本發(fā)明屬于機(jī)械和電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有自供電功能的磁流變減振器。

背景技術(shù)：

隨著全球汽車(chē)產(chǎn)量不斷提高，汽車(chē)的普及率愈來(lái)愈高，汽車(chē)正成為人們必不可少的出行工具。但汽車(chē)的能量利用率還不能滿(mǎn)足人們的要求，大量的能量都在汽車(chē)行駛過(guò)程中浪費(fèi)掉了。其中，汽車(chē)振動(dòng)產(chǎn)生的能量主要是通過(guò)減振器阻尼轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎纳⒌娇諝庵?。針?duì)一輛典型的轎車(chē)在不同工況下行駛性能仿真并考察其懸架能耗情況，發(fā)現(xiàn)當(dāng)車(chē)輛在c級(jí)路面上以20m/s的速度行駛20s時(shí)，被動(dòng)懸架系統(tǒng)通過(guò)減振器耗散的能量為651kj，而主動(dòng)懸架用于主動(dòng)控制的能量為645kj，如果能將懸架系統(tǒng)耗散的能量進(jìn)行有效回收利用，可以用來(lái)給磁流變減振器等耗能部件供能，可大幅度減少主動(dòng)懸架的能量消耗。

汽車(chē)振動(dòng)能量回收問(wèn)題已經(jīng)引起了一些學(xué)者的注意，可以考慮的能量回收的方法也較多，如采用各種結(jié)構(gòu)形式的饋能減振器。中國(guó)專(zhuān)利(cn102797655a)公開(kāi)的一種汽車(chē)壓電減振器發(fā)電系統(tǒng)，利用減振器活塞桿上下運(yùn)動(dòng)將油液泵入高壓罐中形成油液的液壓能，利用油液的液壓能驅(qū)動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)使液壓缸中油液的壓強(qiáng)產(chǎn)生變化，利用油液的壓強(qiáng)變化形成準(zhǔn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)帶動(dòng)活塞對(duì)壓電疊堆產(chǎn)生準(zhǔn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的壓應(yīng)力，從而由壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并依次連接整流電橋和儲(chǔ)能器，完成壓電換能系統(tǒng)功能；該結(jié)構(gòu)理論上可以實(shí)現(xiàn)振器的能量回收，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能量多次轉(zhuǎn)化存在發(fā)電效率低的問(wèn)題。而類(lèi)似于中國(guó)專(zhuān)利(cn102926956a)的利用液壓儲(chǔ)能的方式進(jìn)行能量回收的相關(guān)方法，基本上是利用蓄能器儲(chǔ)存減振器內(nèi)的液壓能，當(dāng)達(dá)到一定的壓力要求后利用蓄能器內(nèi)的高壓液體帶動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，將液壓能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)能量回收利用；這些技術(shù)方案具有外加附件過(guò)多、占用空間較大的特點(diǎn)。

無(wú)論是上述專(zhuān)利還是現(xiàn)有的一些其它專(zhuān)利技術(shù)，都可以實(shí)現(xiàn)減振器的能量回收，但大都存在實(shí)際應(yīng)用中難于克服的問(wèn)題，例如發(fā)電效率太低、空間尺寸太大以及影響減振器原有減振器功能的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種自供電式磁流變減振器，該減振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量轉(zhuǎn)化效率高、工作穩(wěn)定、實(shí)用性強(qiáng)，而且其所用減振器與現(xiàn)有普通減振器外觀結(jié)構(gòu)無(wú)差異，部件更換成本低。

本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種自供電式磁流變減振器，包括發(fā)電室a、減振室b以及活塞桿，所述發(fā)電室a通過(guò)發(fā)電室殼體焊接在減振室b的缸體上端，所述活塞桿豎直置于發(fā)電室a及減振室b內(nèi)，且活塞桿螺桿部分與發(fā)電室a內(nèi)螺母相接觸摩擦，活塞桿光桿部分與減振室b上端的密封件相接觸摩擦，所述密封件與缸體之間靜密封、緊固連接，且密封件中間開(kāi)孔，使得活塞桿光桿部分可以穿過(guò)密封件伸入減振室b內(nèi)；活塞桿螺桿部分與螺母之間形成滾珠滑道，用于放置滾珠，且塞桿螺桿部分、滾珠和螺母組成滾珠絲杠，所述滾珠絲杠將活塞桿螺桿部分的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽傅男D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

所述螺母外周過(guò)盈連接轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由永磁體和轉(zhuǎn)子磁軛組成，所述轉(zhuǎn)子外周為定子鐵芯，定子鐵芯上饒有定子繞組，所述定子鐵芯與發(fā)電室殼體內(nèi)壁緊固連接，發(fā)電室殼體的內(nèi)壁上固定有限位件；所述螺母兩端存在凸臺(tái)，凸臺(tái)外圓周分別與第一軸承、第二軸承內(nèi)徑過(guò)渡配合，所述第一軸承內(nèi)圈由螺母定位，外圈由限位件定位，第二軸承內(nèi)圈由螺母定位，外圈由發(fā)電室殼體頂端的端蓋定位；

所述活塞桿光桿部分底端緊固連接活塞，活塞上纏繞電磁線(xiàn)圈，所述活塞將缸體分成上液腔和下液腔，且活塞與缸體之間留有阻尼通道，所述下液腔中設(shè)有浮動(dòng)活塞，浮動(dòng)活塞與缸體之間滑動(dòng)密封，浮動(dòng)活塞將下液腔底端分隔出補(bǔ)償氣室；

所述活塞桿與活塞內(nèi)均開(kāi)有通孔，由電磁線(xiàn)圈引出導(dǎo)線(xiàn)，發(fā)電室殼體靠近端蓋處開(kāi)有導(dǎo)線(xiàn)出口；

所述發(fā)電室殼體頂端由端蓋密封，端蓋與活塞桿相接觸的部位設(shè)有防塵圈。

上述方案中，所述活塞桿螺桿部分與活塞桿光桿部分的直徑可以不同，所述下液腔、阻尼通道與上液腔內(nèi)填充磁流變液，所述端蓋與限位件內(nèi)凸起可以對(duì)定子鐵芯軸向限位。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1)本發(fā)明將減振器活塞桿上端加工成螺桿，并與滾珠、螺母組成滾珠絲杠，把滾珠絲杠的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，在不影響減振器原有減震性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)能量回收。

2)本發(fā)明將轉(zhuǎn)子固連在螺母上，轉(zhuǎn)子隨螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定子與轉(zhuǎn)子的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電室與減振室的結(jié)合使得整體結(jié)構(gòu)較小，便于減振器在車(chē)上的布置安裝。

附圖說(shuō)明

圖1為自供電式磁流變減振器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為自供電式磁流變減振器發(fā)電室a橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-活塞桿螺桿部分，2-端蓋，3-滾珠，4-螺母，5-永磁體，6-定子繞組，7-第一軸承，8-限位件，9-發(fā)電室殼體，10-密封件，11-活塞桿光桿部分，12-活塞，13-電磁線(xiàn)圈，14-缸體，15-浮動(dòng)活塞，16-補(bǔ)償氣室，17-下液腔，18-阻尼通道，19-上液腔，20-轉(zhuǎn)子磁軛，21-定子鐵芯，22-導(dǎo)線(xiàn)出口，23-第二軸承，24-防塵圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式進(jìn)一步闡述本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于本發(fā)明但不用于限制本發(fā)明的范圍。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中使用的詞語(yǔ)“前“、”“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附圖中表示的方向。

如圖1、2所示的一種自供電式磁流變減振器，該減振器包括發(fā)電室a、減振室b以及活塞桿，發(fā)電室a通過(guò)發(fā)電室殼體9焊接在減振室b的缸體14上端，活塞桿豎直置于發(fā)電室a及減振室b內(nèi)，且活塞桿螺桿部分1與發(fā)電室a內(nèi)螺母4相接觸摩擦，活塞桿光桿部分11與減振室b上端的密封件10相接觸摩擦、滑動(dòng)密封，密封件10與缸體14之間靜密封、緊固連接，且密封件10中間開(kāi)孔，使得活塞桿光桿部分11可以穿過(guò)密封件10伸入減振室b內(nèi)；活塞桿螺桿部分1與螺母4之間形成滾珠滑道，用于放置滾珠3，且塞桿螺桿部分1、滾珠3和螺母4組成滾珠絲杠；滾珠絲杠將活塞桿螺桿部分1的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁菽?的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

螺母4外周過(guò)盈連接轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由永磁體5和轉(zhuǎn)子磁軛20組成，永磁體5安裝轉(zhuǎn)子磁軛20上，在轉(zhuǎn)子外周為定子鐵芯21，定子鐵芯21上饒有定子繞組6構(gòu)成定子，定子與轉(zhuǎn)子組成直驅(qū)式發(fā)電機(jī)，轉(zhuǎn)子隨螺母4相對(duì)定子做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；定子鐵芯21與發(fā)電室殼體9內(nèi)壁緊固連接，發(fā)電室殼體9的內(nèi)壁上固定有限位件8；螺母4兩端存在凸臺(tái)，凸臺(tái)外圓周分別與第一軸承7、第二軸承23內(nèi)徑過(guò)渡配合，第一軸承7內(nèi)圈由螺母4定位，外圈由限位件8定位，第二軸承23內(nèi)圈由螺母4定位，外圈由發(fā)電室殼體9頂端的端蓋2定位；螺母4通過(guò)兩軸承限位，使螺母4只能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而不能沿活塞桿螺桿部分1軸向運(yùn)動(dòng)；發(fā)電室殼體9頂端由端蓋2密封，端蓋2與活塞桿相接觸的部位設(shè)有防塵圈24，端蓋2與限位件8內(nèi)凸起可以對(duì)定子鐵芯21軸向限位，且不會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生干擾。

活塞桿光桿部分11底端緊固連接活塞12，活塞12凹槽內(nèi)纏繞電磁線(xiàn)圈13，活塞12將缸體14分成上液腔19和下液腔17，且活塞12與缸體14之間留有阻尼通道18，下液腔17中設(shè)有浮動(dòng)活塞15，浮動(dòng)活塞15與缸體14之間滑動(dòng)密封，浮動(dòng)活塞15將下液腔17底端分隔出補(bǔ)償氣室16；下液腔17、阻尼通道18與上液腔19內(nèi)填充磁流變液，活塞桿與活塞12內(nèi)均開(kāi)有通孔，由電磁線(xiàn)圈13引出導(dǎo)線(xiàn)，發(fā)電室殼體9靠近端蓋2處開(kāi)有導(dǎo)線(xiàn)出口22，導(dǎo)線(xiàn)由導(dǎo)線(xiàn)出口22伸出，外接處理電路，處理后存入車(chē)載電源。

活塞桿螺桿部分1與活塞桿光桿部分11的直徑可以不同。

當(dāng)磁流變減振器工作時(shí)，活塞桿螺桿部分1(活塞桿光桿部分11)與活塞12在外力的作用下上下運(yùn)動(dòng)，磁流變液在壓力作用下通過(guò)阻尼通道產(chǎn)生阻尼力，阻尼力大小可通過(guò)調(diào)節(jié)電磁線(xiàn)圈13內(nèi)的電流大小來(lái)控制，因活塞桿光桿部分11與活塞12上下運(yùn)動(dòng)會(huì)使上液腔19、下液腔17體積變化不同，浮動(dòng)活塞15上下滑動(dòng)改變補(bǔ)償氣室16的體積與內(nèi)部壓強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)體積補(bǔ)償，消除減振器因此產(chǎn)生的空行程現(xiàn)象。同時(shí)，發(fā)電室a內(nèi)的滾珠絲杠結(jié)構(gòu)(活塞桿螺桿部分1、滾珠3及螺母4組成)將活塞桿上半部1的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槁菽?與轉(zhuǎn)子磁軛20固定連接，所以轉(zhuǎn)子(由永磁體5和轉(zhuǎn)子磁軛20組成)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子與定子(定子繞組6與定子鐵芯21組成)組成內(nèi)轉(zhuǎn)子直驅(qū)發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子繞組6切割磁感線(xiàn)發(fā)電，經(jīng)過(guò)外部處理電路處理后電量被存儲(chǔ)到車(chē)載儲(chǔ)能電池內(nèi)，再由車(chē)載儲(chǔ)能電池供應(yīng)磁流變減振器工作時(shí)所需要的電能，實(shí)現(xiàn)磁流變減振器的能量回收與自供電功能。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了實(shí)例性描述，顯然本發(fā)明并不受上述方式限制，只要采取本發(fā)明方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其他場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。