[發明專利]自供能智能減振器

有效

• 申請號: 201310454601.5
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103615491A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 魏克湘;鄒鴻翔;杜榮華;張文明
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 宋向紅

技術領域

本發明屬于一種汽車減振器，具體涉及一種自供能智能減振器。?

背景技術

目前，大部分汽車減振使用的仍是被動懸架，減振器阻尼系數不能隨行駛工況調節，設計時只能保證在某種特定行駛工況下達到良好減振性能，而難以適應不同的道路狀況，因而減振性能有限。采用主動懸架可實現在不同的行駛條件下懸架性能最優，顯著改善車輛的行駛平順性和操縱穩定性。但是由于主動懸架需要消耗大量的能量來抑制不平路面造成的沖擊，盡管主動懸架可顯著改善車輛總體性能，但高能耗一直是限制其在市場上推廣的主要因素之一。隨著能源危機加劇，節能是汽車設計重點考慮的問題之一，尤其是作為未來汽車的發展方向之一的電動汽車，因為電池技術的局限，對節能有更高的設計要求。解決主動懸架高能耗問題是汽車發展面臨的需求，而振動能量回收是降低能耗和減少使用成本的一個有效方法。?

目前市面上的主動懸架結構復雜，且需要單獨供能。有一些學者做了相關自供能智能減振的理論研究，但還缺乏具體應用的設計。如上海交大的張勇超等依據某車型的后懸架系統參數，研制了電動懸架系統樣機，通過對試驗數據的分析，驗證了回饋振動能量的可行性。西北工大的趙曉鵬等率先提出設計制作電流變液與壓電陶瓷復合的自耦合阻尼器，實驗證明用壓電陶瓷和ER流體復合起來形成自反饋的控制系統是可行的。但減振器設計只能俘獲一個運動方向的能量，俘獲能量效率低，而且限制了減振器的有效行程。?

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種自供能智能減振器，以克服現有智能減振器需要消耗能量、結構復雜的問題。?

本發明的目的是通過如下的技術方案來實現的：該自供能智能減振器，它包括活塞及其活塞桿、外缸、內缸；所述活塞桿固定連接于外缸內，所述活塞位于內缸內并可相對于內缸上下移動，外缸內壁嵌裝滾珠軸套，內缸外壁上下套裝若干壓電環后再套裝于外缸內壁的滾珠軸套內；所述內缸內的位于活塞上下兩邊空間里填充有電流變彈性體；所述電流變彈性體、壓電環與電控模塊電聯接。?

進一步的優選方案是，所述滾珠軸套內嵌若干滾珠，滾珠按一定的上下距離均勻排布。?

進一步的優選方案是，所述壓電環包括環狀的壓電陶瓷和彈性金屬片，彈性金屬片環繞包圍壓電陶瓷，中間部分環繞凸起。?

進一步的優選方案是，所述電控模塊包括整流模塊、儲能模塊、控制模塊和輸出模塊。?

本發明不僅能自供能量，結構簡單，并且可以俘獲更多的能量，更方便控制，因由壓電環構成的壓電俘能部分和由電流變彈性體構成的阻尼控制部分在結構上并聯，減少了體積和增加了減振器的有效行程。本發明俘獲車輛振動產生的能量，同時采集到車輛的振動信息，將俘獲的能量給電流變彈性體供電，將振動信息用于自適應控制，根據不同路況，提供不同電壓控制電流變彈性體的阻尼，使減振器滿足不同路況的減振需求，從而提高汽車的乘坐舒適性和操縱穩定性。?

附圖說明

圖1為本發明實施例的結構示意圖。?

圖2為圖1A部分的局部放大圖。?

圖3為圖1B部分的局部放大圖。?

圖4為本發明實施例的電氣控制原理框圖。?

圖5為本發明實施例的控制流程框圖。?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的描述。?

參見圖1，本實施例包括活塞1及其活塞桿2、外缸3、內缸4；從圖1中可見，活塞桿2的上端固定連接于外缸3內的上部，活塞桿2下端固連的活塞1位于內缸4內，外缸3的內壁嵌裝滾珠軸套5，內缸4的外壁上下套裝若干壓電環6后再套裝于外缸3內壁的滾珠軸套5內；內缸4內的位于活塞1上下兩邊空間里填充有電流變彈性體7；電流變彈性體7和壓電環6與電控模塊8電聯接，從圖1中可見，電控模塊8安裝于外缸3內的上部。?

參見圖2、圖3，滾珠軸套5內嵌若干滾珠501，滾珠501按一定的上下距離均勻排布；壓電環6包括環狀的壓電陶瓷601和彈性金屬片602，彈性金屬片602環繞包圍壓電陶瓷601，中間部分環繞凸起。在本發明減振器工作時，內缸4在外缸3內作上下移動，滾珠501壓迫彈性金屬片602產生變形，再通過彈性金屬片602壓迫壓電陶瓷601，使壓電陶瓷601上的應力分布更加均勻，從而提高壓電俘能的效率。同時，活塞1在內缸4內作上下相對運動，擠壓活塞1上邊或下邊的電流變彈性體7，從而產生阻尼，減小振動。?

參見圖4、圖5，本發明的工作原理和過程是：當車輛行駛遇到凹凸不平的路況時，車輪受到向上（或向下）的沖擊，減振器壓縮（或伸長），從而內嵌在外缸內壁的滾珠軸套與套裝在內缸外壁的壓電環相對運動，滾珠軸套上的?滾珠壓迫壓電陶瓷上的彈性金屬片的凸起部分，彈性金屬片產生變形從而相對均勻的壓迫壓電陶瓷，壓電陶瓷產生應變并因為壓電效應產生電壓。無論是減振器壓縮或伸長，滾珠都是單向壓迫彈性金屬片，并且壓力大小與彈性金屬片材料、形狀以及安裝配合相關，與減振器的狀態相關性不強，故每次壓迫單個壓電陶瓷的應力相對穩定，每次壓迫單個壓電陶瓷產生的電壓也相對穩定。減振器的狀態，即壓縮（或伸長)的速度、行程，對壓迫壓電陶瓷的頻率和壓迫壓電陶瓷的總數量有影響，將每個壓電陶瓷產生的電壓串聯，則不同的減振器狀態產生不同的總電壓，如此可以得到不同的路況信息。電控模塊存儲壓電陶瓷產生的電量，采集不同電壓反映的路況信息，依據設置輸出相應的電壓到電流變彈性體，從而改變電流變彈性體的阻尼，使減振器更適合相應的路況。?