CN201884536U - 一种压电式能量回收减振器 - Google Patents

Abstract

一种压电式能量回收减振器，包括减振器体和设在减振器体上的防尘罩，减振器体上下两端设有密封传力装置，在两密封传力装置构成的空腔内设有活塞，活塞与活塞杆相连，紧贴密封传力装置设有压电材料元件，压电材料元件通过外接导线依次与AC/DC转换器、蓄电池连接。本实用新型将悬架伸缩时油液的压力经密封传力装置传递到压电材料元件上，使压电材料元件变形产生电能，结构相对简单；本实用新型采用AC/DC转换器，将交流电变为直流电，给蓄电池充电，从而达到吸收汽车上下震动能量的目的，直接输出电能加以利用；本实用新型采用与现有液压减振器的基本结构特征和相似外形尺寸，在整车里的位置和安装点也保持不变，方便于改装的实施。

Description

一种压电式能量回收减振器

技术领域

本实用新型涉及属于汽车能量回收再利用技术领域，具体是一种用于回收汽车行驶过程中上下震动能量的压电式能量回收减振器。

背景技术

车辆的悬架系统是连接车身与车轮之间全部零部件包括减振器的总称。当车辆行驶在不同路面上而使车轮受到随机振动时，由于悬架系统通过减振器来衰减这部分能量，实现了车体和车轮之间的弹性支撑，从而有效地抑制、降低了车体与车轮的动载和振动，保证了汽车行驶的平顺性和操纵稳定性。

目前常用的减振器是利用其内部的粘性液体的流动来获得需要的阻尼力以衰减振动，同时这些振动能量都转换为热能消耗在大气中。随着目前国内汽车保有量的与日俱增，以及世界范围内环境与能源问题日益严重，节能减排是所有汽车相关工作人员一直追求的目标，而回收利用汽车行驶过程中耗散的能量将是节约能源的一种重要方法，经过多年的研究，目前对汽车制动能量、排气废热等的回收利用已经取得重要进展。

根据美国专利US2004/0206559中所公开的一种再生(regenerative)悬架系统，该系统包括再生减振器，用于将振动能量转换成再生电压并产生再生传播方向信号；模块，用于执行再生悬架策略并电连接到所述再生减振器上以测量所述再生传播方向信号和再生电压；电池，用于存储电能；以及电路开关，电连接到所述模块、再生减振器、电池，所述电路开关接收来自模块的为所述连接到再生减振器的电连接指定对应于级别的开关设置的指令。

上述这种悬架系统具有能量回收功能，而其中所述再生电压是通过将减振器构成永磁交流发电机实现的，需要构成相应的转子和定子，并且减振器需要能够将轴向直线运动转换为旋转运动的机械装置，以及DC-DC转换器。因此，这种减振器以及悬架系统的结构不够简便，改装起来比较麻烦，控制也不够直接。

因此，设计一种结构简单、改装方便、控制相对简单的能回收汽车上下震动能量的减震器是十分必要的。

实用新型内容

本实用新型提供一种压电式能量回收减振器，结构简单、改装方便、控制相对简单。

一种压电式能量回收减振器，包括减振器体和设在减振器体上的防尘罩，减振器体上下两端设有密封传力装置，在两密封传力装置构成的空腔内设有活塞，活塞与活塞杆相连，紧贴密封传力装置设有压电材料元件，压电材料元件通过外接导线依次与AC/DC转换器、蓄电池连接。

进一步的，所述两密封传力装置中分别安装有O形密封圈。

进一步的，活塞上设有伸张阀和压缩阀，活塞上端连接活塞杆，所述活塞杆上端连接上吊环，减振器体顶部设有导向座，下方设有下吊环。

进一步的，所述压电材料元件为多片串联连接的压电陶瓷片。

进一步的，所述活塞直径为30mm，活塞杆直径为12mm，压电材料元件高为70mm。

本实用新型将悬架伸缩时油液的压力经密封传力装置传递到压电材料元件上，使压电材料元件变形产生电能，通过外接导线将产生的电能输送出去，使电池充电，回收汽车上下震动的能量，这种直接将活塞的直线运动的机械振动能量转换成电能的方式结构相对简单；本实用新型采用AC/DC转换器，将交流电变为直流电，给蓄电池充电，从而达到吸收汽车上下震动能量的目的，直接输出电能加以利用；本实用新型采用与现有液压减振器的基本结构特征和相似外形尺寸，在整车里的位置和安装点也保持不变，方便于改装的实施。

附图说明

图1是本实用新型压电式能量回收减振器的结构示意图。

图中：1，4-压电材料元件；2，9-密封传力装置；3，14-O型密封圈；5-导向座；6-防尘罩；7-上吊环；8-活塞杆；10-伸张阀；11-压缩阀；12-活塞；13-减震器体；15-下吊环；16-导线；17-AC/DC转换器；18-蓄电池。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。

图1所示为本实用新型压电式能量回收减振器的结构示意图，所述压电式能量回收减振器包括减振器体13和设在减振器体13上的防尘罩6，减振器体上下两端设有密封传力装置(2、9)，在两密封传力装置(2、9)构成的空腔内设有活塞12，活塞12与活塞杆8相连，紧贴密封传力装置(2、9)设有压电材料元件(1、4)，所述两密封传力装置(2、9)中分别安装有O形密封圈(3、14)。

活塞12上设有伸张阀10和压缩阀11，活塞12上端连接活塞杆8，所述活塞杆8上端连接上吊环7，减振器体13顶部设有导向座5，下方设有下吊环15。所述活塞12在两密封传力装置(2、9)构成的空腔内相对减振器体13上下运动，该空腔内充满油液。

所述压电材料元件(1、4)为多片串联连接的压电陶瓷片。

活塞杆8与减震器体13之间的相对运动速度最大为0.5m/s，此时产生的最大阻尼力为1700N，最大位移量为+/-100mm。

所述活塞12直径为30mm，活塞杆8直径为12mm，压电材料元件(1、4)高为70mm。

实际使用时，将本实用新型减震器安装在车上适当位置，当汽车正常行驶时，只要有上下5mm左右的震动，悬架伸缩时带动活塞杆8在两密封传力装置(2、9)构成的空腔内相对减振器体13上下运动，油液的压力通过密封传力装置(2、9)传递到压电材料元件(1、4)上，使压电材料元件(1、4)变形产生电能，通过外接导线16与AC/DC转换器17连接，AC/DC转换器1将交流电变为直流电，直接给蓄电池18充电，最大输出电压可为120V，最大电流可为52mA。

本实用新型将悬架伸缩时油液的压力经密封传力装置传递到压电材料元件上，使压电材料元件变形产生电能，通过外接导线将产生的电能输送出去，使电池充电，回收汽车上下震动的能量，这种直接将活塞的直线运动的机械振动能量转换成电能的方式结构相对简单；本实用新型采用AC/DC转换器，将交流电变为直流电，给蓄电池充电，从而达到吸收汽车上下震动能量的目的，直接输出电能加以利用；该减振器可以用在各种车辆上，对重型货车、越野车、野外作业车等行驶路况较差的车辆实用意义更大；本实用新型采用与现有液压减振器的基本结构特征和相似外形尺寸，在整车里的位置和安装点也保持不变，方便于改装的实施；整车上所需数量也保持原车配置不变，每个减振器的总的上下跳动行程可以保持原车悬架特性的要求，基本不变。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种压电式能量回收减振器，包括减振器体(13)和设在减振器体(13)上的防尘罩(6)，其特征在于：减振器体上下两端设有密封传力装置(2、9)，在两密封传力装置(2、9)构成的空腔内设有活塞(12)，活塞(12)与活塞杆(8)相连，紧贴密封传力装置(2、9)设有压电材料元件(1、4)，压电材料元件(1、4)通过外接导线(16)依次与AC/DC转换器(17)、蓄电池(18)连接。

2.如权利要求1所述的压电式能量回收减振器，其特征在于：所述两密封传力装置(2、9)中分别安装有O形密封圈(3、14)。

3.如权利要求1所述的压电式能量回收减振器，其特征在于：活塞(12)上设有伸张阀(10)和压缩阀(11)，活塞(12)上端连接活塞杆(8)，所述活塞杆(8)上端连接上吊环(7)，减振器体(13)顶部设有导向座(5)，下方设有下吊环(15)。

4.如权利要求1所述的压电式能量回收减振器，其特征在于：所述压电材料元件(1、4)为多片串联连接的压电陶瓷片。

5.如权利要求1所述的压电式能量回收减振器，其特征在于：所述活塞(12)直径为30mm，活塞杆(8)直径为12mm，压电材料元件(1、4)高为70mm。

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