專利名稱：車輛震動液壓發電裝置的制作方法
技術領域：
(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、拉活塞式液壓泵內的活塞環上下移動，使泵腔內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變成液壓能。由液壓能推動液壓馬達旋轉，由液壓馬達直接或通過齒輪傳動帶動發電機發電，電能經整流、蓄電向車輛上的電動機供電。本專利屬液壓能發電領域
背景技術：
(I)交通運輸車輛和農業機械與日巨增，能源的消耗、尾氣的排放和環境的污染倍受國家和全世界的共同關注。作為節能環保的電動車輛將被廣泛的使用，但目前除風力發電外發電仍然存在能源的消耗和環境的污染。同時電能的儲存、電網(充電站)的建設又制約了電動車輛的發展和使用。為解決此難題，本次申報〔車輛震動液壓發電裝置〕發明專利，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電、充電、供電實現在不增設電網(充電站)的現有條件下，實現電動車輛能長途行駛達到節能、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已成熟，本專利根據相關液壓傳動的基礎知識、液壓動力元件(單柱塞液壓泵)和液壓執行元件(液壓馬達)的原理研制。原單柱塞液壓泵中的柱塞由機械轉動的偏心輪將柱塞上壓和用腔內彈簧使柱塞復位的上下移動，使液壓泵腔內容積不斷地變化，完成液壓泵的吸油和壓油過程將機械能轉變成液壓能，獲得液壓能消耗電能。本專利根據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、拉液壓泵的活塞環上下移動，使液壓泵腔內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)根據相關的液壓理論本專利設計了以下在車橋(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根據液壓的運動關系設計液壓泵擴幅裝置。(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在設定泵的內徑、活塞環的移動高度、出口壓力和振動頻率可計算泵的輸出功率，經初步設定計算，車輛震動液壓發電裝置專利項目具有較大的研發價值。3發明專利內容(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。利用車橋(或車軸)頻繁的上下震動推、拉液壓泵的活塞環上下移動，使連接在車架(或車身)上的液壓泵腔內容積頻繁地地增大和縮小，從而反復完成液壓泵的吸油和壓油過程，將機械震動能轉變成液體的壓力能(轉化不需消耗電能)。由液體的壓力能帶動液壓馬達(擬選葉片式馬達)轉動，由液壓馬達直接或經齒輪傳動帶動發電機發電。經整流、蓄電再由蓄電池供車上的發電機用電。(2)、本專利根據相關的液壓理論，設計了以下在車橋(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，活塞式液壓泵設上下兩腔(a，b腔)，兩腔均分別設置進、排油閥。根據液壓泵的工作原理，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)活塞環的面積小于a、c腔中活塞環面積，c腔中活塞桿下端和車橋(或車軸)鉸接連接。a、b的兩活塞環由同一活塞環桿連接。b、c腔兩活塞環間加一定量的密閉液壓油。在a腔內活塞環上部設置回位彈簧，頂部設置進、排油閥。根據液壓傳動的運動關系，當車橋(或車軸)上下震動時，a腔活塞環上升和下降的高度大于c腔內腔活塞環的上升和下降的高度。該油泵可起到擴大振幅，實現車輛在路面好的工況下行駛仍可獲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置活塞式雙腔液壓泵和活塞式擴幅液壓泵發電裝置，實施中兩種活塞式液壓泵可互換、混用，已求達到最佳效果。泵的數量根據所需液體的壓能的需求對稱布置。各液壓泵的液壓油經液壓管匯集于主油管，各油管的壓力由控制系統控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達轉動，由液壓馬達直接或經齒輪傳動帶動設置在車輛上的發電機發電。電能經整流、蓄電再由蓄電池向車設的發電機供電。(4)本發明專利的有益效果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電廠，完善供電電網(充電站)，同時電廠發電消耗能源造成環境污染。本發明專利在車輛上設置震動液壓發電裝置利用機械震動能進行發電，并經整流，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的投資；節約能源，減少環境污染。
②本發明專利在車輛上設置震動液壓發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，燃油車輛將相應減少，這將起到減少能源消耗，節約能源，減少尾氣排放，減少環境污染的效果。③本專利車輛行駛在路面凸凹不平相差越大發電量也越大，除用于輕型人、貨車輛外，還可考慮用于農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電后向電網送電。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12——排油單向閥(上下腔各設置I只)13吸油單向閥(上、下腔各設置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21---壓力控制線路22——液壓馬達23——發電機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(C)10活塞環(b)11——活塞環(a)12排油單向閥(a腔設置I只)13—一吸油單向閥(a腔設置I只)14——活塞環連桿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21---壓力控制線路
22——液壓馬達23——發電機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12——排油單向閥(上下腔各設置I只)13吸油單向閥(上、下腔各設置I只)(b)圖4——活塞桿球頭5——活塞桿8——鉸鉸軸9——活塞環(C)10活塞環(b)11——活塞環(a)12——排油單向閥(a腔設置I只)13——吸油單項閥(a腔設置I只)14——活塞環連桿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。當活塞環一 向上移動時，a腔內的容積由大變小，內壓力升高，壓力油將吸油單向閥一 關閉并頂開排油單向閥一 壓力油進入排油管一 。此過程中b腔內容積由小變大，內壓力降低，b腔的排油單向閥一 關閉，在大氣的作用下使油箱一⑩中的油液經吸油管一 ◎頂開吸油管單向閥一 而實現吸油.當活塞環一 向下移動時a腔內的容積由小變大，內壓力降低，a腔的排油閥一◎關閉，在大氣的作用下使油箱一 中的油液經吸油管一 頂開吸油管單向閥 而實現吸油。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 壓力分別經各控制管線一 @由控制系統一 進行控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達一 轉動，由馬達直接或經齒輪傳動帶動設置在車輛上的發電機一 發電，電能經整流裝置一 @、蓄電一 再由蓄電池向車上的發電機一 @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電裝置。
將液壓泵設計為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⑩的面積小于a腔活塞環◎和c腔中活塞環一⑨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腔內的兩活塞環由同一活塞環桿一(0連接,b、c腔兩活塞環間加一定量的密閉液壓油。在a腔內活塞環上部設置回位彈簧一( ，頂部設置吸油單向閥一 、排油排油單向閥一 。根據液壓傳動的運動關系，當車橋(或車軸)上下震動時，a腔活塞環 上升和下降的高度大于c腔內腔活塞環⑨的上升和下降的高度。該油泵可起到擴大振幅，實現車輛在路面較好的工況上行駛仍可獲得較大液體的壓力能。此工況僅有a腔工作，a腔中活塞環一O是由活塞環-⑨和活塞環一⑩之間的液壓油推動活塞環一⑩、◎兩活塞環同時向上，由彈簧一 復位。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相關內容(4)根據相關液壓理論按圖-1，圖_2，圖-3試制活塞式液壓泵并測定各相關參數，選定液壓馬達，發電機等設備，設計合理的油、電路購置各設備、各零備件及相關材料，安裝及調試、試車改進,試運行。
權利要求
1.一種車輛震動液壓發電裝置，在車輛上設置液壓泵、液壓管線、壓力控制系統、液壓馬達、發電機、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 的壓力分別經各控制管線 由控制系統@進行控制，主油管中的液壓油推動液壓馬達 轉動，由液壓馬達直接或經齒輪傳動帶動設置在車輛上的發電機 發電，電能經整流裝置 、蓄電池 ，并向發電機 供電。
2.根據權利要求I所述一種車輛震動液壓發電裝置，在車輛上設置液壓泵、液壓管線、壓力控制系統、液壓馬達、發電機、整流、蓄電裝置其特征在于在活塞式雙腔排油液壓泵中設有活塞桿⑤、塞環P、排油單向閥 、(上下腔各設置I只)、吸油單向閥◎(上、下腔各設置I只)和在活塞式擴幅液壓泵中設置有活塞桿⑤、活塞環(c)⑨、活塞環(b)⑩活塞環(a) ◎排油單向閥◎ (a腔設置I只)、吸油單向閥 (a腔設置I只)、活塞環連桿0、位彈簧<0O
全文摘要
本發明涉及利用一種車輛震動液壓發電裝置，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，使泵腔內的容積頻繁地變化，完成液壓泵的吸油和壓油過程，將車輛震動機械能轉變成液壓能，各液壓泵的液壓油經液壓管匯集于主油管，各管內油的壓力由控制系統控制。主油管中的液壓油推動一臺液壓馬達旋轉并直接或通過齒輪傳動帶動發電機發電，電能經整流向蓄電池充電，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 優先權日2011年2月21日
發明者文仁信 申請人:文一博, 文仁信