一种可回收汽车振动能量的减振器发电装置及其控制方式的制作方法

本发明涉及一种减振器发电装置及其控制方法，特别是涉及一种可回收汽车振动能量的减振器发电装置及其控制方式。

背景技术：

乘用车在行驶时，车身上下颠簸振动的动能会通过筒式减振器的活塞变为油液的压力能及动能，油液具备的能量促使其与单向阀节流摩擦生热，最后通过减振器的筒壁耗散到空气中。目前，节省能源成为汽车设计的重要任务，回收车身的振动能量可以降低汽车的油耗。

现有技术中已有不少回收车身振动能量进行发电的技术方案，其中包括了由减振器导出压力油，再通过液压马达进行发电的方式，也有采用减振器自身部件上下运动，直接由齿轮齿条将直线运动转换为圆周运动进而驱动发电机发电的方式。由于回收车身振动能量发电的不稳定性，因此需要结合蓄电池荷电状态控制对蓄电池的充电。现有技术方案中普遍采用的控制方式是切断或连接发电机与蓄电池间的联系来达到控制充电的目的，这使得发电机始终处于工作状态，会引起发电机轴承过早磨损，并且由于减振器本身油压的导出，影响了减振器效能。

技术实现要素：

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种可回收汽车振动能量的减振器发电装置，随时切换减振器工作状态，达到发电机间断工作，维持减振器效能。本发明的另一个目的是提供一种可回收汽车振动能量的减振器发电装置的控制方式。

本发明的技术方案是这样的：一种可回收汽车振动能量的减振器发电装置，包括减振器、叶轮腔室、发电机、整流装置和控制器mcu，所述减振器包括缸体、阀座和活塞杆，所述叶轮腔室设有叶轮、上接口和下接口，所述缸体的上腔室通过上液流总管与所述叶轮腔室的上接口连通，所述缸体的下腔室通过下液流总管与所述叶轮腔室的下接口连通，所述叶轮腔室流经液体时所述叶轮转动，所述叶轮的转轴与所述发电机的输入轴连接，所述发电机输出端与整流装置电连接，所述阀座的底面设有紧贴的挡圈，所述挡圈由步进电机驱动旋转，所述阀座上设有压缩阀和伸张阀，所述挡圈上与所述压缩阀和伸张阀相应位置设有通孔，所述叶轮腔室的上接口和下接口之间设有旁通回路支管，所述上液流总管的出口处设有旁通阀开关，所述旁通阀开关控制所述上液流总管与所述叶轮腔室的上接口连通或者所述上液流总管与所述旁通回路支管连通，所述控制器mcu控制所述步进电机、所述旁通阀开关和所述整流装置工作。

进一步的，包括蓄电池，所述蓄电池与所述控制器mcu连接并向所述控制器mcu发送电压信号。

进一步的，所述阀座的底面设有挡圈光敏传感器，所述挡圈上与所述挡圈光敏传感器的相应位置设有光敏控制孔，所述挡圈光敏传感器与所述控制器mcu电连接。

进一步的，所述旁通回路支管设有用于检测旁通阀开关状态的开关光敏传感器，所述开关光敏传感器与所述控制器mcu电连接并向所述控制器mcu发送旁通阀开关状态信号。

一种可回收汽车振动能量的减振器发电装置的控制方式，所述控制方式基于可回收汽车振动能量的减振器发电装置运行，所述控制器mcu接收所述蓄电池发送的电压信号，当所述电压信号小于充电电压时，所述控制器mcu控制步进电机动作使所述挡圈的所述通孔转离所述压缩阀和伸张阀，所述控制器mcu控制所述旁通阀开关使所述上液流总管与所述叶轮腔室的上接口连通；当所述电压信号大于等于所述充电电压时，所述控制器mcu控制所述步进电机动作使所述挡圈的所述通孔与所述压缩阀和伸张阀位置相对应，所述控制器mcu控制所述旁通阀开关使所述上液流总管与所述旁通回路支管连通。

进一步的，所述控制器mcu接收所述蓄电池发送的所述电压信号，当所述电压信号小于所述充电电压时，所述控制器mcu由所述挡圈光敏传感器的信号判断所述挡圈的所述通孔与所述压缩阀和伸张阀位置是否对应并控制所述步进电机动作使所述挡圈的所述通孔转离所述压缩阀和伸张阀，所述控制器mcu由所述开关光敏传感器的信号判断所述旁通阀开关的位置并控制所述旁通阀开关使所述上液流总管与所述叶轮腔室的上接口连通；当所述电压信号大于等于所述充电电压时，所述控制器mcu由所述挡圈光敏传感器的信号判断所述挡圈的所述通孔与所述压缩阀和伸张阀位置是否对应并控制所述步进电机动作使所述挡圈的所述通孔与所述压缩阀和伸张阀位置相对应，所述控制器mcu由所述开关光敏传感器的信号判断所述旁通阀开关的位置并控制所述旁通阀开关使所述上液流总管与所述旁通回路支管连通。

本发明所提供的技术方案的优点在于，通过旁通回路支管的导通与截止，以及挡圈的转动使阀座上的压缩阀和伸张阀导通或截止，达到使发电机间断工作的目的，防止发电机轴承过早磨损。同时，在需要发电机工作时，能将油压施加于叶轮，避免能量在压缩阀或伸张阀上摩擦耗散，而不需要发电机工作时，也可保证减振器维持良好的减振作用。

附图说明

图1为可回收汽车振动能量的减振器发电装置结构示意图。

图2为挡圈处于发电位置示意图。

图3为挡圈处于不发电位置示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

请结合图1至图3所示，本发明实施例涉及的可回收汽车振动能量的减振器发电装置，包括上吊环1a，下吊环1b，油封2，缸体3，活塞杆4，压缩阀5，阀座6，伸张阀7，挡圈8，通孔8a，光敏控制孔8b，挡圈光敏传感器9，步进电机10，上液流总管11，开关光敏传感器12，旁通阀开关13，三通14，叶轮腔室15，发电机16，蓄电池17，整流装置18，控制器mcu19，叶轮20，旁通回路支管21，下液流总管22。

上述各部件装配关系如图1所示。上吊环1a的上端与车身连接，上吊环1a的下端与活塞杆4刚性连接。活塞杆4装配在减振器缸体3上端的导向孔中，活塞杆4与减振器缸体3上端通过油封2密封。活塞杆4的下端装配有阀座6，缸体3的内部由阀座6分隔为上腔室和下腔室。阀座6中设有压缩阀5及伸张阀7，压缩阀5及伸张阀7以阀座6底面的中心对称布置。压缩阀5由下腔室向上腔室单向导通，伸张阀7由上腔室向下腔室单向导通。阀座6下端装配有挡圈8并与其紧贴，挡圈8上沿中心位置对称布置有两个通孔8a，两个通孔8a的位置分别与压缩阀5及伸张阀7的位置相对应。阀座6的底面还设有挡圈光敏传感器9，挡圈光敏传感器9位于压缩阀5及伸张阀7中间的对称轴线上。挡圈光敏传感器9与挡圈8中心点距离大于通孔8a距挡圈8中心点最大距离，使得挡圈8转动时，挡圈光敏传感器9不会通过两个通孔8a透出。挡圈8上对称设有一对光敏控制孔8b，通孔8a的中心与压缩阀5中心及伸张阀7中心位置重合时，挡圈光敏传感器9通过其中一个光敏控制孔8b透出。

步进电机10的定子安装在阀座6上，步进电机10的转轴与挡圈8刚性连接，控制器mcu19发送命令给步进电机10后，步进电机10可驱动挡圈8旋转90°进而由挡圈8挡住压缩阀5和伸张阀7，或者由挡圈8上的通孔8a导通阀座6上的压缩阀5和伸张阀7。减振器缸体3的上腔室与上液流总管11左端连通，减振器缸体3的下腔室与下液流总管22左端连通，上液流总管11的右端、旁通回路支管21的上端通过三通14连接于叶轮腔室15的上接口，下液流总管22的右端，旁通回路支管21的下端通过三通连接于叶轮腔室15的下接口。三通14内安装了一个旁通阀开关13及开关光敏传感器12。旁通阀开关13可在控制器mcu19的控制下使上液流总管11与叶轮腔室15导通或者使上液流总管11与旁通回路支管21导通，相应的另一通路呈截止的二选一状态。这种状态能被开关光敏传感器12检测到。叶轮腔室15中安装有叶轮20，叶轮20的转轴与发电机16的输入轴刚性连接，发电机16与整流装置18电连接，整流装置18与蓄电池17电连接。控制器mcu19接收开关光敏传感器12的信号和蓄电池17的电压信号，控制器mcu19给步进电机10，旁通阀开关13及整流装置18发送命令。减振器缸体3与阀座6及挡圈8组成的上下腔室，上液流总管11，三通14，旁通回路支管21，叶轮腔室15及下液流总管22中都充满液压油。

请结合图2和图3所示，可回收汽车振动能量的减振器发电装置的控制方式如下：

当控制器mcu19检测到蓄电池17的电压＜充电电压，例如为13.5v，控制器mcu19通过挡圈光敏传感器9检测伸张阀7和压缩阀5是否被挡圈8挡住。当挡圈光敏传感器9与挡圈8上的光敏控制孔8b位置不对应，即挡圈光敏传感器9不能通过光敏控制孔8b透出时，认为挡圈8已挡住伸张阀7和压缩阀5，伸张阀7和压缩阀5无法导通，步进电机10不工作；当挡圈光敏传感器9与挡圈8上的任意一个光敏控制孔8b位置对应，即挡圈光敏传感器9通过任意一个光敏控制孔8b透出时，两个通孔8a的位置分别与压缩阀5及伸张阀7的位置相对应，压缩阀5及伸张阀7处于导通状态，步进电机10带动挡圈8任意旋转90°，使压缩阀5及伸张阀7处于不导通状态。控制器mcu19再通过开关光敏传感器12检测旁通阀开关13的位置。若旁通阀开关13挡住旁通回路支管21，则旁通阀开关13不工作。若旁通阀开关13没有挡住旁通回路支管21，则旁通阀开关13逆时针旋转90°，保持叶轮腔室15导通而旁通回路支管21截止。在车身向上颠簸时，上吊环1a拉动活塞杆4及阀座6向上运动。减振器缸体3中上腔室的油液经过上液流总管11进入叶轮腔室15，油液的压力能及动能转化为叶轮20的旋转机械能，旋转机械能通过发电机16发电，发出的电能又通过整流装置18变换为直流电由蓄电池17保存，液压油由叶轮腔室15流入下液流总管22，然后再流入减振器缸体3的下腔室中；在车身向下颠簸时，上吊环1a压缩活塞杆4及阀座6向下运动。减振器缸体3的下腔室的油液经过下液流总管22进入叶轮腔室15，油液的压力能及动能转化为叶轮20的旋转机械能，旋转机械能通过发电机16发电，发出的电能又通过整流装置18变换为直流电由蓄电池17保存。液压油由叶轮腔室15经过三通14流入上液流总管11，然后再进入减振器缸体3的上腔室中。

当控制器mcu19检测到蓄电池17的电压≥充电电压，例如为13.5v时，蓄电池17无需充电，如图3所示。控制器mcu19通过挡圈光敏传感器9检测伸张阀7和压缩阀5是否被挡圈8挡住。当挡圈光敏传感器9与挡圈8上的光敏控制孔8b位置不对应，即挡圈光敏传感器9不能通过光敏控制孔8b透出时，控制器mcu19控制步进电机10带动挡圈8任意旋转90°，直至挡圈光敏传感器9通过任意一个光敏控制孔8b透出。此时两个通孔8a的位置分别与压缩阀5及伸张阀7的位置相对应，压缩阀5及伸张阀7处于导通状态；当挡圈光敏传感器9与任意一个光敏控制孔8b位置对应，即挡圈光敏传感器9通过任意一个光敏控制孔8b透出时，两个通孔8a的位置分别与压缩阀5及伸张阀7的位置相对应，压缩阀5及伸张阀7处于导通状态，步进电机10不工作。控制器mcu19再通过开关光敏传感器12检测旁通阀开关13的位置，驱动旁通阀开关13打开旁通回路支管21，截止叶轮腔室15。减振筒缸体3的上下腔室的油液可通过伸张阀7或压缩阀5导通。当车身向上颠簸时，上吊环1a拉动活塞杆4及阀座6向上运动。减振筒缸体3的上腔室油液经过伸张阀7和挡圈8的通孔8a流入减振器缸体3的下腔室，然后流入下液流总管22，经过旁通回路支管21，三通14，流入上液流总管11，最后回到减振器缸体3的上腔室。油液的压力能及动能经由伸张阀7摩擦逐渐衰减变成热能，最后通过减振器的缸体3的壁面耗散到空气中。当车身向下颠簸时，上吊环1a压缩活塞杆4及阀座6向下运动。减振器缸体3的下腔室的油液经过挡圈8的通孔8a和压缩阀5流入减振器缸体3的上腔室，然后流入上液流总管11，经过三通14，旁通回路支管21，流入下液流总管22，最后回到减振器缸体3的下腔室。油液的压力能及动能经由压缩阀5摩擦逐渐衰减变成热能，最后通过减振器的缸体3的壁面耗散到空气中。