[发明专利]压电晶片式自供能液压阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于振动控制技术领域应用的减振器，具体涉及一种基于压电晶片发电并调节阻尼的液压减振器，简称压电晶片式自供能液压阻尼器。

背景技术

液压阻尼器在交通工具、机械设备等的振动控制领域已有广泛应用。早期的被动式液压阻尼器结构简单、成本低、技术较成熟，但因阻尼不可调，其减振效果及环境的适应性较差，不适于某些要求振动控制效果较好的场合，如汽车发动机及车架悬置、大型精密仪器设备减振等。因此，人们提出了主动式、半主动式可调液压阻尼器，即利用电机驱动液压泵提供动力、并由电磁换向/溢流/减压阀进行控制的主动式可调阻尼器，如中国发明专利CN1367328A、CN101392809A等。比之于被动式不可调液压阻尼器，主动式可调液压阻尼器的控制效果好、振动环境的适应能力强，已在汽车主动悬置等方面获得成功应用；但现有的主动式液压阻尼调节技术也存在一些不足，如：①需要较大的泵站进行驱动、多个电磁阀进行联合控制，②需要传感器进行振动状态的检测，③需要持续的外部能量供应。因此，现有的主动式可调液压阻尼器的系统体积庞大、连接及控制较复杂、可靠性较低，在应用上存在一定的局限性。

鉴于现有压电及液压主动振动控制技术自身结构、控制能力以及依赖外界能量供应等问题，发明人曾提出了一种基于压电叠堆换能器与流体耦合作用回收能量并进行阻尼调节的自供能可调阻尼阻尼器，即中国专利201110275849.6。为使该压电液压阻尼器具有较好的能量回收和阻尼调节效果，整个系统必须施加足够的背压，以便提高系统内流体刚度及其响应特性。在这种工作模式下，压电叠堆在非工作时就已承受了较大的流体作用力，从而降低其工作时的发电能力及控制能力；此外，因压电叠堆成本较高，会对产品的推广应用造成一定的不利影响。

发明内容

本发明提供一种压电晶片式自供能液压阻尼器，以解决现有压电液压减振器以及压电叠堆式自供能可调液压阻尼器所存在的可靠性低的问题。

本发明采取的技术方案是：缸盖安装在缸体上端，弹簧通过活塞压接在缸体下腔内，振动体固定在活塞杆上，蓄能器通过管路与缸体上腔连通，壳体通过螺钉安装在缸体外壁的连接板上；连接板依次将设有限位曲面的前压块、中间压块和后压块压接在壳体内；所述前压块和后压块的一侧、以及中间压块的两侧设有限位曲面H；所述相邻两压块间分别压接有压电振子一和压电振子二，自左至右依次构成阻尼腔一、限位腔一、阻尼腔二和限位腔二；前压块上设有与阻尼腔一连通的上流道一及下流道一，中间压块上设有与限位腔二连通的上流道二和与限位腔一连通的下流道二，后压块上设有与阻尼腔二连通的上流道三和下流道三；所述各上流道相互连通后再与缸体上腔连通，所述各下流道相互连通后再与缸体下腔连通；阻尼腔一内与下流道一入口的交汇处设有单向阀一，阻尼腔二内与上流道三入口的交汇处设有单向阀二；压电振子一和压电振子二分别通过导线组一和导线组二与控制单元连接，控制单元通过螺钉安装在缸体外壁的连接板上。

本发明中，阻尼腔的作用是通过改变压电振子与限位曲面H间的间隙调节阻尼，阻尼腔及限位腔的作用是限制压电振子在流体或电压作用下的变形量。为使阻尼器具有最大发电量、最大阻尼调节量、以及最大的可靠性，阻尼腔及限位腔的限位曲面H的形状曲线w(r)应为：