振动能量回收型磁流变减振器的制作方法

本发明涉及汽车节能技术领域，尤其涉及汽车能量回收装置，即涉及一种振动能量回收型磁流变减振器。

背景技术：

随着能源的减少和人们节能意识的提高，如何提高汽车的节能环保性，成为汽车设计工程师的研究目标。车辆在经过不平的路面时，汽车车身会发生振动，并且路面越不平稳，汽车振动得越厉害。通常情况下，振动能量会以减振器内部油液摩擦生热而损耗掉，如果能将减振器振动能量加以回收再利用，可以达到节能的目的。目前国内商用车悬架减振器的振动能量基本上没有实现有效回收再利用。在全球能源日益紧缺的今天，特别是新能源汽车的大力推广，设计一款振动能量回收型减振器实现振动能量的回收再利用具有现实意义，有利于提高实现汽车能量利用率，减少功率损失，甚至可以提高汽车的续航行驶能力。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题在于提供一种振动能量回收的磁流变减振器，其结构紧凑，安装使用方便，能够主动控制振动的同时，达到振动能量的回收，节能环保，应用范围广。利用磁流变原理实现阻尼的改变，利用压电和电磁原理实现振动能量的回收，作为一种主动隔振减振器，可以达到连续减振的目的，可以实现对振动的主动控制和能量的回收利用。

本发明的主要技术方案为一种振动能量回收型磁流变减振器，其包括三大模块：磁流变阻尼器模块，压电堆发电模块，电磁感应发电模块；

-所述磁流变阻尼器模块包括吊件、活塞杆2、活塞环5、缸体4、磁流变液14、励磁线圈15；缸体与活塞杆之间有空腔，空腔内充满磁流变液，励磁线圈安装在活塞环槽内，励磁线圈产生感应磁场并由外接电源通过外接线头16进行供电，活塞环与缸体之间间隙配合；活塞杆至少一端部连接有吊件；

-所述压电堆发电模块包括压电堆11、传力件；活塞杆通过传力件作用于压力堆产生压电效应，压力堆与外部电连接；

-所述电磁感应发电模块包括永磁体、感应线圈；活塞杆安装有永磁体，永磁体外设有感应线圈，活塞杆运动切割磁力线将振动能量转化为电能，感应线圈连接外部整流电路。

进一步地，励磁线圈连接的外部电源设有电压变化模块，所述电压变化模块配置为通过调节电压，以调节磁流变液剪切力，从而改变阻尼力。

进一步地，所述电磁感应发电模块包括环形永磁体6、圆柱永磁体7、上感应线圈13、下感应线圈8；

-环形永磁体6与缸体4固连，上感应线圈13缠绕在活塞杆2上；

-圆柱永磁体7与活塞杆2固连，下感应线圈8缠绕在底座10内部，活塞杆上下运动切割磁力线将振动能量转化为电能。

进一步地，所述压电堆发电模块包括压电堆11和传力弹簧12，安装在活塞杆2上的永磁体7上下运动，并通过传力弹簧12作用于压电堆产生压电效应，压电电流通过底座外接线9与外部电源调理模块连接。

进一步地，活塞杆2内部通过内孔将外接线头16连接至励磁线圈15和上感应线圈13。

进一步地，所述磁流变阻尼器模块还包括上安装吊环1、、一级减振弹簧3，其中上安装吊环与活塞杆的上端相连接，活塞杆2的上部还安装有一级减振弹簧，一级减振弹簧装设于上安装吊环与缸体之间用于吊装缓冲；

进一步地，所述磁流变阻尼器模块还包括底座10，底座设于压电堆发电模块的下部。

进一步地，感应电流通过外接线头16连接外部整流电路，外部整流电路连接电容。

进一步地，压电电流通过底座外接线9连接外部整流电路，储存在电容中，通过电容给电池供电。

进一步地，所述外接线头16包含外接电源输入线头和内部发电输出线头；底座外接线9包含内部发电输出线头。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明充分利用磁流变、压电原理和电磁感应原理于一体，磁流变的阻尼改变即可以通过外部供电实现，也可以通过内部自身供电，有效解决电量不足时磁流变减振器阻尼不可调节的问题；

2、本发明既实现了减振器阻尼力可调，主动隔振的功能，又实现了对振动能量的回收，节能环保；

3、本发明结构紧凑，安装使用方便，应用范围广。

下面通过附图对本发明做进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的振动能量回收型磁流变减振器的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明的振动能量回收型磁流变减振器的一个实施例的功能原理框图。

图中：1-上安装吊环；2-活塞杆；3-一级减振弹簧；4-缸体；5-活塞环；6-环形永磁体；7-圆柱形永磁体；8-下感应线圈；9-底座外接线；10-底座；11-压电堆；12-传力弹簧；13-上感应线圈；14磁流变液；15-励磁线圈；16外接线头。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的描述：

如图所示，在实施例中，本发明的振动能量回收型磁流变减振器包括磁流变阻尼器模块，压电堆发电模块，电磁感应发电模块，磁流变阻尼器模块主要由上安装吊环1、底座10、活塞杆2、活塞环5、磁流变液14、一级减振弹簧3、励磁线圈15组成；压电堆发电模块包括，压电堆11、传力弹簧12；电磁感应发电模块包括，圆柱永磁体7、下感应线圈8、环形永磁体6、上感应线圈13。其中上安装吊环1与活塞杆2相连接，活塞杆2的上端安装一级减振弹簧3，活塞环5与缸体4之间留有一定间隙，外部供电和内部供电均通过外接线头16引入励磁线圈15，励磁线圈15通电后，活塞环与缸体之间填充的磁流变液14的剪力随着电压变化实现实时可调，以改变阻尼力。上感应线圈13在活塞杆2上下振动时与环形永磁体6之间的磁通量发生变化，产生感应电流，感应电流通过外接线头16与送至外部整流电路，调理后将电能储存在电容中；下感应线圈8与圆柱永磁体7相互作用产生电能通过底座外接线9送至外部整流电路，进行调理并储存；压电堆11由于活塞2上下运动，在传力弹簧12的作用下产生压电效应，产生的电能通过底座外接线9送至外部整流电路，统一储存在电容中，通过电容给电池供电，达到对减振器振动能量的回收再利用。

在一个具体实施例中，上安装吊环1可以采用其他吊件替代。

在一个具体实施例中，传力弹簧12可以被其他传力件替代，比如弹性胶件等。

在一个具体实施例中，圆柱永磁体7、下感应线圈8、环形永磁体6、上感应线圈13可以选择采用其中之一组合使用，或者采用其他形状的永磁体与感应线圈的基本配置。

在一个具体实施例中，磁流变液14填充在缸体内，励磁线圈15产生感应磁场，并由外接线头16进行供电，励磁线圈15安装在活塞环5槽内，电压的变化导致磁流变液剪切力发生变化，从而改变阻尼力。

在一个优选实施例中，活塞杆内部通过内孔将外接线头16连接至励磁线圈15和上感应线圈13。

在一个优选实施例中，底座10为下安装吊环。

在一个优选实施例中，由压电堆11和传力弹簧12组成压电发电模块，安装在活塞杆2上的圆柱永磁体7上下运动，并通过传力弹簧12作用于压电堆产生压电效应，压电电流通过底座外接线9与外部电源调理模块连接。

在一个优选实施例中，外接线头16包含外接电源输入线头和内部发电输出线头；底座外接线9包含内部发电输出线头。

以上系统设置中,涉及到未公开的模块的设计内容和配置为本领域技术人员可以按照公开内容实现或进行标准化模块设计的内容。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本案的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本案进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本案的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本案技术方案的精神，其均应涵盖在本案请求保护的技术方案范围当中。