CN109899437A - 振动能量回收型磁流变减振器 - Google Patents
振动能量回收型磁流变减振器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109899437A CN109899437A CN201711285382.7A CN201711285382A CN109899437A CN 109899437 A CN109899437 A CN 109899437A CN 201711285382 A CN201711285382 A CN 201711285382A CN 109899437 A CN109899437 A CN 109899437A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- piston rod
- vibration energy
- external
- permanent magnet
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
本发明公开一种振动能量回收型磁流变减振器，属于汽车节能技术领域，该减振器能将悬架振动能量转化为电能，实现了振动能量回收，提高了车辆能量利用率。本发明包括磁流变阻尼器模块、压电堆模块、电磁感应发电模块。磁流变阻尼器模块包括上安装吊环、活塞杆、活塞环、磁流变液、一级减振弹簧、励磁线圈、底座；缸体空腔内充满磁流变液，励磁线圈安装在活塞环槽内，励磁线圈连接外接电源；压电堆发电模块由压电堆、传力弹簧组成；电磁感应发电模块包括永磁体、感应线圈。活塞杆连接永磁体运动切割磁力线将振动能量转化为电能，感应线圈连接整流电路进行回收。本发明在实现主动隔振的同时，将振动能量转化为电能，实现了振动能量回收，节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及汽车节能技术领域，尤其涉及汽车能量回收装置，即涉及一种振动能量回收型磁流变减振器。
背景技术
随着能源的减少和人们节能意识的提高，如何提高汽车的节能环保性，成为汽车设计工程师的研究目标。车辆在经过不平的路面时，汽车车身会发生振动，并且路面越不平稳，汽车振动得越厉害。通常情况下，振动能量会以减振器内部油液摩擦生热而损耗掉，如果能将减振器振动能量加以回收再利用，可以达到节能的目的。目前国内商用车悬架减振器的振动能量基本上没有实现有效回收再利用。在全球能源日益紧缺的今天，特别是新能源汽车的大力推广，设计一款振动能量回收型减振器实现振动能量的回收再利用具有现实意义，有利于提高实现汽车能量利用率，减少功率损失，甚至可以提高汽车的续航行驶能力。
发明内容
本发明主要解决的技术问题在于提供一种振动能量回收的磁流变减振器，其结构紧凑，安装使用方便，能够主动控制振动的同时，达到振动能量的回收，节能环保，应用范围广。利用磁流变原理实现阻尼的改变，利用压电和电磁原理实现振动能量的回收，作为一种主动隔振减振器，可以达到连续减振的目的，可以实现对振动的主动控制和能量的回收利用。
本发明的主要技术方案为一种振动能量回收型磁流变减振器，其包括三大模块：磁流变阻尼器模块，压电堆发电模块，电磁感应发电模块；
-所述磁流变阻尼器模块包括吊件、活塞杆2、活塞环5、缸体4、磁流变液14、励磁线圈15；缸体与活塞杆之间有空腔，空腔内充满磁流变液，励磁线圈安装在活塞环槽内，励磁线圈产生感应磁场并由外接电源通过外接线头16进行供电，活塞环与缸体之间间隙配合；活塞杆至少一端部连接有吊件；
-所述压电堆发电模块包括压电堆11、传力件；活塞杆通过传力件作用于压力堆产生压电效应，压力堆与外部电连接；
-所述电磁感应发电模块包括永磁体、感应线圈；活塞杆安装有永磁体，永磁体外设有感应线圈，活塞杆运动切割磁力线将振动能量转化为电能，感应线圈连接外部整流电路。
进一步地，励磁线圈连接的外部电源设有电压变化模块，所述电压变化模块配置为通过调节电压，以调节磁流变液剪切力，从而改变阻尼力。
进一步地，所述电磁感应发电模块包括环形永磁体6、圆柱永磁体7、上感应线圈13、下感应线圈8；
-环形永磁体6与缸体4固连，上感应线圈13缠绕在活塞杆2上；
-圆柱永磁体7与活塞杆2固连，下感应线圈8缠绕在底座10内部，活塞杆上下运动切割磁力线将振动能量转化为电能。
进一步地，所述压电堆发电模块包括压电堆11和传力弹簧12，安装在活塞杆2 上的永磁体7上下运动，并通过传力弹簧12作用于压电堆产生压电效应，压电电流通过底座外接线9与外部电源调理模块连接。
进一步地，活塞杆2内部通过内孔将外接线头16连接至励磁线圈15和上感应线圈13。
进一步地，所述磁流变阻尼器模块还包括上安装吊环1、、一级减振弹簧3，其中上安装吊环与活塞杆的上端相连接，活塞杆2的上部还安装有一级减振弹簧，一级减振弹簧装设于上安装吊环与缸体之间用于吊装缓冲；
进一步地，所述磁流变阻尼器模块还包括底座10，底座设于压电堆发电模块的下部。
进一步地，感应电流通过外接线头16连接外部整流电路，外部整流电路连接电容。
进一步地，压电电流通过底座外接线9连接外部整流电路，储存在电容中，通过电容给电池供电。
进一步地，所述外接线头16包含外接电源输入线头和内部发电输出线头；底座外接线9包含内部发电输出线头。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明充分利用磁流变、压电原理和电磁感应原理于一体，磁流变的阻尼改变即可以通过外部供电实现，也可以通过内部自身供电，有效解决电量不足时磁流变减振器阻尼不可调节的问题；
2、本发明既实现了减振器阻尼力可调，主动隔振的功能，又实现了对振动能量的回收，节能环保；
3、本发明结构紧凑，安装使用方便，应用范围广。
下面通过附图对本发明做进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明的振动能量回收型磁流变减振器的一个实施例的结构示意图；
图2为本发明的振动能量回收型磁流变减振器的一个实施例的功能原理框图。
图中：1-上安装吊环；2-活塞杆；3-一级减振弹簧；4-缸体；5-活塞环；6-环形永磁体；7-圆柱形永磁体；8-下感应线圈；9-底座外接线；10-底座；11-压电堆；12- 传力弹簧；13-上感应线圈；14磁流变液；15-励磁线圈；16外接线头。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：
如图所示，在实施例中，本发明的振动能量回收型磁流变减振器包括磁流变阻尼器模块，压电堆发电模块，电磁感应发电模块，磁流变阻尼器模块主要由上安装吊环1、底座10、活塞杆2、活塞环5、磁流变液14、一级减振弹簧3、励磁线圈15组成；压电堆发电模块包括，压电堆11、传力弹簧12；电磁感应发电模块包括，圆柱永磁体7、下感应线圈8、环形永磁体6、上感应线圈13。其中上安装吊环1 与活塞杆2相连接，活塞杆2的上端安装一级减振弹簧3，活塞环5与缸体4之间留有一定间隙，外部供电和内部供电均通过外接线头16引入励磁线圈15，励磁线圈15通电后，活塞环与缸体之间填充的磁流变液14的剪力随着电压变化实现实时可调，以改变阻尼力。上感应线圈13在活塞杆2上下振动时与环形永磁体6之间的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流通过外接线头16与送至外部整流电路，调理后将电能储存在电容中；下感应线圈8与圆柱永磁体7相互作用产生电能通过底座外接线9送至外部整流电路，进行调理并储存；压电堆11由于活塞2上下运动，在传力弹簧12的作用下产生压电效应，产生的电能通过底座外接线9送至外部整流电路，统一储存在电容中，通过电容给电池供电，达到对减振器振动能量的回收再利用。
在一个具体实施例中，上安装吊环1可以采用其他吊件替代。
在一个具体实施例中，传力弹簧12可以被其他传力件替代，比如弹性胶件等。
在一个具体实施例中，圆柱永磁体7、下感应线圈8、环形永磁体6、上感应线圈13可以选择采用其中之一组合使用，或者采用其他形状的永磁体与感应线圈的基本配置。
在一个具体实施例中，磁流变液14填充在缸体内，励磁线圈15产生感应磁场，并由外接线头16进行供电，励磁线圈15安装在活塞环5槽内，电压的变化导致磁流变液剪切力发生变化，从而改变阻尼力。
在一个优选实施例中，活塞杆内部通过内孔将外接线头16连接至励磁线圈15 和上感应线圈13。
在一个优选实施例中，底座10为下安装吊环。
在一个优选实施例中，由压电堆11和传力弹簧12组成压电发电模块，安装在活塞杆2上的圆柱永磁体7上下运动，并通过传力弹簧12作用于压电堆产生压电效应，压电电流通过底座外接线9与外部电源调理模块连接。
在一个优选实施例中，外接线头16包含外接电源输入线头和内部发电输出线头；底座外接线9包含内部发电输出线头。
以上系统设置中,涉及到未公开的模块的设计内容和配置为本领域技术人员可以按照公开内容实现或进行标准化模块设计的内容。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，包括三大模块：磁流变阻尼器模块，压电堆发电模块，电磁感应发电模块；
-所述磁流变阻尼器模块包括吊件、活塞杆(2)、活塞环(5)、缸体(4)、磁流变液(14)、励磁线圈(15)；缸体与活塞杆之间有空腔，空腔内充满磁流变液，励磁线圈安装在活塞环槽内，励磁线圈产生感应磁场并由外接电源通过外接线头(16)进行供电，活塞环与缸体之间间隙配合；活塞杆至少一端部连接有吊件；
-所述压电堆发电模块包括压电堆(11)、传力件；活塞杆通过传力件作用于压力堆产生压电效应，压力堆与外部电连接；
-所述电磁感应发电模块包括永磁体、感应线圈；活塞杆安装有永磁体，永磁体外设有感应线圈，活塞杆运动切割磁力线将振动能量转化为电能，感应线圈连接外部整流电路。
2.根据权利要求1所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，励磁线圈连接的外部电源设有电压变化模块，所述电压变化模块配置为通过调节电压，以调节磁流变液剪切力，从而改变阻尼力。
3.根据权利要求1所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，
所述电磁感应发电模块包括环形永磁体(6)、圆柱永磁体(7)、上感应线圈(13)、下感应线圈(8)；
-环形永磁体(6)与缸体(4)固连，上感应线圈(13)缠绕在活塞杆(2)上；
-圆柱永磁体(7)与活塞杆(2)固连，下感应线圈(8)缠绕在底座(10)内部，活塞杆上下运动切割磁力线将振动能量转化为电能。
4.根据权利要求3所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，所述压电堆发电模块包括压电堆(11)和传力弹簧(12)，安装在活塞杆(2)上的永磁体(7)上下运动，并通过传力弹簧(12)作用于压电堆产生压电效应，压电电流通过底座外接线(9)与外部电源调理模块连接。
5.根据权利要求3所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，活塞杆(2)内部通过内孔将外接线头(16)连接至励磁线圈(15)和上感应线圈(13)。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，所述磁流变阻尼器模块还包括上安装吊环(1)、一级减振弹簧(3)，其中上安装吊环与活塞杆的上端相连接，活塞杆(2)的上部还安装有一级减振弹簧，一级减振弹簧装设于上安装吊环与缸体之间用于吊装缓冲。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，所述磁流变阻尼器模块还包括底座(10)，底座设于压电堆发电模块的下部。
8.根据权利要求1至5任一项所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，感应电流通过外接线头(16)连接外部整流电路，外部整流电路连接电容。
9.根据权利要求1至5任一项所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，压电电流通过底座外接线(9)连接外部整流电路，储存在电容中，通过电容给电池供电。
10.根据权利要求9所述的一种振动能量回收型磁流变减振器，其特征在于，所述外接线头(16)包含外接电源输入线头和内部发电输出线头；底座外接线(9)包含内部发电输出线头。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711285382.7A CN109899437B (zh) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | 振动能量回收型磁流变减振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711285382.7A CN109899437B (zh) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | 振动能量回收型磁流变减振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109899437A true CN109899437A (zh) | 2019-06-18 |
| CN109899437B CN109899437B (zh) | 2024-03-05 |
Family
ID=66939118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711285382.7A Expired - Fee Related CN109899437B (zh) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | 振动能量回收型磁流变减振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109899437B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111942095A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-17 | 江苏大学 | 一种新能源车用磁悬浮弹簧和电涡流阻尼器耦合的车辆半主动悬架 |
| CN112431892A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-02 | 南京林业大学 | 一种压电式自供电磁流变减震装置 |
| CN113027964A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-25 | 清华大学 | 基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置 |
| CN113872466A (zh) * | 2021-10-21 | 2021-12-31 | 业成科技（成都）有限公司 | 用于悬吊系统的电能回收装置 |
| CN114110075A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 陕西汽车集团有限责任公司 | 一种用于车辆调试的电控变阻尼减振器 |
| CN115212511A (zh) * | 2021-04-16 | 2022-10-21 | 烟台大学 | 智能跳绳毯 |
| CN120127571A (zh) * | 2025-03-11 | 2025-06-10 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种间隔棒及间隔棒安装系统 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994000704A1 (en) * | 1992-06-18 | 1994-01-06 | Lord Corporation | Magnetorheological fluid devices |
| KR20100007252A (ko) * | 2008-07-11 | 2010-01-22 | 한국과학기술원 | 압전소자를 이용한 스마트 엠알댐퍼 |
| CN102278410A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-12-14 | 嘉兴学院 | 无需外接电源的磁流变减振器 |
| CN204610676U (zh) * | 2015-05-04 | 2015-09-02 | 西安科技大学 | 一种馈能式磁流变减振装置 |
| CN205244233U (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-18 | 西安科技大学 | 自供能量式车辆磁流变阻尼装置 |
| CN106286685A (zh) * | 2016-09-10 | 2017-01-04 | 西安科技大学 | 压电与电磁感应双重馈能式磁流变减振装置及其控制方法 |
| CN106812859A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-09 | 合肥工业大学 | 双弹簧式磁流变减振器 |
| CN207554681U (zh) * | 2017-12-07 | 2018-06-29 | 陕西汽车集团有限责任公司 | 振动能量回收型磁流变减振器 |
-
2017
- 2017-12-07 CN CN201711285382.7A patent/CN109899437B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994000704A1 (en) * | 1992-06-18 | 1994-01-06 | Lord Corporation | Magnetorheological fluid devices |
| KR20100007252A (ko) * | 2008-07-11 | 2010-01-22 | 한국과학기술원 | 압전소자를 이용한 스마트 엠알댐퍼 |
| CN102278410A (zh) * | 2011-06-03 | 2011-12-14 | 嘉兴学院 | 无需外接电源的磁流变减振器 |
| CN204610676U (zh) * | 2015-05-04 | 2015-09-02 | 西安科技大学 | 一种馈能式磁流变减振装置 |
| CN205244233U (zh) * | 2015-12-17 | 2016-05-18 | 西安科技大学 | 自供能量式车辆磁流变阻尼装置 |
| CN106286685A (zh) * | 2016-09-10 | 2017-01-04 | 西安科技大学 | 压电与电磁感应双重馈能式磁流变减振装置及其控制方法 |
| CN106812859A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-09 | 合肥工业大学 | 双弹簧式磁流变减振器 |
| CN207554681U (zh) * | 2017-12-07 | 2018-06-29 | 陕西汽车集团有限责任公司 | 振动能量回收型磁流变减振器 |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111942095A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-11-17 | 江苏大学 | 一种新能源车用磁悬浮弹簧和电涡流阻尼器耦合的车辆半主动悬架 |
| CN111942095B (zh) * | 2020-07-27 | 2022-11-01 | 槃实科技(深圳)有限公司 | 一种新能源车用磁悬浮弹簧和电涡流阻尼器耦合的车辆半主动悬架 |
| CN114110075A (zh) * | 2020-08-31 | 2022-03-01 | 陕西汽车集团有限责任公司 | 一种用于车辆调试的电控变阻尼减振器 |
| CN112431892A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-02 | 南京林业大学 | 一种压电式自供电磁流变减震装置 |
| CN113027964A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-06-25 | 清华大学 | 基于磁性液体二阶浮力原理的振动能量回收装置 |
| CN115212511A (zh) * | 2021-04-16 | 2022-10-21 | 烟台大学 | 智能跳绳毯 |
| CN113872466A (zh) * | 2021-10-21 | 2021-12-31 | 业成科技（成都）有限公司 | 用于悬吊系统的电能回收装置 |
| CN120127571A (zh) * | 2025-03-11 | 2025-06-10 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种间隔棒及间隔棒安装系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109899437B (zh) | 2024-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109899437A (zh) | 振动能量回收型磁流变减振器 | |
| CN207554681U (zh) | 振动能量回收型磁流变减振器 | |
| CN204610676U (zh) | 一种馈能式磁流变减振装置 | |
| CN108343171B (zh) | 电磁谐振式惯质阻尼器 | |
| US8253281B2 (en) | Energy harvesting apparatus incorporated into shock absorber | |
| CN104930112B (zh) | 一种自供能量阻尼可调减振装置 | |
| WO2020024471A1 (zh) | 一种可实现自供能的混合电磁悬架及其控制方法 | |
| CN102418765A (zh) | 一种自感知自供电自适应控制磁流变减振系统 | |
| CN207333558U (zh) | 磁流变阻尼器和电涡流阻尼器组合而成的混合式阻尼器 | |
| CN106321718B (zh) | 一种自供能式车辆主动悬架及其协调控制方法 | |
| CN103660901B (zh) | 一种半主动式磁敏橡胶汽车发动机悬置装置 | |
| CN106678256A (zh) | 一种电动汽车磁电式自供电悬架减震器 | |
| CN205185772U (zh) | 电磁馈能式车辆主动悬架作动器 | |
| CN110043598B (zh) | 一种基于磁流变胶泥与金属橡胶复合的主动式隔振器 | |
| CN107606041A (zh) | 磁流变阻尼器和电涡流阻尼器组合而成的混合式阻尼器 | |
| CN105172507B (zh) | 一种用于汽车悬架的自供能磁流变减振器系统 | |
| CN202937714U (zh) | 一种阻尼可调弹簧减震器 | |
| CN104500640A (zh) | 一种自适应直线磁性液体阻尼减振器 | |
| CN104343878A (zh) | 一种振动能量的控制系统与方法 | |
| CN104776152A (zh) | 高效能低功耗磁流变半主动与主动一体化减振装置 | |
| CN105252987A (zh) | 一种汽车悬架系统振动能量回收装置 | |
| CN202091423U (zh) | 电磁阻尼减振器 | |
| CN105644295B (zh) | 一种主动液压互联式馈能悬架 | |
| CN203130396U (zh) | 同步回收液压减振器振动能量的电磁发电装置总成 | |
| CN205202654U (zh) | 多模式电磁馈能式车辆主动悬架作动器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Country or region after: China Address after: No.39 Xingfu North Road, Xi'an, Shaanxi 710201 Applicant after: Shaanxi Automobile Group Co.,Ltd. Address before: No.39 Xingfu North Road, Xi'an, Shaanxi 710201 Applicant before: SHAANXI AUTOMOBILE GROUP Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20240305 |