液电馈能减振器电控整流阀制造技术

本发明专利技术是液电馈能减振器电控整流阀，包括液压缸，整流阀，活塞上下腔压力传感器，控制单元和导线组成。其工作原理是：液压缸将振动产生的能量转化为液压能，并通过液流在系统中传递，控制单元通过比较活塞上、下腔压力传感器采集的压力信号，判断整流阀前端液体流向，通过电磁阀对整流阀阀芯位置进行控制，对减振器缸筒中流出的液体进行整流，整流后的液流可以驱动液压马达朝一个方向进行工作，带动发电机进行发电，实现振动转化为电能能量进行回收。该电控整流阀为液电馈能式减振器专门设计，通过控制算法实现整流，避免液流换向时对阀芯的过度冲击，延长阀体使用寿命，同时，对阀芯换向时机精确控制，充分利用液压能，将振动能量进行回收。

【技术实现步骤摘要】
液电馈能减振器电控整流阀
本专利技术涉及阀，特别是一种用于能量回收和阻尼力调节的液电馈能减振器电控整流阀。
技术介绍
车辆在行驶的过程中由于路面的颠簸以及在车辆加速、减速、转向的过程中，簧上质量和簧下质量都会产生相对振动，减振器用于为悬架提供阻尼力，将振动产生的能量转换成为其他的能量耗散掉，以实现对振动的衰减。这部分振动的能量如果可以进行回收，对减少车辆的能耗有着积极的意义。众所周知，传统减振器是在路面激励的作用下，做往复直线运动，减振器的活塞推动减振器内的液压油运动，通过液压油与减振器内阻尼孔的作用，将动能通过摩擦转化成内能进行耗散。发电机的工作特点是通过转子绕定子进行圆周运动，将机械能转化成为动能。减振器能量回收，所要解决的重要问题，就是实现往复直线运动与圆周运动直接的转化。现有专利技术提出了一些对其运动进行转化的机构，但均存在一些问题：如中国专利ZL02203432.3描述的是一套曲柄连杆机构，将车轮的上下振动转变成电机的旋转运动。中国专利ZL200620090847.4描述的是用电机和齿轮齿条机构取代减振器，用连杆机构将电动/发电机固定在簧载质量上，齿条直接连接在非簧载质量上，齿条与电机/发电机的转子相连。齿轮与齿条啮合后，电动/发电机及齿轮齿条机构整体构成馈能悬架的馈能元件。这两项技术均为汽车产生一个往复振动，该装置值拾取约一半的能量，因为有一半的时间用于装置的部件复位，能量回收效率低，而且上述两项技术的装置体积和质量都比较大，安装时有难度。如中国专利1626370A描述的是采用滚珠丝杆机构，将簧上质量和簧下质量之间的直线运动转变成电机转子的转动。电机与滚珠丝杆机构组成馈能元件，将回收的能量输送给充电电路及电池。车辆行驶过程中，馈能减振器随路面不平作伸张和压缩运动，滚珠螺母沿轴向作上下平动，带动滚珠螺杆和电机转子作正反转动，电机根据控制指令工作于电动或者制动状态，从而主动缓冲和衰减由路面不平引起的、并由车轮传导至车身的冲击和振动，并回收能量。齿轮齿条式或滚珠丝杆式等用机械装置将直线运动转变为转动的能量回收系统的缺点是受传动系内部间隙的影响，系统对高频信号的频响函数不为零。如滚珠丝杆式在低频范围内且地面激励幅度大时，其能量回收效率和悬架特性较好；而当系统频率较高时，其悬架特性还不如被动悬架，也无法回收能量，导致系统整体效率较低。中国专利CN101749353A描述的是使用单向阀整流桥的“机-电-液”一体化液电馈能机构，将簧上质量和簧下质量之间的直线运动转化为液体的流动，然后通过四个单向阀组成的整流桥，对液体的流向进行整流，通过蓄能器的使用稳定液流流速，再使液流通过液压马达，驱动发电机进行发电。液压马达和发电机组成馈能元件，将回收的能量输送给充电电路和电池。该方案可以使得发电机处在一个较高的效率下进行发电，具有较高的馈能效率，但是由于机械单向阀的开闭完全依靠液体的压力来控制，在活塞换向的时候对对阀体造成较大的冲击，从而影响单向阀的使用寿命，除此之外，由于该方案使用四个单向阀组成了整流桥，一旦某个单向阀出现故障，则无法保证减振器的正常工作，而且很难进行故障判断和排除。以上将振动能量进行回收和反馈的装置当中，中国专利CN101749353A描述的描述的液电馈能减振器，以液压油为传递介质，很好的实现了直线运动和圆周运动的转化，避免了电机随着系统振动不断改变旋转方向和反复电机旋转有0->加速->减速->电机转速0的循环而造成的大量的“惯量损失”，能够延长发电机寿命，且使得发电机有更长的时间处于发电状态，有着很高的馈能效率。但是其整流桥由四个机械单向阀组成，在活塞换向的临界点上十分容易因为冲击过大而失效；整流桥由四个单向阀组成，任意一个单向阀的失效都会造成系统无法正常工作，而且各单向阀失效的概率相同，不易进行检修和更换；除此之外，机械单向阀需要靠压力推开弹簧，势必会造成一定液压能量的损失。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种液电馈能减振器电控整流阀，该阀可以实现对减振器液体流向的精确控制，保证其液体流向能够驱动能量回收系统的液压马达稳定工作。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：主要由减振器缸筒、整流阀、电磁阀、电磁阀控制单元和压力传感器组成。其中减振器缸筒具有内缸筒和外缸筒，并与整流阀有各自联通的导流孔，内缸筒中置于活塞，该活塞下端与外缸筒导通；所述减振器缸筒和整流阀通过缸筒上端法兰与整流阀下端法兰相连；电磁阀通过螺栓与整流阀上端相连；电磁阀控制单元通过导线分别与压力传感器和电磁阀相连；压力传感器有两个，其中上腔压力传感器装在所述活塞的上端，下腔压力传感器装在所述外缸筒的下端。所述减振器缸筒可以由内缸筒和外缸筒组成，且内外缸筒通过螺纹与下端盖连接并密封。所述整流阀可以由阀座、阀芯）、电磁阀和限位弹簧组成，其中：阀座具有圆柱形的内腔室和四个围绕内腔相互之间由隔板隔开的外腔室组成；阀芯安装于阀座的内腔内，并通过限位孔保证其位置；电磁阀安装于阀座的顶部，其活动铁心穿过整流阀的顶端与阀芯相连接；限位弹簧装于阀芯的限位轴上，用于连接限位轴和阀座下端。所述四个外腔室中的两个相临的腔室分别有导流孔，它们与减振器缸筒的内腔和外腔相通；另两个外腔室不与减振器缸筒相通，但具有与外部液压回路相通的导流孔，外腔室与内腔室有导流孔相通。所述外腔室与内腔室之间的导流孔遵从一定的几何关系，以保证阀芯处于不同工况下实现整流；将导流孔分别记为i1、i2、o1、o2、u1、u2、u3、d1和d2；所述一定的几何关系是指通过位于不同工况的阀芯，能够实现两组不同导流孔的导通和封闭，以实现整理阀的整流。即，i1和d2孔的中心轴在同一平面，i2和u2孔的中心轴在同一平面，o2和u3孔的中心轴在同一平面，o1和d1孔的中心轴在同一平面，各中心轴在同一平面的导流孔可以通过阀芯的作用同时导通或关闭。所述阀芯可以为阶梯状轴，其分为凸起、凹槽和限位轴，其上下移动时，实现了对不同工况下油路的导流；阀芯内有垂直于阀芯端面且上下导通的流道，保证整流阀上下压力平衡；其凸起的尺寸保证阀芯与阀座的密封，能够关闭中心轴在同一平面的导流孔，但不影响其相邻平面上的导流孔导通；凹槽的尺寸保证单次只能导通限位轴位于同一平面的导流孔。本专利技术与现有技术相比具有以下主要优点：其一，能依靠电磁阀对液体流向进行精确控制，阀芯依靠电磁铁主动进行切换，避免了液体在冲击机械单向阀时的能量损失。其二，阀芯运动方向与液流方向相垂直，避免了高压液体对阀芯驱动部分的冲击，减少了阀芯损坏的可能性。其三，整流阀组成简单，便于拆卸和维修。其四，可以依靠控制算法，控制整流阀切换的正时时间，实现对选择阻尼的控制。总之，本专利技术结构简单，便于检修，工作可靠；通过电磁阀的精确控制，可以实现对液体的整流，保证液电馈能减振器正常稳定的工作。附图说明图1是本专利技术液电馈能减振器电控整流阀的基本工作原理图。图2是本专利技术液电馈能减振器电控整流阀与减振器装配的结构示意图。图3是图2的A-A剖视图。图4是整流阀的左视图图5是图4的B-B剖视图。图6是本专利技术液电馈能减振器电控整流阀在压缩行程时的半剖视图，即工况一。图7是图6的C-C剖视图。图8是本专利技术液电馈能减振器电控整流阀在压缩行程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液电馈能减振器电控整流阀，其特征是主要由减振器缸筒（1）、整流阀（2）、电磁阀（12）、电磁阀控制单元（15）和压力传感器组成，其中：减振器缸筒（1）具有内缸筒和外缸筒，并与整流阀有各自联通的导流孔，内缸筒中置于活塞，该活塞下端与外缸筒导通；所述减振器缸筒和整流阀通过缸筒上端法兰与整流阀下端法兰相连；电磁阀（12）通过螺栓与整流阀（2）上端相连；电磁阀控制单元（15）通过导线分别与压力传感器和电磁阀相连；压力传感器有两个，其中上腔压力传感器（13）装在所述活塞的上端，下腔压力传感器装在所述外缸筒的下端。

【技术特征摘要】
1.一种液电馈能减振器电控整流阀，其特征是主要由减振器缸筒（1）、整流阀（2）、电磁阀（12）、电磁阀控制单元（15）和压力传感器组成，其中：减振器缸筒（1）具有内缸筒和外缸筒，并与整流阀有各自联通的导流孔，内缸筒中置于活塞，该活塞下端与外缸筒导通；所述减振器缸筒和整流阀通过缸筒上端法兰与整流阀下端法兰相连；电磁阀（12）通过螺栓与整流阀（2）上端相连；电磁阀控制单元（15）通过导线分别与压力传感器和电磁阀相连；压力传感器有两个，其中上腔压力传感器（13）装在所述活塞的上端，下腔压力传感器装在所述外缸筒的下端。2.根据权利要求1所述的液电馈能减振器电控整流阀，其特征在于所述减振器缸筒由内缸筒和外缸筒组成，且内外缸筒通过螺纹与下端盖（8）连接并密封。3.根据权利要求1所述的液电馈能减振器电控整流阀，其特征在于所述整流阀（2）由阀座（9）、阀芯（10）和限位弹簧组成，其中：阀座（9）具有一个圆柱形的内腔，和四个围绕内腔相互之间由隔板隔开的外腔；阀芯（10）安装于阀座的内腔内，并通过限位孔保证其位置；限位弹簧装于阀芯的限位轴上，用于连接限位轴和阀座下端。4.根据权利要求3所述的液...

【专利技术属性】
技术研发人员：周泉，方志刚，杨波，龚边，夏欢，王硕，车堃，储潘奇，张斌韬，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：