梅花型压电式汽车悬架馈能装置制造方法及图纸

技术编号:25398253 阅读:25 留言:0更新日期:2020-08-25 23:02
本实用新型专利技术公开了一种梅花型压电式汽车悬架馈能装置,所述梅花型压电式馈能装置主要由齿轮轴传动装置、梅花型压电装置、能量收集系统组成,并通过底板进行固定,作为一个整体安装在车架周围适宜位置,并保证馈能装置中的齿条与车辆原有减振器固定连接,使车辆原减振器带动齿条在竖直平面内运动;通过汽车振动和压电装置的持续发电,来实现回收由不平路面激励或车身振动而引起的悬架振动能量,来补充汽车电气电控设备消耗掉的电能。

【技术实现步骤摘要】
梅花型压电式汽车悬架馈能装置
本技术属于汽车节能技术及新型悬架领域,主要涉及压电式汽车悬架振动能量回收系统。
技术介绍
在全球能源危机的背景下,人们开始越来越多地重视到能量的有效回收,这对于提高汽车悬架振动能量回收效率具有重要意义。悬架是汽车的车架与车桥(或车轮)之间的一切连接装置的总称,传统的汽车悬架虽然具有良好的减振缓冲效果,但大部分振动能量以热能的形式消耗,目前的馈能悬架按能量转化类型主要分为电磁式、动能式、液力式,随着压电材料的逐渐兴起,用压电装置与汽车悬架相结合的方式来回收汽车悬架振动产生的能量具有一定的发展前景。如现有的专利技术专利“一种压电式智能汽车悬架振动能量回收装置”(CN105375817A)采用上悬置橡胶凸台在悬架振动过程中上压压电片来产生电能,通过设计不同规格的压电片以及上悬置来适用多种悬架结构,但由于橡胶凸台直接接触压电片,压电片直接承受悬架冲击,因此对压电片的材料及性能要求较高。专利技术专利“一种应用于汽车悬架系统的压电式能量回收装置”(CN109728747A)采用滚珠丝杠和丝杠螺母部件实现车身与车轮之间的直线运动向旋转运动的转化,采用能量密度高的压电材料,利用磁力使压电片产生形变,减小了因摩擦而导致的振动能量损失。但对压电材料的要求较高且电磁设备的成本费用较高,因此,该装置的制造精度要求、润滑维护等问题限制了其工程实际应用。专利技术专利“一种并联式磁悬浮能量回收悬架”(CN109849655A)采用旋转式结构,由运动转化部件和能量转化部件组成,运动转化部件实现车身与车轮之间的直线运动向旋转运动的转化,能量转化部件实现振动能量向电能的转化。但是液电能量转化部件中,通过液压带动液压马达和发电机旋转来产生电能的方式,由于产生不必要的热能而影响能量的转化效率。
技术实现思路
为实现在车辆运输过程中对汽车悬架振动能量的回收,本技术提出一种结构简单、使用寿命长、能量转化效率高的梅花形压电式能量回收装置。该技术可提高悬架系统中能量的回收效率,且提高乘坐汽车的舒适性。所述梅花型压电式馈能装置主要由齿轮轴传动装置、梅花型压电装置、能量收集系统组成,并通过底板进行固定,作为一个整体安装在车架周围适宜位置,并保证馈能装置中的齿条与车辆原有减振器固定连接,使车辆原减振器带动齿条在竖直平面内运动。通过汽车振动和压电装置的持续发电,来实现回收由不平路面激励或车身振动而引起的悬架振动能量,来补充汽车电气电控设备消耗掉的电能。本技术与现有技术相比具有以下优点:1.本技术中齿轮轴传动装置、梅花型压电装置、能量收集系统各结构之间连接紧凑,通过压电装置与悬架的间接接触,使压电装置不直接受力于汽车悬架的冲击,这种柔性设计对压电装置的保护较好,装置使用寿命长。2.本技术中的压电片通过碳棒与旋转部件接触,碳棒具有耐急冷急热、不易变形的特点,因此对压电装置的磨损小,且在使用过程中更换方便、维护成本低。附图说明图1是本技术的结构原理图。图2是本技术的结构原理图。图3是转动过程中梅花片表面距轴心距离和压电薄膜示意图。1-支撑盖,2-齿轮轴,3-梅花片,4-中心轴,5-六角螺栓,6-支撑底板,7-压电薄膜,8-齿条,9-能量收集系统。具体实施方式下面结合具体实例对本技术进行详细说明图1和图2所述梅花型压电式汽车悬架馈能装置原理图,主要包括齿轮轴传动装置、梅花型压电装置、能量收集系统组成。请参阅图1~3,本技术实施例中,一种梅花型压电式汽车悬架馈能装置,由齿轮轴(2)和齿条(8)组成,齿条(8)固定在车辆减振器上,随悬架振动而上下运动,进而作为输入带动梅花型压电式汽车悬架馈能装置运作。梅花型压电装置由梅花片(3)和压电薄膜(7)组成。梅花片(3)以一种四花瓣式梅花片为例,每个花瓣视为一个凸起,在其转动过程中,其表面的运动轨迹视为一个起伏的峰面。图3所示梅花片表面距轴心距离变化,当梅花片(3)转动时,距离由d1变化到d2,压电片的变化距离△D=△dl2/l1,压电产生的能量Q=c△D,c为压电常数。图3所示为压电薄膜(7)结构,压电薄膜(7)由外侧的碳棒和压电片组成,通过碳棒与梅花片(3)接触,以减少压电片的磨损,增加其使用寿命。中心轴(4)穿插在齿轮轴(2)和梅花片(3)中心槽内,固定连接为一个整体,中心轴(4)两端由装置两侧的支撑盖(1)的通孔支撑并固定,上述结构通过六角螺栓(5)固定,最终由支撑底板(6)固定在车架上。所述装置在车架的压力作用下,车辆原减振器带动所述齿条(8)在竖直平面内运动,通过齿轮轴(2)与齿条(8)连接,将悬架的竖直运动转化为中心轴(4)的转动,梅花片(3)随中心轴(4)的转动而转动,并和压电薄膜(7)接触,通过碳棒与梅花片(3)表面接触点的位置变化,使得压电薄膜持续受力摆动,从而产生电能。其产生的电能由能量收集系统(9)收集,经能量系统处理后可用于汽车用电设备使用。本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种梅花型压电式汽车悬架馈能装置,其特征在于:主要由齿轮轴传动装置、梅花型压电装置、能量收集系统组成,通过底板进行固定,作为一个整体安装在车架周围适宜位置,并保证馈能装置中的齿条与车辆原有减振器固定连接:齿轮轴传动装置由齿轮轴和齿条组成,齿条固定在车辆减振器上,随悬架振动而上下运动,梅花型压电装置由梅花片和压电薄膜组成;梅花片为一种四花瓣式梅花片,每个花瓣视为一个凸起,在其转动过程中,其表面的运动轨迹视为一个起伏的峰面:中心轴穿插在齿轮轴和梅花片中心槽内,固定连接为一个整体,中心轴两端由装置两侧的支撑盖的通孔支撑并固定,通过六角螺栓固定,最终由支撑底板固定在车架上。/n

【技术特征摘要】
1.一种梅花型压电式汽车悬架馈能装置,其特征在于:主要由齿轮轴传动装置、梅花型压电装置、能量收集系统组成,通过底板进行固定,作为一个整体安装在车架周围适宜位置,并保证馈能装置中的齿条与车辆原有减振器固定连接:齿轮轴传动装置由齿轮轴和齿条组成,齿条固定在车辆减振器上,随悬架振动而上下运动,梅花型压电装置由梅花片和压电薄膜组成;梅花片为一种四花瓣式梅花片,每个花瓣视为一个凸起,在其转动过程...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴守晨程浩然朱风磊柳江赵东双
申请(专利权)人:青岛理工大学
类型:新型
国别省市:山东;37

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