專利名稱：車輛震動液壓發(fā)電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
(I)本專利涉及用活塞式液壓泵活塞桿下端與車輛的車橋(或車軸)鉸接連接，泵身與車架(或車身)鉸接連接，利用車輪和車橋(或車軸)在行駛中的上下頻繁地震動推、拉活塞式液壓泵內(nèi)的活塞環(huán)上下移動，使泵腔內(nèi)的容積頻繁地變化完成液壓泵的吸油和壓油過程，將車輛震動機械能轉(zhuǎn)變成液壓能。由液壓能推動液壓馬達旋轉(zhuǎn)，由液壓馬達直接或通過齒輪傳動帶動發(fā)電機發(fā)電，電能經(jīng)整流、蓄電向車輛上的電動機供電。本專利屬液壓能發(fā)電領(lǐng)域
背景技術(shù)：
(I)交通運輸車輛和農(nóng)業(yè)機械與日巨增，能源的消耗、尾氣的排放和環(huán)境的污染倍受國家和全世界的共同關(guān)注。作為節(jié)能環(huán)保的電動車輛將被廣泛的使用，但目前除風(fēng)力發(fā)電外發(fā)電仍然存在能源的消耗和環(huán)境的污染。同時電能的儲存、電網(wǎng)(充電站)的建設(shè)又制約了電動車輛的發(fā)展和使用。為解決此難題，本次申報〔車輛震動液壓發(fā)電裝置〕發(fā)明專利，該專利實施后電動車輛一次充電后，利用車輛在運動中未被利用的震動能進行發(fā)電、充電、供電實現(xiàn)在不增設(shè)電網(wǎng)(充電站)的現(xiàn)有條件下，實現(xiàn)電動車輛能長途行駛達到節(jié)能、減排、減少投資和降低營運成本的目的；(2)目前液壓理論和制造技術(shù)已成熟，本專利根據(jù)相關(guān)液壓傳動的基礎(chǔ)知識、液壓動力元件(單柱塞液壓泵)和液壓執(zhí)行元件(液壓馬達)的原理研制。原單柱塞液壓泵中的柱塞由機械轉(zhuǎn)動的偏心輪將柱塞上壓和用腔內(nèi)彈簧使柱塞復(fù)位的上下移動，使液壓泵腔內(nèi)容積不斷地變化，完成液壓泵的吸油和壓油過程將機械能轉(zhuǎn)變成液壓能，獲得液壓能消耗電能。本專利根據(jù)單柱塞液壓泵工作原理，將單柱塞液壓泵改為活塞式液壓泵，即將原柱塞改為活塞環(huán)和活塞桿，將活塞桿下端與車輛的車橋(或車軸)鉸接連接，泵身與車架(或車身)鉸接連接，利用車橋(或車軸)頻繁的上下震動推、拉液壓泵的活塞環(huán)上下移動，使液壓泵腔內(nèi)容積不斷地變化完成液壓泵的吸油和壓油過程，將機械震動能轉(zhuǎn)變成液體的壓力能，利用車輛震動機械能獲得液體的壓力能，不消耗電能(3)根據(jù)相關(guān)的液壓理論本專利設(shè)計了以下在車橋(或車軸)振幅較小的工況下仍能獲得較大的流量的設(shè)計方案①將活塞桿下端和車橋(或車軸)鉸接連接后，并將柱塞式液壓泵改為雙腔，車橋(或車軸)上、下震蕩均可輸出液壓能；②根據(jù)液壓的運動關(guān)系設(shè)計液壓泵擴幅裝置。(4)路面凸凹不平，車輛行駛在路面上車輪車橋(或車軸)上下震動是不可避免的 客觀事實。(5)根據(jù)公式P= AP. q
p—泵輸出液壓功率KWA P-泵的進出口壓差MPaq泵的實際流量L/min在設(shè)定泵的內(nèi)徑、活塞環(huán)的移動高度、出口壓力和振動頻率可計算泵的輸出功率，經(jīng)初步設(shè)定計算，車輛震動液壓發(fā)電裝置專利項目具有較大的研發(fā)價值。3發(fā)明專利內(nèi)容(I)、本專利涉及利用車輛在路面上行駛時，車輪上下震動，從而導(dǎo)致車橋(或車軸)相對車架(或車身)之間距離頻繁的增大和縮小。本專利用此特性，將泵的柱塞改為活塞環(huán)和活塞桿，活塞桿的下端和車橋(或車軸)鉸接連接，泵身與車架(或車身)鉸接連接，液壓泵與車上的懸掛彈性元件并聯(lián)。利用車橋(或車軸)頻繁的上下震動推、拉液壓泵的活塞環(huán)上下移動，使連接在車架(或車身)上的液壓泵腔內(nèi)容積頻繁地地增大和縮小，從而反復(fù)完成液壓泵的吸油和壓油過程，將機械震動能轉(zhuǎn)變成液體的壓力能(轉(zhuǎn)化不需消耗電能)。由液體的壓力能帶動液壓馬達(擬選葉片式馬達)轉(zhuǎn)動，由液壓馬達直接或經(jīng)齒輪傳動帶動發(fā)電機發(fā)電。經(jīng)整流、蓄電再由蓄電池供車上的發(fā)電機用電。(2)、本專利根據(jù)相關(guān)的液壓理論，設(shè)計了以下在車橋(或車軸)振幅較小的工況下仍能獲得較大的流量設(shè)計方案①將活塞桿下端和車橋(或車軸)鉸接連接，活塞式液壓泵設(shè)上下兩腔(a，b腔)，兩腔均分別設(shè)置進、排油閥。根據(jù)液壓泵的工作原理，車橋(或車軸)向上移動時，上腔(a腔)排油，下腔(b腔)吸油；車橋向下振動時，，下腔(b腔)排油；上腔(a腔)吸油。使液壓泵在車橋上、下震動時均可將機械震動能轉(zhuǎn)變成液體的壓力能。②將單柱塞液壓泵改為活塞式擴幅液壓泵，其泵設(shè)a、b、c三腔，泵體與車架(或車身)鉸接連接。泵中間腔(b腔)活塞環(huán)的面積小于a、c腔中活塞環(huán)面積，c腔中活塞桿下端和車橋(或車軸)鉸接連接。a、b的兩活塞環(huán)由同一活塞環(huán)桿連接。b、c腔兩活塞環(huán)間加一定量的密閉液壓油。在a腔內(nèi)活塞環(huán)上部設(shè)置回位彈簧，頂部設(shè)置進、排油閥。根據(jù)液壓傳動的運動關(guān)系，當(dāng)車橋(或車軸)上下震動時，a腔活塞環(huán)上升和下降的高度大于c腔內(nèi)腔活塞環(huán)的上升和下降的高度。該油泵可起到擴大振幅，實現(xiàn)車輛在路面好的工況下行駛?cè)钥色@得較大液體的壓力能。(3)、本專利按車輛獨立和非獨立懸掛裝置分類設(shè)置活塞式雙腔液壓泵和活塞式擴幅液壓泵發(fā)電裝置，實施中兩種活塞式液壓泵可互換、混用，已求達到最佳效果。泵的數(shù)量根據(jù)所需液體的壓能的需求對稱布置。各液壓泵的液壓油經(jīng)液壓管匯集于主油管，各油管的壓力由控制系統(tǒng)控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達轉(zhuǎn)動，由液壓馬達直接或經(jīng)齒輪傳動帶動設(shè)置在車輛上的發(fā)電機發(fā)電。電能經(jīng)整流、蓄電再由蓄電池向車設(shè)的發(fā)電機供電。(4)本發(fā)明專利的有益效果①電能是車輛的清清潔能源，電動車將部分取代目前的汽(柴)油車，但前提是投巨資建發(fā)電廠，完善供電電網(wǎng)(充電站)，同時電廠發(fā)電消耗能源造成環(huán)境污染。本發(fā)明專利在車輛上設(shè)置震動液壓發(fā)電裝置利用機械震動能進行發(fā)電，并經(jīng)整流，蓄電、向車上的電 動機供電，實施后電動車可一次充電后可長距離行駛其有益效果是減少電力建設(shè)的投資；節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。
②本發(fā)明專利在車輛上設(shè)置震動液壓發(fā)電裝置為電動車輛提供方便廉價的電能，解決電動車蓄電池蓄電量少，運行距離短，停車充電時間長的制約電動車發(fā)展的瓶頸駛問題。該專利實施后電動車一次充電后可長距離行駛，這將大大地降低車輛運行成本。電動車輛將較廣泛用于人們的交通工具，燃油車輛將相應(yīng)減少，這將起到減少能源消耗，節(jié)約能源，減少尾氣排放，減少環(huán)境污染的效果。③本專利車輛行駛在路面凸凹不平相差越大發(fā)電量也越大，除用于輕型人、貨車輛外，還可考慮用于農(nóng)用行駛機械給其提供部分用電。也可考慮用多臺液壓泵用于有軌電車發(fā)電后向電網(wǎng)送電。④同時可起到減震的作用。


圖一I是活塞式雙腔排油液壓泵車輛震動液壓發(fā)電裝置圖 I——車輪(為表示方便，將前、后輪放置在同一橫向位置)2——車橋(或車軸)3----鉸座(牢固固定于2上)4----活塞桿球頭5活塞桿6彈性元件(鋼板彈簧、螺旋彈簧…)7——車架(或車身) 8——鉸座(牢固固定于7上)9——鉸軸10活塞液壓泵身11——活塞環(huán)12——排油單向閥(上下腔各設(shè)置I只)13吸油單向閥(上、下腔各設(shè)置I只)A——單向閥(示意)大樣圖14----單向閥殼體 15單向閥彈簧16----單向閥閥芯 17----吸油管18油箱19排油管20---控制系統(tǒng)21---壓力控制線路22——液壓馬達23——發(fā)電機24――整流裝置25-----蓄電池26——車輛行駛電動機圖一2是活塞式擴幅液壓泵車輛震動液壓發(fā)電裝置圖I----車輪(為表不方便,將前、后輪放置在同一橫向位置)2——車橋(或車軸)3——鉸座(牢固固定于2上)4----活塞桿球頭5----活塞桿6彈性元件(螺旋彈簧…)7車架(或車身)8----鉸座(牢固固定于7上)、鉸軸 9----活塞環(huán)(C)10活塞環(huán)(b)11——活塞環(huán)(a)12排油單向閥(a腔設(shè)置I只)13—一吸油單向閥(a腔設(shè)置I只)14——活塞環(huán)連桿15回位彈簧16——通氣孔17——吸油管18油箱19排油管20---控制系統(tǒng)21---壓力控制線路
22——液壓馬達23——發(fā)電機24——整流裝置25-----蓄電池26——車輛行駛電動機圖——3是活塞式雙腔排油液壓泵和活塞式擴幅液壓泵的放大圖(a)圖是活塞式雙腔排油液壓泵(b)圖是活塞式擴幅液壓泵(a)圖中 4——活塞桿球頭5——活塞桿9——鉸軸10活塞式液壓泵泵身11——活塞環(huán)12——排油單向閥(上下腔各設(shè)置I只)13吸油單向閥(上、下腔各設(shè)置I只)(b)圖4——活塞桿球頭5——活塞桿8——鉸鉸軸9——活塞環(huán)(C)10活塞環(huán)(b)11——活塞環(huán)(a)12——排油單向閥(a腔設(shè)置I只)13——吸油單項閥(a腔設(shè)置I只)14——活塞環(huán)連桿15回位彈簧16——通氣孔
具體實施例方式I)、在電動機- 的帶動下，車輪-①在凸凹不平路面行駛，車橋(或車軸)一②隨車輪一①上下頻繁震動，鉸接連接在車橋(或車軸)一②上的活塞桿一⑤隨車橋(或車軸)一②頻繁地上下移動，鉸接固定在車架(或車身)⑦上的活塞式液壓泵體瞬間處于相對靜止狀態(tài)。當(dāng)活塞環(huán)一 向上移動時，a腔內(nèi)的容積由大變小，內(nèi)壓力升高，壓力油將吸油單向閥一 關(guān)閉并頂開排油單向閥一 壓力油進入排油管一 。此過程中b腔內(nèi)容積由小變大，內(nèi)壓力降低，b腔的排油單向閥一 關(guān)閉，在大氣的作用下使油箱一⑩中的油液經(jīng)吸油管一 ◎頂開吸油管單向閥一 而實現(xiàn)吸油.當(dāng)活塞環(huán)一 向下移動時a腔內(nèi)的容積由小變大，內(nèi)壓力降低，a腔的排油閥一◎關(guān)閉，在大氣的作用下使油箱一 中的油液經(jīng)吸油管一 頂開吸油管單向閥 而實現(xiàn)吸油。各排油管(A)和吸油管⑶按圖油路連接，各活塞式液壓泵的排油管和主油管一 壓力分別經(jīng)各控制管線一 @由控制系統(tǒng)一 進行控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達一 轉(zhuǎn)動，由馬達直接或經(jīng)齒輪傳動帶動設(shè)置在車輛上的發(fā)電機一 發(fā)電，電能經(jīng)整流裝置一 @、蓄電一 再由蓄電池向車上的發(fā)電機一 @供電。(2)在車橋(或車軸)一②震幅小的狀況下可采取圖-2中的活塞式擴幅液壓泵發(fā)電裝置。
將液壓泵設(shè)計為a、b、c三腔，泵身與車架(或車身)⑦鉸接連接。泵中間腔(b腔)活塞環(huán)⑩的面積小于a腔活塞環(huán)◎和c腔中活塞環(huán)一⑨面積，c腔中活塞桿一⑤下端和車橋(或車軸)一②鉸接連接。a、b腔內(nèi)的兩活塞環(huán)由同一活塞環(huán)桿一(0連接,b、c腔兩活塞環(huán)間加一定量的密閉液壓油。在a腔內(nèi)活塞環(huán)上部設(shè)置回位彈簧一( ，頂部設(shè)置吸油單向閥一 、排油排油單向閥一 。根據(jù)液壓傳動的運動關(guān)系，當(dāng)車橋(或車軸)上下震動時，a腔活塞環(huán) 上升和下降的高度大于c腔內(nèi)腔活塞環(huán)⑨的上升和下降的高度。該油泵可起到擴大振幅，實現(xiàn)車輛在路面較好的工況上行駛?cè)钥色@得較大液體的壓力能。此工況僅有a腔工作，a腔中活塞環(huán)一O是由活塞環(huán)-⑨和活塞環(huán)一⑩之間的液壓油推動活塞環(huán)一⑩、◎兩活塞環(huán)同時向上，由彈簧一 復(fù)位。除此之外圖-2的其余實施同于圖-I。(3)、圖——3的實施同圖I和圖——2相關(guān)內(nèi)容(4)根據(jù)相關(guān)液壓理論按圖-1，圖_2，圖-3試制活塞式液壓泵并測定各相關(guān)參數(shù)，選定液壓馬達，發(fā)電機等設(shè)備，設(shè)計合理的油、電路購置各設(shè)備、各零備件及相關(guān)材料，安裝及調(diào)試、試車改進,試運行。
權(quán)利要求
1.一種車輛震動液壓發(fā)電裝置，在車輛上設(shè)置液壓泵、液壓管線、壓力控制系統(tǒng)、液壓馬達、發(fā)電機、整流、蓄電裝置其特征在于活塞式液壓泵的活塞桿⑤與車橋(或車軸)②鉸接連接，泵身與車架(或車身)⑦鉸接連接，各活塞式液壓泵的排油管和主油管 的壓力分別經(jīng)各控制管線 由控制系統(tǒng)@進行控制，主油管中的液壓油推動液壓馬達 轉(zhuǎn)動，由液壓馬達直接或經(jīng)齒輪傳動帶動設(shè)置在車輛上的發(fā)電機 發(fā)電，電能經(jīng)整流裝置 、蓄電池 ，并向發(fā)電機 供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種車輛震動液壓發(fā)電裝置，在車輛上設(shè)置液壓泵、液壓管線、壓力控制系統(tǒng)、液壓馬達、發(fā)電機、整流、蓄電裝置其特征在于在活塞式雙腔排油液壓泵中設(shè)有活塞桿⑤、塞環(huán)P、排油單向閥 、(上下腔各設(shè)置I只)、吸油單向閥◎(上、下腔各設(shè)置I只)和在活塞式擴幅液壓泵中設(shè)置有活塞桿⑤、活塞環(huán)(c)⑨、活塞環(huán)(b)⑩活塞環(huán)(a) ◎排油單向閥◎ (a腔設(shè)置I只)、吸油單向閥 (a腔設(shè)置I只)、活塞環(huán)連桿0、位彈簧<0O
全文摘要
本發(fā)明涉及利用一種車輛震動液壓發(fā)電裝置，在裝置中采用活塞式的液壓泵，包括活塞式雙腔排油液壓泵和活塞式擴幅液壓泵，用泵內(nèi)活塞桿的下端與車輛的車橋(或車軸)鉸接連接，泵身與車架(或車身)鉸接連接，每一車橋(或車軸)可安裝兩臺活塞式液壓泵。利用車輪和車橋(或車軸)在行駛中的上下頻繁震動的機械能推、拉活塞桿及塞環(huán)，使泵腔內(nèi)的容積頻繁地變化，完成液壓泵的吸油和壓油過程，將車輛震動機械能轉(zhuǎn)變成液壓能，各液壓泵的液壓油經(jīng)液壓管匯集于主油管，各管內(nèi)油的壓力由控制系統(tǒng)控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達旋轉(zhuǎn)并直接或通過齒輪傳動帶動發(fā)電機發(fā)電，電能經(jīng)整流向蓄電池充電，向電動機供電。
文檔編號B60K25/10GK102644568SQ20111004167
公開日2012年8月22日 申請日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者文仁信 申請人:文一博, 文仁信