行之知识产权综合服务平台

技术领域

本实用新型涉及汽车的悬架系统，尤其涉及减震器。

背景技术

汽车悬架是汽车中弹性的连接车架与车轴的装置。它一般由吸震弹簧、导 向机构、减震器等部件构成，主要任务是缓和由不平路面传给车架的冲击，以 提高乘车的舒适性。

在经过不平路面时，吸震弹簧用于过滤路面的震动，但吸震弹簧自身还会 有往复运动，而与吸震弹簧并联安装的减震器主要就是用来抑制弹簧吸震后反 弹时的震荡及来自路面的冲击。为衰减震动，汽车悬架系统中采用减震器多是 液力活塞开怀减震器，其工作原理是当车架（或车身）和车轴间震动而出现相 对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器腔内的油液便反复地从一个腔经 过不同的孔隙流入另一个腔内。

在通常情况下，这些震动能量无法得到及时的转换或储藏而被浪费掉。随 着汽车使用的普及，被浪费掉的能量也越来越多。

目前市场上的悬架系统还是停留在简单的缓冲吸振功能上，并没有给出很 好的机械能转化为其他能量的技术解决问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种汽车的减震发电结构，该结 构能够把汽车震动的机械能转化为电能并存储起来，不仅达到减震的目的，同 时可以提高能量的利用率，具有节能的效果。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种汽车的减震发电结构，所述汽车的车轴与车架之间并联吸震弹簧和减 震器，其特征在于：

在车架上电绝缘安装压电晶体发电块，压电晶体发电块由压电晶体片和弹 性金属片粘合而成，压电晶体片和弹性金属片之间电导通，

吸震弹簧两端分别安装在车轴和压电晶体发电块，

减震器的活塞杆安装在车轴上，减震器筒体底部安装在压电晶体发电块 上，

吸震弹簧和压电晶体发电块之间、减震器和压电晶体发电块之间电绝缘安 装，

压电晶体发电块的输出电路通过整流器串联两个超级电容，两个超级电容 上分别并联一个常开开关。

有一类晶体、当对它挤压或拉伸时，它的两端就会产生不同的电荷。这种 效应被称为压电效应。能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。

本装置将减震器、吸震弹簧与压电晶体相结合，目的是将机械能转化为电 能再利用。汽车震动中会产生较大的冲击力，冲击力产生的震动被减震器和吸 震弹簧吸收同时伴有机械能的产生。此时，由于减震器筒体底部、吸震弹簧一 端分别与压电晶体发电块连接，减震器和吸震弹簧的震动将会被压电晶体发电 块吸收，压电晶体受到挤压后将会产生压电效应，伴有电荷产生。将压电晶体 与电容相连接，使压电晶体产生的电荷量以电能形式储存起来，而后可用作其 他装置或机构的能量源，实现节能的目的。

上述减震发电结构中，减震器本身的作用不受影响，又由于减震器具有缓 冲吸振的作用，可以避免压电晶体由于受到重压而遭到破坏。

压电晶体发电块中的压电晶体在受压或受拉过程中产生的是交流电，因此 需要通过整流器将交流电转化为直流电再储存起来。

储能装置是两个窜联的超级电容，超级电容将来自压电晶体受挤压产生的 电能以化学能的形式储存起来，并以电能的形式应用于其他装置或机构。

进一步的，压电晶体片可以是单晶压电晶体片、多晶压电晶体片或者半导 体压电晶体片。优选为为矩形的压电陶瓷片，一片压电晶体片可以与一片或两 片弹性金属片粘合为压电晶体发电块，粘合时，压电晶体片底面和/或顶面与 弹性金属片粘合。

再进一步，为达到较好的压电发电效果，弹性金属片与压电晶体片的厚度 比为1：1。

再进一步，为提高压电晶体的发电效率，压电晶体片数量为2～3片，相 邻两压电晶体片之间配置一片弹性金属片。

再进一步，整流器为二极管整流器，晶闸管整流器或电感整流器。

本实用新型的有益效果在于：

1、在减震的同时将震动产生的机械能转化为电能，并通过储能装置储存 电量，实现能量的充分利用，达到了节能的目的；

2、压电晶体发电块能够吸收部分震动，也能达到减震的效果，进一步降 低了汽车在行驶中的震动感，提高了乘坐的舒适度；

3、结构比较简单，利于推广运用。

附图说明

图1为本实用新型的装置安装示意图

图2为电路连接示意图

图3、图4、图5为三种压电晶体发电块结构示意图

图1～3中：1为车轴，2为车架，3为吸震弹簧，4为减震器，5为压电晶 体发电块，501为压电晶体片，502为弹性金属片，6为整流器，7为超级电容， 8为常开开关。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，在车架2上固定压电晶体发电块5，压电晶体发电块5由压 电晶体片501和弹性金属片502粘合而成、与车架2之间绝缘安装，压电晶体 片501和弹性金属片502之间电导通，吸震弹簧3两端分别安装在车轴1和压 电晶体发电块5上，减震器4的活塞杆安装在车轴1上，减震器4筒体底部安 装在压电晶体发电块5上。吸震弹簧3和压电晶体发电块5之间、减震器4和 压电晶体发电块5之间电绝缘安装。

如图2所示，压电晶体发电块5的输出电路通过整流器6串联两个超级电 容7，两个超级电容7上分别并联一个常开开关8。其中，整流器6为二极管 整流器。

如图3、图所示，压电晶体片501为矩形的压电陶瓷片，其底面和/或顶面 与弹性金属片502粘合。弹性金属片502与压电晶体片501的厚度比为1：1。

如图5所示，所述压电晶体片501数量为2片，相邻两压电晶体片501之 间配置一片弹性金属片502。

当车轴1受到外力作用时，车轴1将会产生震动，减震器4吸收来自车轴 1的震动，吸震弹簧3压缩或拉伸使得压电晶体片501受到挤压作用而产生压 电效应，产生正负电荷分别聚集在正负极板上，此时可以将压电晶等效为一个 放电的电容器。当电荷聚集到一定量时，压电晶体产生的电荷量以电流的形式 通过导线将电能输送给储能装置。

弹性金属片502对压电晶体片501起到支撑及导电作用，因此整个压电晶 体发电块5必须与车架2之间绝缘安装。

在电流输送的过程中，电流首先通过二极管整流器，然后传递给超级电容 7，超级电容7便处于充电状态，电能储存于超级电容7中。

采用两个超级电容7串联的储能结构，一方面，在其中一个超级电容7的 储电量达到饱和状态时，压电晶体产生的电能还可以通过另一个超级电容7储 存；另一方面，当其中一个超级电容7损坏或出现其他状况时，可以按下对应 的常开开关8，短接超级电容7以保证整个电路的正常运行。除此之外，由于 超级电容7的额定电压较小，串联可以起到分压保护电路的作用。

二极管整流器的作用除了整流之外，还可以防止超级电容的电流回流放 电。

常开开关8的作用可分为两点。一是在其中一个超级电容7损坏时保证电 路的正常运行，二是当有超级电容7储电量达到饱和状态时，可以先将该饱合 的超级电容7短接，这样可以在不影响储能装置工作的情况下进行超级电容7 的更换，以保证储能过程的持续进行，换下的超级电容7可用作其他装置的电 流源。