一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统，当活塞向上运动时，液压缸上腔的油压较液压缸下腔高，液压缸上腔油液经高压油路、单向阀流入油液暂储上腔，油压使得压电陶瓷变形产生电压，经整流器及Buck-Boost电路输出恒定电压，并将电能存储于能量总储装置中；当活塞向下运动时，液压缸下腔油液流入油液暂储上腔，最终将压电陶瓷产生的电能回收。油液暂储上腔中的油液经两个节流阀泄压后，通过低压油路和单向阀流入油压较低的液压缸腔内。其中节流阀可保证油液暂储上腔中有足够高的油压来时压电陶瓷变形发电，同时可保证油液的正常循环。压电陶瓷下铺有软质橡胶，一方面可给压电陶瓷变形以一定的缓冲，另一方面可以为节流阀的安装提供便利。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统
本专利技术涉及的基于压电陶瓷的馈能减震器系统涉及车辆馈能领域及汽车电子领域，尤其涉及车辆的馈能悬架中的馈能减震器系统。
技术介绍
对于传统的减震器，通常将车身的振动能量转化为热能耗散掉，这不仅会由于温度的不稳定造成悬架系统的损坏，还会造成能量的大量浪费。近年，振动能量回受到了越来越多学着的关注，将压电陶瓷用于振动能量回收的装置屡见不鲜。专利号为201410615928.0中公布的振动能量回收装置，由于液压马达的存在及油路的外设，势必会占用很大的车身空间。论文《压电馈能式半主动液压阻尼器研究》中将压电陶瓷运用到悬架系统中回收车身振动能量，但是研究内容偏控制，关于结构的研究相对较少。
技术实现思路
针对上述问题及相关研究存在的不足，本专利技术提供了一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统，能够将车身振动时造成减震器上下腔油压差施加于压电陶瓷，使得压电陶瓷由于变形产生电能，并通过能量回收借口电路将电能存储。本专利技术的技术方案为：一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统，包括：活塞杆、活塞、液压缸上腔、液压缸下腔、低压油路A、低压油路B、高压油路A、高压油路B、单向阀A、单向阀B、单向阀C、单向阀D、压电陶瓷组件、发电元件安装腔、油液暂储上腔、油液暂储下腔、软质橡胶件、节流阀A、节流阀B、整流器、Buck-Boost电路、能量总储装置；所述活塞在液压缸内将液压缸分为液压缸上腔和液压缸下腔，将所述液压缸上腔通过高压油路A与单向阀A的进油口连接，单向阀A的出油口通过高压油路A与油液暂储上腔相连，油液暂储上腔分别通过节流阀A和节流阀B与油液暂储下腔相连，油液暂储下腔通过低压油路B与单向阀C的进油口相连，单向阀C的出油口通过低压油路B分别与液压缸下腔及高压油路B相连；所述液压缸下腔通过高压油路B与单向阀D的进油口连接，单向阀D的出油口通过高压油路B与油液暂储上腔相连，油液暂储下腔通过低压油路A与单向阀B的进油口相连，单向阀B的出油口通过低压油路A与液压缸上腔及高压油路A相连；所述油液暂储上腔和油液暂储下腔之间设有发电元件安装腔，发电元件安装腔内部自上而下依次设有压电陶瓷组件、软质橡胶件，所述压电陶瓷组件通过导线连接整流器，整流器连接Buck-Boost电路，Buck-Boost电路连接能量总储装置。作为本专利技术的进一步改进，所述发电元件安装腔为上宽下窄的圆台状，所述的软质橡胶件为上宽下窄的圆台件。作为本专利技术的进一步改进，所述软质橡胶件与发电元件安装腔紧密贴合，所述软质橡胶件以宽端在上、窄端在下的方式嵌入发电元件安装腔中。作为本专利技术的进一步改进，所述软质橡胶件与发电元件安装腔的最大贴合力大于馈能减震器油液产生的最大压力。作为本专利技术的进一步改进，所述的压电陶瓷组件包括：压电陶瓷片、黄铜片、绝缘导线，所述压电陶瓷片的底面通过导电胶水与软质橡胶宽端的上表面黏贴在一起，所述压电陶瓷片的顶面通过导电胶水与黄铜片黏贴在一起，所述绝缘导线有两根，两根导线的输入端通过导电胶水分别与压电陶瓷片的顶面和底面相连，两根导线的输出端分别与整流器的两个输入端相连。与现有技术相比，本专利技术的基于压电陶瓷的馈能减震器系统具有以下优点：1.本专利技术灵活的运用了单向阀的工作原理，使得整个系统无需外加控制，可实现自适应工作。2.本专利技术将油路及相关发电装置集中于减震器内部，与油路外设相比可以降低由于增加馈能系统带来的附加空间的占用，同时可减少不必要的运动干扰。3.软质橡胶的应用能够很好的保护压电陶瓷，防止由于油压过高或者是受力变化过于频繁造成的损伤，可以延长压电陶瓷的使用寿命。附图说明图1为本专利技术的基于压电陶瓷的馈能减震器系统结构图。图中，1-活塞杆；2-液压缸上腔；3-低压油路A；4-高压油路A；5-单向阀A；6-单向阀B；7-液压缸下腔；8-油液暂储上腔；9-压电陶瓷组件；10-发电元件安装腔；11-节流阀A；12-软质橡胶件；13-油液暂储下腔；14-节流阀B；15-单向阀C；16-单向阀D；17-高压油路B；18-低压油路B；19-活塞；20-整流器；21-Buck-Boost电路；22-能量总储装置。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方案做进一步的阐述。如图1所示：本专利技术的一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统，包括：活塞杆1、活塞19、液压缸上腔2、液压缸下腔7、低压油路A3、低压油路B18、高压油路A4、高压油路B17、单向阀A5、单向阀B6、单向阀C15、单向阀D16、压电陶瓷组件9、发电元件安装腔10、油液暂储上腔8、油液暂储下腔13、软质橡胶件12、节流阀A11、节流阀B14、整流器20、Buck-Boost电路21、能量总储装置22。所述活塞19在液压缸内将液压缸分为液压缸上腔2和液压缸下腔7，将所述液压缸上腔2通过高压油路A4与单向阀A5的进油口连接，单向阀A5的出油口通过高压油路A4与油液暂储上腔8相连，油液暂储上腔8分别通过节流阀A11和节流阀B14与油液暂储下腔13相连，油液暂储下腔13通过低压油路B18与单向阀C15的进油口相连，单向阀C15的出油口通过低压油路B18分别与液压缸下腔7及高压油路B17相连；所述液压缸下腔7通过高压油路B17与单向阀D16的进油口连接，单向阀D16的出油口通过高压油路B17与油液暂储上腔8相连，油液暂储下腔13通过低压油路A3与单向阀B6的进油口相连，单向阀B6的出油口通过低压油路A3与液压缸上腔2及高压油路A4相连；所述油液暂储上腔8和油液暂储下腔13之间设有发电元件安装腔10，发电元件安装腔10内部自上而下依次设有压电陶瓷组件9、软质橡胶件12，所述压电陶瓷组件9通过导线连接整流器20，整流器20连接Buck-Boost电路21，Buck-Boost电路21连接能量总储装置22。所述发电元件安装腔10为上宽下窄的圆台状，所述的软质橡胶件12为上宽下窄的圆台件。所述软质橡胶件12与发电元件安装腔10紧密贴合，所述软质橡胶件12以宽端在上、窄端在下的方式嵌入发电元件安装腔10中。所述软质橡胶件12与发电元件安装腔10的最大贴合力大于馈能减震器油液产生的最大压力。所述的压电陶瓷组件9包括：压电陶瓷片、黄铜片、绝缘导线，所述压电陶瓷片的底面通过导电胶水与软质橡胶12宽端的上表面黏贴在一起，所述压电陶瓷片的顶面通过导电胶水与黄铜片黏贴在一起，所述绝缘导线有两根，两根导线的输入端通过导电胶水分别与压电陶瓷片的顶面和底面相连，两根导线的输出端分别与整流器20的两个输入端相连。所述的压电陶瓷组件9的两极与整流器20的输入端相连，整流器20的输出端的正极与Buck-Boost电路21输入端的正极相连，整流器20的输出端的负极与Buck-Boost电路21输入端的负极相连，Buck-Boost电路21输出端的正极与能量存储装置22的正极相连，Buck-Boost电路21输出端的负极与能量存储装置22的负极相连。上述的压电陶瓷组件9产生的是交流电压，经整流器20整流后输入到Buck-Boost电路21稳压后存储到能量存储装置22中。所述的基于压电陶瓷的馈能减震器系统做上述的重复工作，压电陶瓷组件9源源不断发电。本专利技术的工作原理及过程为：当活塞杆1带动活塞19向上运动时，液压缸上腔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统，其特征在于，包括活塞杆(1)、活塞(19)、液压缸上腔(2)、液压缸下腔(7)、低压油路A(3)、低压油路B(18)、高压油路A(4)、高压油路B(17)、单向阀A(5)、单向阀B(6)、单向阀C(15)、单向阀D(16)、压电陶瓷组件(9)、发电元件安装腔(10)、油液暂储上腔(8)、油液暂储下腔(13)、软质橡胶件(12)、节流阀A(11)、节流阀B(14)、整流器(20)、Buck‑Boost电路(21)、能量总储装置(22)；所述活塞(19)在液压缸内将液压缸分为液压缸上腔(2)和液压缸下腔(7)，将所述液压缸上腔(2)通过高压油路A(4)与单向阀A(5)的进油口连接，单向阀A(5)的出油口通过高压油路A(4)与油液暂储上腔(8)相连，油液暂储上腔(8)分别通过节流阀A(11)和节流阀B(14)与油液暂储下腔(13)相连，油液暂储下腔(13)通过低压油路B(18)与单向阀C(15)的进油口相连，单向阀C(15)的出油口通过低压油路B(18)分别与液压缸的下腔(7)及高压油路B(17)相连；所述液压缸的下腔(7)通过高压油路B(17)与单向阀D(16)的进油口连接，单向阀D(16)的出油口通过高压油路B(17)与油液暂储上腔(8)相连，油液暂储下腔(13)通过低压油路A(3)与单向阀B(6)的进油口相连，单向阀B(6)的出油口通过低压油路A(3)与液压缸的上腔(2)及高压油路A(4)相连；所述油液暂储上腔(8)和油液暂储下腔(13)之间设有发电元件安装腔(10)，发电元件安装腔(10)内部自上而下依次设有压电陶瓷组件(9)、软质橡胶件(12)，所述压电陶瓷组件(9)通过导线连接整流器(20)，整流器(20)连接Buck‑Boost电路(21)，Buck‑Boost电路(21)连接能量总储装置(22)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于压电陶瓷的馈能减震器系统，其特征在于，包括活塞杆(1)、活塞(19)、液压缸上腔(2)、液压缸下腔(7)、低压油路A(3)、低压油路B(18)、高压油路A(4)、高压油路B(17)、单向阀A(5)、单向阀B(6)、单向阀C(15)、单向阀D(16)、压电陶瓷组件(9)、发电元件安装腔(10)、油液暂储上腔(8)、油液暂储下腔(13)、软质橡胶件(12)、节流阀A(11)、节流阀B(14)、整流器(20)、Buck-Boost电路(21)、能量总储装置(22)；所述活塞(19)在液压缸内将液压缸分为液压缸上腔(2)和液压缸下腔(7)，将所述液压缸上腔(2)通过高压油路A(4)与单向阀A(5)的进油口连接，单向阀A(5)的出油口通过高压油路A(4)与油液暂储上腔(8)相连，油液暂储上腔(8)分别通过节流阀A(11)和节流阀B(14)与油液暂储下腔(13)相连，油液暂储下腔(13)通过低压油路B(18)与单向阀C(15)的进油口相连，单向阀C(15)的出油口通过低压油路B(18)分别与液压缸下腔(7)及高压油路B(17)相连；所述液压缸下腔(7)通过高压油路B(17)与单向阀D(16)的进油口连接，单向阀D(16)的出油口通过高压油路B(17)与油液暂储上腔(8)相连，油液暂储下腔(13)通过低压油路A(3)与单向阀B(6)的进油口相连，单向阀B(6)的出油口通过低压油路A(3)与液压缸上腔(2)及高压油路A(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪若尘，钱金刚，丁仁凯，陈欣，孟祥鹏，陈龙，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32