一种汽车尾流和振动能驱动式液压发电系统的制作方法

本发明属于能量回收领域，特别涉及一种汽车尾流和振动能驱动式液压发电系统。

背景技术：

随着传统能源的日益枯竭，人们正努力寻找可持续、绿色环保的能源来满足人类发展的需求，风能及振动能作为重要的绿色能源备受关注。

在大自然中，自然风风向、风速均不恒定，且在收集利用自然风过程中的相关设备代价高昂、发电效率较低,因此不能适用于普通的需求，为此人们开始探索如何将人类活动过程中产生的定向风能收集发电，如高速公路上机动车在行驶过程中汽车尾流产生的风能。

由于高速路上的车辆并不是连续通过，相互之间的间距不定，这样就很容易造成当机动车通过时发电机高速旋转，没有机动车通过时发电机则处于静止状态，这种忽转忽不转、忽快忽慢的发电方式由于工作不稳定，很容易造成发电机损坏，进而影响使用寿命，且制造这种发电机需要较高的成本。

由于在自然环境中任何情况下都存在至少两种能量源，因此对于两种及以上能量的复合收集技术的发展将大大的促进能源收集领域的发展。目前，已有基于太阳能进行光机械、光声、光热、光生物化学复合能量收集技术的相关报道。但是，在无光环境中，无法实现光能与其他能量的复合收集。在众多非光能量中，风能和环境中的振动能是一种在无光环境中普遍存在的能源，因此，能同时进行风能与环境振动能能量收集的装置具有很好的应用前景。

在高速公路汽车行驶过程中会产生大量的振动能量如何能够更好的收集利用也成为当下科研工作者集中研究的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种汽车尾流和振动能驱动式液压发电系统，以解决高速公路能量回收供给用电设备的用电问题；该装置设埋在高速公路路面下及安装在路的两侧，利用汽车行驶在高速公路中汽车尾流产生的风能及汽车行驶中振动时产生的振动能碾压提前埋置在路面下的液压囊经过液压机械系统转化为电能供给用电设备。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种汽车尾流和振动能驱动式液压发电系统，包括液压囊、第一风扇、第二风扇、第一增速泵、第二增速泵、换向阀、增压器、液压马达、增速器和电机；多个液压囊通过液压囊连接件连接形成液压囊组，液压囊组出口分出两路：第一支路和第二支路；第一支路连接换向阀的第一入口，第二支路连接第一增速泵；液压囊组的液压回油路连接第二增速泵；第一增速泵和第二增速泵分别通过单向阀连接换向阀的第一入口；换向阀的第一出口连接增压器的第一入口；增压器的第一出口连接换向阀的第二入口，换向阀的第二出口连接液压囊组入口；增压器和液压马达之间设置蓄能器，液压马达通过第三联轴器连接增速器，增速器通过第四联轴器连接电机；第一风扇通过第一联轴器与第一增速泵相连，第二风扇通过第二联轴器与第二增速泵相连。

进一步的，第二支路分成两路：第三支路和第四支路；第三支路连接第一增速泵的第一油口，第三支路上连接有第一蓄能器；第四支路连接节点b，节点b连接第五单向阀的入口和第三单向阀的出口；第五单向阀的出口连接节点c，节点c连接第四单向阀的出口，第四单向阀的入口连接节点d，节点d连接第二单向阀的出口和第一单向阀的出口，第二单向阀的入口连接第一增速泵的第二油口；第二单向阀的入口与第一增速泵的第二油口之间的管路通过第五支路连接第一支路，第五支路上设有第二蓄能器；第一单向阀的入口连接第二增速泵的第一油口，第一单向阀的入口与第二增速泵的第一油口之间的管路上设有第三蓄能器；第二增速泵的第二油口连接第三单向阀的入口；第一风扇通过第一联轴器连接第一增速泵的旋转轴，第二风扇通过第二联轴器连接第二增速泵的旋转轴。

进一步的，增压器为双向连续增压装置，进出油口均设置有单向阀。

进一步的，第一增速泵为双向定量泵，左右两侧分别设置有第一蓄能器和第二蓄能器；第二增速泵为双向定量泵，左右两侧分别设置有第三蓄能器和第四蓄能器。

进一步的，换向阀为两位四通电磁换向阀。

进一步的，液压马达的入口设有节流阀。

进一步的，第一增速泵连接液压囊组的出油路；第二增速泵连接液压囊组的回油路。

进一步的，液压马达通过换向阀连接液压囊组回油路。

进一步的，液压囊组埋设在高速公路路面下方；第一风扇和第二风扇分别安装在高速公路的两侧。

与现有存在的技术相比，本发明的具有下列优点：

该系统通过液压油路实现将不同方向汽车尾流产生的风能转为为液压能。

该系统液压能经过连续增压器解决的液压系统中压力不足的问题。

该系统收集汽车尾流产生的定向风能进行液压转换储能使效率较低的风能经过转化较为稳定的液压能驱动电机提高能量利用率。

该系统同时将汽车产生的振动能量通过液压囊转化液压能机械能转化为电能实现节能环保。

本发明实现路面振动能量及汽车尾流产生的风能的回收利用，成为一种新型的复合能量收集技术为路面振动能量的回收再利用及汽车尾流产生的风能回收利用提供了一种切实可行的方案，产生的能量可为路面照明和信号指示灯供电，节约用电成本。

附图说明

图1为本发明的一种汽车尾流和振动能量的发电系统原理图。

图2为本发明在汽车正向行驶时换向阀处于左工位时的发电系统工作原理图。

图3为本发明在汽车反向行驶时换向阀处于右工位时的发电系统工作原理图。

图中:1、液压囊连接件；2、液压囊；3、第一增速泵；4、第一蓄能器；5、第一风扇；6、第一联轴器；7、第一单向阀；8、第二蓄能器；9、换向阀；10、增压器；11、第五蓄能器；12、节流阀；13；增速器；14、电机；15、液压马达；16、第二增速泵；17、第二风扇；18、第二联轴器；19、第三蓄能器；20、第二单向阀；21、第四联轴器；22、第三联轴器；23、第四蓄能器；24、第三单向阀；25、第四单向阀；26、第五单向阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明一种汽车尾流和振动能驱动式液压发电系统，但不应以此限制本发明的保护范围。

请参阅图1所示，本发明一种汽车尾流和振动能驱动式液压发电系统，包括液压囊2、第一风扇5、第二风扇17、第一增速泵3、第二增速泵16、换向阀9、增压器10、第五蓄能器11、液压马达15、增速器13和电机14。

多个液压囊2通过液压囊连接件1连接形成液压囊组，液压囊组出口分出两路：第一支路和第二支路。第一支路连接换向阀9的第一入口；第二支路分成两路：为第三支路和第四支路；第三支路连接第一增速泵3的第一油口，第三支路上连接有第一蓄能器4。第四支路连接节点b，节点b连接第五单向阀26的入口和第三单向阀24的出口。第五单向阀26的出口连接节点c，节点c连接第四单向阀25的出口，第四单向阀25的入口连接节点d，节点d连接第二单向阀20的出口和第一单向阀7的出口，第二单向阀20的入口连接第一增速泵3的第二油口。第二单向阀20的入口与第一增速泵3的第二油口之间的管路通过第五支路连接第一支路，第五支路上设有第二蓄能器8。第一单向阀7的入口连接第二增速泵16的第一油口，第一单向阀7的入口与第二增速泵16的第一油口之间的管路上设有第三蓄能器19。第二增速泵16的第二油口连接第三单向阀24的入口。第一风扇5通过第一联轴器6连接第一增速泵3的旋转轴，第二风扇17通过第二联轴器18连接第二增速泵16的旋转轴。

液压囊组出口的第二支路分别连接第一增速泵3和第二增速泵16，第一支路连接换向阀9的第一入口；第一增速泵3和第二增速泵16并联连接；第一增速泵3和第二增速泵16分别通过第二单向阀20和第三单向阀24连接换向阀9的第一入口；换向阀9的第一出口连接增压器10的第一入口；增压器10的第一出口连接换向阀9的第二入口，换向阀9的第二出口连接液压囊组入口；增压器10连接蓄能器11，蓄能器11连接液压马达15，液压马达15通过第三联轴器22连接增速器13，增速器13通过第四联轴器21连接电机14。

汽车尾流和振动能驱动式液压发电系统的液压囊组设置于高速公路的路面下，风扇部分设置于路面的两侧，高速行驶的汽车经过时碾压液压囊中液压油快速流动一部分流向增量泵同时储存于蓄能器，另一部分经过油路到达换向阀9，同时高速汽车经过时由汽车尾流产生的风能带动第一风扇5和第二风扇17旋转，风扇同时适应汽车正向行驶与逆向行驶时产生的尾流带动的风能旋转，第一风扇5和第二风扇17分别通过第一联轴器6和第二联轴器18连接第一增速泵3和第二增速泵16，第一增速泵3由进油路的液压油供油；第二增速泵16由回油路的液压油供油，第一增速泵3为双向定量泵，左右两侧分别设置有第一蓄能器4和第二蓄能器8；第二增速泵16为双向定量泵，左右两侧分别设置有第三蓄能器19和第四蓄能器23，为增速泵提供稳定液压流；当车辆正向行驶时，第一增速泵3和第二增速泵16的液压油分别通过第二单向阀20及第四单向阀25和第三单向阀24及第五单向阀26到达换向阀9，当车辆反向行驶时，第一增速泵3和第二增速泵16的液压油分别通过第五单向阀26和第一单向阀7及第四单向阀25到达换向阀9；换向阀9上端连接连续增压器10，连续增压器10实现液压油压力稳定提升，连续增压器10连接第五蓄能器11，当系统流量不足时，第五蓄能器11可以提供足够的流量，使得液压马达15的转速依然维持在发电机14所需的速度，可以保证液压系统持续稳定的发电，在第五蓄能器11与液压马达15之间连接节流阀12，可以控制流量大小，调节速度，液压马达15经过第三连轴器22连接增速器13，实现变速，增速器13通过第四联轴器21连接电机14。

图2为本发明在汽车正向行驶换向阀处于左工位时的系统工作原理图，箭头方向为液压油的流动方向，当高速行驶的汽车通过时由其产生的振动能量带动液压囊2里的液压油快速流动分两部分，一部分快速储存第一蓄能器4，供给第一增速泵3，同时另一部分通过换向阀9由连续增压器10增压供给液压油到达第五蓄能器11储存，增压器10增压后活塞到达一端时通过换向阀快速切换油路实施反向运动增压，进而实现油路中的连续增压效果，保证油路中液压的压力充足，进而经过节流阀12调速带动液压马达15转动进而经过增速器13带动电机转动，同时回油路得液压油进入蓄能器19储能供给第二增速泵16，同时由高速行驶汽车的尾流产生的风能带动第一风扇5和第二风扇17旋转，带动第一增速泵3和第二增速泵16旋转，第一增速泵3和第二增速泵16的液压油分别通过单向阀20及单向阀25和单向阀24及单向阀26汇聚到换向阀9的第一入口，此刻汽车尾流产生的风能与汽车振动产生的振动能转化为液压能经过连续增压器10提高液压油压力储存于第五蓄能器11来供给液压马达15旋转，通过增速器13带动电机14旋转。

图3为本发明在汽车返向行驶时换向阀处于右工位时系统工作原理图，箭头方向为液压油的流动方向，当高速行驶的汽车通过时由其产生的振动能量带动液压囊2里的液压油快速流动分两部分，一部分快速储存第一蓄能器4，供给第一增速泵3，同时另一部分通过换向阀9由连续增速器10增压供给液压油到达第五蓄能器11储存，所述增压器10增压后活塞到达一端时通过换向阀快速切换油路实施反向运动增压，进而实现油路中的连续增压效果，保证油路中液压的压力充足，进而经过节流阀12调速带动液压马达15转动进而经过增速器13带动电机转动，同时回油路得液压油进过第三蓄能器19储能供给第二增速泵16，同时由高速行驶汽车的尾流产生的风能带动第一风扇5和第二风扇17旋转，带动第一增速泵3和第二增速泵16旋转，第一增速泵3和第二增速泵16液压油分别经过单向阀26和单向阀7及单向阀25到达换向阀9，此刻汽车尾流产生的风能与汽车振动产生的振动能转化为液压经过连续增压器10提高液压油压力储存于第五蓄能器11来供给液压马达15旋转，通过增速器13带动电机14旋转。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照最佳实施例对本发明进行了详细的说明，熟悉本领域的技术人员应当理解，对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案和精神和范围，其均应涵盖在涵盖子在本发明的保护范围内。