一种汽车减震器总成及车体的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车减震器总成及车体。

背景技术：

当前汽车市场竞争日趋激烈，对汽车节能减排及能量再回收提出了更高的要求。汽车悬架系统作为整车底盘的重要组成部分，对车辆行驶过程中的冲击载荷能够有效衰减，并保证车辆行驶过程的舒适性和稳定性。目前在车辆行驶过程中，车辆上下跳动的能量大部分通过减震器转化为热能传导到空气中，没有得到有效的回收和利用。隔振垫作为弹簧与上下端的接口零件，在悬架跳动过程中不断发生变形吸收能量，因此有必要对目前常见的隔振垫进行重新设计，一方面可以实现对悬架跳动能量的回收再利用；另一方面通过对于馈能电信号的采集，可以实现对车辆悬架状态的精确追踪。

背景技术随着人类的发展，地球化石能源的不断减少，随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强，清洁能源的推广应用已成必然趋势减震器应用的行业十分广泛，汽车在行驶过程中不平顺引起的颠簸力导致减震器上下运动产生动能，如果加以改造，使其成为具有可以产生清洁能源的功能的减震器，必将为清洁能源的推广添砖加瓦。本实用新型是为了解决在生活和工作中减震器上下运动产生的动能没有得到很好利用的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种汽车减震器总成及车体，其结构简单、成本低、便于加工、使用和维护，其能够通过柔性缓冲件变形吸收能量，减低噪音和降低振动，其能够利用车辆行驶过程中的机械振动产生交流电流和/或信号，利于下一步实现对车辆振动能量的回收再利用和/ 或对车辆的悬架状态精确追踪。

本实用新型技术方案提供的一种汽车减震器总成，包括减震器，所述减震器包括缸筒和活塞杆，所述活塞杆的一端可滑动地安装在所述缸筒内，其另一端为活塞杆自由端，所述活塞杆自由端伸出于所述缸筒的外侧；

在所述缸筒上固定套接有第一弹簧盘，在所述活塞杆自由端上套接有第二弹簧盘，在所述第一弹簧盘与所述第二弹簧盘之间连接有减震弹簧；

在所述第一弹簧盘上朝向所述减震弹簧侧固定设置有柔性缓冲件，所述减震弹簧与所述柔性缓冲件接触，在所述柔性缓冲件上设置有压电元件。

进一步地，所述第一弹簧盘包括底座和环形侧板；

所述底座具有底座通孔，所述缸筒穿过所述底座通孔，并与所述底座通孔的孔壁连接；

所述环形侧板位于所述底座通孔的四周，并连接在所述底座上朝向所述减震弹簧侧；

在所述环形侧板与所述底座之间形成有安装空间，所述柔性缓冲件安装在所述安装空间内；

在所述柔性缓冲件上朝向所述底座侧设置有安装凹槽，所述压电元件至少部分嵌入在所述安装凹槽内。

进一步地，所述压电元件的底面与所述底座接触，所述安装凹槽的槽底与所述减震弹簧接触。

进一步地，所述柔性缓冲件呈环状，并套设在所述缸筒的外侧；

所述压电元件也呈环状，所述安装凹槽为环形槽，所述安装凹槽位于所述底座通孔的四周，所述压电元件嵌在所述安装凹槽内。

进一步地，在所述底座上设置有用于阻挡所述柔性缓冲件朝向所述底座通孔移动的环状的限位凸台，所述限位凸台环绕在所述底座通孔的四周；

所述限位凸台朝向所述安装空间侧延伸；

所述柔性缓冲件夹紧在所述环形侧板与所述限位凸台之间。

进一步地，在所述压电元件的输出端上连接有线束，在所述底座上设置有用于所述线束穿过的线束过孔；

所述线束穿过所述线束过孔，并伸出于所述安装空间的外侧。

进一步地，所述压电元件为压电换能器，或为压电传感器。

进一步地，在所述活塞杆自由端和所述缸筒的顶部套接有防尘罩，所述防尘罩的顶部与所述第二弹簧盘连接，其底部与所述缸筒连接。

本实用新型技术方案还提供了一种车体，包括车身和车架，还包括前述任一技术方案所描述的汽车减震器总成；

所述缸筒安装在所述车架上，所述车身包括车身连接板，所述车身连接板位于所述第二弹簧盘的上方，并与所述活塞杆自由端连接；

在所述车身上安装有处理器，所述压电元件与所述处理器连接。

进一步地，所述处理器为车载电脑，所述车载电脑通过线束与所述压电元件通信连接。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型提供的汽车减震器总成，主要由减震器、第一弹簧盘、减震弹簧、第二弹簧盘、柔性缓冲件和压电元件组成。其中，减震器主要由缸筒和活塞杆组成。活塞杆的一端可滑动地安装在缸筒内，其另一端为活塞杆自由端，活塞杆自由端伸出于缸筒的外侧，并与汽车的车身连接。在缸筒上固定套接有第一弹簧盘，在活塞杆自由端上套接有第二弹簧盘，在第一弹簧盘与第二弹簧盘之间连接有减震弹簧。在第一弹簧盘上固定设置有柔性缓冲件，柔性缓冲件朝向减震弹簧侧延伸，减震弹簧靠近第一弹簧盘的一端与柔性缓冲件始终保持接触。柔性缓冲件通过变形吸能，从而防止减震弹簧与第一弹簧盘发生刚性碰撞，减低噪音，同时，起到缓冲和减震的作用。在柔性缓冲件上设置有压电元件。在车辆行驶过程中，车辆上下跳动，减震弹簧也随之上下跳动，减震弹簧作用到柔性缓冲件的作用力不断变化，传递到压电元件的作用力不断变化，产生随时间变化的交变电流或者信号。

本实用新型提供的汽车减震器总成，其结构简单、成本低、便于加工、使用和维护，其能够利用车辆行驶过程中的机械振动产生交流电流和/或信号，利于下一步实现对车辆振动能量的回收再利用和/或对车辆的悬架状态精确追踪。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的汽车减震器总成在减震弹簧与第一弹簧盘未连接时的状态示意图；

图2为柔性缓冲件的剖切示意图；

图3为本实用新型一实施例提供的车体中减震器、车架和车身连接板在减震弹簧与第一弹簧盘未连接时的状态示意图。

附图标记对照表：

100-汽车减震器总成； 10-减震器； 1-缸筒；

2-活塞杆； 21-活塞杆自由端； 3-第一弹簧盘；

31-底座； 311-底座通孔； 312-限位凸台；

32-环形侧板； 4-柔性缓冲件； 41-安装凹槽；

5-压电元件； 51-线束； 6-减震弹簧；

7-第二弹簧盘； 8-防尘罩；

200-车体； 210-车架； 220-车身连接板；

230-处理器。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-2所示，本实用新型一实施例提供的一种汽车减震器总成100，包括减震器10，减震器10包括缸筒1和活塞杆2，活塞杆2的一端可滑动地安装在缸筒1内，其另一端为活塞杆自由端21，活塞杆自由端21 伸出于缸筒1的外侧。

在缸筒1上固定套接有第一弹簧盘3，在活塞杆自由端21上套接有第二弹簧盘7，在第一弹簧盘3与第二弹簧盘7之间连接有减震弹簧6。

在第一弹簧盘3上朝向减震弹簧6侧固定设置有柔性缓冲件4，减震弹簧6与柔性缓冲件4接触，在柔性缓冲件4上设置有压电元件5。

也即是，本实用新型提供的汽车减震器总成100，主要由减震器10、第一弹簧盘3、减震弹簧6、第二弹簧盘7、柔性缓冲件4和压电元件5 组成。

其中，减震器10主要由缸筒1和活塞杆2组成。缸筒1固定安装在汽车的车架上，活塞杆2的一端可滑动地安装在缸筒1内，其另一端为活塞杆自由端21，活塞杆自由端21伸出于缸筒1的外侧，并与汽车的车身连接，从而使减震器10连接在车架与车身之间。

在缸筒1上固定套接有第一弹簧盘3，在活塞杆自由端21上套接有第二弹簧盘7，在第一弹簧盘3与第二弹簧盘7之间连接有减震弹簧6，减震弹簧6用于降低振动在车身与车架之间的传递，起到缓冲和隔振的作用。

在第一弹簧盘3上固定设置有柔性缓冲件4，柔性缓冲件4朝向减震弹簧6侧延伸，减震弹簧6靠近第一弹簧盘3的一端与柔性缓冲件4始终保持接触，也可以将减震弹簧6与柔性缓冲件4连接在一起，防止两者分离。柔性缓冲件4可以为具有弹性的橡胶件、塑料件、聚氨酯隔振垫等。柔性缓冲件4的形状可以呈环状，也可以呈块状或片状，柔性缓冲件4的数量可以为一个、两个或两个以上。柔性缓冲件4通过变形吸能，从而防止减震弹簧6与第一弹簧盘3发生刚性碰撞，减低噪音，同时，起到缓冲和减震的作用。

在柔性缓冲件4上设置有压电元件5，压电元件5可以安装在柔性缓冲件4内，也可以安装在柔性缓冲件4的上方或者下方，只要能够使压电元件5最终能够感应到机械振动或者受到直接的压力即可。

这里所述的压电元件5是指主要由压电材料构成的结构或者组件，压电元件5可以为压电片、压电器件、压电换能器或者压电传感器。其中，压电片的形状可以为圆片、长条片、棒、圆柱等。压电器件一般由电极、压电片、支架和外壳组成。压电换能器是指利用压电材料的正逆压电效应制成的换能器。压电传感器是指利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。

压电材料是受到压力作用时会在两端面间出现电压的晶体材料。压电材料可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料。压电材料包括压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体等。

压电材料具有压电效应。压电效应是指压电材料在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象；也即是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差(称之为正压电效应)，反之施加电压,则产生机械应力 (称为逆压电效应)。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号(机械震动)。也就是说，压电材料具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能。

在车辆行驶过程中，车辆上下跳动，减震弹簧6也随之上下跳动，减震弹簧6作用到柔性缓冲件4的作用力不断变化，即最终作用到压电元件5的作用力不断变化，压电元件5利用压电材料的压电效应，产生随时间变化的交变电流或者信号。

对于压电元件5为压电片的情况，可以将压电片与整流电路连接，利用压电片产生的交变电流转化为直流电，最后与电能处理器(比如蓄电池、充电电池等电源)电连接，从而实现对汽车悬架的跳动能量进行回收再利用。压电片也可以与信号处理器(比如车载电脑或微处理单元等)通信连接，实时采集和分析压电片上产生的信号，实现对车辆悬架状态的精确追踪。

对于压电元件5为压电换能器的情况，压电换能器一般包括压电片和整流电路，压电换能器将产生的交变电流转化为直流电流，电换能器的输出端通过与电能处理器(比如蓄电池、充电电池等电源)电连接，最终将电能储存在电能处理器中，从而实现对汽车悬架的跳动能量进行回收再利用。

对于压电元件5为压电传感器的情况，压电传感器的输出端与信号处理器(比如车载电脑或微处理单元等)通信连接，使压电片产生的信号传输到信号处理器，以得到进一步分析和处理，实现对车辆悬架状态的精确追踪。

本实用新型提供的汽车减震器总成，其结构简单、成本低、便于加工、使用和维护，其能够利用车辆行驶过程中的机械振动产生交流电流和/或信号，利于下一步实现对车辆振动能量的回收再利用和/或对车辆的悬架状态精确追踪。

较佳地，如图1-2所示，第一弹簧盘3包括底座31和环形侧板32。

底座31具有底座通孔311，缸筒1穿过底座通孔311，并与底座通孔311的孔壁连接。

环形侧板32位于底座通孔311的四周，并连接在底座31上朝向减震弹簧6侧。

在环形侧板32与底座31之间形成有安装空间(图中未标示)，柔性缓冲件4安装在安装空间内。

在柔性缓冲件4上朝向底座31侧设置有安装凹槽41，压电元件5 至少部分嵌入在安装凹槽41内。

也即是，第一弹簧盘3主要由底座31和环形侧板32组成。底座31 具有底座通孔311，缸筒1穿过底座通孔311，并与底座通孔311的孔壁连接。

环形侧板32位于底座通孔311的四周，环形侧板32的底面连接在底座31上，环形侧板32向减震弹簧6侧延伸。在环形侧板32与底座31 之间形成有安装空间，柔性缓冲件4安装在安装空间内，即柔性缓冲件4 与底座31和/或环形侧板32连接。连接方式可以为粘接、硫化或过盈配合等。

在柔性缓冲件4上朝向底座31侧设置有安装凹槽41，压电元件5 至少部分嵌入在安装凹槽41内。安装凹槽41可以为环形槽、条形槽或者弧形槽等。

将压电元件5至少部分嵌入在柔性缓冲件4，且压电元件5的底面朝向底座31，利于使减震弹簧6施加到柔性缓冲件4的作用力传递给压电元件5。

较佳地，如图1-2所示，压电元件5的底面与底座31接触，安装凹槽41的槽底与减震弹簧6接触。

为了提高压电元件5利用机械振动产生交变电流和/或信号的效率，压电元件5的底面始终与底座31保持接触，安装凹槽41的槽底与减震弹簧6接触，保证减震弹簧6施加到柔性缓冲件4的作用力以最短的传输路径传递到压电元件5。

较佳地，如图1-2所示，柔性缓冲件4呈环状，并套设在缸筒1的外侧。

压电元件5也呈环状，安装凹槽41为环形槽，安装凹槽41位于底座31底座通孔311的四周，压电元件5嵌在安装凹槽41内。

也即是，柔性缓冲件4为环状结构，柔性缓冲件4套设在缸筒1的外侧。减震弹簧6始终与柔性缓冲件4接触，利于增大减震弹簧6与柔性缓冲件4的接触面积。压电元件5也呈环状，安装凹槽41为环形槽，安装凹槽41位于底座通孔311的四周，压电元件5嵌在安装凹槽41内。由于安装凹槽41的槽底与减震弹簧6接触，即减震弹簧6与柔性缓冲件 4的接触点位于安装凹槽41的槽底，利于减震弹簧6在对柔性缓冲件4 施加作用力时，压电元件5能够及时地、准确地感知到该作用力，并利用该作用力产生交流电流和/或信号。

较佳地，如图1-2所示，压电元件5粘接在安装凹槽41内，或者压电元件5与安装凹槽41过盈配合。

为了便于加工和安装，降低成本，提高连接强度，压电元件5粘接在安装凹槽41内，或者压电元件5通过与安装凹槽41过盈配合，从而紧固在安装凹槽41内。

较佳地，如图1-2所示，在底座31上设置有用于阻挡柔性缓冲件4 朝向底座通孔311移动的环状的限位凸台312，限位凸台312环绕在底座通孔311的四周。

限位凸台312朝向安装空间侧延伸。

柔性缓冲件4夹紧在环形侧板32与限位凸台312之间。

为了阻挡柔性缓冲件4朝向底座通孔311移动，实现对柔性缓冲件4 限位，在底座31上设置有限位凸台312，限位凸台312呈环状，限位凸台312环绕在底座通孔311的四周，限位凸台312的底部与底座31连接，限位凸台312朝向安装空间侧延伸。柔性缓冲件4夹紧在环形侧板32与限位凸台312之间。

较佳地，如图1-2所示，在压电元件5的输出端上连接有线束51，在底座31上设置有用于线束51穿过的线束过孔(图中未标示)。

线束51穿过线束过孔，并伸出于安装空间的外侧。

为了便于实现压电元件5与外部的处理器连接，处理器可以为电能处理器，比如如蓄电池、充电电源或整流储能电路等。处理器也可以为信号处理器，比如中央控制单元或车载电脑或可编程逻辑控制器等。

在压电元件5的输出端上连接有线束51，在压电元件5上设置有线束51，在底座31上设置有线束过孔。线束51的一端与压电元件5连接，其另一端穿过线束过孔，并伸出于安装空间的外侧，最终与处理器连接。对于处理器为电能处理器的情况，压电元件5通过线束51与电能处理器电连接。对于处理器为信号处理器的情况，压电元件5通过线束51与信号处理器通信连接。

较佳地，压电元件5为压电换能器，或为压电传感器。

为了实现压电元件5模块化和集成控制，压电元件5为压电换能器，压电换能器的输出端与电能处理器(比如如蓄电池、充电电源等)电连接，实现对汽车悬架的振动能量进行回收再利用。压电元件5也可以为压电传感器，压电传感器的输出端与信号处理器(比如中央控制单元，车载电脑或可编程逻辑控制器等)通信连接，实时采集和分析产生的信号，实现对车辆悬架状态的精确追踪。

较佳地，柔性缓冲件4为橡胶件，或为塑料件。

为了便于加工和使用，降低成本，柔性缓冲件4为橡胶件，柔性缓冲件4也可以为塑料件。

较佳地，如图1-2所示，在活塞杆自由端21和缸筒1的顶部套接有防尘罩8，防尘罩8的顶部与第二弹簧盘7连接，其底部与缸筒1连接。

为了防止灰尘、尘埃等杂物附在活塞杆2或者进入缸筒1内，在活塞杆自由端21和缸筒1的顶部套接有防尘罩8，防尘罩8的顶部与第二弹簧盘7连接，防尘罩8的底部与缸筒1连接，使防尘罩8固定在活塞杆2和缸筒1的外侧。优选地，防尘罩8位于缸筒1与减震弹簧6之间，为了避免防尘罩8妨碍减震弹簧6的运动。

如图3所示，本实用新型一实施例提供的一种车体200，包括车身(图中未标示)和车架210，还包括前述任一实施例所描述的汽车减震器总成 100。

缸筒1安装在车架210上，车身包括车身连接板220，车身连接板 220位于第二弹簧盘7的上方，并与活塞杆自由端21连接。

在车身上安装有处理器230，压电元件5与处理器230连接。

也即是，本实用新型提供的车体200，主要由车身、车架210、汽车减震器总成100和处理器230组成。

其中，关于汽车减震器总成100的构造和工作原理，请参照前面的描述，在此不再赘述。

缸筒1安装在车架210的上方，车架210包括汽车悬架，具体地，缸筒1安装在汽车悬架上。活塞杆自由端21伸出于缸筒1的上方，车身包括车身连接板220，车身连接板220位于第二弹簧盘7的上方，并与活塞杆自由端21连接，从而实现将汽车减震器总成100安装在车身与车架 210之间。

在车身上安装有处理器230，压电元件5与处理器230连接。处理器 230可以为电能处理器，比如如蓄电池、充电电源等。处理器230也可以为信号处理器，比如中央控制单元，车载电脑或可编程逻辑控制器等。

对于处理器230为电能处理器的情况，压电元件5通过线束51与电能处理器电连接，从而实现对汽车悬架的跳动能量进行回收再利用。

对于处理器230为信号处理器的情况，压电元件5通过线束51与信号处理器通信连接，实时采集和分析产生的信号，实现对车辆悬架状态的精确追踪。

对于处理器230同时包括有电能处理器和信号处理器的情况，可以在实现对汽车悬架的跳动能量进行回收再利用的同时，实现对车辆悬架状态的精确追踪。

本实用新型提供的车体200，其结构简单、成本低、便于加工、使用和维护，其能够利用车辆行驶过程中的机械振动产生交流电流和/或信号，从而实现对车辆振动能量的回收再利用和/或对车辆的悬架状态精确追踪。

较佳地，如图3所示，处理器230为车载电脑，车载电脑通过线束 51与压电元件5通信连接。

也即是，处理器230的其中一种情况为：信号处理器可以为车载电脑，车载电脑通过线束51与压电元件5通信连接，利于保证信号传输的稳定性，保证对车辆的悬架状态精确追踪。

以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。