CN205479089U - 一种基于振动发电的汽车废能收集减振器 - Google Patents

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李其仲
刘荣
邬鹏
文强
王国旺
苏贝贝
宋锦书
王宗辉
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/08—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for recovering energy derived from swinging, rolling, pitching or like movements, e.g. from the vibrations of a machine

Abstract

本实用新型公开了一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，包括压电振子、集成式非线性能量捕获电路模块、防尘罩、工作缸筒和储油缸筒，工作缸筒安设于储油缸筒内，工作缸筒的外壁与储油缸筒的内壁之间形成储油腔；工作缸筒的前端安设有导向座，后端安设有支承座；工作缸筒的内部内安设有活塞，活塞上安设有活塞阀；活塞与活塞杆的一端相连，活塞杆的另一端伸出工作缸筒，与防尘罩相连；所述压电振子安设在活塞的端面上，压电振子与集成式非线性能量捕获电路模块通过导线连接，集成式非线性能量捕获电路模块安设在防尘罩上。本实用新型利用减振器的活塞运动为原动力，激励压电振子振动产生电流，提供电力，既节能又环保，且不影响减振器的减振功能。

Description

一种基于振动发电的汽车废能收集减振器
技术领域
本实用新型涉及节能技术领域，具体涉及一种基于振动发电的汽车废能收集减振器。
背景技术
汽车经过不平的路面时，车身会发生振动，且路面越不平稳，车身振动得越厉害。汽车减振器是一种可加速振动衰减的设备，通常为了提高乘坐舒适性，在汽车的悬架部分并联安装弹性元件和汽车减振器，以减小车身振动。
在汽车减振器中，汽车振动的能量会以减振器内部油液摩擦生热的形式损耗。随着人们节约能源的意识提高，以及能源危机日益严峻，如何提高能量的利用率成为现代化发展的焦点。为此早在上世纪90年代，已有专家开始对再利用能量的减振器进行研究，但大都停留在理论分析阶段，作为实际实验的研究成果比较少，能够回收能量的汽车减振器的可行性不高，未能推向市场。因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种环保、安全性好、可靠性高的汽车废能收集减振器。
本实用新型采用的技术方案是：一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，包括压电振子、集成式非线性能量捕获电路模块、防尘罩、工作缸筒和储油缸筒，工作缸筒安设于储油缸筒内，工作缸筒的外壁与储油缸筒的内壁之间形成储油腔；工作缸筒的前端安设有导向座，后端安设有支承座；工作缸筒的内部内安设有活塞，活塞上安设有活塞阀；所述活塞将工作缸筒分隔成两个贮油腔，贮油腔内有液压油；活塞与活塞杆的一端相连，活塞杆的另一端伸出工作缸筒，与防尘罩相连；所述防尘罩套设在储油缸筒上，带动活塞杆移动；所述压电振子安设在活塞的端面上，压电振子与集成式非线性能量捕获电路模块通过导线连接，集成式非线性能量捕获电路模块安设在防尘罩上。
按上述方案，所述压电振子包括若干相互并联的压电片组，压电片组包括两个串联的双晶压电片，双晶压电片包括一个中心极板，中心极板的两侧分别粘结有压电陶瓷晶片，同一双晶压电片上的压电陶瓷晶片相并联。
按上述方案，所述活塞的外端面安设有压紧螺母，所述压电振子安设在压紧螺母上。
按上述方案，所述压电振子包括六个两两串联的双晶压电片，双晶压电片分别对称安装在压紧螺母上。
按上述方案，所述双晶压电片为矩形或梯形。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1）本实用新型利用减振器的活塞运动为原动力，激励压电振子振动产生电流，提供电力，既节能又环保，且不影响减振器的减振功能；2）、本装置结构简单紧凑，成本低；安全性能好，实用性强。
附图说明
图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本实施例中压紧螺母与压电振子的连接示意图。
图4为本实施例中双晶压电片的结构示意图。
图5为本实施例中压电振子的电路示意图。
图6为本实施例的电路图。
其中：1、防尘罩；2、集成式非线性能量捕获电路模块；3、导向座；4、活塞杆；5、活塞；6、压电振子；7、工作缸筒；7.1、上贮油腔；7.2、下贮油腔；8、支承座；9、压紧螺母，10、储油缸筒；11、中心极板；12、压电陶瓷晶片；13、双晶压电片；14、储油腔；15、活塞阀。
具体实施方式
为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步地描述。
如图1和图2所示的一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，包括压电振子6、集成式非线性能量捕获电路模块2、防尘罩1、工作缸筒7、储油缸筒10，工作缸筒7安设在储油缸筒10内，通过装置压紧，工作缸筒7的外壁与储油缸筒10的内壁之间形成储油腔14，所述减振器工作时两个缸筒是作为一个整体相对车桥运动；工作缸筒7的前端安设有导向座3（为活塞杆4起导向作用），后端安设有支承座8；工作缸筒7内置有活塞5，活塞5上安设有活塞阀15；活塞5将工作缸筒7分隔成两个密封的贮油腔，即上贮油腔7.1和下贮油腔7.2，贮油腔内有液压油；活塞5与活塞杆4的一端相连，活塞杆4的另一端穿过导向座3，伸出工作缸筒7，与防尘罩1相连；防尘罩1套设在储油缸筒10的外壁，带动活塞杆4移动，活塞5随之在工作缸筒7内移动。
本实用新型中，压电振子6安设在活塞5的端面上，压电振子6与集成式非线性能量捕获电路模块2通过导线连接，集成式非线性能量捕获电路模块2安设在防尘罩1上（可安设在活塞杆与防尘罩连接的端面上），导线可安设在活塞杆4内部；为了储存电能，本实用新型还设置蓄电池或超级电容，蓄电池与集成式非线性能量捕获电路模块2电连接。
本实用新型中，压电振子6包括若干相互并联的压电片组，压电片组包括两个串联的双晶压电片13，双晶压电片13包括一个中心极板11，中心极板11的两侧分别粘结有压电陶瓷片12，同一中心极板11上的压电陶瓷晶片12相并联，如图4所示。
本实用新型中，活塞5的外端面安设有压紧螺母9；压电振子6安设在压紧螺母9上，如图3所示；本实施例中，压紧螺母9为正六边形螺母；压电振子6包括六个双晶压电片13，六个双晶压电片13两两串联，形成三个压电片组；三个压电片组相并联，组成压电振子6，如图5所示；双晶压电片13分别对称安装在压紧螺母9的六个边沿上；双晶压电片13为矩形或梯形，双晶压电片13的大小符合工作缸筒7的直径大小。
本实用新型中，如图6所示，集成式非线性能量捕获电路模块2采用LTC3588-1芯片，其电路图如图6所示，芯片的输入电压范围为2.7V~20V，可选输出电压为1.8V或2.5V、3.3V、3.6V；该芯片是面向振动能源收集应用的超低功耗产品，能对压电振子6产生的电流很好地进行整流、滤波、稳压，并且输出的电压大小可以由芯片调节。
本实用新型的工作原理为：当汽车车轮滚上凸起或者滚出凹坑时，车轮移近车架，汽车振动防尘罩1受压，活塞杆3带动活塞5在工作缸筒7内向下移动，下贮油腔7.2容积减小，油压升高，油液经过活塞阀15中的一个对应阀门（流通阀）流到上贮油腔7.1；由于上贮油腔7.1被活塞杆3占去一部分，上贮油腔7.1内增加的容积小于下贮油腔7.2减小的容积，故还有一部分油液推开支撑座8上的对应阀门（压缩阀），流回储油腔14。当车轮滚进凹坑或者滚离凸起时，车轮相对车身移开，汽车振动防尘罩1受到拉伸，活塞杆3带动活塞5在工作缸筒7内向上移动，上贮油腔7.1油压升高，活塞阀15对应阀门（流通阀）关闭；上贮油腔7.1内油液推开活塞阀15另一个阀门（伸张阀）流入下贮油腔7.2，同样，由于活塞杆3的存在，自上贮油腔7.1进入的油液还不足以充满下贮油腔7.2所增加的容积，下贮油腔7.2内产生一定的真空度，这时储油缸筒10中的油液便推开支撑座另一个阀门（补偿阀）流入下贮油腔7.2进行补充。在上述两个过程中，压电振子6受油压变化振动激励，产生不稳定的交流电流；交流电流通过高效率的集成式非线性能量捕获电路模块2进行整流、滤波、稳压，得到较稳定的电流；电能在蓄电池或超级电容中储存起来，需要时再加以利用。
以上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，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，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书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，其特征在于，包括压电振子、集成式非线性能量捕获电路模块、防尘罩、工作缸筒和储油缸筒，工作缸筒安设于储油缸筒内，工作缸筒的外壁与储油缸筒的内壁之间形成储油腔；工作缸筒的前端安设有导向座，后端安设有支承座；工作缸筒的内部内安设有活塞，活塞上安设有活塞阀；所述活塞将工作缸筒分隔成两个贮油腔，贮油腔内有液压油；活塞与活塞杆的一端相连，活塞杆的另一端伸出工作缸筒，与防尘罩相连；所述防尘罩套设在储油缸筒上，带动活塞杆移动；所述压电振子安设在活塞的端面上，压电振子与集成式非线性能量捕获电路模块通过导线连接，集成式非线性能量捕获电路模块安设在防尘罩上。
2.如权利要求1所述的一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，其特征在于，所述压电振子包括若干相互并联的压电片组，压电片组包括两个串联的双晶压电片，双晶压电片包括一个中心极板，中心极板的两侧分别粘结有压电陶瓷晶片，同一双晶压电片上的压电陶瓷晶片相并联。
3.如权利要求2所述的一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，其特征在于，所述活塞的外端面安设有压紧螺母，所述压电振子安设在压紧螺母上。
4.如权利要求3所述的一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，其特征在于，所述压电振子包括六个两两串联的双晶压电片，双晶压电片分别对称安装在压紧螺母上。
5.如权利要求2所述的一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，其特征在于，所述双晶压电片为矩形或梯形。
6.如权利要求1所述的一种基于振动发电的汽车废能收集减振器，其特征在于，还包括蓄电池，蓄电池与集成式非线性能量捕获电路模块电连接。
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