CN103009956A - 一种带有振动能量回收的蓄能悬架装置 - Google Patents

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孙泽宇
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任浩
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    • F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
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Abstract

本发明公开了一种带有振动能量回收的蓄能悬架装置，涉及一种蓄能悬架振动能量回收装置，属于车辆节能减排技术领域。本发明在液压式蓄能悬架的基础上，在液压马达的输出轴通过齿轮组连接发电机，从而将蓄能悬架的振动能量转化成电能储存起来。本发明在实现液压式蓄能悬架功能的同时，通过电机将车辆悬架振动产生的机械能量转变成电能储存起来，提出了一种新型振动能量回收的布置方案，既有利于改善被动悬架***的性能和提高车辆的操纵稳定性及行驶平顺性，又能起到节能的作用。

Description

一种带有振动能量回收的蓄能悬架装置
技术领域
本发明涉及一种带有振动能量回收的蓄能悬架装置，属于汽车节能减排技术领域。
背景技术
悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。根据悬架***的刚度和阻尼是否可变将其分为主动悬架和被动悬架。由于主动悬架的成本以及耗能的问题，现在车辆上常用的还是被动悬架。但是被动悬架刚度跟阻尼系数都是不可调的，不能随外部的路面状况也改变，设计时只能保证在某种特定工况下达到理想的效果，减振性能有限。
中国专利201210107000.2公开了提出了一种惯容器与阻尼一体式的减振器，惯容器阻尼一体式减振器能够较好的兼顾行驶平顺性和安全性的要求，既克服了传统被动悬架性能参数固定不变的缺点，又解决了主动悬架实际应用中的技术和成本问题。所以它的减振性能接近主动悬架，操纵稳定性优于被动悬架，因此有着广泛的应用前景。
汽车在道路上行驶过程中，由于不平路面的激励以及各种复杂的道路工况，汽车一部分能量在悬架的振动的过程中通过减振器将其转换为热能消耗掉，如果能把这部分能量进行回收的话，能很大程度上降低油耗，也减少日益增多的汽车对汽车环境的破坏，因此，对悬架振动能量的回收具有非常重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种在不影响减振效果的同时能够将汽车振动产生的能量转化成电能进行储存的减震装置。
本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：在减震器上腔和下腔之间连接液压马达，形成液压回路，相对于活塞在缸体内的位移，压力升高侧的油室的油液流经单向阀组件和液压马达，驱动液压马达转动，然后进入另一侧的油室；引入单向阀原件设计液压回路使得油液驱动液压马达总是沿同一个方向转动；在液压马达的输出轴上连接一个一级齿轮，一级齿轮与一个二级齿轮啮合，二级齿轮与电机的输入轴连接，液压马达输出轴转动时通过齿轮组带动电机转动。本发明所述的带有振动能量回收的蓄能悬架装置可以将车体振动机械能转化为电能进行存储。
本发明的具体技术方案为，包括液压缸、活塞杆、活塞、单向阀A、单向阀B、单向阀C、单向阀D、摆线液压马达、齿轮组、电机、高压油管A、高压油管B、高压油管C、高压油管D、铰接吊耳上吊耳和铰接吊耳下吊耳；液压缸的上腔通过单向阀D分别与高压油管B、高压油管D相连，下腔通过单向阀A分别与高压油管A、高压油管C相连，高压油管A、高压油管D分别与摆线液压马达的出油口和进油口相接，高压油管B、高压油管C分别通过单向阀B、单向阀C与摆线液压马达的出油口和进油口相接，摆线液压马达的输出轴与齿轮组是花键连接，摆线液压马达的转动通过齿轮组传递到电机带动电机发电。
本技术具有如下优点：能够将汽车行驶过程中的振动能量回收。对于传统汽车，可以实现节能；对于电动汽车，可以延长其的续驶里程，提高电池利用率。（2）本发明所述的带有振动能量回收的蓄能悬架装置可以使摆线液压马达总是沿同一个方向转动，从而带动电机始终沿一个方向转动，能够提高能量回收效率，避免浪费。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是汽车悬架示意图。
图2是振动能量回收装置示意图
图中，1.活塞杆，2.液压缸，3.活塞，4.单向阀A，5.高压油管A，6.单向阀B，7.摆线液压马达，8.齿轮组，9.电机，10.高压油管B，11.单向阀C，12.单向阀D，13.高压油管C，14.高压油管D，15.上吊耳，16.下吊耳，17.车轮，18.车桥，19.减震器，20.弹簧，21.振动能量回收装置，22.簧载质量。
具体实施方式
    图1是汽车悬架的示意图。减振器19、弹簧20、蓄能装置21并联安装于车桥18与车架22之间，车桥18两端安装车轮17。
图2是本发明所涉及的振动能量回收装置结构示意图。液压缸2通过单向阀4、单向阀6、单向阀11、单向阀12和高压油管5、高压油管10、高压油管13、高压油管14与摆线液压马达7的进油口和出油口相连，摆线液压马达7通过齿轮组8与电机9相连。
由路面不平的激励以及复杂的道路工况引起簧上质量（车身）与簧下质量（车轮）之间产生相对运动，从而引起悬架***产生振动，从而使振动能量回收装置21的液压缸2的上腔与下腔产生压力差，在压力差的作用下，油液通过液压回路流经液压马达从高压腔流入低压腔，液压回路中流动的油液带动液压马7达转动，从而通过齿轮组8带动电机9转动，实现将振动能量转化为电能的功能。
下面结合附图2对本发明具体实施过程作进一步说明。
由路面不平的激励以及复杂的道路工况引起簧上质量（车身）与簧下质量（车轮）之间产生的相对运动可以使振动能量回收装置处于拉伸行程和压缩行程。拉伸行程：上腔压力高与下腔压力，油液从上腔流出经过单向阀12流入高压油管14，再流经摆线液压马达7，后流入高压油管5，经过单向阀4流入下腔，这一过程油路通畅，从而油液连续流动带动摆线液压马达7转动，从而通过齿轮组8带动电机9转动，实现能量回收。压缩行程：下腔压力高于上腔压力，油液从下腔流出进入高压油管13，通过单向阀11后流经摆线液压马达7，再通过单向阀6进入高压油管10，后流入上腔。这一过程油路通畅，从而油液连续流动带动摆线液压马达7转动，从而通过齿轮组8带动电机9转动，实现能量回收。无论是压缩行程还是拉伸行程，液压回路中油液始终从特定的的入口流入液压马达，从特定的出口流出，从而使得摆线液压马达始终沿着一个方向转动，进而通过齿轮组8带动电机9始终沿一个方向转动，提高能量回收效率。

Claims (2)

1.一种带有振动能量回收的蓄能悬架装置，其特征在于，包括液压缸（2）、活塞杆（1）、活塞（3）、单向阀A（4）、单向阀B（6）、单向阀C（11）、单向阀D（12）、摆线液压马达（7）、齿轮组（8）、电机（9）、高压油管A（5）、高压油管B（10）、高压油管C（13）、高压油管D（14）、铰接吊耳上吊耳（15）和铰接吊耳下吊耳（16）；液压缸（2）的上腔通过单向阀D（12）分别与高压油管B（10）、高压油管D（14）相连，下腔通过单向阀A（4）分别与高压油管A（5）、高压油管C（13）相连，高压油管A（5）、高压油管D（14）分别与摆线液压马达（7）的出油口和进油口相接，高压油管B（10）、高压油管C（13）分别通过单向阀B（6）、单向阀C（11）与摆线液压马达（7）的出油口和进油口相接，摆线液压马达（7）的输出轴与齿轮组（8）花键连接，摆线液压马达（7）的转动通过齿轮组（8）传递到电机（9）带动电机发电。
2.根据权利要求1所述的带有能量回收的蓄能悬架，其特征在于，所述单向阀A（4）、单向阀B（6）、单向阀C（11）和单向阀D（12）使所述液压缸（2）上腔油液流出后经过摆线液压马达（7）流入液压缸（2）下腔，液压缸（2）下腔油液流出后经过摆线液压马达（7）流入液压缸（2）上腔。
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