一:技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明:新一代集能式阻尼器涉及到能源、交通、建筑和相關(guān)的振動行業(yè)。
二:技術(shù)背景:
傳統(tǒng)的液壓阻尼器是利用液體在阻尼器的活塞或者活塞拉桿中的小孔中流過時所產(chǎn)生的阻力來達(dá)到減緩沖擊的效果。這些傳統(tǒng)的阻尼器雖然能夠達(dá)到阻尼的目的,但卻將振動能量白白地浪費(fèi)掉了,本發(fā)明的新一代集能式阻尼器就是將這部分丟掉的能量回收利用起來。
三:
技術(shù)實現(xiàn)要素:
新一代集能式阻尼器?!白枘帷笔侵福何矬w在運(yùn)動過程中受各種阻力的影響,能量逐漸衰減從而使運(yùn)動減弱的現(xiàn)象;阻尼器就是一種人為地將物體運(yùn)動緩沖衰減的裝置。阻尼器外加彈簧就組成了減震器,彈簧的作用主要是支撐車身重量,而阻尼器則是起到減少震動的作用,為了防止物體突然受到的沖擊,阻尼在我們現(xiàn)實生活中還廣泛的應(yīng)用于其他領(lǐng)域,比如建筑物的阻尼器、還有彈簧門被打開后能緩緩地關(guān)閉等等。
說起減震器,人們并不陌生,人們可以看到廣泛用于自行車、摩托車裸露在外面的帶彈簧的阻尼器;其實汽車也有阻尼器,但大都汽車,特別是大卡車卻是減震彈簧和阻尼器分開設(shè)置,因為這些汽車的減震彈簧是鋼板,不便合為一體。
阻尼器的種類也很多,有空氣阻尼器、電磁阻尼器、液壓阻尼器等等;本發(fā)明的集能式阻尼器適用于液壓和氣壓型集能阻尼器,現(xiàn)就對車用集能式阻尼器原理加以敘說:眾所周之:彈簧在受到外力沖擊后會立即縮短,在外力消失后又會立即恢復(fù)原狀,這樣就會使車身發(fā)生跳動,如果沒有阻尼,車輪壓到一塊小石頭或者一個小坑時,車身會跳起來,令人感覺很不舒服,有了阻尼器,彈簧的壓縮和伸展就會變得緩慢,瞬間的多次彈跳合并為一次比較平緩的彈跳,一次大的彈跳減弱為一次小的彈跳,從而起到減震的作用,傳統(tǒng)的液壓阻尼器是利用液體在阻尼器的活塞或者活塞拉桿中的小孔中流過時所產(chǎn)生的阻力來達(dá)到減緩沖擊的效果;這些傳統(tǒng)的阻尼器雖然能夠達(dá)到阻尼的目的,但卻將振動能量白白地丟掉了,實為可惜,本發(fā)明的阻尼器就是將這部分丟掉的能量回收起來加以利用;如圖1所示:它的集能方式的工作原理是這樣的:振動通過拉桿(10)帶動活塞(1)上下運(yùn)動;當(dāng)活塞(1)向下b端行使時,此時下端b的排液閥(14)被沖開,進(jìn)液閥(11)關(guān)閉,b內(nèi)的高壓液通過排液閥(14)進(jìn)入儲能室(3);與此同時,a中的進(jìn)油閥(12)被沖開,a中的液體及時得到補(bǔ)充,因為a中的排液閥(13)是自動關(guān)閉著,于是儲能室(3)中的高壓液不能回流到a室;當(dāng)活塞(1)被壓入向a端運(yùn)行時,此時高壓缸內(nèi)的閥門工作情況剛好相反,即:b的排液閥(14)自動關(guān)閉,進(jìn)液閥(11)被沖開,b內(nèi)的液體得到及時補(bǔ)充,同時,a內(nèi)進(jìn)液閥(12)自動關(guān)閉,出液閥(13)被沖開,a室中的高壓油進(jìn)入高壓液室(3)內(nèi),高壓液室(3)內(nèi)的高壓液通過排液口(8)向外輸出高壓液,同時從回液口(7)回流補(bǔ)充低壓液室(2)的液體;于是,無論活塞(1)是被壓入還是拉出,阻尼器均可輸出高壓液,從排液口(8)輸出的高壓液帶動設(shè)備工作釋放能量后,便通過回液口(7)流入低壓液室(2),如此周而復(fù)始。同理,如果將液體換成氣體,其工作原理也是一樣的,但是由于氣體單位體積較大,因而,在實際應(yīng)用當(dāng)中,氣體阻尼器的體積會相對較大一些;從排液口(8)輸出的高壓液體或者氣體可以用作輔助驅(qū)動車輛自身的一部分能量,也可以通過液壓馬達(dá)或者風(fēng)馬達(dá)帶動相應(yīng)功率的發(fā)電機(jī)工作而輸出電能,從而達(dá)到回收振動能量的目的。
本發(fā)明將對傳統(tǒng)的阻尼器進(jìn)行改進(jìn):如圖1、2所示:在阻尼器的缸體(4)外面再加一層外殼(5),在原缸體上設(shè)置4個單向閥,其中:兩個進(jìn)液閥(11)、(12),兩個排液閥(13)、(14),又將缸體(4)與外殼(5)之間用兩塊金屬擋板(6)將將缸體(4)與外殼(5)所形成的空間分成兩個空間室,其中一個空間室為高壓液體緩沖室(3),另一個空間室為低壓液體存液室(2),又在外殼(5)上面開兩個口子:一個是高壓排液口(8),一個是低壓回液口(7),這樣如圖1所示:振動通過拉桿(10)帶動活塞(1)上下運(yùn)動;當(dāng)活塞(1)向下b端行使時,此時下端b的排液閥(14)被沖開,進(jìn)液閥(11)關(guān)閉,b內(nèi)的高壓液通過排液閥(14)進(jìn)入儲能室(3);與此同時,a中的進(jìn)油閥(12)被沖開,a中的液體及時得到補(bǔ)充,因為a中的排液閥(13)是自動關(guān)閉著,于是儲能罐(3)中的高壓液不能回流到a室;當(dāng)活塞(1)被壓入向a端運(yùn)行時,此時高壓缸內(nèi)的閥門工作情況剛好相反,即:b的排液閥(14)自動關(guān)閉,進(jìn)液閥(11)被沖開,b內(nèi)的液體得到及時補(bǔ)充,同時,a內(nèi)進(jìn)液閥(12)自動關(guān)閉,出液閥(13)被沖開,a室中的高壓油進(jìn)入高壓液室(3)內(nèi),高壓液室(3)內(nèi)的高壓液通過排液口(8)向外輸出高壓液,同時從回液口(7)回流補(bǔ)充低壓液室(2)的液體;于是,無論活塞(1)是被壓入還是拉出,阻尼器均可輸出高壓液,從排液口(8)輸出的高壓液帶動設(shè)備工作釋放能量后,便通過回液口(7)流入低壓液室(2),如此周而復(fù)始;同時,本發(fā)明的新一代集能式阻尼器還設(shè)置了根據(jù)交通工具行駛的不同路況和不同的載重量進(jìn)行阻尼度最佳狀態(tài)調(diào)整的阻尼調(diào)節(jié)旋鈕(31)。
本發(fā)明:新一代集能式阻尼器還可以將低壓液室(2)、高壓液室(3)改成管子,但這會影響外觀和使用壽命,因為阻尼器往往工作在比較惡劣的環(huán)境。
本發(fā)明:新一代集能式阻尼器可以單獨(dú)用于各種鋼板彈簧的車輛。
本發(fā)明:新一代集能式阻尼器還可以根據(jù)本發(fā)明的原理變形單獨(dú)使用到建筑物、橋梁等各種場合的能量回收。、
本發(fā)明:新一代集能式阻尼器與減震彈簧配套使用就成了集能式中小型彈簧減震器,廣泛用于液壓傳動自行車和電動車以及摩托車和微小型汽車等交通工具的振動能量回收。
四:附圖說明:
圖1是集能式阻尼器的剖視圖。
圖2是集能式阻尼器的橫切圖。
圖3是帶減震彈簧的集能式阻尼器,即集能式與彈簧一體化設(shè)計的減震器。
圖4是與空氣彈簧一體化設(shè)計的高度可調(diào)式集能式阻尼減震器。
圖5是帶星形變速的液壓馬達(dá)帶動的發(fā)電機(jī)。
其中:阻尼器活塞(1),低壓液體存液室(2),高壓儲能室(3),缸體(4),外殼(5),金屬擋板(6),低壓回液口(7),高壓液排液口(8),外接能量轉(zhuǎn)換設(shè)備吻合平臺(9),活塞拉桿(10),單向進(jìn)液閥(11)、(12),單向排液閥(13)、(14),與車輛連接頭(15),彈簧彈力調(diào)節(jié)定位螺母(16),減震彈簧(17),防塵外罩(18),減震彈簧底座(19),空氣彈簧阻氣活塞(20),空氣彈簧缸體(21),調(diào)節(jié)空氣彈簧高度的調(diào)節(jié)空氣出入口(22),空氣彈簧的壓縮空氣室(23),與高壓液體輸出口(8)對接的液壓馬達(dá)高壓液進(jìn)口(25),與低壓回液口(7)對接的液壓馬達(dá)低壓出口(24),液壓馬達(dá)(26),液壓馬達(dá)動力輸出軸(27),固定螺栓孔(28),星型變速箱(29),發(fā)電機(jī)(30),阻尼度調(diào)節(jié)旋鈕(31)
五:具體實施方案
1:新一代集能式阻尼器;如圖1、圖2所示,振動通過拉桿(10)帶動活塞(1)上下運(yùn)動;當(dāng)活塞(1)向下b端行使時,此時下端b的排液閥(14)被沖開,進(jìn)液閥(11)關(guān)閉,b內(nèi)的高壓液通過排液閥(14)進(jìn)入儲能室(3);與此同時,a中的進(jìn)油閥(12)被沖開,a中的液體及時得到補(bǔ)充,因為a中的排液閥(13)是自動關(guān)閉著,于是儲能罐(3)中的高壓液不能回流到a室;當(dāng)活塞(1)被壓入向a端運(yùn)行時,此時高壓缸內(nèi)的閥門工作情況剛好相反,即:b的排液閥(14)自動關(guān)閉,進(jìn)液閥(11)被沖開,b內(nèi)的液體得到及時補(bǔ)充,同時,a內(nèi)進(jìn)液閥(12)自動關(guān)閉,出液閥(13)被沖開,a室中的高壓油進(jìn)入高壓液室(3)內(nèi),高壓液室(3)內(nèi)的高壓液通過排液口(8)向外輸出高壓液,同時從回液口(7)回流補(bǔ)充低壓液室(2)的液體;于是,無論活塞(1)是被壓入還是拉出,阻尼器均可輸出高壓液;從排液口(8)輸出的高壓液帶動設(shè)備工作釋放能量后,便通過回液口(7)流入低壓液室(2),如此周而復(fù)始,構(gòu)成了一個完全集能式阻尼器,同時還在高壓液體輸出口(8)上面設(shè)置了根據(jù)交通工具行駛的不同路況和不同的載重量進(jìn)行阻尼度最佳狀態(tài)調(diào)整的阻尼調(diào)節(jié)旋鈕(31);這種:新一代集能式阻尼器可單獨(dú)布使用在一些鋼板彈簧的交通工具上面,還可以使用在一些一些特殊場合:如高層建筑物的阻尼、橋梁的阻尼等這樣,既達(dá)到了阻尼的目的卻又回收了振動時所產(chǎn)生的能量,可謂一舉兩得一箭雙雕。
2:本發(fā)明新一代集能式阻尼器與:彈簧的彈力調(diào)節(jié)定位螺母(16),減震彈簧(17),防塵外罩(18),減震彈簧底座(19),配合一體化設(shè)計,就變成了集能式阻尼減震器,如圖3所示,廣泛用于自行車的照明和信號以及液壓傳動自行車的輔助驅(qū)動、電動車以及摩托車和輕型汽車和其它振動場合的能量回收。
3:本發(fā)明的集能式阻尼器與:空氣彈簧阻氣活塞(20),空氣彈簧缸體(21),調(diào)節(jié)空氣彈簧高度的調(diào)節(jié)空氣出入口(22),空氣彈簧的壓縮空氣室(23)一體化設(shè)計,從而本發(fā)明的集能式阻尼器變成了高度可調(diào)節(jié)式空氣彈簧集能式減震阻尼器,即液壓集能式高度可調(diào)節(jié)、阻尼度可調(diào)節(jié)的空氣彈簧阻尼減震器,如圖4所示,這樣的減震器再配上傾角傳感器用于現(xiàn)代微電腦控制汽車的平衡和減震,達(dá)到超級減震的目的,同時微電腦利用重量傳感器探測到交通工具自身和載重量情況、路況等因素信息來控制阻尼器旋鈕(31)進(jìn)行阻尼度最佳狀態(tài)調(diào)節(jié)。
4:本發(fā)明的:“新一代集能式阻尼器”與與之配套的相應(yīng)功率的帶星形變速的液壓馬達(dá)發(fā)電機(jī)配合,如圖5所示:其中包括液壓馬達(dá)高壓液出口(24),液壓馬達(dá)高壓液進(jìn)口(25),液壓馬達(dá)(26),液壓馬達(dá)動力輸出軸(27),固定螺栓孔(28),星型變速箱(29),發(fā)電機(jī)(30),用螺栓將兩者吻合成一體,可以直接將振動能量轉(zhuǎn)換為電能,對于現(xiàn)行保有量的機(jī)械傳動驅(qū)動的交通工具完全可以取代原機(jī)械發(fā)電機(jī)而直接給汽車伺服電路供電和蓄電池充電以達(dá)到節(jié)能目的;對于電驅(qū)動交通工具,則可以直接用于驅(qū)動自身的能量的補(bǔ)充。