[发明专利]以压电方式对弯扭复合能量进行回收的减振装置

说明书

技术领域

本发明属于发动机减振技术，具体涉及一种以压电方式对弯扭复合振动能量进行回收的装置。

背景技术

众所周知，发动机在工作运行中会不可避免地产生扭转振动,这种振动使得机器设备效率降低,甚至造成曲轴或传动轴的疲劳破坏,尤其是在高速、高压的发动机中情况更为严重。有时因长期振动所造成的轴系扭振烈度虽未达到曲轴断裂的程度,但曲轴的扭转变形将会导致主轴瓦剥落烧损，正时齿轮或其它传动附件破坏。此外，曲轴的扭转变形还会使发动机噪声增大。因此，消减扭转振动是发动机设计制造中急待解决的问题。

对曲轴的减振一般分为扭振减振和弯振减振，扭振减振主要是为了消减曲轴共振时的振幅，依据曲轴固有频率而进行设计。当曲轴转速接近共振转速时，减振器的阻尼特性发挥作用，耗散掉扭振减振器因共振产生的能量。弯曲振动的减振主要是消除曲轴因垂向作用力而产生的振动。其实，无论发动机是否达到共振，曲轴上都会产生振动，导致振动能量以热量的方式耗散出去。如果能够在达到减振效果的基础上，同时又将该能量进行回收，则必将成为本行业之所求。

发明内容

本发明的目的是，提供一种以压电方式对弯扭复合能量进行回收的减振装置。除了能够实现有效的减振效果以外，还能够使曲轴振动能量得以有效的回收。

为实现本发明的目的所采取的技术方案是：减振器内圈与弯振内圈叠加组装为一体，弯振内圈侧壁依次镶有弯振减振橡胶和弯振减振块，减振器内圈与扭振减振盘之间装有扭振减振橡胶。在弯振减振橡胶与弯振减振块之间以及扭振减振盘与扭振减振橡胶之间，分别装有N片独立的陶瓷压电片，各陶瓷压电片通过导线连接。

本发明利用压电材料受到挤压时会产生压电效应的原理，在复合减振器的减振橡胶与弯振和扭振基体界面布置压电发电片。当发动机曲轴在运行过程中发生振动时，可将压电效应所产生的电荷转变为对外输出电压。

本发明的特点及有益效果是，不同于传统的硅油扭振减振器将曲轴扭振产生的能量通过阻尼液体向外以热量的方式散掉，其振动能量得不到有效的回收和利用。而所发明的电磁能量回收扭振减振器，本装置结构简单，可以将振动能量压电转换的方式对振动能量加以回收。这些电能足以供给车辆照明，如果压电面积足够大，则可以回收多达千瓦级别的电能。

附图说明

所示附图是本发明装置的原理与结构示意图。附图显示的是减振器半圆结构，图中底端的点化线即是该减振器的中心线。

具体实施方式

以下结合附图并通过实施例对本发明的原理与结构作进一步的说明。

以压电方式对弯扭复合能量进行回收的减振装置包括：减振器内圈、弯振内圈、弯振减振橡胶、弯振减振块、扭振减振盘以及扭振减振橡胶等，其结构是：减振器内圈1与弯振内圈2叠加组装为一体，弯振内圈侧壁依次镶有弯振减振橡胶3和弯振减振块4。减振器内圈与扭振减振盘5之间装有扭振减振橡胶6，在弯振减振橡胶与弯振减振块之间以及扭振减振盘与扭振减振橡胶之间，分别装有N片独立的陶瓷压电片7，各陶瓷压电片通过导线连接。弯振内圈、减振器内圈以及扭振减振盘均为环形。弯振减振块与弯振内圈采用弯振减振橡胶进行固定。陶瓷压电片在减振器内圈中心位置作为交流电输出端。

弯扭复合减振器由弯振减振器和扭振减振器复合而成，单独的减振器包括各自对应的减振内圈和减振块（盘），中间由减振橡胶连接。

作为实施例，弯振减振块所包含8块陶瓷压电片；扭振减振盘包含12片陶瓷压电片。扭振减振盘的端面与曲轴垂直；弯振减振块分若干块状通过减振橡胶连接在弯振内圈上。减振器的减振器内圈、弯振内圈以及扭振减振盘通过模具成型。因为在减振装置中减振橡胶起到主要作用，所以将陶瓷压电片镶嵌在与弯振和扭振基体的接触面以内。各陶瓷压电片串联接在一起（相当于发电器）通过壳体将导线引出进行电荷转换，并连接外部电源。

将压电发电器通过外接电路进行连接，当减振块在曲轴带动下旋转时，曲轴的振动发生在减振器上表现为减振橡胶收到剪切和挤压，该挤压力将压电材料的压电效应激发出来，外接电路可将压电效应转换为电流，从而实现了机械能到电能的转换。