一种汽车振动能回收发电装置的制作方法

文档序号:15579121发布日期:2018-09-29 06:24

本发明涉及一种汽车振动能回收发电装置,属于能量回收技术领域。



背景技术:

振动现象普遍发生在机动车行驶过程中。由于路面的不平整造成机动车在行驶过程中出现颠簸而产生车体的振动,振动时一种能量的消耗,怎样将振动能加以回收利用,一直是人们研究的课题。

以传统车辆悬架系统为例,车辆在路面行驶过程中产生的振动多以减振器将振动能量转化为热能耗散掉,从而衰减振动。被耗散的能量很多,一直没有得到有效回收利用,对其进行有效回收利用是实线节能环保重要手段。

直线式馈能减振器通过相对往返运动部件切割其内部磁力线将动能转化为电能,其漏磁通大、直线电机效率低,导致能量回收效率低,且直线电机价格昂贵。

齿轮齿条式馈能减振器通过齿轮齿条相互作用,将激励能转化为齿轮动能,然后经过传动机构将转速提升,驱动旋转电机发电。但是其造成齿轮不断的正反转、甚至不转、使得能量回收效率低。

滚珠丝杠式馈能减振器将滚珠丝杠与旋转型电机连接,滚珠螺杆将减振器的往返运动转化为旋转运动,从而驱动旋转电机发电。但是其使得电机转子不断正反转,能量回收效率低。

因此,通过减振器来回收振动能的能量回收效率低,往往不能有效地对振动能进行回收利用。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足,而提供一种可以有效地对汽车在行驶过程中所产生的振动能进行回收利用的汽车振动能回收发电装置。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是:一种汽车振动能回收发电装置,包括能量回收装置、能量转换装置和能量利用装置;所述能量回收装置固定安装在汽车的气囊减振器上,包括液压回收缸;所述液压回收缸与所述能量转换装置连接,将汽车振动能转化为液压的压力传递给能量转换装置;所述能量转换装置包括液压马达,将液压压力转换为机械动能;所述能量利用装置与能量转换装置连接,将机械动能回收利用。

能量回收装置固定安装在汽车上的气囊减振器上,接收汽车在行驶过程中所产生的振动能。该振动能使得气囊减振器发生形变从而直接致使气囊减振器内部的液压回收缸做功,由液压回收缸配合将振动能转化为液压的压力。液压的压力随后传递到能量转换装置,液压压力带动液压马达转动,从而将液压压力转化为机械动能。后续的机械动能则由能量利用装置重新进行回收利用。能量回收装置、能量转换装置和能量利用装置三者配合使用,即可顺利将汽车振动能回收利用。

进一步地,所述液压回收缸包括缸体、推杆和推板;所述缸体底部固定在气囊减振器底部内壁上;所述推杆一端与推板固定连接,另一端与气囊减振器顶部内壁固定连接;所述推板设于缸体的内腔。

气囊减振器的底部外壁固定在汽车轮胎的横梁上,顶部外壁固定在车身底座上。汽车行驶发生振动时,横梁和底座之间的距离由于振动发生变化,使得气囊减振器发生压缩或拉伸形变。其中,液压回收缸的缸体又固定在气囊减振器底部,而推杆则固定在气囊减振器的顶部,气囊减振器在发生形变的同时,直接带动缸体和推杆之间的相对位置发生改变,从而使得推板在缸体内的位置发生变化,推动缸体内的油液运动,从而将振动能转变为油液的压力。

进一步地,所述推板的沿边设有密封圈。密封圈与缸体的内壁之间紧密连接,使得推板的上下空间之间形成密封,从而可以有效地防止油液通过推板与缸体内壁之间的空隙发生泄漏现象。泄漏现象将直接导致振动能被转化为缸体、推杆和推板的机械动能之后,推板的力却无法高效地作用到油液上,直接降低了油液的压力,将会直接影响能量的转化效率。

进一步地,所述能量回收装置还包括正向进油管、反向进油管和回油管;所述正向进油管、反向进油管和回油管均一端与液压回收缸连通,另一端与液压马达连通;且正向进油管、反向进油管和回油管上均设有单向阀。

油液通过正向进油管、反向进油管和回油管来回往复地在液压回收缸和液压马达之间流动,传递压力,单向阀使得油液的流动就有一定的方向性,从而保证了压力传递的有效性。

进一步地,所述回油管包括总管和与总管相连通的支管一、支管二;所述推板将缸体内腔分为上腔体和下腔体,所述上腔体与正向进油管、支管一连通,所述下腔体与反向进油管、支管二连通;所述正向进油管与反向进油管上分别设有朝向液压马达单向阀一和单向阀而;回油管的支管一和支管二上分别设有朝向缸体的单向阀三和单向阀四。

当气囊减振器接收到振动发生形变时,使得推板在缸体内的位置发生变化。当推板相对于缸体上升时,上腔体内的空间变小,上腔体内的油液受到来自推板和缸体内壁共同作用下的压力,由于单向阀的作用,油液只能顺着正向进油管进入到液压马达中,同时,液压马达中的油液受压顺着支管二进入到下腔体内;当推板相对于缸体下降时,下腔体内的空间变小,下腔体内的油液受到来自推板和缸体内壁共同作用下的压力,由于单向阀的作用,油液只能顺着反向进油管进入到液压马达中,同时,液压马达中的油液受压顺着支管一进入上腔体内。油液在压力的作用下,做来回往复的运动,从而带动液压马达做功,将液压的压力转化为机械动能。支管一和支管二上分别设置单向阀三和单向阀四,而不是单单在总管上设置一个单向阀,可以有效地防止推杆在运动时,油液在上、下腔体之间直接流动,而不经过液压马达,提高了能量的转换效率。

进一步地,所述正向进油管、反向进油管和回油管总管均与液压马达的液压输入端连接;所述液压马达的动力输出端上固定有转动轴。

油液通过正向进油管、反向进油管和回油总管将压力传递到液压马达的液压输入端,液压输入端做功,将液压压力转化为机械动能,从而直接带动液压马达的动力输出端上的转动轴做旋转运动,以便后续的能量利用装置进行回收利用。

进一步地,所述液压马达的动力输出端有两个,且两个动力输出端上均设有转动轴。

两个动力输出端上分别设有转动轴,使得后续能量的利用方向更加地高效,同时更加地多样化。

进一步地,所述能量利用装置包括发电机,所述发电机的输入端与转动轴固定连接,转动轴直接带动发电机的轴运动产生电流。发电机的电力输出端可与汽车内的蓄电池连接,产生的电流储存在蓄电池内,使得由于振动而产生的不稳定电流在经过蓄电池的转换后成为可供使用的稳定的电流。

进一步地,所述能量利用装置还包括空压机和水泵,所述空压机和水泵分别与液压马达的两个转动轴固定连接。

液压马达的转动轴转动,带动发电机转动的同时,还分别带动空压机和水泵一起工作,而不是通过发电机再传递给空压机和水泵,减少了能量在传递过程中的损耗,实现了能量利用的高效性和多样化。空压机的能量输出端可直接与汽车的助力器连接,将能量传递给助力器,将汽车行驶过程中产生的振动能重新利用回到车的驾驶上,节省了一部分助力器所需的外部能量。水泵接受到的能量可直接作用于内燃机的冷却工作,通过对冷却液进行加压,保证其在汽车冷却系统中循环流动,加速热量散发。

本发明与现有技术相比,具有以下优点和效果:本发明的能量回收装置固定安装在汽车上,接收汽车在行驶过程中所产生的振动能;该振动能使得气囊减振器发生形变从而直接致使气囊减振器内部的液压回收缸做功,将振动能转化为液压的压力;液压的压力随后传递到能量转换装置,液压压力带动液压马达转动,从而将液压压力转化为机械动能。后续的机械动能则由能量利用装置重新进行回收利用。通过能量回收装置、能量转换装置和能量利用装置三者配合使用,即可顺利将汽车振动能回收利用;能量回收利用率高、利用方式多样化。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明的液压回收缸的内部结构示意图。

附图中:1为气囊减振器,2为液压回收缸,3为缸体,4为推杆,5为推板,6为上顶面,7为壳身,8为下底面,9为密封圈,10为液压马达,11为正向进油管,12为反向进油管,13为回油管,14为总管,15为支管一,16为支管二,17为单向阀一,18为单向阀二,19为单向阀三,20为单向阀四,21为转动轴一,22为转动轴二,23为发电机一,24为空压机,25为发电机二,26为水泵。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明,以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1-图2,本实施例包括包括能量回收装置、能量转换装置和能量利用装置。

能量回收装置固定安装在汽车上的四个气囊减振器1内,每个气囊减振器1内部均设有一个液压回收缸2,液压回收缸2又包括缸体3、推杆4和推板5。

气囊减振器1包括上顶面6、壳身7和下底面8。上顶面6为上顶板,与汽车的车身底座固定连接;壳身7为弹性体,与上顶面6和下底面8均呈一体式固定连接;下底面8呈向壳体内部凹陷的内凹状,使得整个气囊减振器的截面呈现一个倒过来的“凹”字型,在下底面8的内凹中间为一块下底板,且下底板的截面向宽度小于气囊减振器下底面8的宽度。下底板与汽车轮胎横梁固定连接。

缸体3底部固定在下底板上,推杆4一端与上顶板固定连接,另一端与推板5固定连接,推板5设于缸体3的内腔,且推板5的沿边设有密封圈9。密封圈9与缸体3的内壁之间紧密连接,将缸体3内部的空间隔成两个互相密封的上腔体和下腔体。

能量回收装置包括液压马达10、正向进油管11、反向进油管12和回油管13。回油管13包括总管14和与总管14相连通的支管一15、支管二16。

正向进油管11、支管一15的一端与上腔体连通,另一端与液压马达10的液压输入端连通,且在正向进油管11上设有导向液压马达10的单向阀一17,在支管一15上设有导向上腔体的单向阀二18。

反向进油管12、支管二16的一端与下腔体连通,另一端与液压马达10的液压输入端连通,且在反向进油管12上设有导向液压马达10的单向阀三19,在支管一15上设有导向下腔体的单向阀四20。

液压马达10的能量输出端上分别设有转动轴一21和转动轴二22。转动轴一21同时与发电机一23和空压机24的能量输入端固定连接,转动轴二22同时与发电机二25和助力器的能量输入端固定连接。

汽车行驶发生振动时,轮胎和车身之间的距离发生变化,上顶板和下底板受力,相对位置发生变化,使得气囊减振器1发生压缩或拉伸形变。其中,液压回收缸2的缸体3又固定在气囊减振器1底部,而推杆4则固定在气囊减振器1的顶部,气囊减振器1在发生形变的同时,直接带动缸体3和推杆4之间的相对位置发生改变,从而使得推板5在缸体3内的位置发生变化,推动缸体3内的油液运动,从而将振动能转变为油液的压力。

由于推板5上设有密封圈9,上腔体和下腔体之间相对密封,有效地防止油液通过推板5与缸体3内壁之间的空隙发生泄漏现象。泄漏现象将直接导致振动能被转化为缸体3、推杆4和推板5的机械动能之后,推板5的力却无法高效地作用到油液上,直接降低了油液的压力,将会直接影响能量的转化效率。

当推板5相对于缸体3上升时,上腔体内的空间变小,上腔体内的油液受到来自推板5和缸体3内壁共同作用下的压力,由于单向阀一17和单向阀二18的作用,油液只能顺着正向进油管11进入到液压马达10中,同时,液压马达10中的油液受压顺着支管二16进入到下腔体内。

当推板5相对于缸体3下降时,下腔体内的空间变小,下腔体内的油液受到来自推板5和缸体3内壁共同作用下的压力,由于单向阀三19和单向阀四20的作用,油液只能顺着反向进油管12进入到液压马达10中,同时,液压马达10中的油液受压顺着支管一15进入上腔体内。

油液在压力的作用下,由于支管一15和支管二16上分别设置单向阀三19和单向阀四20,油液不能直接通过支管一15和支管二16之间的连接处直接来回于上腔体和下腔体之间,只能顺着正向进油管11或反向进油管12流经液压马达10,能量的转换效率非常高。

液压马达10的能量输入端在液压的作用下将能量转化为机械动能,从两根转动轴中传出。

转动轴一21同时带动发电机一23和空压机24工作,由发电机一23将能量转化为电能,而空压机24的能量输出端可直接与汽车的助力器连接,将能量传递给助力器,将汽车行驶过程中产生的振动能重新利用回到车的驾驶上,节省了一部分助力器所需的外部能量。

转动轴二22同时带动发电机二25和水泵26工作,由发电机二25将能量转化为电能,而水泵26接受到的能量可直接作用于内燃机的冷却工作,通过对冷却液进行加压,保证其在汽车冷却系统中循环流动,加速热量散发。

发电机一23和发电机二25均与汽车上的蓄电池连接,可将产生的电流储存在蓄电池内,使得由于振动而产生的不稳定电流在经过蓄电池的转换后成为可供使用的稳定的电流。

同时,发电机一23和空压机24、发电机二25和水泵26的能量输入端为同轴转动,可以大大减少能量在多次传递过程中的损耗,实现能量利用的高效性和多样化。

虽然本发明已以实施例公开如上,但其并非用以限定本发明的保护范围,任何熟悉该项技术的技术人员,在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰,均应属于本发明的保护范围。

再多了解一些
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