[发明专利]一种振动能量可回收的发动机橡胶悬置装置

说明书

技术领域

本发明涉及节能技术领域，特别是涉及一种振动能量可回收的发动机橡胶悬置装置。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展和石油资源的日益枯竭，汽车能源消耗问题日益成为人们关注的问题，如何减少汽车能源消耗成为各国研究的热点。汽车节能技术领域的汽车振动能量回收，具有很好的价值性和可行性。汽车的行驶过程始终伴随着来自各个方面的振动，不存在没有振动的车辆，汽车中最大的振动来源主要是发动机和轮胎。

汽车振动能量回收技术研究目前主要分为三个类型：(1)利用电磁换能装置将振动机械能转换为电能的电磁式；(2)利用静电发生器将振动机械能转换为电能的静电式；(3)利用压电材料的压电效应将振动机械能转换为电能的压电式。与静电式和电磁式两种振动能量转换方式相比，压电式能量回收装置可以达到相对更高的功率密度。另外，压电式能量回收装置由于结构简单，易于系统集成于微型化，使其在实际中得到更为广泛的应用。

目前，汽车的振动能量回收装置大多是应用在悬架上的，对于汽车发动机的振动能量回收方面的研究比较少。作为汽车最大振动来源之一的发动机，由于活塞反复做上下往复运动，产生了惯性力和扭矩，传动到汽车底盘产生振动。在往复式发动机中,作用在活塞上的燃烧压力可转换成旋转动力。但是,活塞每上下往复两次,才发生一次燃烧,这就产生了惯性力，造成了冲击振动。本发明可对这部分的振动能量进行回收，对降低汽车油耗，减少尾气排放，提高舒适性具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种振动能量可回收的发动机橡胶悬置装置，结构简单、安装使用方便,可对汽车发动机部分的振动能量进行有效地回收利用。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种振动能量可回收的发动机橡胶悬置装置,其特征在于，包括发动机橡胶悬置，电力变换装置，储能装置，车载用电设备；其中，发动机橡胶悬置将产生的交流电传送给电力变换装置，电力变换装置将交流电整流成直流电存储于储能装置中，车载用电设备与储能装置连接获取电能；其中，发动机橡胶悬置包括上金属板、下金属板、减震橡胶、压电装置；所述上金属板和下金属板之间安装有减震橡胶，所述减震橡胶为中空型圆柱，中空位置安装有压电装置；其中，电力变换装置，包括压电片开路输出电压放大部分，全桥整流部分和降压/升压转换部分，其中储能装置为负载电池。

所述压电装置包括，减震弹簧、上活塞杆、液压缸，其中减震弹簧、上活塞杆、和液压缸同轴安装，减震弹簧的上端与上金属板固定连接，下端与上活塞杆的上端固定连接，上活塞杆下端置于液压缸中。

所述上金属板和下金属板均可产生相对位移，均可拉伸压缩减震橡胶；所述液压缸中装有下活塞和压电元件，置于液压缸中的上活塞杆下端与下活塞之间充满液压油，下活塞的下表面与压电元件的上表面不固定接触安装，压电元件的下表面与下金属板固定连接，下活塞压缩压电元件，产生交流电。

所述压电片开路输出电压放大部分包括电感L1和开关S1，电感L1和开关S1串联连接并与压电元件的电能输出端子串联连接，放大压电元件产生的交流电；所述全桥整流部分为桥式电路，包括四个二极管D1、D2、D3、D4，全桥整流部分与压电片开路输出电压放大部分的电能输出端子相连，将压电元件产生的交流电转换成直流电；所述降压/升压转换部分，包括立即充电电容C_int、开关S2、电感L2、二极管D5和储能电容Cs，所述立即充电电容C_int一端与开关S2的一端相连，立即充电电容C_int的另一端分别与电感L2的一端、二极管D5的正极端相连，开关S2的另一端分别与电感L2的另一端、储能电容Cs的一端相连，二极管D5的负极与储能电容Cs的另一端相连，将全桥整流部分输出的电压和电流调整为需求值，供给负载电池，负载电池上的电压为V_DC。

所述液压缸为一种上窄下宽的密闭瓶形容器，其上端较窄处的直径大于上活塞杆的直径，上活塞杆的底面积远小于下活塞的底面积。

所述压电元件为多层压电薄片并联起来的压电叠堆，压电薄片采用材料压电陶瓷PZT。

本发明的有益效果在于：

1.本发明利用压电装置对汽车发动机产生的振动能量进行回收利用，将困扰人们的发动机的振动能量转化为电能，供车载用电设备使用，对于汽车节能减排具有重要现实意义。

2.本发明所述的上金属板和下金属板均是可动的，均可压缩拉伸减震橡胶，通过压电装置将振动能量转换为电能。