[發明專利]一種振動能量可回收的發動機橡膠懸置裝置

在審

• 申請號: 201710033895.2
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106838116A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 左言言;周偉建
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16F15/08
• 分類號: F16F15/08;H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及節能技術領域，特別是涉及一種振動能量可回收的發動機橡膠懸置裝置。

背景技術

隨著汽車工業的迅猛發展和石油資源的日益枯竭，汽車能源消耗問題日益成為人們關注的問題，如何減少汽車能源消耗成為各國研究的熱點。汽車節能技術領域的汽車振動能量回收，具有很好的價值性和可行性。汽車的行駛過程始終伴隨著來自各個方面的振動，不存在沒有振動的車輛，汽車中最大的振動來源主要是發動機和輪胎。

汽車振動能量回收技術研究目前主要分為三個類型：(1)利用電磁換能裝置將振動機械能轉換為電能的電磁式；(2)利用靜電發生器將振動機械能轉換為電能的靜電式；(3)利用壓電材料的壓電效應將振動機械能轉換為電能的壓電式。與靜電式和電磁式兩種振動能量轉換方式相比，壓電式能量回收裝置可以達到相對更高的功率密度。另外，壓電式能量回收裝置由于結構簡單，易于系統集成于微型化，使其在實際中得到更為廣泛的應用。

目前，汽車的振動能量回收裝置大多是應用在懸架上的，對于汽車發動機的振動能量回收方面的研究比較少。作為汽車最大振動來源之一的發動機，由于活塞反復做上下往復運動，產生了慣性力和扭矩，傳動到汽車底盤產生振動。在往復式發動機中,作用在活塞上的燃燒壓力可轉換成旋轉動力。但是,活塞每上下往復兩次,才發生一次燃燒,這就產生了慣性力，造成了沖擊振動。本發明可對這部分的振動能量進行回收，對降低汽車油耗，減少尾氣排放，提高舒適性具有重要的現實意義。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種振動能量可回收的發動機橡膠懸置裝置，結構簡單、安裝使用方便,可對汽車發動機部分的振動能量進行有效地回收利用。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種振動能量可回收的發動機橡膠懸置裝置,其特征在于，包括發動機橡膠懸置，電力變換裝置，儲能裝置，車載用電設備；其中，發動機橡膠懸置將產生的交流電傳送給電力變換裝置，電力變換裝置將交流電整流成直流電存儲于儲能裝置中，車載用電設備與儲能裝置連接獲取電能；其中，發動機橡膠懸置包括上金屬板、下金屬板、減震橡膠、壓電裝置；所述上金屬板和下金屬板之間安裝有減震橡膠，所述減震橡膠為中空型圓柱，中空位置安裝有壓電裝置；其中，電力變換裝置，包括壓電片開路輸出電壓放大部分，全橋整流部分和降壓/升壓轉換部分，其中儲能裝置為負載電池。

所述壓電裝置包括，減震彈簧、上活塞桿、液壓缸，其中減震彈簧、上活塞桿、和液壓缸同軸安裝，減震彈簧的上端與上金屬板固定連接，下端與上活塞桿的上端固定連接，上活塞桿下端置于液壓缸中。

所述上金屬板和下金屬板均可產生相對位移，均可拉伸壓縮減震橡膠；所述液壓缸中裝有下活塞和壓電元件，置于液壓缸中的上活塞桿下端與下活塞之間充滿液壓油，下活塞的下表面與壓電元件的上表面不固定接觸安裝，壓電元件的下表面與下金屬板固定連接，下活塞壓縮壓電元件，產生交流電。

所述壓電片開路輸出電壓放大部分包括電感L1和開關S1，電感L1和開關S1串聯連接并與壓電元件的電能輸出端子串聯連接，放大壓電元件產生的交流電；所述全橋整流部分為橋式電路，包括四個二極管D1、D2、D3、D4，全橋整流部分與壓電片開路輸出電壓放大部分的電能輸出端子相連，將壓電元件產生的交流電轉換成直流電；所述降壓/升壓轉換部分，包括立即充電電容C_int、開關S2、電感L2、二極管D5和儲能電容Cs，所述立即充電電容C_int一端與開關S2的一端相連，立即充電電容C_int的另一端分別與電感L2的一端、二極管D5的正極端相連，開關S2的另一端分別與電感L2的另一端、儲能電容Cs的一端相連，二極管D5的負極與儲能電容Cs的另一端相連，將全橋整流部分輸出的電壓和電流調整為需求值，供給負載電池，負載電池上的電壓為V_DC。

所述液壓缸為一種上窄下寬的密閉瓶形容器，其上端較窄處的直徑大于上活塞桿的直徑，上活塞桿的底面積遠小于下活塞的底面積。

所述壓電元件為多層壓電薄片并聯起來的壓電疊堆，壓電薄片采用材料壓電陶瓷PZT。

本發明的有益效果在于：

1.本發明利用壓電裝置對汽車發動機產生的振動能量進行回收利用，將困擾人們的發動機的振動能量轉化為電能，供車載用電設備使用，對于汽車節能減排具有重要現實意義。

2.本發明所述的上金屬板和下金屬板均是可動的，均可壓縮拉伸減震橡膠，通過壓電裝置將振動能量轉換為電能。