[發(fā)明專利]一種用于大排量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的降噪發(fā)電裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110403551.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113014142B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃鈺期;孫俊鴻;何智鵬;洪程安;許燁開(kāi);馬云飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02N2/18
• 分類號(hào): H02N2/18;F02M35/12;G10K11/172
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于大排量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的降噪發(fā)電裝置，包括亥姆霍茲共鳴腔、壓電陶瓷換能器和整流穩(wěn)壓電路；亥姆霍茲共鳴腔連接至發(fā)動(dòng)機(jī)空濾器的進(jìn)氣管道上，收集進(jìn)氣口噪聲，使腔體發(fā)生共振，消耗噪聲污染的能量；壓電陶瓷換能器由支架和雙晶復(fù)合壓電陶瓷組成，置于上述共鳴腔薄板上，通過(guò)振動(dòng)傳導(dǎo)驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷發(fā)電，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能?電能轉(zhuǎn)換；整流穩(wěn)壓電路將上述壓電陶瓷的輸出電能整流為穩(wěn)壓直流電并為負(fù)載供能。本發(fā)明能在降低進(jìn)氣口噪聲的同時(shí)，利用噪聲發(fā)電給發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器供能，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種降噪發(fā)電裝置領(lǐng)域，特別涉及一種用于大排量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的新型降噪發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

城市噪聲主要來(lái)源于道路交通噪聲和建筑施工噪聲，伴隨著城市化建設(shè)、交通的快速發(fā)展和人們環(huán)保節(jié)能意識(shí)的加強(qiáng)，大型器械以及大型商用車輛運(yùn)行產(chǎn)生的噪聲污染問(wèn)題和節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注。

此外，目前發(fā)動(dòng)機(jī)上配備的傳感器，如空氣流量傳感器(MAF)、節(jié)氣門位置傳感器(TPS)、進(jìn)氣溫度傳感器(MAT)、氧傳感器等都是依靠電瓶供電或者ECU供電，存在著線路老化導(dǎo)致反應(yīng)延遲等問(wèn)題，存在一定的安全隱患，無(wú)法達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)變化，進(jìn)而利用車載ECU進(jìn)一步控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于大排量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的新型降噪發(fā)電裝置，可以解決商用車或大型器械進(jìn)氣口的噪聲污染問(wèn)題和滿足環(huán)保節(jié)能的需求。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種用于大排量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的新型降噪發(fā)電裝置，該裝置主要包括亥姆霍茲共鳴腔、壓電陶瓷換能器和整流穩(wěn)壓電路；所述亥姆霍茲共鳴腔包括入口管道、彈性薄板和共鳴腔體；所述入口管道與共鳴腔體連接；彈性薄板固定于共鳴腔體的頂部；所述入口管道用于將噪聲引入腔體；所述共鳴腔體會(huì)在聲波的作用下產(chǎn)生共振現(xiàn)象，共振現(xiàn)象能夠顯著地增加系統(tǒng)的振動(dòng)幅度；所述彈性薄板用于帶動(dòng)壓電陶瓷換能器的振動(dòng)。所述亥姆霍茲共鳴腔用于實(shí)現(xiàn)共振，所述壓電陶瓷換能器包括馬蹄形支架、壓電陶瓷、懸臂梁和質(zhì)量塊；所述馬蹄形支架連接懸臂梁和彈性薄板；所述懸臂梁與壓電陶瓷固定連接；所述質(zhì)量塊固定于懸臂梁的末端，用于控制振動(dòng)頻率；所述壓電陶瓷換能器用于將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能。所述整流穩(wěn)壓電路包括橋式整流電路、穩(wěn)壓電容和電源管理電路；所述橋式整流電路與穩(wěn)壓電容、電源管理電路并聯(lián)。所述橋式整流電路用于將正弦交流信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)；所述穩(wěn)壓電容用于抑制紋波；所述電源管理電路用于保持穩(wěn)壓輸出。所述整流穩(wěn)壓電路，用于整流和穩(wěn)壓，

進(jìn)一步地，所述亥姆霍茲共鳴腔中的入口管道優(yōu)選為圓柱形管道，用于傳導(dǎo)聲音。

進(jìn)一步地，所述亥姆霍茲共鳴腔中的共鳴腔體形狀優(yōu)選為圓角立方體。

進(jìn)一步地，所述馬蹄形支架為專用彈性支架，在不消耗振動(dòng)能量的前提下，盡可能提高支架的彈性，能更好的利用振動(dòng)能量；所述馬蹄形支架的彎曲部分優(yōu)選為鏤空結(jié)構(gòu)；所述懸臂梁扇形分布于馬蹄形支架的上部。

進(jìn)一步地，所述壓電陶瓷換能器中的壓電陶瓷優(yōu)選鋯鈦酸鉛壓電陶瓷PZT-5H，用于振動(dòng)發(fā)電，采用雙晶結(jié)構(gòu)固定在懸臂梁的兩面。

進(jìn)一步地，所述壓電陶瓷換能器選用二階振型搭建，改變所述壓電陶瓷換能器末端的質(zhì)量塊的尺寸與位置，將其二階諧振頻率調(diào)整為與亥姆霍茲共鳴腔的固有頻率一致，發(fā)生共振。

進(jìn)一步地，所述橋式整流電路使用硅-金屬交界處多數(shù)載流子傳導(dǎo)的肖特基二極管1N5819。

進(jìn)一步地，所述穩(wěn)壓電容優(yōu)選電解電容作為穩(wěn)壓電容，抑制紋波的出現(xiàn)，同時(shí)存儲(chǔ)少量能量，用于臨時(shí)電能供給。

進(jìn)一步地，所述電源管理電路優(yōu)選LTC3588-1電源管理芯片為核心。

本發(fā)明的有益效果如下：