1.本发明属于车辆馈能悬架领域，具体涉及一种曲柄连杆式馈能减振器。
背景技术：2.馈能减振器是一种安装在车辆悬架之中的减振器械，安装了馈能减振器的车辆悬架即为馈能悬架，悬架是支撑车身和车轮的关键元件，其性能优劣对车辆的平顺性和操控稳定性等有很大影响。传统的悬架主要以阻尼耗能的方式实现减振，即通过安装在减振器中的阻尼将车辆的垂向振动的机械能转化为油液的热能。再以热交换的方式传递给周围环境。显然，这种能量耗散方式不利于车辆的燃油经济性。此外，油液温度的升高会对悬架带来等一些负面影响，如改变油液粘度，加速密封元件老化等例。针对上述问题，国内外学者正在研究和开发兼顾隔振和能量回收的馈能式悬架系统，即用一套能量回收系统替代阻尼减振器将原本被耗散的能量加以回收利用。除了有利于汽车节能减排，通过控制馈能悬架系统的回收功率调节还能够有效实现悬架的主动和半主动控制，因而近年来馈能式悬架系统的研究已成为车辆工程领域热点之—。
3.馈能悬架根据其采用的馈能减振器种类，可以分为直线式馈能减振器、旋转式馈能减振器以及其他类型的馈能减振器，因为较高的馈能效率，目前应用和研究较多的是旋转式馈能减振器。现有的旋转式馈能减振器主要通过齿轮齿条机构，滚珠丝杠机构，液压传动机构等，将悬架的直线振动转化为电机的旋转运动，从而发电。但是，现有旋转式馈能减振器的减振效能还有一定的提升空间，且加工过程比较繁琐，结构磨损较高。
技术实现要素：4.本发明的目的在于提出一种曲柄连杆式馈能减振器。
5.实现本发明目的的技术解决方案为：一种曲柄连杆式馈能减振器，包括第一铰链、连杆、第二铰链、曲柄、飞轮、转轴、内缸体、外缸体、电机、联轴器、蜗杆和齿轮，其中连杆通过第一铰链连接在外缸体底部，连杆另一端通过第二铰链与曲柄相连，曲柄固定在转轴上，转轴上装配一个飞轮，转轴同轴连接蜗杆，蜗杆再与齿轮啮合，齿轮通过联轴器与电机相连，电机底座固定于内缸体底端。
6.进一步的，还包括一对装配环，分别位于内缸体和外缸体两端。
7.进一步的，转轴和第一铰链在同一水平线。
8.进一步的，设内缸体与外缸体之间的拉伸最大值与压缩最小值之间的距离为s，连杆的长度为l，曲柄的长度为r，λ＝r/l，则s＝2r且λ≤0.5。
9.一种车辆悬架，设置所述的曲柄连杆式馈能减振器，其上端与簧载质量相连，下端与非簧载质量相连。
10.本发明与现有技术相比，其显著优点在于：1)曲柄连杆结构运动副基本为面接触的低副，磨损轻，寿命长，且几何形状简单便于加工，易于得到较高精度的元件。2)转变旋转运动方向的蜗杆结构传动平稳，振动冲击和噪音都很小，适合应用于车辆悬架。
附图说明
11.图1为曲柄连杆式馈能减振器主视图。
12.图2为曲柄连杆式馈能减振器俯视图。
13.图3为蜗杆传动结构示意图。
14.图4为曲柄连杆式馈能减振器的安装示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
16.结合图1，一种曲柄连杆式馈能减振器，包括铰链1和铰链3，连杆2，曲柄4，飞轮5，转轴6，内缸体7，外缸体8，一对装配环9，电机10，蜗杆12，齿轮13，联轴器11。连杆2通过铰链1连接在外缸体8底部，连杆2另一端通过铰链3与曲柄4相连，曲柄4固定在转轴6上，以此结构将直线运动转化为旋转运动，转轴6上装配一个飞轮5，以提供曲柄连杆装置足够的惯量。
17.结合图2与图3，转轴6同轴连接蜗杆结构中的蜗杆12，蜗杆12再与齿轮13啮合，以此结构改变旋转运动的方向，齿轮13通过联轴器11与电机10相连，以此达到馈能的功能，电机10底座固定于内缸体7底端。此外，一对装配环9分别位于内缸体7和外缸体8两端，用作馈能减振器与悬架结构相连的机构。
18.作为一种优选实施方式，设内缸体7与外缸体8之间的拉伸最大值与压缩最小值之间的距离为s，连杆2的长度为l，曲柄4的长λ≤0.5度为r，设λ＝r/l，则s＝2r且。
19.结合图4，安装本发明的1/4车辆悬架模型，悬架主弹簧15上端与簧载质量17相连，主弹簧15下端与非簧载质量18相连，馈能减振器16上端与簧载质量17相连，馈能减振器16下端与非簧载质量18相连，模拟弹簧19为模拟轮胎等效弹簧刚度。
20.综上所述，本发明可以等效为一个惯容器和一个阻尼器并联的形式，所以具有一定的减振功能。本发明在馈能减振器中首创使用曲柄连杆式的传动结构将往复直线运动转化为旋转运动，并以此实现馈能。相比于齿轮齿条传动方式，运动副基本为面接触的低副，磨损轻，寿命长，且几何形状简单便于加工，易于得到较高精度的元件。本发明转变旋转运动方向的蜗杆结构传动平稳，振动冲击和噪音都很小，适合应用于车辆悬架。
技术特征：1.一种曲柄连杆式馈能减振器，其特征在于，包括第一铰链(1)、连杆(2)、第二铰链(3)、曲柄(4)、飞轮(5)、转轴(6)、内缸体(7)、外缸体(8)、电机(10)、联轴器(11)、蜗杆(12)和齿轮(13)，其中连杆(2)通过第一铰链(1)连接在外缸体(8)底部，连杆(2)另一端通过第二铰链(3)与曲柄(4)相连，曲柄(4)固定在转轴(6)上，转轴(6)上装配一个飞轮(5)，转轴(6)同轴连接蜗杆(12)，蜗杆(12)再与齿轮(13)啮合，齿轮(13)通过联轴器(11)与电机(10)相连，电机(10)底座固定于内缸体(7)底端。2.根据权利要求1所述的曲柄连杆式馈能减振器，其特征在于，还包括一对装配环(9)，分别位于内缸体(7)和外缸体(8)两端。3.根据权利要求1所述的曲柄连杆式馈能减振器，其特征在于，转轴(6)和第一铰链(1)在同一水平线。4.根据权利要求1所述的曲柄连杆式馈能减振器，其特征在于，设内缸体(7)与外缸体(8)之间的拉伸最大值与压缩最小值之间的距离为s，连杆(2)的长度为l，曲柄(4)的长度为r，λ＝r/l，则s＝2r且λ≤0.5。5.一种车辆悬架，其特征在于，设置权利要求1-4任一项所述的曲柄连杆式馈能减振器，其上端与簧载质量(17)相连，下端与非簧载质量(18)相连。
技术总结本发明公开了一种曲柄连杆式馈能减振器，包括第一铰链、连杆、第二铰链、曲柄、飞轮、转轴、内缸体、外缸体、电机、联轴器、蜗杆和齿轮，其中连杆通过第一铰链连接在外缸体底部，连杆另一端通过第二铰链与曲柄相连，曲柄固定在转轴上，转轴上装配一个飞轮，转轴同轴连接蜗杆，蜗杆再与齿轮啮合，齿轮通过联轴器与电机相连，电机底座固定于内缸体底端。本发明磨损轻，寿命长，且几何形状简单便于加工，易于得到较高精度的元件，适合应用于车辆悬架。适合应用于车辆悬架。适合应用于车辆悬架。
技术研发人员：胡义晗 陈志强
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2022.04.22
技术公布日：2022/7/5
