CN208760367U - 可能量回收的车用混合减震装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车用减震器领域，具体涉及了一种可能量回收的车用混合减震装置，包括能量回收组件、弹力补偿组件、发电机、蓄电装置和控制单元；能量回收组件通过第一单作用缸驱动液压马达和发电机发电，实现汽车震动能量的回收；由于蓄电装置在充电的不同阶段时充电电流不同，液压马达的转动阻力也非恒定，导致第一单作用缸的压缩阻力会出现变化，而弹力补偿组件的第二单作用缸在气泵等部件的驱动下能够补偿第一单作用缸的压缩阻力的变化。

Description

可能量回收的车用混合减震装置

技术领域

本实用新型涉及车用减震器领域，特别是涉及一种可能量回收的车用混合减震装置。

背景技术

车辆的悬架系统中由于弹性元件受冲击产生震动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减震器，以衰减震动。其中，较为常见的是液力减震器，其工作原理是当车架(或车身)和车桥间震动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动形成阻尼力，使汽车震动能量转化为油液热能，再由减震器吸收散发到大气中。然而，该类减震器的将汽车震动能量转化为油液热能的效率有限，导致其滤震效率难以再提升。而且，即便车辆在城市的铺装道路上行驶，也仍然会产生大量的颠簸，减震器吸收并转化的汽车震动能量较多，如果能够将汽车震动能力进行回收，那么车辆的能源利用率将会大幅提高。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种可能量回收的车用混合减震装置，以解决传统减震器滤震效率不足且无法回收汽车震动能量的问题。

基于此，本实用新型提供了一种可能量回收的车用混合减震装置，包括能量回收组件、弹力补偿组件、发电机、蓄电装置和控制单元；

所述能量回收组件包括通过出油管路依次连通的第一单作用缸、液压马达和油箱，所述第一单作用缸和液压马达之间设有阻止油液从所述液压马达逆流至所述第一单作用缸的第一单向阀，所述油箱还通过一补油管路连通于所述第一单作用缸，所述补油管路上还设有阻止油液从所述第一单作用缸逆流至所述油箱的第二单向阀，所述第一单作用缸和第一单向阀之间还设有第一油压传感器；

所述弹力补偿组件包括依次连通的第二单作用缸、储气罐和气泵，所述第二单作用缸和储气罐之间设有调速阀和阻止气体从第二单作用缸逆流至所述储气罐的第三单向阀，所述第二单作用缸还分别连通于气压传感器和用于排出所述第二单作用缸内气体的可控排气装置；

所述液压马达和发电机传动连接，所述发电机电性连接于所述蓄电装置，所述控制单元分别电性连接于所述发电机、第一油压传感器、调速阀、气压传感器和可控排气装置；

所述第一单作用缸和第二单作用缸并列设置。

作为优选的，所述液压马达包括并联连通于所述第一单向阀的叶片马达和柱塞马达，所述第一单向阀的排液端还连通有用于选择油液流经所述叶片马达或柱塞马达的换向阀，所述叶片马达和柱塞马达均传动连接于所述发电机。

作为优选的，所述叶片马达通过第一单向离合装置传动连接于所述发电机，所述柱塞马达通过第二单向离合装置传动连接于所述发电机。

作为优选的，所述第一单向阀和换向阀之间还设有第二油压传感器，所述第二油压传感器和换向阀分别电性连接于所述控制单元。

作为优选的，所述第一单作用缸的数量有多个，所述第一单向阀的数量和第二单向阀的数量等于所述第一单作用缸的数量，多个所述第一单向阀的排液端并联连通于所述液压马达，多个所述第二单向阀的进液端并联连通于所述油箱。

作为优选的，所述液压马达的进液端设有溢流阀。

作为优选的，所述第一单作用缸和第一单向阀之间设有液压蓄能器。

作为优选的，所述油箱为开式油箱。

作为优选的，所述液压马达的进液端还设有卸荷阀，所述卸荷阀的排液端连通于所述油箱。

作为优选的，还包括减震器，所述减震器包括第一部件和第二部件，所述第二部件可伸缩地内嵌于中空的所述第一部件内；所述第二单作用缸的缸体为环形空腔，所述第二单作用缸的缸体套设于所述第一单作用缸的缸体外，所述第一单作用缸的缸体和第二单作用缸的缸体均内置于所述第一部件内，所述第一单作用缸的活塞和第二单作用缸的活塞均设在所述第二部件上。

本实用新型的可能量回收的车用混合减震装置，包括能量回收组件、弹力补偿组件、发电机、蓄电装置和控制单元；能量回收组件通过第一单作用缸驱动液压马达和发电机发电，实现汽车震动能量的回收；由于蓄电装置在充电的不同阶段时充电电流不同，液压马达的转动阻力也非恒定，导致第一单作用缸的压缩阻力会出现变化，而弹力补偿组件的第二单作用缸在气泵等部件的驱动下能够补偿第一单作用缸的压缩阻力的变化。

附图说明

图1是本实用新型实施例的可能量回收的车用混合减震装置的能量回收组件和弹力补偿组件结构示意图；

图2是本实用新型实施例的可能量回收的车用混合减震装置的能量回收组件的结构示意图之一；

图3是本实用新型实施例的可能量回收的车用混合减震装置的能量回收组件的结构示意图之二；

图4是本实用新型实施例的可能量回收的车用混合减震装置的发电机和液压马达连接结构示意图；

图5是本实用新型实施例的可能量回收的车用混合减震装置的多个第一单作用缸的连接结构示意图；

图6是本实用新型实施例的可能量回收的车用混合减震装置的弹力补偿组件的结构示意图；

图7是本实用新型实施例的可能量回收的车用混合减震装置的减震器剖面结构示意图。

其中，1、能量回收组件；11、出油管路；111、第一单作用缸；112、液压马达；112a、叶片马达；112b、第一单向离合装置；112c、柱塞马达；112d、第二单向离合装置；113、第一单向阀；114、第一油压传感器；115、换向阀；116、第二油压传感器；117、溢流阀；118、液压蓄能器；119、卸荷阀；12、补油管路；121、第二单向阀；13、油箱；2、弹力补偿组件；21、第二单作用缸；22、储气罐；23、气泵；24、调速阀；25、第三单向阀；26、气压传感器；27、可控排气装置；3、发电机；31、减速箱；4、减震器；41、第一部件；42、第二部件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

结合图1所示，示意性地显示了本实用新型的可能量回收的车用混合减震装置，包括能量回收组件1、弹力补偿组件2、发电机3、蓄电装置(未图示)和控制单元(未图示)。

能量回收组件1包括通过出油管路11依次连通的第一单作用缸111、液压马达112和油箱13，第一单作用缸111和液压马达112之间设有阻止油液从液压马达112逆流至第一单作用缸111的第一单向阀113，油箱13还通过一补油管路12连通于第一单作用缸111，补油管路12上还设有阻止油液从第一单作用缸111逆流至油箱13的第二单向阀121，第一单作用缸111和第一单向阀113之间还设有第一油压传感器114，第一油压传感器114用于检测第一单作用缸111内的油液压力。第一单作用缸111在压缩行程时，油液从第一单作用缸111通过第一单向阀113流动至液压马达112后回到油箱13，而第一单作用缸111在伸展行程时，油液从油箱13流经第二单向阀121进入第一单作用缸111。

弹力补偿组件2包括依次连通的第二单作用缸21、储气罐22和气泵23，第二单作用缸21和储气罐22之间设有调速阀24和阻止气体从第二单作用缸21逆流至储气罐22的第三单向阀25，调速阀24不仅能够控制储气罐22和第二单作用缸21之间的气管的通断，还能够调节储气罐22向第二单作用缸21的充气速度，第二单作用缸21还分别连通于气压传感器26和用于排出第二单作用缸21内气体的可控排气装置27，其中，可控排气装置27可以是如图1所示的二位二通电磁阀。

液压马达112和发电机3传动连接，发电机3电性连接于蓄电装置，控制单元分别电性连接于发电机3、第一油压传感器114、调速阀24、气压传感器26和可控排气装置27，控制单元能够采集第一油压传感器114的检测数据，并根据检测数据调节调速阀24或可控排气装置27以实现第二单作用缸21内的气压变化。需要注意的是，控制单元可以是单片机或PLC等现有的控制设备，本领域技术人员根据本实用新型的控制功能描述可不需要付出创造性劳动就能编写出控制单元的控制程序。

另外，第一单作用缸111和第二单作用缸21并列设置。在本实施例中，还包括一减震器4，如图7所示，该减震器4包括第一部件41和第二部件42，第一部件41为筒形结构，第二部件42内嵌于第一部件41内，且第二部件42能够伸出或缩回第一部件41中。第二单作用缸21的缸体为环形空腔，第二单作用缸21的缸体套设在第一单作用缸111的缸体外，第一单作用缸111的缸体和第二单作用缸21的缸体均内置于第一部件41内；第一单作用缸111的活塞和第二单作用缸21的活塞均设在第二部件42上。在第二部件42从第一部件41中伸出时，第一单作用缸111和第二单作用缸21同时伸长。第一单作用缸111用于通过上述液压系统来回收汽车震动能量，第二单作用缸21不仅作为该减震装置的弹性元件，为车辆提供缓冲，还能够作为能量回收组件1的弹力补偿，主动调节弹力补偿组件2的压缩阻力。

具体地，发电机3由液压马达112驱动并为蓄电装置发电，而蓄电装置在不同阶段的充电电流并不相同，例如在蓄电装置电量较少时(电量为0～80％)，其需要的充电电流较大，因此发电机3的内阻增大，液压马达112需要提供更大的转矩来驱动发电机3。这会造成第一单作用缸111的压缩阻力增大，即整个减震装置的压缩阻力增大，乘客能感受到车辆的颠簸感增强。为此，弹力补偿组件2通过可控排气装置27来排出第二单作用缸21内的部分气体以减压，使得第二单作用缸21的压缩阻力降低，进而补偿第一单作用缸111增大的压缩阻力，最终平衡整个减震装置的压缩阻力，使整个减震装置的压缩阻力处于一预设的恒定值或某一阻力值范围内，避免整个减震装置的压缩阻力随着蓄电装置的充电电流变化而变化。在这个弹力补偿的过程中，整个减震装置的压缩阻力＝第一单作用缸111的压缩阻力+第二单作用缸21的压缩阻力。

传统的车用液力减震器4只能将汽车震动能量转化为油液热能，而这一转化效率相当有限，尤其在车辆驶过减速带后，车身的反复“弹跳”现象明显。而本实用新型通过第一单作用缸111将汽车的震动能量传递至液压马达112，由液压马达112驱动发电机3发电，其能量转化效率明显高于传统的液力减震器4的能量转化效率，使得本实用新型的减震装置滤震性能大幅提升。而且还能将汽车震动能量转化为车辆可用的电能，这对车辆的环保性能、能源利用率有一定的提升。

结合图2所示，液压马达112包括并联连通于第一单向阀113的叶片马达112a和柱塞马达112c，第一单向阀113的排液端还连通有用于选择油液流经叶片马达112a或柱塞马达112c的换向阀115，叶片马达112a和柱塞马达112c均传动连接于发电机3。车辆在城市的铺装道路上行驶时，由于路面较为平坦，因此减震装置受到的冲击力有限，即第一单作用缸111泵出的油液流量、油液压力较小，对于该种油液流动状态来说，柱塞马达112c比叶片马达112a更加适用。而当车辆在崎岖不平的道路或野外行驶时，减震装置受到的冲击力较大且更加频繁，导致第一单作用缸111泵出的油液流量、油液压力较大，此时叶片马达112a比柱塞马达112c更能够适应该种油液流动状态。而为了让该装置根据油液压力自动控制换向阀115的动作，第一单向阀113和换向阀115之间还设有第二油压传感器116，第二油压传感器116和换向阀115分别电性连接于控制单元。另外，发电机3的主轴从发电机3的两端伸出，如图4所示，叶片马达112a通过第一单向离合装置112b传动连接于发电机3的主轴的其中一端，柱塞马达112c通过第二单向离合装置112d传动连接于发电机3的主轴的另一端，叶片马达112a和第一单向离合装置112b之间还设有减速箱31，其中，第一单向离合装置112b和第二单向离合装置112d均为单向轴承。结合图2和图3，当然，该换向阀115可以是二位三通电磁阀，也可以是三位三通电磁阀，二位三通电磁阀只能够引导油液流经柱塞马达112c或叶片马达112a，而三位三通电磁阀不仅能够引导油液流经柱塞马达112c或叶片马达112a，还能够让油液同时流过柱塞马达112c和叶片马达112a，让柱塞马达112c和叶片马达112a共同驱动发电机3。

为了降低整个减震装置安装上整车的成本，第一单作用缸111的数量有多个，如图5，第一单向阀113的数量和第二单向阀121的数量等于第一单作用缸111的数量，多个第一单向阀113的排液端并联连通于液压马达112，多个第二单向阀121的进液端并联连通于油箱13，得益于上述结构设置，液压马达112和油箱13只需要在整车上配备一套，车辆的每个车轮均配置有独立的第一单作用缸111、第一油压传感器114、第一单向阀113和第二单向阀121。同理，气泵23和储气罐22在整车上也只需配备一套，如图6，而车辆的每个车轮均可配置有独立的第二单作用缸21、第三单向阀25、调速阀24、气压传感器26和可控排气装置27。

而为防止在某时刻其中一个第一单作用缸111受到较大的冲击，导致出油管路11油压过大，其余第一单作用缸111在出油管路11油压过大的情况下被油液锁死无法压缩，还应在液压马达112的进液端设置溢流阀117以及在第一单作用缸111和第一单向阀113之间设置液压蓄能器118，溢流阀117在出油管路11出现油压过大的情况下能够及时地将过大的油压泄入油箱13，避免出现上述第一单作用缸111因油压过大而无法压缩，同时，液压蓄能器118能够作为第一单作用缸111的缓冲元件，对第一单作用缸111的动作进行缓冲，提升车辆的驾乘舒适感。在本实施例中，油箱13为开式油箱13，开式油箱13在车辆上的安装高度最好高于第一单作用缸111的安装高度，使得第一单作用缸111在伸展行程时吸油顺畅，油液能够在重力的作用下流入第一单作用缸111。

另外，液压马达112的进液端还连通于一卸荷阀119，该卸荷阀119的排液端连通于油箱13，在蓄电装置充电完成后，卸荷阀119将第一单作用缸111泵出的油液直接排入油箱13。

为了解决相同的技术问题，本实用新型还提供了一种可能量回收的车用混合减震装置的控制方法，具体为：

检测第一单作用缸111内的油液压力并记为第一油压，第二单作用缸21在第一油压增大时排气减压，第二单作用缸21在第一油压减小时充气增压，使第一单作用缸111的压缩阻力和第二单作用缸21的压缩阻力之和始终等于预设阻力值。其中，预设阻力值可以是某一恒定的数值，也可以是处于某一范围内的数值。

检测车辆行驶速度，在车辆行驶速度大于或等于预设车速时，增大蓄电装置的充电电流，预设车速为80KM/h。当充电电流增大时，液压马达112需要提供更大的转矩来驱动发电机3，使得第一单作用缸111的压缩阻力增大，而第二单作用缸21并不会补偿此时第一单作用缸111因达到预设车速而增大的压缩阻力，根据上述整个减震装置的压缩阻力＝第一单作用缸111的压缩阻力+第二单作用缸21的压缩阻力可以看出，整个减震装置的压缩阻力因此而增大，在车辆高速行驶时，减震装置压缩阻力增大能够提升车辆行驶的稳定性。

检测液压马达112进液端的油液压力并记为第二油压，当第二油压大于或等于预设油压值时，将油液引流至叶片马达112a；当第二油压小于预设油压值时，将油液引流至柱塞马达112c。

综上所述，本实用新型的可能量回收的车用混合减震装置，包括能量回收组件1、弹力补偿组件2、发电机3、蓄电装置和控制单元；能量回收组件1通过第一单作用缸111驱动液压马达112和发电机3发电，实现汽车震动能量的回收；由于蓄电装置在充电的不同阶段时充电电流不同，液压马达112的转动阻力也非恒定，导致第一单作用缸111的压缩阻力会出现变化，而弹力补偿组件2的第二单作用缸21在气泵23等部件的驱动下能够补偿第一单作用缸111的压缩阻力的变化。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，包括能量回收组件、弹力补偿组件、发电机、蓄电装置和控制单元；

所述能量回收组件包括通过出油管路依次连通的第一单作用缸、液压马达和油箱，所述第一单作用缸和液压马达之间设有阻止油液从所述液压马达逆流至所述第一单作用缸的第一单向阀，所述油箱还通过一补油管路连通于所述第一单作用缸，所述补油管路上还设有阻止油液从所述第一单作用缸逆流至所述油箱的第二单向阀，所述第一单作用缸和第一单向阀之间还设有第一油压传感器；

所述弹力补偿组件包括依次连通的第二单作用缸、储气罐和气泵，所述第二单作用缸和储气罐之间设有调速阀和阻止气体从第二单作用缸逆流至所述储气罐的第三单向阀，所述第二单作用缸还分别连通于气压传感器和用于排出所述第二单作用缸内气体的可控排气装置；

所述液压马达和发电机传动连接，所述发电机电性连接于所述蓄电装置，所述控制单元分别电性连接于所述发电机、第一油压传感器、调速阀、气压传感器和可控排气装置；

所述第一单作用缸和第二单作用缸并列设置。

2.根据权利要求1所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，所述液压马达包括并联连通于所述第一单向阀的叶片马达和柱塞马达，所述第一单向阀的排液端还连通有用于选择油液流经所述叶片马达或柱塞马达的换向阀，所述叶片马达和柱塞马达均传动连接于所述发电机。

3.根据权利要求2所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，所述叶片马达通过第一单向离合装置传动连接于所述发电机，所述柱塞马达通过第二单向离合装置传动连接于所述发电机。

4.根据权利要求2所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，所述第一单向阀和换向阀之间还设有第二油压传感器，所述第二油压传感器和换向阀分别电性连接于所述控制单元。

5.根据权利要求1所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，所述第一单作用缸的数量有多个，所述第一单向阀的数量和第二单向阀的数量等于所述第一单作用缸的数量，多个所述第一单向阀的排液端并联连通于所述液压马达，多个所述第二单向阀的进液端并联连通于所述油箱。

6.根据权利要求1所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，所述液压马达的进液端设有溢流阀。

7.根据权利要求1所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，所述第一单作用缸和第一单向阀之间设有液压蓄能器。

8.根据权利要求1所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，所述油箱为开式油箱。

9.根据权利要求1所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，所述液压马达的进液端还设有卸荷阀，所述卸荷阀的排液端连通于所述油箱。

10.根据权利要求1所述的可能量回收的车用混合减震装置，其特征在于，还包括减震器，所述减震器包括第一部件和第二部件，所述第二部件可伸缩地内嵌于中空的所述第一部件内；所述第二单作用缸的缸体为环形空腔，所述第二单作用缸的缸体套设于所述第一单作用缸的缸体外，所述第一单作用缸的缸体和第二单作用缸的缸体均内置于所述第一部件内，所述第一单作用缸的活塞和第二单作用缸的活塞均设在所述第二部件上。