一种压电-谐振混合发电式发动机支撑装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及发动机技术领域，公开了一种压电?谐振混合发电式发动机支撑装置，其包括三个或四个支撑单元、电能转换控制单元和储电单元，支撑单元包括与发动机本体连接的第一连接件、与车架连接的第二连接件以及连接在所述第一连接件与所述第二连接件之间的绝缘弹簧；绝缘弹簧的线圈上设有压块和压电材料板，在绝缘弹簧压缩时，压块压紧作用于压电材料板；绝缘弹簧上还设有磁感线圈，第二连接件上设有磁铁，在绝缘弹簧运动时，所述磁感线圈切割所述磁铁的磁感线而产生电流；电能转换控制单元将支撑单元产生的电能转化为可用于所述储电单元的电能，并控制是否向储电单元供电。该发动机支撑装置具有连接、减振、能量转化及回收利用等多方面的作用。
【专利说明】
一种压电-谐振混合发电式发动机支撑装置
技术领域
[0001]本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种压电-谐振混合发电式发动机支撑装置。
【背景技术】
[0002]发动机支撑一般为三点式支撑或四点式支撑，包括发动机前支撑和发动机后支撑，用于将发动机本体与车架连接固定。图1所示为现有的常用发动机前支撑结构，包括用于与发动机本体固定的支撑梁V，所述支撑梁V上分别设有左支撑架2'和右支撑架3'，所述左支撑架2'和所述右支撑架3'用于与车架连接。由于发动机工作时会产生明显振动，为了抑制振动传递到车架影响整车的舒适性，发动机支撑上一般会设有减震结构。在现有技术中，减震结构通常是设置在所述左支撑架2'和所述右支撑架3'上的橡胶块，通过胶块形变将振动缓解掉。在这种结构中，发动机支撑虽然起到了减震的作用，但发动机振动产生的能量通过支撑中的胶块变化为热能散失掉了，不利于发动机能量的有效利用。
[0003]因此，本领域技术人员需要寻求合适的技术手段，改进当前的发动机支撑结构。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，使得发动机支撑不仅起到连接、减震的作用，还能够将发动机振动能量转化为电能，利于发动机能量的有效回收和利用。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案:
[0006]—种压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，包括三个或四个支撑单元，其中:
[0007]所述支撑单元为发电单元，其包括与发动机本体连接的第一连接件、与车架连接的第二连接件以及连接在所述第一连接件与所述第二连接件之间的绝缘弹簧;所述绝缘弹簧的线圈上设有压块和压电材料板，且在所述绝缘弹簧压缩时，所述压块压紧作用于所述压电材料板;所述绝缘弹簧上还设有磁感线圈，所述第二连接件上设有磁铁，在所述绝缘弹簧运动时，所述磁感线圈切割所述磁铁的磁感线而产生电流；
[0008]所述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置还包括电能转换控制单元和储电单元;所述电能转换控制单元分别与所述支撑单元、所述储电单元电连接，并将多种工况下所述支撑单元产生的电能均转换为可用于所述储电单元的电能，同时根据所述储电单元的储电状态，控制是否向所述储电单元供电。
[0009]上述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，所述电能转换控制单元包括整流模块、功率转换模块、整流滤波模块、控制器和控制开关，其中:
[0010]所述整流模块用于将所述支撑单元产生的交流电转换为直流电；
[0011]所述功率转换模块用于将所述支撑单元产生的电能转换为满足所述储电单元功率要求的电能，所述功率转换模块包括第一功率转换器和第二功率转换器，所述控制器检测所述声能转化结构产生的电能，当该电能的电流值低于第一电流阈值时，功率转换器不工作；当该电能的电流值高于第一电流阈值且低于第二电流阈值时，仅所述第一功率转换器工作；当该电能的电流值高于第二电流阈值时，仅所述第二功率转换器工作；
[0012]整流滤波模块用于将功率转换后的电流整流为平稳的电流；
[0013]所述控制器同时检测所述储电单元的储电状态，当所述储电单元处于满电状态时，所述控制器控制所述控制开关断开，停止向所述储电单元供电；否则，所述控制器控制所述控制开关闭合，将所述支撑单元产生的电能提供给所述储电单元。
[0014]上述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，所述绝缘弹簧沿其轴向设有多组相互作用的所述压块和所述压电材料板;且所述压块和所述压电材料板形成的各组压电结构在所述绝缘弹簧的周向交错布置。
[0015]上述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，所述第二连接件包括与车架固定连接的套筒，所述套筒内装配有橡胶块，所述橡胶块的一端与所述绝缘弹簧固定连接，且在所述绝缘弹簧作用下，所述橡胶块贴合所述套筒的内壁滑动。
[0016]上述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，所述第一连接件为支撑板，且其一端与发动机本体螺栓连接，另一端与所述绝缘弹簧固定连接。
[0017]上述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，所述储电单元为蓄电池。
[0018]本发明的有益效果在于:
[0019]本发明提供的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，利用第一连接件、第二连接件和绝缘弹簧实现了发动机与车架的连接固定，并通过在绝缘弹簧上设置压电结构和磁电结构，借助发动机振动引起的弹簧运动，促使压电结构和磁电结构进行发电，将发电机振动产生的能量转化为电能，实现了减震和能量转化的双重作用。另外，该发动机支撑装置中还设有电能转换控制单元和储电单元，能够将多种工况下支撑单元产生的电能转换为储电单元可利用的电能，并控制是否向储电单元供电，使得支撑单元产生的电能能够得到有效利用。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，并将结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细说明，其中
[0021 ]图1为现有技术中发动机前支承的机构示意图；
[0022]图2为本发明实施例提供的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置的示意图；
[0023]图3为本发明实施例中电能转换控制单元的示意图。
[0024]其中上述附图中的标号说明如下:
[0025]I。支撑梁，2。左支撑架，3。右支撑架；
[0026]100-支撑单元，200-电能转换控制单元，300-储电单元，400-导线；
[0027]110-第一连接件，120-第二连接件，130-绝缘弹簧，140-压块，150-压电材料板，160-磁感线圈，170-磁铁，180-线圈连接板，190-磁铁连接板；
[0028]210-整流模块，220-功率转换模块，230-整流滤波模块，240-控制器，250-控制开关;
[0029]A-发动机本体，B-车架。
【具体实施方式】
[0030]为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合具体实施例对本方案作进一步地详细介绍。
[0031]如图2所示，本发明提供了一种新型的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，包括三个或四个支撑单元100(图2示意了一个支撑单元的结构)，所述支撑单元100为发电单元，其包括与发动机本体A连接的第一连接件110、与车架B连接的第二连接件120以及连接在所述第一连接件110与所述第二连接件120之间的绝缘弹簧130;所述绝缘弹簧130的线圈上设有压块140和压电材料板150，所述压电材料板150可为压电陶瓷板。当所述绝缘弹簧130压缩时，所述压块140压紧作用于所述压电材料板150，从而使得所述压电材料板150产生电流。另外，所述绝缘弹簧130上还设有磁感线圈160，所述磁感线圈160优选通过线圈连接板180连接在所述绝缘弹簧130的一侧;所述第二连接件120上设有磁铁170，所述磁铁170优选通过磁铁连接板190连接在所述第二连接件120的一侧。在所述绝缘弹簧130运动时，所述磁感线圈160切割所述磁铁170的磁感线而产生电流。所述支撑单元100利用上述结构，不仅实现了发动机本体A与车架B的连接，并且借助发动机本体A振动引起的绝缘弹簧130的运动，利用压电及磁电原理，将振动能量转化成了电能，起到了减震和能量转化的双重作用。
[0032]另外，所述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置还包括电能转换控制单元200和储电单元300;所述电能转换控制单元200分别与所述支撑单元100、所述储电单元300电连接，具体地，可选用导线400连接。所述电能转换控制单元200将多种工况下所述支撑单元100产生的电能均转换为可用于所述储电单元300的电能，同时根据所述储电单元300的储电状态，控制是否向所述储电单元300供电。通过所述电能转换控制单元200的设置，实现了对能量的有效回收和利用。
[0033]在本发明一优选实施例中，所述电能转换控制单元200包括整流模块210、功率转换模块220、整流滤波模块230、控制器240和控制开关250，如图3所示。其中:
[0034]所述整流模块210用于将所述支撑单元100产生的交流电转换为直流电，以满足所述储电单元300的用电要求。
[0035]所述功率转换模块220用于将所述支撑单元100产生的电能转换为满足所述储电单元300的功率要求的电能，具体地，所述功率转换模块220包括第一功率转换器和第二功率转换器，所述控制器240检测所述支撑单元100产生的电能，当该电能的电流值低于第一电流阈值时，功率转换器不工作；当该电能的电流值高于第一电流阈值且低于第二电流阈值时，仅所述第一功率转换器工作；当该电能的电流值高于第二电流阈值时，仅所述第二功率转换器工作。第一功率转换器和第二功率转换器规格不同，能够将不同大小的电流转换为符合使用要求的电流。如此设置的功率转换模块220可实现对支撑单元100产生的电能进行动态调整，利于将支撑单元100在不同发动机工况及不同发动机振动强度下产生的电能，以一定的电流向所述储电单元300供电，实现对电能的有效转换。其中，供电电流的大小通过所述控制器240预先设定，并通过功率转换模块220实现。
[0036]可以理解地，本领域技术人员也可根据具体使用情况，将所述功率转换模块220中的功率转换器设置为多个，并设置多个电流阈值，对所述支撑单元100产生的电能进行更详细的转换控制。
[0037]所述整流滤波模块230用于将转换后的电流整流为平稳的电流，方便所述储电单元300利用。
[0038]所述控制器240同时检测所述储电单元300的储电状态，当所述储电单元300处于满电状态时，所述控制器240控制所述控制开关250断开，停止向所述储电单元300供电；否贝1J，所述控制器240控制所述控制开关250闭合，将所述支撑单元100产生的电能提供给所述储电单元300，实现对回收的电能的有效管理。
[0039]在本发明实施例提供的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置具体实施时，优选地，在所述绝缘弹簧130上沿其轴向设有多组相互作用的所述压块140和所述压电材料板150;且所述压块140和所述压电材料板150形成的各组压电结构在所述绝缘弹簧130的周向交错布置。由于发动机振动引起的绝缘弹簧130的运动并不是完全沿弹簧轴线方向进行的，会出现在某一侧的弹簧的形变量较大，并且形变量较大的位置具有随机性，将所述压块140和所述压电材料板150形成的各组压电结构按照上述方式布置，利于更好地借助绝缘弹簧130的运动进行发电。
[0040]在所述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置中，优选地，所述第二连接件120包括与车架B固定连接的套筒，所述套筒内装配有橡胶块，所述橡胶块的一端与所述绝缘弹簧130固定连接，且在所述绝缘弹簧130的作用下，所述橡胶块贴合所述套筒的内壁滑动。所述绝缘弹簧130推动所述橡胶块运动，利于进一步提高减震效果。
[0041]所述第一连接件110优选为支撑板，结构简单，方便使用，所述支撑板的一端与发动机本体A螺栓连接，另一端与所述绝缘弹簧130固定连接。
[0042]另外，所述储电单元300优选为蓄电池，所述蓄电池可为汽车蓄电池，也可为另外设置的独立的蓄电池。
[0043]本发明提供的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，在实现发动机与车架连接、减震的基础上，还对发动机振动产生的能量进行了转化利用，具有良好的节能效果。
[0044]以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，包括三个或四个支撑单元，其特征在于: 所述支撑单元为发电单元，其包括与发动机本体连接的第一连接件、与车架连接的第二连接件以及连接在所述第一连接件与所述第二连接件之间的绝缘弹簧;所述绝缘弹簧的线圈上设有压块和压电材料板，且在所述绝缘弹簧压缩时，所述压块压紧作用于所述压电材料板;所述绝缘弹簧上还设有磁感线圈，所述第二连接件上设有磁铁，在所述绝缘弹簧运动时，所述磁感线圈切割所述磁铁的磁感线而产生电流； 所述压电-谐振混合发电式发动机支撑装置还包括电能转换控制单元和储电单元;所述电能转换控制单元分别与所述支撑单元、所述储电单元电连接，并将多种工况下所述支撑单元产生的电能均转换为可用于所述储电单元的电能，同时根据所述储电单元的储电状态，控制是否向所述储电单元供电。2.根据权利要求1所述的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，其特征在于，所述电能转换控制单元包括整流模块、功率转换模块、整流滤波模块、控制器和控制开关，其中: 所述整流模块用于将所述支撑单元产生的交流电转换为直流电； 所述功率转换模块用于将所述支撑单元产生的电能转换为满足所述储电单元功率要求的电能，所述功率转换模块包括第一功率转换器和第二功率转换器，所述控制器检测所述声能转化结构产生的电能，当该电能的电流值低于第一电流阈值时，功率转换器不工作；当该电能的电流值高于第一电流阈值且低于第二电流阈值时，仅所述第一功率转换器工作；当该电能的电流值高于第二电流阈值时，仅所述第二功率转换器工作； 所述整流滤波模块用于将功率转换后的电流整流为平稳的电流； 所述控制器同时用于检测所述储电单元的储电状态，当所述储电单元处于满电状态时，所述控制器控制所述控制开关断开，停止向所述储电单元供电；否则，所述控制器控制所述控制开关闭合，将所述支撑单元产生的电能提供给所述储电单元。3.根据权利要求1或2所述的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，其特征在于，所述绝缘弹簧沿其轴向设有多组相互作用的所述压块和所述压电材料板;且所述压块和所述压电材料板形成的各组压电结构在所述绝缘弹簧的周向交错布置。4.根据权利要求1或2所述的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，其特征在于，所述第二连接件包括与车架固定连接的套筒，所述套筒内装有橡胶块，所述橡胶块的一端与所述绝缘弹簧固定连接，且在所述绝缘弹簧作用下，所述橡胶块贴合所述套筒的内壁滑动。5.根据权利要求1或2所述的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，其特征在于，所述第一连接件为支撑板，且其一端与发动机本体螺栓连接，另一端与所述绝缘弹簧固定连接。6.根据权利要求1或2所述的压电-谐振混合发电式发动机支撑装置，其特征在于，所述储电单元为蓄电池。
【文档编号】H02K35/00GK105857050SQ201610409149
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】谢天琦
【申请人】谢天琦