本發(fā)明屬于汽車節(jié)能技術(shù)及新型懸架領(lǐng)域，主要涉及汽車懸架振動能量回收系統(tǒng)。
技術(shù)背景
懸架是汽車車架(或承載式車身)與車橋之(車輪)間的一切傳力連接裝置的總稱?，F(xiàn)在汽車上常用的被動懸架，其彈簧剛度和減振器的阻尼系數(shù)不可調(diào)，不能隨外部實際路面起伏狀況變化而隨時發(fā)生改變，只能實現(xiàn)對某種特定工況下的路面輸入有良好的適應(yīng)能力，因被動懸架的減振效果有限，且大部分振動能量都動過減振器以熱能的形式耗散掉。
饋能懸架的提出實現(xiàn)了對汽車振動方向能量的回收再利用。饋能懸架是指利用能量回收裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的減振器，將路面不平引起的的汽車懸架振動產(chǎn)生的能量加以回收利用的新型懸架系統(tǒng)。目前，饋能懸架按照轉(zhuǎn)化能量的類型主要可分為動能式、液力式和電磁式。動能式多采用慣性飛輪，在大客車上應(yīng)用較多；液力式多將懸架振動轉(zhuǎn)化為液壓勢能，盡管比能量較高，但液壓元器件高昂的制造成本限制了其應(yīng)用推廣；電磁式饋能懸架形式多樣，但普遍存在能量回收效率不高，可靠性差等問題，因此目前市場化的工程應(yīng)用較少。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的主要目的是解決傳統(tǒng)型機械式饋能懸架存在的問題，提出一種結(jié)構(gòu)簡單，阻尼和剛度自動調(diào)節(jié)，高效率回收振動能量的新型饋能懸架。該發(fā)明可提高懸架系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)能力，改善汽車行駛平順性。
本發(fā)明設(shè)計一種氣壓式饋能懸架系統(tǒng)，該系統(tǒng)所使用的裝置包括螺母偏心安裝的滾珠絲杠機構(gòu)、氣壓缸、蓄能器、儲氣筒等。所述螺母偏心安裝的滾珠絲杠機構(gòu)可以將車身的垂直振動轉(zhuǎn)化為偏心螺母的旋轉(zhuǎn)運動，所述的偏心螺母相當(dāng)于凸輪機構(gòu)，利用復(fù)位彈簧與氣缸活塞桿保持接觸，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為實現(xiàn)氣缸活塞壓縮氣體的往復(fù)運動。利用該機構(gòu)，實現(xiàn)了將車輛通過凹凸起伏路面時產(chǎn)生的垂向振動能量到氣壓能的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)化形成的氣壓能通過蓄能器，存儲在汽車儲氣筒中，用于制動。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點
1、所述氣壓式饋能懸架系統(tǒng)，利用氣體介質(zhì)進行能量回收再利用，具有更優(yōu)的附加剛度阻尼特性。隨路面狀況不同，本系統(tǒng)可實現(xiàn)阻尼和剛度的自動調(diào)節(jié)，提高懸架系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，改善汽車行駛平順性。
2、所述螺母偏心安裝的滾珠絲杠機構(gòu)不僅起到了換向的作用，還具有增速的作用，提高振動能量回收效率。
3、所述氣壓式饋能懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，氣缸橫置占用空間小，安裝簡單方便，便于維護。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖。
1-光孔2-氣壓缸3-蓄能器4-車身5-儲氣筒6-活塞7-絲杠8-輪胎等效彈簧9-車架10-懸架等效彈簧11-推力軸承12-螺母13-推力軸承14-吊環(huán)15-復(fù)位彈簧
具體實施方式：
下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明進行詳細說明
圖1所述的新型氣壓式饋能懸架系統(tǒng)原理圖，主要包括滾珠絲杠機構(gòu)、氣壓缸(2)、蓄能器(3)、儲氣筒(5)等構(gòu)成的車用饋能懸架。所述滾珠絲杠機構(gòu)由絲杠(7)和偏心安裝的螺母(12)組成。滾珠絲杠機構(gòu)中的絲杠(7)與車架(9)焊接固定，螺母(12)通過推力軸承(11)和(12)與車身(4)螺栓連接固定。復(fù)位彈簧(15)一端通過焊接在車身(4)上的吊環(huán)(14)固定在車身(4)上，另一端通過活塞(6)桿上的光孔(1)固定在活塞(6)上。氣壓缸(2)通過其殼體上安裝孔與車身(4)螺栓連接，蓄能器(3)和儲氣筒(5)分別通過其殼體上的安裝孔與車身(4)螺栓連接。
由于路面的凹凸不平或復(fù)雜的路況引起的車輛懸架振動，上述振動沿軸向作用在滾珠絲杠機構(gòu)的絲杠(9)上，使得絲杠(9)產(chǎn)生垂直方向的上下位移，帶動偏心螺母(1)產(chǎn)生在繞絲杠軸的旋轉(zhuǎn)運動。由于螺母的偏心安裝，與活塞桿和復(fù)位彈簧共同作用，實現(xiàn)氣缸活塞水平方向的往復(fù)運動；活塞(2)的往復(fù)運動壓縮氣缸(6)內(nèi)的氣體，利用缸體上單向閥將車輛壓縮的高壓氣體輸送給蓄能器。通過活塞壓縮產(chǎn)生的高壓氣體經(jīng)過蓄能器(5)的保壓，儲存在儲氣筒(4)中，用于車輛制動。此外，本發(fā)明可以通過對滾珠絲杠的絲杠(9)導(dǎo)程的設(shè)計，實現(xiàn)變速，大大提高能量回收的效率。即在滿足結(jié)構(gòu)強度的基礎(chǔ)上，絲杠(9)的導(dǎo)程越小，螺母(1)所轉(zhuǎn)的圈數(shù)就越多，帶動活塞(2)壓縮氣體產(chǎn)生的氣壓能亦越多，實現(xiàn)最大化的回收車輛振動能量。
上述工作過程中，車身振動能量可以通過本發(fā)明轉(zhuǎn)化為氣壓勢能，回收的氣壓能儲存在儲氣筒中，部分替代汽車制動所需的發(fā)動機功率分流，降低了發(fā)動機油耗。