一种单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器与方法技术

本发明专利技术公开了一种单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器与方法；在其上油仓和下油仓输油口之间的管路上，串联有串联毛细管调阻段、串联毛细管调频段、单涡轮能量回收段。单涡轮能量回收段包括：单向阀V6、单向阀V3、单向阀V4、单向阀V5、涡轮T和发电机G。当液压油由上油仓的A油口依次流经调阻段、调频段、单向阀V3、涡轮T、单向阀V4进入下油仓时；液压油推动涡轮T，涡轮T驱动发电机G发电；实现伸张行程的振荡耗能回收。相应地，减振器也可以实现压缩行程的振荡耗能回收。本发明专利技术解决了振荡耗能无法回收的问题。同时还可以降低液压油的运行温度、提高减振器的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器与方法
本专利技术涉及液压式汽车减振器领域，尤其涉及一种单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器与方法。
技术介绍
汽车的减振方式主要有液压式、气压式、电磁式。液压式是目前用得最广泛的汽车减振方式。液压式减振器中的液压油在振荡过程中需要产生阻尼，而产生阻尼的过程是一个需要消耗能量的过程。我们将该振荡过程消耗掉的能量称为振荡耗能。目前，液压式减振器的振荡耗能是浪费掉的能量，其原因是液压减振器中没有振荡耗能回收装置。如图1所示，这是一个矩阵串串联毛细管可变系统固有频率的减振器。它包括车架、弹簧、缸体、上油仓、活塞、下油仓、车轴、调阻段、调频段。调阻段由串联的4路毛细管、电磁阀组成。这4路毛细管都盘成了M型。这4路毛细管分别是毛细管R8、R4、R2、R1；它们的截面积相等且分别并联电磁阀VR8、VR4、VR2、VR1。这4路毛细管的长度之比是8:4:2:1；即它们的长度是按照8421的二进制编码规则来排列的。调节电磁阀VR8、VR4、VR2、VR1的组态SRn即可调节阻尼。调频段由串联的4路毛细管、电磁阀组成。这4路毛细管都盘成了M型。这4路毛细管分别是毛细管m8、m4、m2、m1；它们的截面积相等且分别并联电磁阀Vm8、Vm4、Vm2、Vm1。这4路毛细管的长度之比是8:4:2:1；即它们的长度是按照8421的二进制编码规则来排列的。这四路毛细管的直径dm大于调阻段的毛细管直径dR一倍以上。调节电磁阀Vm8、Vm4、Vm2、Vm1的组态Smn即可调节系统固有频率。在如图1所示的液压式减振器中，因为没有振荡耗能回收装置，所以存在着振荡耗能无法回收的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器与方法，解决振荡耗能无法回收的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器，包括车架1、车轴7和液压缸3；所述液压缸3的上端通过其活塞杆连接车架1，液压缸3的下端缸体连接车轴7；液压缸3内的活塞5将液压缸3分为上油仓4和下油仓6；其所述上油仓4和下油仓6输油口之间的管路上，自上而下依次连接有调阻段、调频段、单涡轮能量回收段；即，调阻段的F油口连接上油仓4的A油口，调阻段的E油口连接调频段的I油口，调频段的J油口与下油仓6的B油口之间的油路上设置单涡轮能量回收段；所述单涡轮能量回收段包括：单向阀V6、单向阀V3、单向阀V4、单向阀V5、涡轮T和发电机G；所述涡轮T的进口通过O三通管分别连通单向阀V3的出口和单向阀V5的出口；所述涡轮T的出口通过P三通管分别连通单向阀V6的进口和单向阀V4的进口；所述单向阀V3的进口和单向阀V6的出口通过M三通管连通调频段的J油口；所述单向阀V4的出口和单向阀V5的进口通过N三通管连通下油仓6的B油口；涡轮T的传动轴与发电机的转子连接。所述调阻段包括串联的四路毛细管；这四路毛细管均并联有电磁阀；所述调频段包括串联的四路毛细管；这四路毛细管均并联有电磁阀。所述调频段的两个接口端分别为I油口、J油口。所述调频段的四路毛细管截面积相等。所述调频段的四路毛细管的长度之比是8:4:2:1；即它们的长度是按照8421的二进制编码规则来排列的。所述调频段的四路毛细管中，毛细管的直径dm比调阻段的毛细管直径dR大一倍以上。所述调阻段和调频段中的毛细管，均盘成“M”形状、“S”形状或者螺旋形状。所述调阻段和调频段中的电磁阀还与控制系统连接；控制系统用于控制各电磁阀的通断。车架1与车轴7之间设有弹簧2。本专利技术单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器的能量回收方法如下：伸张行程的振荡耗能回收步骤：液压油由上油仓4的A油口依次流经调阻段、调频段、单向阀V3、涡轮T、单向阀V4进入下油仓6；所述液压油在流经涡轮T的同时，涡轮T驱动发电机G的转子运转发电；实现伸张行程的振荡耗能回收；压缩行程的振荡耗能回收步骤：液压油由下油仓6的B油口依次流经单向阀V5、涡轮T、单向阀V6、调频段、调阻段进入上油仓4；所述液压油在流经涡轮T的同时，涡轮T驱动发电机G的转子运转发电；实现压缩行程的振荡耗能回收。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：本专利技术构思巧妙、造价低廉、技术手段简便易行。通过单向阀原理与涡轮的有机结合，推动发电机发电，解决了汽车减振器的振荡耗能无法回收的问题；同时，还可以降低液压油的运行温度、提高减振器的使用寿命。本专利技术对现代汽车减振技术的发展，具有积极、突出的有益效果。附图说明图1为现有矩阵串串联毛细管可变系统固有频率的减振器结构示意图。图2为本专利技术结构示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例如附图2所示。调阻段包括四路毛细管分别是R8、R4、R2、R1；它们截面积相等且分别并联电磁阀VR8、VR4、VR2、VR1控制其工作。这四路毛细管的长度之比是8:4:2:1；它们的直径均为dR。调频段包括四路毛细管分别是m8、m4、m2、m1；它们截面积相等且分别并联电磁阀Vm8、Vm4、Vm2、Vm1控制其工作；这四路毛细管的长度之比是8:4:2:1。在本实施例中，这四路毛细管中最短毛细管m1的长度Lm1等于调阻段最长毛细管R8的长度LR8的一半。这四路毛细管的直径dm等于4倍dR。单涡轮能量回收段包括单向阀V3、单向阀V4、单向阀V5、单向阀V6、涡轮T、发电机G。涡轮T的最大流量QTmax比减振器最大液压油流量QSmax大10％；即：QTmax＝1.1QSmax。当车架和车轴之间产生相对运动时，活塞会相应的产生或上或下的移动；活塞向上移动行程为伸张行程，活塞向下移动的行程为压缩行程。此时液压缸3内的液压油会经过A油口、B油口之间的调阻段、调频段、单涡轮能量回收段，进而从上油仓4流向下油仓6，或者从下油仓6流向上油仓4。由于缸体内液压油的粘性作用，当液压油流经调阻段时，调阻段中工作的毛细管会对液压油的流动产生阻尼，从而形成对活塞移动的阻尼；该阻尼的大小由控制系统通过电磁阀的组态SRn控制，进而实现调阻段的调阻；当液压油流经调频段时，通过控制系统改变电磁阀的组态Smn，则可调节减振器的系统固有频率，进而实现调频段的调频；当液压油经过单涡轮能量回收段时，根据液压油的流向，或者液压油从M三通管经过单向阀V3、涡轮T、单向阀V4流向下油仓6，同时涡轮T拖动发电机G发电，实现伸张行程的振荡耗能回收；或者液压油从下油仓6经过单向阀V5、涡轮T、单向阀V6流向M三通管，同时涡轮T拖动发电机G发电，实现压缩行程的振荡耗能回收；这样我们就解决了振荡耗能无法回收的问题。现通过以下三点对本实施例作进一步说明。1、关于单涡轮能量回收段的工作原理当液压油需要从M三通管流向N三通管时，活塞向上移动，此行程为伸张行程，因为单向阀V5、V6的截止作用，液压油只能够从M三通管经过单向阀V3、涡轮T、单向阀V4流向下油仓6；同时液压油推动涡轮T的叶轮转动，涡轮T拖动发电机G发电，实现伸张行程的振荡耗能回收。当液压油需要从N三通管流向M三通管时，活塞向下移动，此行程为压缩行程，因为单向阀V3、V4的截止作用，液压油只能够从N三通管经过单向阀V5、涡轮T、单向阀V6流向M三通管；同时液压油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器，包括车架(1)、车轴(7)和液压缸(3)；所述液压缸(3)的上端通过其活塞杆连接车架(1)，液压缸(3)的下端缸体连接车轴(7)；液压缸(3)内的活塞(5)将液压缸(3)分为上油仓(4)和下油仓(6)；其特征在于：所述上油仓(4)和下油仓(6)输油口之间的管路上，自上而下依次连接有调阻段、调频段、单涡轮能量回收段；即，调阻段的F油口连接上油仓(4)的A油口，调阻段的E油口连接调频段的I油口，调频段的J油口与下油仓(6)的B油口之间的油路上设置单涡轮能量回收段；所述单涡轮能量回收段包括：单向阀V6、单向阀V3、单向阀V4、单向阀V5、涡轮T和发电机G；所述涡轮T的进口通过O三通管分别连通单向阀V3的出口和单向阀V5的出口；所述涡轮T的出口通过P三通管分别连通单向阀V6的进口和单向阀V4的进口；所述单向阀V3的进口和单向阀V6的出口通过M三通管连通调频段的J油口；所述单向阀V4的出口和单向阀V5的进口通过N三通管连通下油仓(6)的B油口；涡轮T的传动轴与发电机的转子连接。

【技术特征摘要】
1.一种单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器，包括车架(1)、车轴(7)和液压缸(3)；所述液压缸(3)的上端通过其活塞杆连接车架(1)，液压缸(3)的下端缸体连接车轴(7)；液压缸(3)内的活塞(5)将液压缸(3)分为上油仓(4)和下油仓(6)；其特征在于：所述上油仓(4)和下油仓(6)输油口之间的管路上，自上而下依次连接有调阻段、调频段、单涡轮能量回收段；即，调阻段的F油口连接上油仓(4)的A油口，调阻段的E油口连接调频段的I油口，调频段的J油口与下油仓(6)的B油口之间的油路上设置单涡轮能量回收段；所述单涡轮能量回收段包括：单向阀V6、单向阀V3、单向阀V4、单向阀V5、涡轮T和发电机G；所述涡轮T的进口通过O三通管分别连通单向阀V3的出口和单向阀V5的出口；所述涡轮T的出口通过P三通管分别连通单向阀V6的进口和单向阀V4的进口；所述单向阀V3的进口和单向阀V6的出口通过M三通管连通调频段的J油口；所述单向阀V4的出口和单向阀V5的进口通过N三通管连通下油仓(6)的B油口；涡轮T的传动轴与发电机的转子连接。2.根据权利要求1所述单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器，其特征在于：所述调阻段包括串联的四路毛细管，这四路毛细管均并联有电磁阀；所述调频段包括串联的四路毛细管；这四路毛细管均并联有电磁阀。3.根据权利要求2所述单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器，其特征在于：所述调频段的两个接口端分别为I油口、J油口。4.根据权利要求2所述单涡轮回收能量的串串联R式汽车减振器，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：容强，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44