專利名稱:車輛震動液壓發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
(I)本專利涉及用活塞式液壓泵活塞桿下端與車輛的車橋(或車軸)鉸接連接,泵身與車架(或車身)鉸接連接,利用車輪和車橋(或車軸)在行駛中的上下頻繁地震動推、拉活塞式液壓泵內(nèi)的活塞環(huán)上下移動,使泵腔內(nèi)的容積頻繁地變化完成液壓泵的吸油和壓油過程,將車輛震動機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液壓能。由液壓能推動液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn),由液壓馬達(dá)直接或通過齒輪傳動帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,電能經(jīng)整流、蓄電向車輛上的電動機(jī)供電。本專利屬液壓能發(fā)電領(lǐng)域
背景技術(shù):
(I)交通運(yùn)輸車輛和農(nóng)業(yè)機(jī)械與日巨增,能源的消耗、尾氣的排放和環(huán)境的污染倍受國家和全世界的共同關(guān)注。作為節(jié)能環(huán)保的電動車輛將被廣泛的使用,但目前除風(fēng)力發(fā)電外發(fā)電仍然存在能源的消耗和環(huán)境的污染。同時電能的儲存、電網(wǎng)(充電站)的建設(shè)又制約了電動車輛的發(fā)展和使用。為解決此難題,本次申報(bào)〔車輛震動液壓發(fā)電裝置〕發(fā)明專利,該專利實(shí)施后電動車輛一次充電后,利用車輛在運(yùn)動中未被利用的震動能進(jìn)行發(fā)電、充電、供電實(shí)現(xiàn)在不增設(shè)電網(wǎng)(充電站)的現(xiàn)有條件下,實(shí)現(xiàn)電動車輛能長途行駛達(dá)到節(jié)能、減排、減少投資和降低營運(yùn)成本的目的;(2)目前液壓理論和制造技術(shù)已成熟,本專利根據(jù)相關(guān)液壓傳動的基礎(chǔ)知識、液壓動力元件(單柱塞液壓泵)和液壓執(zhí)行元件(液壓馬達(dá))的原理研制。原單柱塞液壓泵中的柱塞由機(jī)械轉(zhuǎn)動的偏心輪將柱塞上壓和用腔內(nèi)彈簧使柱塞復(fù)位的上下移動,使液壓泵腔內(nèi)容積不斷地變化,完成液壓泵的吸油和壓油過程將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液壓能,獲得液壓能消耗電能。本專利根據(jù)單柱塞液壓泵工作原理,將單柱塞液壓泵改為活塞式液壓泵,即將原柱塞改為活塞環(huán)和活塞桿,將活塞桿下端與車輛的車橋(或車軸)鉸接連接,泵身與車架(或車身)鉸接連接,利用車橋(或車軸)頻繁的上下震動推、拉液壓泵的活塞環(huán)上下移動,使液壓泵腔內(nèi)容積不斷地變化完成液壓泵的吸油和壓油過程,將機(jī)械震動能轉(zhuǎn)變成液體的壓力能,利用車輛震動機(jī)械能獲得液體的壓力能,不消耗電能(3)根據(jù)相關(guān)的液壓理論本專利設(shè)計(jì)了以下在車橋(或車軸)振幅較小的工況下仍能獲得較大的流量的設(shè)計(jì)方案①將活塞桿下端和車橋(或車軸)鉸接連接后,并將柱塞式液壓泵改為雙腔,車橋(或車軸)上、下震蕩均可輸出液壓能;②根據(jù)液壓的運(yùn)動關(guān)系設(shè)計(jì)液壓泵擴(kuò)幅裝置。(4)路面凸凹不平,車輛行駛在路面上車輪車橋(或車軸)上下震動是不可避免的 客觀事實(shí)。(5)根據(jù)公式P= AP. q
p—泵輸出液壓功率KWA P-泵的進(jìn)出口壓差MPaq泵的實(shí)際流量L/min在設(shè)定泵的內(nèi)徑、活塞環(huán)的移動高度、出口壓力和振動頻率可計(jì)算泵的輸出功率,經(jīng)初步設(shè)定計(jì)算,車輛震動液壓發(fā)電裝置專利項(xiàng)目具有較大的研發(fā)價值。3發(fā)明專利內(nèi)容(I)、本專利涉及利用車輛在路面上行駛時,車輪上下震動,從而導(dǎo)致車橋(或車軸)相對車架(或車身)之間距離頻繁的增大和縮小。本專利用此特性,將泵的柱塞改為活塞環(huán)和活塞桿,活塞桿的下端和車橋(或車軸)鉸接連接,泵身與車架(或車身)鉸接連接,液壓泵與車上的懸掛彈性元件并聯(lián)。利用車橋(或車軸)頻繁的上下震動推、拉液壓泵的活塞環(huán)上下移動,使連接在車架(或車身)上的液壓泵腔內(nèi)容積頻繁地地增大和縮小,從而反復(fù)完成液壓泵的吸油和壓油過程,將機(jī)械震動能轉(zhuǎn)變成液體的壓力能(轉(zhuǎn)化不需消耗電能)。由液體的壓力能帶動液壓馬達(dá)(擬選葉片式馬達(dá))轉(zhuǎn)動,由液壓馬達(dá)直接或經(jīng)齒輪傳動帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。經(jīng)整流、蓄電再由蓄電池供車上的發(fā)電機(jī)用電。(2)、本專利根據(jù)相關(guān)的液壓理論,設(shè)計(jì)了以下在車橋(或車軸)振幅較小的工況下仍能獲得較大的流量設(shè)計(jì)方案①將活塞桿下端和車橋(或車軸)鉸接連接,活塞式液壓泵設(shè)上下兩腔(a,b腔),兩腔均分別設(shè)置進(jìn)、排油閥。根據(jù)液壓泵的工作原理,車橋(或車軸)向上移動時,上腔(a腔)排油,下腔(b腔)吸油;車橋向下振動時,,下腔(b腔)排油;上腔(a腔)吸油。使液壓泵在車橋上、下震動時均可將機(jī)械震動能轉(zhuǎn)變成液體的壓力能。②將單柱塞液壓泵改為活塞式擴(kuò)幅液壓泵,其泵設(shè)a、b、c三腔,泵體與車架(或車身)鉸接連接。泵中間腔(b腔)活塞環(huán)的面積小于a、c腔中活塞環(huán)面積,c腔中活塞桿下端和車橋(或車軸)鉸接連接。a、b的兩活塞環(huán)由同一活塞環(huán)桿連接。b、c腔兩活塞環(huán)間加一定量的密閉液壓油。在a腔內(nèi)活塞環(huán)上部設(shè)置回位彈簧,頂部設(shè)置進(jìn)、排油閥。根據(jù)液壓傳動的運(yùn)動關(guān)系,當(dāng)車橋(或車軸)上下震動時,a腔活塞環(huán)上升和下降的高度大于c腔內(nèi)腔活塞環(huán)的上升和下降的高度。該油泵可起到擴(kuò)大振幅,實(shí)現(xiàn)車輛在路面好的工況下行駛?cè)钥色@得較大液體的壓力能。(3)、本專利按車輛獨(dú)立和非獨(dú)立懸掛裝置分類設(shè)置活塞式雙腔液壓泵和活塞式擴(kuò)幅液壓泵發(fā)電裝置,實(shí)施中兩種活塞式液壓泵可互換、混用,已求達(dá)到最佳效果。泵的數(shù)量根據(jù)所需液體的壓能的需求對稱布置。各液壓泵的液壓油經(jīng)液壓管匯集于主油管,各油管的壓力由控制系統(tǒng)控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動,由液壓馬達(dá)直接或經(jīng)齒輪傳動帶動設(shè)置在車輛上的發(fā)電機(jī)發(fā)電。電能經(jīng)整流、蓄電再由蓄電池向車設(shè)的發(fā)電機(jī)供電。(4)本發(fā)明專利的有益效果①電能是車輛的清清潔能源,電動車將部分取代目前的汽(柴)油車,但前提是投巨資建發(fā)電廠,完善供電電網(wǎng)(充電站),同時電廠發(fā)電消耗能源造成環(huán)境污染。本發(fā)明專利在車輛上設(shè)置震動液壓發(fā)電裝置利用機(jī)械震動能進(jìn)行發(fā)電,并經(jīng)整流,蓄電、向車上的電 動機(jī)供電,實(shí)施后電動車可一次充電后可長距離行駛其有益效果是減少電力建設(shè)的投資;節(jié)約能源,減少環(huán)境污染。
②本發(fā)明專利在車輛上設(shè)置震動液壓發(fā)電裝置為電動車輛提供方便廉價的電能,解決電動車蓄電池蓄電量少,運(yùn)行距離短,停車充電時間長的制約電動車發(fā)展的瓶頸駛問題。該專利實(shí)施后電動車一次充電后可長距離行駛,這將大大地降低車輛運(yùn)行成本。電動車輛將較廣泛用于人們的交通工具,燃油車輛將相應(yīng)減少,這將起到減少能源消耗,節(jié)約能源,減少尾氣排放,減少環(huán)境污染的效果。③本專利車輛行駛在路面凸凹不平相差越大發(fā)電量也越大,除用于輕型人、貨車輛外,還可考慮用于農(nóng)用行駛機(jī)械給其提供部分用電。也可考慮用多臺液壓泵用于有軌電車發(fā)電后向電網(wǎng)送電。④同時可起到減震的作用。
圖一I是活塞式雙腔排油液壓泵車輛震動液壓發(fā)電裝置圖 I——車輪(為表示方便,將前、后輪放置在同一橫向位置)2——車橋(或車軸)3----鉸座(牢固固定于2上)4----活塞桿球頭5活塞桿6彈性元件(鋼板彈簧、螺旋彈簧…)7——車架(或車身) 8——鉸座(牢固固定于7上)9——鉸軸10活塞液壓泵身11——活塞環(huán)12——排油單向閥(上下腔各設(shè)置I只)13吸油單向閥(上、下腔各設(shè)置I只)A——單向閥(示意)大樣圖14----單向閥殼體 15單向閥彈簧16----單向閥閥芯 17----吸油管18油箱19排油管20---控制系統(tǒng)21---壓力控制線路22——液壓馬達(dá)23——發(fā)電機(jī)24――整流裝置25-----蓄電池26——車輛行駛電動機(jī)圖一2是活塞式擴(kuò)幅液壓泵車輛震動液壓發(fā)電裝置圖I----車輪(為表不方便,將前、后輪放置在同一橫向位置)2——車橋(或車軸)3——鉸座(牢固固定于2上)4----活塞桿球頭5----活塞桿6彈性元件(螺旋彈簧…)7車架(或車身)8----鉸座(牢固固定于7上)、鉸軸 9----活塞環(huán)(C)10活塞環(huán)(b)11——活塞環(huán)(a)12排油單向閥(a腔設(shè)置I只)13—一吸油單向閥(a腔設(shè)置I只)14——活塞環(huán)連桿15回位彈簧16——通氣孔17——吸油管18油箱19排油管20---控制系統(tǒng)21---壓力控制線路
22——液壓馬達(dá)23——發(fā)電機(jī)24——整流裝置25-----蓄電池26——車輛行駛電動機(jī)圖——3是活塞式雙腔排油液壓泵和活塞式擴(kuò)幅液壓泵的放大圖(a)圖是活塞式雙腔排油液壓泵(b)圖是活塞式擴(kuò)幅液壓泵(a)圖中 4——活塞桿球頭5——活塞桿9——鉸軸10活塞式液壓泵泵身11——活塞環(huán)12——排油單向閥(上下腔各設(shè)置I只)13吸油單向閥(上、下腔各設(shè)置I只)(b)圖4——活塞桿球頭5——活塞桿8——鉸鉸軸9——活塞環(huán)(C)10活塞環(huán)(b)11——活塞環(huán)(a)12——排油單向閥(a腔設(shè)置I只)13——吸油單項(xiàng)閥(a腔設(shè)置I只)14——活塞環(huán)連桿15回位彈簧16——通氣孔
具體實(shí)施例方式I)、在電動機(jī)- 的帶動下,車輪-①在凸凹不平路面行駛,車橋(或車軸)一②隨車輪一①上下頻繁震動,鉸接連接在車橋(或車軸)一②上的活塞桿一⑤隨車橋(或車軸)一②頻繁地上下移動,鉸接固定在車架(或車身)⑦上的活塞式液壓泵體瞬間處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)活塞環(huán)一 向上移動時,a腔內(nèi)的容積由大變小,內(nèi)壓力升高,壓力油將吸油單向閥一 關(guān)閉并頂開排油單向閥一 壓力油進(jìn)入排油管一 。此過程中b腔內(nèi)容積由小變大,內(nèi)壓力降低,b腔的排油單向閥一 關(guān)閉,在大氣的作用下使油箱一⑩中的油液經(jīng)吸油管一 ◎頂開吸油管單向閥一 而實(shí)現(xiàn)吸油.當(dāng)活塞環(huán)一 向下移動時a腔內(nèi)的容積由小變大,內(nèi)壓力降低,a腔的排油閥一◎關(guān)閉,在大氣的作用下使油箱一 中的油液經(jīng)吸油管一 頂開吸油管單向閥 而實(shí)現(xiàn)吸油。各排油管(A)和吸油管⑶按圖油路連接,各活塞式液壓泵的排油管和主油管一 壓力分別經(jīng)各控制管線一 @由控制系統(tǒng)一 進(jìn)行控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達(dá)一 轉(zhuǎn)動,由馬達(dá)直接或經(jīng)齒輪傳動帶動設(shè)置在車輛上的發(fā)電機(jī)一 發(fā)電,電能經(jīng)整流裝置一 @、蓄電一 再由蓄電池向車上的發(fā)電機(jī)一 @供電。(2)在車橋(或車軸)一②震幅小的狀況下可采取圖-2中的活塞式擴(kuò)幅液壓泵發(fā)電裝置。
將液壓泵設(shè)計(jì)為a、b、c三腔,泵身與車架(或車身)⑦鉸接連接。泵中間腔(b腔)活塞環(huán)⑩的面積小于a腔活塞環(huán)◎和c腔中活塞環(huán)一⑨面積,c腔中活塞桿一⑤下端和車橋(或車軸)一②鉸接連接。a、b腔內(nèi)的兩活塞環(huán)由同一活塞環(huán)桿一(0連接,b、c腔兩活塞環(huán)間加一定量的密閉液壓油。在a腔內(nèi)活塞環(huán)上部設(shè)置回位彈簧一( ,頂部設(shè)置吸油單向閥一 、排油排油單向閥一 。根據(jù)液壓傳動的運(yùn)動關(guān)系,當(dāng)車橋(或車軸)上下震動時,a腔活塞環(huán) 上升和下降的高度大于c腔內(nèi)腔活塞環(huán)⑨的上升和下降的高度。該油泵可起到擴(kuò)大振幅,實(shí)現(xiàn)車輛在路面較好的工況上行駛?cè)钥色@得較大液體的壓力能。此工況僅有a腔工作,a腔中活塞環(huán)一O是由活塞環(huán)-⑨和活塞環(huán)一⑩之間的液壓油推動活塞環(huán)一⑩、◎兩活塞環(huán)同時向上,由彈簧一 復(fù)位。除此之外圖-2的其余實(shí)施同于圖-I。(3)、圖——3的實(shí)施同圖I和圖——2相關(guān)內(nèi)容(4)根據(jù)相關(guān)液壓理論按圖-1,圖_2,圖-3試制活塞式液壓泵并測定各相關(guān)參數(shù),選定液壓馬達(dá),發(fā)電機(jī)等設(shè)備,設(shè)計(jì)合理的油、電路購置各設(shè)備、各零備件及相關(guān)材料,安裝及調(diào)試、試車改進(jìn),試運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種車輛震動液壓發(fā)電裝置,在車輛上設(shè)置液壓泵、液壓管線、壓力控制系統(tǒng)、液壓馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、整流、蓄電裝置其特征在于活塞式液壓泵的活塞桿⑤與車橋(或車軸)②鉸接連接,泵身與車架(或車身)⑦鉸接連接,各活塞式液壓泵的排油管和主油管 的壓力分別經(jīng)各控制管線 由控制系統(tǒng)@進(jìn)行控制,主油管中的液壓油推動液壓馬達(dá) 轉(zhuǎn)動,由液壓馬達(dá)直接或經(jīng)齒輪傳動帶動設(shè)置在車輛上的發(fā)電機(jī) 發(fā)電,電能經(jīng)整流裝置 、蓄電池 ,并向發(fā)電機(jī) 供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種車輛震動液壓發(fā)電裝置,在車輛上設(shè)置液壓泵、液壓管線、壓力控制系統(tǒng)、液壓馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、整流、蓄電裝置其特征在于在活塞式雙腔排油液壓泵中設(shè)有活塞桿⑤、塞環(huán)P、排油單向閥 、(上下腔各設(shè)置I只)、吸油單向閥◎(上、下腔各設(shè)置I只)和在活塞式擴(kuò)幅液壓泵中設(shè)置有活塞桿⑤、活塞環(huán)(c)⑨、活塞環(huán)(b)⑩活塞環(huán)(a) ◎排油單向閥◎ (a腔設(shè)置I只)、吸油單向閥 (a腔設(shè)置I只)、活塞環(huán)連桿0、位彈簧<0O
全文摘要
本發(fā)明涉及利用一種車輛震動液壓發(fā)電裝置,在裝置中采用活塞式的液壓泵,包括活塞式雙腔排油液壓泵和活塞式擴(kuò)幅液壓泵,用泵內(nèi)活塞桿的下端與車輛的車橋(或車軸)鉸接連接,泵身與車架(或車身)鉸接連接,每一車橋(或車軸)可安裝兩臺活塞式液壓泵。利用車輪和車橋(或車軸)在行駛中的上下頻繁震動的機(jī)械能推、拉活塞桿及塞環(huán),使泵腔內(nèi)的容積頻繁地變化,完成液壓泵的吸油和壓油過程,將車輛震動機(jī)械能轉(zhuǎn)變成液壓能,各液壓泵的液壓油經(jīng)液壓管匯集于主油管,各管內(nèi)油的壓力由控制系統(tǒng)控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)并直接或通過齒輪傳動帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電,電能經(jīng)整流向蓄電池充電,向電動機(jī)供電。
文檔編號B60K25/10GK102644568SQ20111004167
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者文仁信 申請人:文一博, 文仁信