[发明专利]一种车辆悬架振动能量转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械能与电能换成装置，特别是一种将机动车辆悬架振动能量转换成电能的装置。

背景技术

众所周知，机动车辆在行驶过程中，遇到路面不平时车身会受到冲击，影响车辆乘坐的舒适性。为此，目前在车辆的悬架上普遍采用弹簧和减振器对这种冲击进行缓冲和衰减，悬架振动产生的机械能由减振器转化成热能耗散在大气中。

随着不可再生能源的日益紧张以及新能源的应用尚未普及，如何提高现有车辆的燃油经济性一直受到人们的关注。如果能利用特定的装置将车辆因路面冲击产生的悬架振动能量转换成电能，用其补充车载电器电能的消耗，对提高车辆的燃油经济性将是有利的。

正是基于这一考虑，目前出现了多种车辆悬架振动能量转换装置。

申请号为88100094.9的中国专利申请公开了一种采用杠杆、齿条和棘轮将悬架上下往复运动转变为转动，再通过蓄能器和增速齿轮组带动发电机进行能量转换的悬架振动能量转换装置，该装置只能在悬架被压缩行程有动力输出，即只能将悬架单方向运动的能量进行转换，能量转换率低；另外，该装置没有考虑对车辆乘坐舒适性的影响。

申请号为201110335346.3的中国专利申请公开了一种采用悬架连杆臂将悬架的上下运动通过单向离合器转换成旋转运动带动发电机发电的能量转换装置。该装置同样只能转换悬架向上或向下单方向运动的能量。

申请号为201010142657.3的中国专利申请公开了一种汽车能量再生减振装置，该装置由上、下工作缸和滚珠丝杠副将悬架的往复运动转换成转动，再通过双离合器和齿轮传动系统将其输出为单一方向的旋转运动，带动回能电机发电。该装置的缺点是结构复杂，制造成本高，且未考虑悬架高频振动时的乘坐舒适性。

申请号为200410013577.2的中国专利申请公开了一种采用直线发电机将车辆悬架振动机械能转变成电能的装置。该装置同样存在结构复杂，制造成本高的问题。

纵观现有的多种悬架能量转换装置，或因其结构复杂，或因其制造成本高，或因其降低了乘坐的舒适性，使其多数未能得到实际应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的缺陷提供一种结构简单、通用性强、成本低，能量转换率高、且不降低乘坐舒适性的车辆悬架振动能量转换装置，为回收利用车辆悬架振动能量创造条件。

为实现上述目的，本发明提供的车辆悬架振动能量转换装置，包括运动变换机构、与运动变换机构相接的行星齿轮增速器、与行星齿轮增速器相接的交流发电机、与交流发电机相接的整流器和与整流器相接的蓄电池；所述运动变换机构包括安装在壳体中的两组齿轮齿条传动机构，其中一组齿轮齿条传动机构的齿条A驱动与其啮合的小齿轮A，另一组齿轮齿条传动机构的齿条B通过与其啮合的惰轮驱动小齿轮B，小齿轮A和小齿轮B分别通过结构相同的单向离合器A和单向离合器B驱动输出轴；输出轴与所述行星齿轮增速器相接；齿条A和齿条B参数相同，其下端与推杆相接，推杆与非簧载质量相接。

所述齿条A和齿条B采取中间疏，两头密的变齿距设计。

所述小齿轮A的齿数大于小齿轮B的齿数。

所述推杆通过缓冲弹簧与所述非簧载质量相接。

所述输出轴的后端安装有飞轮蓄能器。

所述单向离合器A和单向离合器B为滚柱式单向离合器。

用本发明车辆悬架振动能量转换装置取代车辆原有的减振器，其有益效果是：

1、通过装置运动变换机构中的两组齿轮齿条传动机构可将悬架向上和向下两个方向的振动变为输出轴的同方向转动，利用行星齿轮增速器和交流发电机将悬架的上下振动能量全部转化成电能，能量转化率高。

2、通过齿条中间疏两头密的变齿距设计、推杆与非簧载质量之间加缓冲弹簧和小齿轮A的齿数大于小齿轮B的齿数等技术措施使安装本发明装置的车辆的乘坐舒适性得以提高。

3、本发明装置结构简单，除齿条齿轮传动机构外所有其它部件均可采用市售标准件，制造成本低，适合各种车辆使用。

附图说明

图1 是本发明车辆悬架振动能量转换装置的结构框图；

图2 是图1中运动变换机构的结构示意图；

图3 是图2中左部齿轮齿条传动机构的示意图；

图4 是图2中右部齿轮齿条传动机构及单向离合器的结构示意图；