，回位弹簧305位于大缸体303的内腔体中，回位弹簧305并夹在大缸体303的底面和活塞302之间，回位弹簧305为压缩弹簧，回位弹簧305的上端与活塞302的底面相抵触，回位弹簧305的下端与大缸体303的底面相抵触。液压缸3的大缸体303并通过油管与储油箱连接，储油箱为液压缸3提供液压油，实现液压油的循环。

如图1和图4所示，第二振动能量回收装置包括连杆5、与连杆5转动连接的曲柄6、液压泵4以及与曲柄6和液压泵4连接且用于将动力传递至液压泵4的第一传动机构7，液压泵4通过油管与液压缸3和回油管道1连接。连杆5与汽车的簧载质量连接，曲柄6为可旋转的设置于汽车的非簧载质量上，液压泵4设置于汽车的非簧载质量上。作为优选的，连杆5的上端与汽车的簧载质量转动连接，连杆5的下端通过转轴10与曲柄6的一端转动连接，曲柄6的另一端与传动轴9固定连接，传动轴9为可旋转的设置于汽车的非簧载质量上，汽车的非簧载质量对传动轴9和曲柄6提供支撑作用，转轴10的轴线与传动轴9的轴线相平行。第一传动机构7的动力输入端与传动轴9连接，第一传动机构7的动力输出端与液压泵4的输入轴连接，第一传动机构7将传动轴9传递的动力传递至液压泵4，以驱动液压泵4运转。液压泵4的进油口与第二油管12连接，液压泵4的出油口通过第三油管13与回油管道1连接，第三油管13的一端与液压泵4的出油口连接，第三油管13的另一端与回油管道1的进油口连接，液压泵4运转后，将液压油通过第三油管13输送至回油管道1中，进入回油管道1内的液压油驱动叶轮2旋转，叶轮2带动发电机运转，实现发电。

如图1和图4所示，作为优选的，第一传动机构7为齿轮传动机构且为一级齿轮机构，第一传动机构7的主动齿轮与传动轴9固定连接，第一传动机构7的从动齿轮与液压泵4的输入轴固定连接，液压泵4与传动轴9保持相对固定，液压泵4固定设置于汽车的非簧载质量上。第二油管12的一端与液压泵4的进油口连接，第二油管12的另一端与储油箱或液压缸3连接。当液压泵4通过第二油管12与储油箱连接，储油箱为液压泵4提供液压油。当液压泵4通过第二油管12与液压缸3连接，第二油管12的进油口与液压缸3的大缸体303上设置的出油口连接，液压缸3为液压泵4提供液压油，这样汽车的簧载质量和非簧载质量在做相对运动时，第一振动能量回收装置和第二振动能量回收装置同时将汽车产生的振动能量转换成液压能，这样使得汽车在行驶过程中产生的振动能量能够被充分回收再利用，节能效果好。而且第二振动能量回收装置的曲柄6做360度旋转运动，在汽车的簧载质量和非簧载质量在做相背离运动时，第二振动能量回收装置仍能将汽车产生的振动能量转换成液压能，从而可以提高能量转换和回收效果。

如图1和图2所示，回油管道1为两端开口且内部中空的结构，叶轮2设置于回油管道1的中空内腔中，回油管道1的一端开口为进油口，回油管道1的另一端开口为出油口，回油管道1的进油口与第一油管11和第三油管13连接，回油管道1的出油口通过油管与储油箱连接。当第一振动能量回收装置和第二振动能量回收装置同时向回油管道1提供液压油时，实现油液流量的叠加，从而大大地提高通过回油管道1的油液的流量。液压油快速地流经叶轮2，带动叶轮2高速旋转，实现流量的叠加，流量的叠加大大的提高了能量的回收率，使发电机更加高效的工作。

如图1和图2所示，叶轮2通过第二传动机构8与发电机连接，第二传动机构8将叶轮2产生的动力传递至发电机，以驱动发电机进行运转，实现发电。第二传动机构8具有多种形式，第二传动机构8可以为齿轮传动机构、带传动机构或其它结构。在本实施例中，第二传动机构8是由一个齿轮传动机构和一个带传动机构连接而成，该齿轮传动机构为一级齿轮机构，该齿轮传动机构的主动齿轮与叶轮2通过轴固定连接，该齿轮传动机构的从动齿轮通过带传动机构与发电机连接，实现动力传递。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述。显然，本发明具体实现并不受上述方式的限制。只要是采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进；或未经改进，将本发明的上述构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.汽车振动能量回收系统，其特征在于：

第一振动能量回收装置包括用于将汽车振动产生的振动能量转换成液压能的液压缸，液压缸包括与汽车的非簧载质量连接的大缸体、插设于大缸体中的小缸体、回位弹簧、设置于小缸体中的活塞和与活塞连接且与汽车的簧载质量连接的活塞杆，大缸体和小缸体中有液压油，大缸体通过第一油管与所述回油管道连接；

所述大缸体的内腔体的直径大于所述小缸体的内腔体的直径，小缸体插入大缸体的内腔体中，所述活塞位于小缸体的内腔体中；回位弹簧位于大缸体的内腔体中，回位弹簧夹在大缸体的底面和活塞之间，回位弹簧为压缩弹簧；

小缸体和大缸体均为内部中空的结构，小缸体和大缸体的内腔体为圆柱形腔体，小缸体、大缸体、活塞和活塞杆为同轴设置；活塞将小缸体的内腔体分隔成两个独立的腔体，两个独立的腔体分别为有杆腔和无杆腔，有杆腔位于无杆腔的上方，无杆腔中有液压油；

小缸体的底面中心处设有通孔，该通孔使得小缸体的内腔体与大缸体的内腔体连通，活塞的直径大于该通孔的直径；小缸体位于大缸体的内腔体中且将大缸体的内腔体分隔成两个独立的腔体，该两个独立的腔体分别为有杆腔和无杆腔，该有杆腔位于无杆腔的上方，无杆腔中有液压油，大缸体的无杆腔与小缸体的无杆腔处于连通状态；活塞相对于小缸体可沿轴向进行移动，小缸体相对于大缸体可沿轴向进行移动；在活塞杆向下推动活塞并使活塞移动至小缸体的底部位置后，活塞可以推动小缸体向下朝向大缸体的内部进行移动；

在汽车的簧载质量和非簧载质量在做相对运动时，活塞杆向下推动活塞，液压缸做压缩运动，产生液压能，小缸体的无杆腔容积减小，液压缸中的液压油经第一油管进入回油管道中；当活塞杆和活塞继续下压且活塞移动至小缸体的底部位置后，活塞推动小缸体向下朝向大缸体的内部进行移动，使大缸体的无杆腔的容积减小，液压缸中的液压油经第一油管进入回油管道中，实现对回油管道的持续供油；

第二振动能量回收装置包括连杆、与连杆转动连接的曲柄、液压泵以及与曲柄和液压泵连接且用于将动力传递至液压泵的第一传动机构，液压泵通过第二油管与所述液压缸和所述回油管道连接；

所述连杆与汽车的簧载质量连接，所述曲柄为可旋转的设置于汽车的非簧载质量上，所述液压泵设置于汽车的非簧载质量上；

连杆的上端与汽车的簧载质量转动连接，连杆的下端通过转轴与曲柄的一端转动连接，曲柄的另一端与传动轴固定连接，传动轴为可旋转的设置于汽车的非簧载质量上，汽车的非簧载质量对传动轴和曲柄提供支撑作用，转轴的轴线与传动轴的轴线相平行；

液压泵的进油口与第二油管连接，液压泵的出油口通过第三油管与回油管道连接，第三油管的一端与液压泵的出油口连接，第三油管的另一端与回油管道的进油口连接，液压泵运转后，将液压油通过第三油管输送至回油管道中，进入回油管道内的液压油驱动叶轮旋转，叶轮带动发电机运转，实现发电；

第一传动机构为齿轮传动机构且为一级齿轮机构，第一传动机构的主动齿轮与传动轴固定连接，第一传动机构的从动齿轮与液压泵的输入轴固定连接，液压泵与传动轴保持相对固定，液压泵固定设置于汽车的非簧载质量上；第二油管的一端与液压泵的进油口连接，第二油管的另一端与液压缸连接，液压缸为液压泵提供液压油，汽车的簧载质量和非簧载质量在做相对运动时，第一振动能量回收装置和第二振动能量回收装置同时将汽车产生的振动能量转换成液压能，使得汽车在行驶过程中产生的振动能量能够被回收再利用；第二振动能量回收装置的曲柄做360度旋转运动，在汽车的簧载质量和非簧载质量在做相背离运动时，第二振动能量回收装置仍能将汽车产生的振动能量转换成液压能；

所述叶轮通过第二传动机构与所述发电机连接；叶轮设置于回油管道的中空内腔中，回油管道的一端开口为进油口，回油管道的另一端开口为出油口，回油管道的进油口与第一油管和第三油管连接，回油管道的出油口通过油管与储油箱连接；液压缸的大缸体通过油管与储油箱连接，储油箱为液压缸提供液压油，实现液压油的循环；

当第一振动能量回收装置和第二振动能量回收装置同时向回油管道提供液压油时，实现油液流量的叠加；

所述第二传动机构是由一个齿轮传动机构和一个带传动机构连接而成，该齿轮传动机构为一级齿轮机构，该齿轮传动机构的主动齿轮与叶轮通过轴固定连接，该齿轮传动机构的从动齿轮通过带传动机构与发电机连接，实现动力传递。

2.根据权利要求1所述的汽车振动能量回收系统，其特征在于：所述第二传动机构为齿轮传动机构或带传动机构。

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