一種汽車的減震發(fā)電結構的制作方法
【專利摘要】一種汽車的減震發(fā)電結構，在車架上固定壓電晶體發(fā)電塊，壓電晶體發(fā)電塊由壓電晶體片和彈性金屬片粘合而成，與車架之間絕緣安裝，吸震彈簧兩端分別安裝在車軸和壓電晶體發(fā)電塊上，減震器的活塞桿安裝在車軸上，減震器筒體底部安裝在壓電晶體發(fā)電塊上，壓電晶體發(fā)電塊的輸出電路通過整流器串聯(lián)兩個超級電容，兩個超級電容上分別并聯(lián)一個常開開關。本結構在減震的同時將震動產(chǎn)生的機械能轉化為電能，并通過儲能裝置儲存電量，實現(xiàn)能量的充分利用，達到了節(jié)能的目的；懸臂梁本身的結構也能達到減震的效果，進一步降低了汽車在行駛中的震動感，提高了乘坐的舒適度。
【專利說明】一種汽車的減震發(fā)電結構【技術領域】
[0001]本實用新型涉及汽車的懸架系統(tǒng)，尤其涉及減震器。
【背景技術】
[0002]汽車懸架是汽車中彈性的連接車架與車軸的裝置。它一般由吸震彈簧、導向機構、減震器等部件構成，主要任務是緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架的沖擊，以提高乘車的舒適性。
[0003]在經(jīng)過不平路面時，吸震彈簧用于過濾路面的震動，但吸震彈簧自身還會有往復運動，而與吸震彈簧并聯(lián)安裝的減震器主要就是用來抑制彈簧吸震后反彈時的震蕩及來自路面的沖擊。為衰減震動，汽車懸架系統(tǒng)中采用減震器多是液力活塞開懷減震器，其工作原理是當車架(或車身)和車軸間震動而出現(xiàn)相對運動時，減震器內(nèi)的活塞上下移動，減震器腔內(nèi)的油液便反復地從一個腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個腔內(nèi)。
[0004]在通常情況下，這些震動能量無法得到及時的轉換或儲藏而被浪費掉。隨著汽車使用的普及，被浪費掉的能量也越來越多。
[0005]目前市場上的懸架系統(tǒng)還是停留在簡單的緩沖吸振功能上，并沒有給出很好的機械能轉化為其他能量的技術解決問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種汽車的減震發(fā)電結構，該結構能夠把汽車震動的機械能轉化為電能并存儲起來，不僅達到減震的目的，同時可以提高能量的利用率，具有節(jié)能的效果。
[0007]本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0008]一種汽車的減震發(fā)電結構，所述汽車的車軸與車架之間并聯(lián)吸震彈簧和減震器，其特征在于:
[0009]在車架上電絕緣安裝壓電晶體發(fā)電塊，壓電晶體發(fā)電塊由壓電晶體片和彈性金屬片粘合而成，壓電晶體片和彈性金屬片之間電導通，
[0010]吸震彈簧兩端分別安裝在車軸和壓電晶體發(fā)電塊，
[0011]減震器的活塞桿安裝在車軸上，減震器筒體底部安裝在壓電晶體發(fā)電塊上，
[0012]吸震彈簧和壓電晶體發(fā)電塊之間、減震器和壓電晶體發(fā)電塊之間電絕緣安裝，
[0013]壓電晶體發(fā)電塊的輸出電路通過整流器串聯(lián)兩個超級電容，兩個超級電容上分別并聯(lián)一個常開開關。
[0014]有一類晶體、當對它擠壓或拉伸時，它的兩端就會產(chǎn)生不同的電荷。這種效應被稱為壓電效應。能產(chǎn)生壓電效應的晶體就叫壓電晶體。
[0015]本裝置將減震器、吸震彈簧與壓電晶體相結合，目的是將機械能轉化為電能再利用。汽車震動中會產(chǎn)生較大的沖擊力，沖擊力產(chǎn)生的震動被減震器和吸震彈簧吸收同時伴有機械能的產(chǎn)生。此時，由于減震器筒體底部、吸震彈簧一端分別與壓電晶體發(fā)電塊連接，減震器和吸震彈簧的震動將會被壓電晶體發(fā)電塊吸收，壓電晶體受到擠壓后將會產(chǎn)生壓電效應，伴有電荷產(chǎn)生。將壓電晶體與電容相連接，使壓電晶體產(chǎn)生的電荷量以電能形式儲存起來，而后可用作其他裝置或機構的能量源，實現(xiàn)節(jié)能的目的。
[0016]上述減震發(fā)電結構中，減震器本身的作用不受影響，又由于減震器具有緩沖吸振的作用，可以避免壓電晶體由于受到重壓而遭到破壞。
[0017]壓電晶體發(fā)電塊中的壓電晶體在受壓或受拉過程中產(chǎn)生的是交流電，因此需要通過整流器將交流電轉化為直流電再儲存起來。
[0018]儲能裝置是兩個竄聯(lián)的超級電容，超級電容將來自壓電晶體受擠壓產(chǎn)生的電能以化學能的形式儲存起來，并以電能的形式應用于其他裝置或機構。
[0019]進一步的，壓電晶體片可以是單晶壓電晶體片、多晶壓電晶體片或者半導體壓電晶體片。優(yōu)選為為矩形的壓電陶瓷片，一片壓電晶體片可以與一片或兩片彈性金屬片粘合為壓電晶體發(fā)電塊，粘合時，壓電晶體片底面和/或頂面與彈性金屬片粘合。
[0020]再進一步，為達到較好的壓電發(fā)電效果，彈性金屬片與壓電晶體片的厚度比為1:1o
[0021]再進一步，為提高壓電晶體的發(fā)電效率，壓電晶體片數(shù)量為2?3片，相鄰兩壓電晶體片之間配置一片彈性金屬片。
[0022]再進一步，整流器為二極管整流器，晶閘管整流器或電感整流器。
[0023]本實用新型的有益效果在于:
[0024]1、在減震的同時將震動產(chǎn)生的機械能轉化為電能，并通過儲能裝置儲存電量，實現(xiàn)能量的充分利用，達到了節(jié)能的目的；
[0025]2、壓電晶體發(fā)電塊能夠吸收部分震動，也能達到減震的效果，進一步降低了汽車在行駛中的震動感，提高了乘坐的舒適度；
[0026]3、結構比較簡單，利于推廣運用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型的裝置安裝示意圖
[0028]圖2為電路連接示意圖
[0029]圖3、圖4、圖5為三種壓電晶體發(fā)電塊結構示意圖
[0030]圖1?3中:1為車軸，2為車架，3為吸震彈簧，4為減震器，5為壓電晶體發(fā)電塊，501為壓電晶體片，502為彈性金屬片，6為整流器，7為超級電容，8為常開開關。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0032]如圖1所示，在車架2上固定壓電晶體發(fā)電塊5，壓電晶體發(fā)電塊5由壓電晶體片501和彈性金屬片502粘合而成、與車架2之間絕緣安裝，壓電晶體片501和彈性金屬片502之間電導通，吸震彈簧3兩端分別安裝在車軸I和壓電晶體發(fā)電塊5上，減震器4的活塞桿安裝在車軸I上，減震器4筒體底部安裝在壓電晶體發(fā)電塊5上。吸震彈簧3和壓電晶體發(fā)電塊5之間、減震器4和壓電晶體發(fā)電塊5之間電絕緣安裝。
[0033]如圖2所示，壓電晶體發(fā)電塊5的輸出電路通過整流器6串聯(lián)兩個超級電容7，兩個超級電容7上分別并聯(lián)一個常開開關8。其中，整流器6為二極管整流器。[0034]如圖3、圖所示，壓電晶體片501為矩形的壓電陶瓷片，其底面和/或頂面與彈性金屬片502粘合。彈性金屬片502與壓電晶體片501的厚度比為1:1。
[0035]如圖5所示，所述壓電晶體片501數(shù)量為2片，相鄰兩壓電晶體片501之間配置一片彈性金屬片502。
[0036]當車軸I受到外力作用時，車軸I將會產(chǎn)生震動，減震器4吸收來自車軸I的震動，吸震彈簧3壓縮或拉伸使得壓電晶體片501受到擠壓作用而產(chǎn)生壓電效應，產(chǎn)生正負電荷分別聚集在正負極板上，此時可以將壓電晶等效為一個放電的電容器。當電荷聚集到一定量時，壓電晶體產(chǎn)生的電荷量以電流的形式通過導線將電能輸送給儲能裝置。
[0037]彈性金屬片502對壓電晶體片501起到支撐及導電作用，因此整個壓電晶體發(fā)電塊5必須與車架2之間絕緣安裝。
[0038]在電流輸送的過程中，電流首先通過二極管整流器，然后傳遞給超級電容7，超級電容7便處于充電狀態(tài)，電能儲存于超級電容7中。
[0039]采用兩個超級電容7串聯(lián)的儲能結構，一方面，在其中一個超級電容7的儲電量達到飽和狀態(tài)時，壓電晶體產(chǎn)生的電能還可以通過另一個超級電容7儲存；另一方面，當其中一個超級電容7損壞或出現(xiàn)其他狀況時，可以按下對應的常開開關8，短接超級電容7以保證整個電路的正常運行。除此之外，由于超級電容7的額定電壓較小，串聯(lián)可以起到分壓保護電路的作用。
[0040]二極管整流器的作用除了整流之外，還可以防止超級電容的電流回流放電。
[0041]常開開關8的作用可分為兩點。一是在其中一個超級電容7損壞時保證電路的正常運行，二是當有超級電容7儲電量達到飽和狀態(tài)時，可以先將該飽合的超級電容7短接，這樣可以在不影響儲能裝置工作的情況下進行超級電容7的更換，以保證儲能過程的持續(xù)進行，換下的超級電容7可用作其他裝置的電流源。
【權利要求】
1.一種汽車的減震發(fā)電結構，所述汽車的車軸(I)與車架(2)之間并聯(lián)吸震彈簧(3)和減震器(4)，其特征在于: 在車架(2)上電絕緣安裝壓電晶體發(fā)電塊(5)，壓電晶體發(fā)電塊(5)由壓電晶體片(501)和彈性金屬片(502)粘合而成，壓電晶體片(501)和彈性金屬片(502)之間電導通， 吸震彈簧(3 )兩端分別安裝在車軸(I)和壓電晶體發(fā)電塊(5 )上， 減震器(4)的活塞桿安裝在車軸(I)上，減震器(4)筒體底部安裝在壓電晶體發(fā)電塊(5)上， 吸震彈簧(3)和壓電晶體發(fā)電塊(5)之間、減震器(4)和壓電晶體發(fā)電塊(5)之間電絕緣安裝， 壓電晶體發(fā)電塊(5 )的輸出電路通過整流器(6 )串聯(lián)兩個超級電容(7 )，兩個超級電容(7)上分別并聯(lián)一個常開開關(8)。
2.根據(jù)權利要求1所述的汽車的減震發(fā)電結構，其特征在于:所述壓電晶體片(501)為矩形的壓電陶瓷片，其底面和/或頂面與彈性金屬片(502)粘合。
3.根據(jù)權利要求1所述的汽車的減震發(fā)電結構，其特征在于:所述壓電晶體發(fā)電塊(5)中，彈性金屬片(502)與壓電晶體片(501)的厚度比為1:1。
4.根據(jù)權利要求1所述的汽車的減震發(fā)電結構，其特征在于:所述壓電晶體片(501)數(shù)量為2?3片,相鄰兩壓電晶體片(501)之間配置一片彈性金屬片(502)。
5.根據(jù)權利要求1所述的汽車的減震發(fā)電結構，其特征在于:所述整流器(6)為二極管整流器，晶閘管整流器或電感整流器。
【文檔編號】F16F13/00GK203702474SQ201320881004
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權日:2013年12月27日
【發(fā)明者】羅一平, 袁姝, 任洪娟, 羅錦, 吳國慶, 田鵬飛, 周峰, 方軼 申請人:上海工程技術大學