本發(fā)明屬于汽車(chē)能量回收再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于回收汽車(chē)行駛過(guò)程中產(chǎn)生的震動(dòng)能量的汽車(chē)減震器。

背景技術(shù)：

減震器主要用來(lái)抑制彈簧吸震后反彈時(shí)的震蕩及來(lái)自路面的沖擊。在經(jīng)過(guò)不平路面時(shí)，雖然吸震彈簧可以過(guò)濾路面的震動(dòng)，但彈簧自身還會(huì)有往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而減震器就是用來(lái)抑制這種彈簧跳躍的。減震器太軟，車(chē)身就會(huì)上下跳躍，減震器太硬就會(huì)帶來(lái)太大的阻力，妨礙彈簧正常工作。在關(guān)于懸掛系統(tǒng)的改裝過(guò)程中，硬的減震器要與硬的彈簧相搭配，而彈簧的硬度又與車(chē)重息息相關(guān)，因此較重的車(chē)一般采用較硬的減震器。與引震曲軸相接的裝置，用來(lái)抗衡曲軸的扭轉(zhuǎn)震動(dòng)。

減震器是汽車(chē)懸架系統(tǒng)中的重要部件，而傳統(tǒng)減震器只有減弱車(chē)身路面震動(dòng)的效果，沒(méi)有對(duì)能量回收的用途。因此現(xiàn)需有一款新型的設(shè)備，將減震器伸縮運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)化儲(chǔ)存。

現(xiàn)今能源短缺和環(huán)境污染正成為各個(gè)多家面臨的問(wèn)題，因此研發(fā)新的技術(shù)使汽車(chē)能夠節(jié)省能源及環(huán)保的效果是將要面臨的挑戰(zhàn)。目前，大多數(shù)的車(chē)在設(shè)計(jì)上都會(huì)存在制動(dòng)器能量回收裝置，而沒(méi)有減震器的能量回收裝置。

對(duì)于減震器的能量回收，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者都提出過(guò)很多方法，很多只是提出概念，很難達(dá)到實(shí)際要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述存在的問(wèn)題而提出，對(duì)滾珠絲杠式饋能減震器進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出一種新型的能量回收車(chē)輛減震器，能夠在不增加能源消耗的基礎(chǔ)上，將車(chē)輛行駛過(guò)程的閑置機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，使新能源汽車(chē)在行車(chē)過(guò)程中能夠隨時(shí)持續(xù)充電，延長(zhǎng)新能源汽車(chē)到站充電的行駛里程，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，同時(shí)為新能源汽車(chē)的進(jìn)一步普及創(chuàng)造了條件。同時(shí)，即使不應(yīng)用于新能源汽車(chē)，回收的電能也能為通常的汽車(chē)電瓶充電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。

一種新型能量回收式汽車(chē)減震器，包括上吊環(huán)、饋能電機(jī)、嚙合齒輪、超越離合器、超越離合器、行星齒輪、大齒圈、推力軸承、螺桿、滾珠絲杠螺帽、上箱體、下箱體和下吊環(huán)；所述上吊環(huán)剛接在上箱體的上部外側(cè)，饋能電機(jī)設(shè)置在上箱體上部?jī)?nèi)側(cè)，饋能電機(jī)的主動(dòng)軸與滾珠絲杠螺帽的減震器主軸重合設(shè)置，饋能電機(jī)主動(dòng)軸外裝有嚙合齒輪，嚙合齒輪與大齒圈內(nèi)側(cè)上部嚙合連接，超越離合器的飛輪與大齒圈的大齒輪內(nèi)側(cè)中部嚙合連接，超越離合器的飛輪與行星齒輪在靠近滾珠絲杠螺帽的減震器主軸側(cè)嚙合設(shè)置，行星齒輪的外側(cè)與大齒圈內(nèi)側(cè)下部嚙合設(shè)置，大齒圈下軸穿過(guò)推力軸承與螺桿同軸剛接，滾珠絲杠螺帽設(shè)置在下箱體的上部，下吊環(huán)設(shè)置在下箱體的下部外側(cè)，螺桿與滾珠絲杠螺帽螺紋連接并穿過(guò)滾珠絲杠螺帽進(jìn)入下箱體中。

上述方案中，優(yōu)選的是滾珠絲杠螺帽和螺桿中的滾珠絲杠選用tbi型滾珠絲杠副型號(hào)為sfe2525-6。

上述方案中，優(yōu)選的是超越離合器選用cka型超越離合器。

上述方案中，優(yōu)選的是超越離合器、外圈齒輪、行星齒輪、大齒圈的上部、大齒圈中部和大齒圈7的下部的齒數(shù)比為23：9：41：23：20：20，分度圓直徑比為69：69：27：123：69：60：60，齒寬比為25：20：25：22：21：24。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)與效果是：

本發(fā)明的機(jī)構(gòu)在壓縮行程和伸張行程中切割磁感線(xiàn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；能夠在不增加能源消耗的基礎(chǔ)上，將車(chē)輛行駛過(guò)程的閑置機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，使新能源汽車(chē)在行車(chē)過(guò)程中能夠隨時(shí)持續(xù)充電，延長(zhǎng)新能源汽車(chē)到站充電的行駛里程，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能，同時(shí)為新能源汽車(chē)的進(jìn)一步普及創(chuàng)造了條件。同時(shí)，即使不應(yīng)用于新能源汽車(chē)，回收的電能也能為通常的汽車(chē)電瓶充電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。

說(shuō)明書(shū)附圖

圖1是本發(fā)明饋能減震器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明sfe23525-6型絲杠副軸端型式示意圖；

圖3是本發(fā)明外形示意圖；

圖4是本發(fā)明cka型超越離合器示意圖；

圖5使本發(fā)明齒輪系統(tǒng)裝配圖；

圖6是本發(fā)明減震器壓縮行程圖；

圖7是本發(fā)明減震器伸張行程圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1上吊環(huán)，2饋能電機(jī)，3嚙合齒輪，4超越離合器，5超越離合器，6行星齒輪，7大齒圈，8推力軸承，9螺桿，10滾珠絲杠螺帽，11上箱體，12下箱體，下吊環(huán)13

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的饋能減震器是由饋能裝置和機(jī)械轉(zhuǎn)換裝置兩大部分構(gòu)成。本發(fā)明使用了旋轉(zhuǎn)型饋能電機(jī)2和滾珠螺杠9，將兩者的直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成了轉(zhuǎn)子的圓周運(yùn)動(dòng)，在這過(guò)程中轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生的阻尼力達(dá)到減震效果，再通過(guò)電機(jī)讓機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能并存儲(chǔ)起來(lái)。

箱體12和上箱體11在相對(duì)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，經(jīng)過(guò)嚙合齒輪3，超越離合器4，超越離合器5，行星齒輪6，大齒圈7，推力軸承8，螺桿9，滾珠絲杠螺帽10對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)換，使饋能電機(jī)2中的轉(zhuǎn)子向同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)，使其切割磁感線(xiàn)，將減震器往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能貯存在饋能電機(jī)2中，實(shí)現(xiàn)能量回收功能。

能量回收式減震器在汽車(chē)運(yùn)行主要有壓縮行程和伸張行程兩個(gè)循環(huán)往復(fù)的行程，并在這兩個(gè)行程中回收能量。如下述：

壓縮行程中，減震器處于壓縮的行程中，由于螺桿9是固定在螺帽10上做直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也是做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在壓縮過(guò)程中，螺桿9向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。帶動(dòng)了絲杠也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠和離合器5在偏心楔塊的作用下接合，與離合器4斷開(kāi)。這樣帶動(dòng)了行星離合器5與外圈大齒圈7通過(guò)行星齒輪6作用，離合器4和5在絲杠作用下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，代用行星齒輪6逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。行星齒輪6與外大齒圈7大齒輪內(nèi)嚙合，所以外大齒圈7大齒輪也做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)饋能電機(jī)2里的轉(zhuǎn)子做就逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，切割墊激勵(lì)的磁感線(xiàn)。

當(dāng)減震器處于伸張行程中的時(shí)候，螺桿9依舊固定在螺帽10中做直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)螺桿9向下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在螺帽10的作用下做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于離合器4和5是反方向安裝的，所以此刻在偏心砌塊的作用下，離合器4接合，離合器5脫離。離合器4跟著絲杠做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)外圈齒輪也做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而外圈齒輪帶動(dòng)電機(jī)里的轉(zhuǎn)子做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線(xiàn)。

本發(fā)明根據(jù)滾珠螺杠9的手冊(cè)和工業(yè)試驗(yàn)，最終確定選用tbi型滾珠絲杠副：sfe2525-6，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)jb/t6162.4-1993制造，該絲杠副的軸端形式如圖2所示。

旋轉(zhuǎn)切割磁場(chǎng)，需要選用直流無(wú)刷電機(jī)，本發(fā)明采用滾珠饋能減震器采用am-100l/m/h型，該電機(jī)能很好的滿(mǎn)足饋能減震器的需要，外形如圖3所示。

本發(fā)明為使饋能減震器實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的傳遞，本發(fā)明選用了cka型(基本型)超越離合器4，該離合器外圈與內(nèi)圈之間存在一些偏心楔塊，當(dāng)他沿著某固定方向回轉(zhuǎn)時(shí)，能傳遞轉(zhuǎn)矩，沿著另一方向回轉(zhuǎn)時(shí)，具有空轉(zhuǎn)的功能，其結(jié)構(gòu)外形如圖4所示。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)螺桿和轉(zhuǎn)子力矩和轉(zhuǎn)速傳遞的關(guān)鍵部位使齒輪系統(tǒng)。各個(gè)齒輪之間時(shí)彼此嚙合的，因此他們的模數(shù)一致。本發(fā)明在設(shè)計(jì)齒輪系統(tǒng)時(shí)，通過(guò)一系列機(jī)械設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核和計(jì)算得出參數(shù)如下表：

本發(fā)明的輔助零件，包括上箱體12、下箱體13、聯(lián)軸器及壓板等。這些輔助零件的尺寸主要是有零件的大小來(lái)確定，在完成輔助零件的裝配之后才能實(shí)現(xiàn)減震器的整體裝配。

本發(fā)明中，選用的上箱體12外部長(zhǎng)度為405mm，內(nèi)部空間長(zhǎng)度為356mm。嚙合齒輪3的最大徑向直徑大于饋能電機(jī)2的直徑，齒輪系統(tǒng)的最大直徑r＝180mm，因此上箱體12的內(nèi)部直徑為220mm，區(qū)壁厚為5mm，因此上箱體12的外徑為230mm，如圖7所示。

本發(fā)明的下箱體13僅需要滿(mǎn)足足夠長(zhǎng)度，避免絲杠頂住下箱體13下部。下箱體13上端需要開(kāi)孔并攻螺紋，方便與螺母連接。

如圖6和圖7所示壓縮行程和伸張行程的運(yùn)轉(zhuǎn)步驟如下：

壓縮行程中，減震器處于壓縮的行程中，由于螺桿9是固定在螺帽10上做直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)也是做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在壓縮過(guò)程中，螺桿9向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。帶動(dòng)了絲杠也順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，絲杠和離合器5在偏心楔塊的作用下接合，與離合器4斷開(kāi)。這樣帶動(dòng)了行星離合器5與外圈大齒圈7通過(guò)行星齒輪6作用，離合器4和5在絲杠作用下順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，代用行星齒輪6逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。行星齒輪6與外大齒圈7大齒輪內(nèi)嚙合，所以外大齒圈7大齒輪也做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)饋能電機(jī)2里的轉(zhuǎn)子做就逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，切割墊激勵(lì)的磁感線(xiàn)。

當(dāng)減震器處于伸張行程中的時(shí)候，螺桿9依舊固定在螺帽10中做直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此時(shí)螺桿9向下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在螺帽10的作用下做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由于離合器4和5是反方向安裝的，所以此刻在偏心砌塊的作用下，離合器a4接合，離合器5脫離。離合器4跟著絲杠做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)外圈齒輪也做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而外圈齒輪帶動(dòng)電機(jī)里的轉(zhuǎn)子做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線(xiàn)。

本發(fā)明的機(jī)構(gòu)在壓縮行程和伸張行程中切割磁感線(xiàn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并且將電能儲(chǔ)存在饋能電機(jī)2中，以實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能環(huán)保的效果。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的只是范圍內(nèi)，還可以不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。