一種汽車永磁減震和循環(huán)能源發(fā)電裝置探究

1、一種汽車永磁減震和循環(huán)能源發(fā)電裝置探【摘要】闡述所設計的汽車永磁減震循環(huán)能源發(fā) 電結(jié)構(gòu)原理，采用在減震中各永磁體的相互作用使發(fā)電線圈 產(chǎn)生磁通量的變化從而通過整流器對車內(nèi)蓄電池進行充電， 充電后的汽車再度行進繼續(xù)帶動永磁體重復作用的創(chuàng)新型 環(huán)保循環(huán)能源發(fā)電減震結(jié)構(gòu)，不僅解決了汽車在行進中的顛 簸減震問題，又進行了能源循環(huán)利用轉(zhuǎn)換，將機械能轉(zhuǎn)化為 電能，從而為汽車提供了用電，達到了節(jié)省并且充分利用能 源的目的。【關鍵詞】汽車永磁減震器；永磁電線圈供電；循環(huán)能 源1背景及意義汽車作為現(xiàn)代社會中人們出門的必備工具，不僅在人民 的生產(chǎn)和生活中扮演著重要角色，而且也是國民經(jīng)濟的支柱 產(chǎn)業(yè)之一。減震器是車

2、輛懸掛系統(tǒng)中重要的阻尼元件，它對 于車輛的平順性和安全性都有重要的作用1 o汽車行進時 的減震效果，不僅影響了人們在乘坐汽車時的感受而且也影 響到了汽車的其他機件的耗損度和壽命。現(xiàn)有的減震器中， 比較常見的有液壓減震器，充氣式減震器，彈簧式減震器， 橡膠式減震器。液壓減震器利用車架與車橋做往復相對運 動，活塞在減震器的缸筒內(nèi)往復運動，殼體內(nèi)的油液在反復 運動后會造成乳化現(xiàn)象；充氣式減震器很好的避免了上述缺 點，但是它對于油封的要求很高，充氣工藝復雜，不易維修, 當缸筒受外界較大沖擊而變化時，則不能工作；傳統(tǒng)的彈簧 式減震器則會因為長期使用導致減震失效，并且在使用過程 中噪聲不斷增大；橡膠式減震

3、器，則是使用壽命短，耐鹽霧 和腐蝕性差。永磁減震作為一種新興的減震器發(fā)展方向，具 有舒適，平穩(wěn)，減震效果好，使用壽命長等優(yōu)點得到了眾多 關注和發(fā)展。在此次設計中不僅考慮到了要利用永磁體在汽 車上實現(xiàn)較好的減震效果，而且又設計進行了能源循環(huán)轉(zhuǎn) 換，將顛簸減震中設備產(chǎn)生的機械能轉(zhuǎn)化為了電能，電能帶 動汽車前進，繼續(xù)產(chǎn)生機械能，實現(xiàn)了能源的有效利用。2設計方案本設計的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。2. 1永磁減震器永磁減震器包括外殼體，內(nèi)主滑柱，外上永磁體，外下永磁體，內(nèi)主磁體，上止滑彈簧，下止滑彈簧，上滑導柱和 發(fā)電線圈，車體連接上滑導柱，上滑導柱連接上止彈簧，并 且最終與外殼體相連，外殼體內(nèi)的內(nèi)主滑柱內(nèi)部的

4、上滑導孔 與上述上滑導柱相迎合，外上磁體（磁極方向為上nts） 纏繞在外殼體最上端，外殼體中間部分外部纏繞發(fā)電線圈, 外殼體的最下端連接外下磁鐵（磁極方向為上nts）。 如圖所示1.車體；2.上滑導柱；3.上止彈簧；4.外殼體;5上滑導孔；6外上磁體；7內(nèi)磁體；&發(fā)電線圈；9外下 磁體；10下止彈簧；11下連接體；12輪胎；13.電路控制 器；14.整流器；15內(nèi)主滑柱；16蓄電池。本減震器可以在行車過程中，通過同級相斥的原理，起 到減震作用，在此過程中，對永磁鐵的矯頑力要求明顯降低, 對于不同減震要求，可以選擇不同矯頑力的永磁鐵，甚至可 以選用高居里溫度的永磁鐵。2. 2電磁發(fā)電裝置

5、電磁發(fā)電裝置包括電路控制器、整流器和蓄電池，三者 通過感應線圈，連接成一個完整的電路，利用感應線圈將機 械能轉(zhuǎn)換為電能。2.3永磁減震與循環(huán)能源發(fā)電裝置永磁減震器通過感應線圈與電路相連接，當汽車行進并 且產(chǎn)生顛簸的時候有輪胎通過下連接體將上下運動的狀態(tài)， 傳遞到本裝置外殼體，外殼體與內(nèi)主滑柱產(chǎn)生上下滑動，在 起到減震作用的同時，感應線圈產(chǎn)生的電流通過整流器后儲 存在蓄電池中，形成一個永磁減震與循環(huán)能源發(fā)電系統(tǒng)。本設計已經(jīng)申請國家發(fā)明專利，專利號為： 201310066776. 9。3理論設計計算4工作原理閉合導體與磁極發(fā)生切割磁感線的運動時，由于閉合導 體所穿透的磁通量發(fā)生變化，閉合導體會產(chǎn)生

6、感生電流，這 一電流所產(chǎn)生的磁場會阻礙兩者的相對運動。其阻力大小正 比于磁體的磁感應強度、相對運動速度等物理量。汽車在前進中產(chǎn)生顛簸，顛簸產(chǎn)生的運動是經(jīng)過輪胎通過下連接體將運動傳送給外殼體，導致外殼體向上運動，此 時上揚的內(nèi)主滑柱在車體本身自重通過上滑導柱以及上止 彈簧的壓制作用下保持原位，而外殼體則連帶著纏繞在殼體 本身上的外上磁體及外下磁體一起向上做移位，這樣原本是 保持異性相吸狀態(tài)的內(nèi)主此題和外磁體發(fā)生了變化，運動過 程中內(nèi)主磁體的s、n極與外上磁體、外下磁體的s、n極發(fā) 生同性相斥，抑制外殼體向上運動，并且通過磁極和彈簧作 用將其復位，與此同時通過發(fā)電線圈的磁通總量卻發(fā)生了變 化，其變

7、化率與外殼體的移動速度及幅度成正比。發(fā)電線圈 切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢，通過電路控制器和整流器構(gòu)成 回路，對蓄電池充電。當外殼體向下運動時，其作用原理與向上運動時相同。本設計中，永磁鐵的材料使用鎖鐵硼，屬第三代稀土永 磁材料，具有體積小、重量輕和磁性強的特點，其產(chǎn)品檔次 高、附加值高、運用領域尖端。其高能量密度的優(yōu)點使鐵鐵 硼永磁材料在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術中獲得了廣泛應用。欽鐵 硼現(xiàn)已成為支撐現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的重要材料之一。專家預 計在未來20-30年里，難有替代欽鐵硼的磁性材料出現(xiàn)2。本裝置屬于能源發(fā)電循環(huán)轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，在汽車前進的過程 中，顛簸產(chǎn)生的機械能通過電磁能轉(zhuǎn)化為電能，儲存在蓄電 池中，

8、電能帶動汽車前進的過程中產(chǎn)生顛簸，又將產(chǎn)生切割 磁感線的運動，從而形成一個循環(huán)轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)。5定性試驗定性試驗（一）如圖2所示。試驗時：兩磁體為10w揚聲器的圓形永磁鐵氧體，直徑 為：外徑10cm,內(nèi)徑2.5cm,中間導軌為無磁性高分子材料, 上置重物為普通石塊。試驗結(jié)果：（1）當a的重量增加時，e下降，d減??；（2）當a的重量下降時，b上升，d增大；（3）當a=x （某重量），d二某中間點，b二某中間位置。定性試驗（二）如圖3所示。永磁減震與發(fā)電試驗：試驗條件：上、下磁體為10w揚聲器的圓形永磁鐵氧體, 直徑為：外徑10cm,內(nèi)徑2.5cm,內(nèi)永磁體為鐵氧體磁棒， 直徑2.4cm；發(fā)電線圈為=

9、0.35漆包銅線，線圈匝徑為6cm, 匝數(shù)為2500匝；負載為1.5v, 150ma小燈泡。試驗結(jié)果：（1）當動輪在外力作用下轉(zhuǎn)動時，通過凸輪 帶動外殼上下動作，阻尼作用十分明顯；當開關k閉合時，阻尼作用變大，小燈泡閃亮。6創(chuàng)新點及應用a. 永磁材料為高磁性鎖鐵硼，如使用超導材料效果更 佳。b. 永磁強度及發(fā)電線圈線徑、匝數(shù)應與汽車的重量有 關。c. 對純電動汽車而言，如4個輪胎均安此裝置，可大幅 提高汽車的續(xù)駛里程。d. 以磁代油，以電磁場瞬時消能減震代替油摩擦滯時消 能減震，本質(zhì)上解決了傳統(tǒng)減震器漏油失效的困境。e. 根據(jù)路況，自動調(diào)整阻尼，以減少車身晃動和傾斜， 滿足舒適性和平穩(wěn)性f. 以震消震，利用震動能量驅(qū)動磁場產(chǎn)生電磁場，形成 最優(yōu)磁阻尼，達到平穩(wěn)消能吸震的目的。g. 電磁場工作區(qū)間呈懸浮狀態(tài)，關鍵部件采用采用耐 磨，耐蝕，高強度的特殊材質(zhì)制造，正常使用壽命是傳統(tǒng)油 壓減震器的3倍以上。h. 減震效果好，延長了變速箱，車輪，轉(zhuǎn)向器，輪胎等 部件及整車的使用壽命。i. 緊急制動時，瞬時產(chǎn)生的震動能量可通過電磁場的能 量轉(zhuǎn)化迅速消耗掉，控制輪胎緊貼路面，明顯提高制動效率, 急剎時穩(wěn)定性好，駕乘更安全。j. 通過理論分析及定性試