本发明公开了一种馈能式稳定杆及其馈能方法，属于汽车零部件技术领域。馈能式稳定杆包括相互连接的支撑缸体和发电缸体，支撑缸体为左右对称式结构，其底端中间处设有油液出入口。当车辆通过弯道或受到较大路面激励时，稳定杆两侧端点直线距离发生变化，通过球头销座与球头销配合，将力传递给推拉杆从而带动活塞A在支撑缸体内运动。此时支撑缸体中液压油压力产生变化，使得液压油从发电缸体内抽出或排入，从而带动发电缸体中活塞B移动，使得滚珠丝杆带动主动齿轮转动，进而带动发电机发电。由于本装置内部油气受压缩或膨胀、部件间的传动以及发电机发电都会对稳定杆体移动产生阻力，因此该装置在馈能的同时也起到防止车辆侧倾作用。
1.一种馈能式稳定杆，其特征在于，包括相互连接的支撑缸体(9)和发电缸体(12)，所述支撑缸体(9)的底端中间部位设有与发电缸体(12)相通的出入口；
所述支撑缸体(9)为左右对称式结构，其两端设有活塞A(8-1)，所述活塞A(8-1)通过伸入支撑缸体(9)内的活塞杆A(6-1)与推拉杆(4)的一端连接，所述活塞杆A(6-1)与推拉杆(4)之间设有与推拉杆(4)铸造为一体的防尘罩(5)，用于推动活塞A(8-1)在支撑缸体(9)中运动；所述推拉杆(4)的另一端与球头销座(3)的一端通过螺纹结合，所述球头销座(3)与球头销(2)相配合，所述球头销(2)还与稳定杆体(1)的一端通过螺纹结合，从而实现稳定杆体(1)与推拉杆(4)连接；
所述发电缸体(12)内设有活塞B(8-2)，所述活塞B(8-2)通过伸入发电缸体(12)内的活塞杆B(6-2)与滚珠丝杆(11)底端中间位置固结，所述发电缸体(12)设置于的滚珠丝杆(11)的内部；所述滚珠丝杆(11)中空且一端开口，并随活塞杆B(6-2)一起移动；所述滚珠丝杆(11)与主动齿轮(14-1)通过内螺纹啮合，所述主动齿轮(14-1)与从动齿轮(14-2)外啮合，该齿轮副的传动比小于1，所述从动齿轮(14-2)通过从动轴(15)与发电机(16)连接，齿轮副带动发电机(16)发电；所述发电机(16)连接有蓄电池(17)，用于存储发电机(16)产生的电能。
2.根据权利要求1所述的一种馈能式稳定杆，其特征在于，所述支撑缸体(9)一端与活塞杆A(6-1)的接触部位设有密封圈A(7-1)，所述发电缸体(12)底端与活塞杆B(6-2)的接触部位设有密封圈B(7-2)。
3.根据权利要求1所述的一种馈能式稳定杆，其特征在于，所述活塞A(8-1)与支撑缸体(9)两端形成的密封空间内充有氮气A(18-1)，所述活塞B(8-2)与发电缸体(12)底端形成的密封空间内充有氮气B(18-2)。
4.根据权利要求1所述的一种馈能式稳定杆，其特征在于，所述支撑缸体(9)内部以出入口为中心，一端设有限位卡环A(10-1)和限位卡环B(10-2)，用于控制活塞A(8-1)的行程范围；所述发电缸体(12)内部上端和下端设有限位卡环C(10-3)、限位卡环D(10-4)，用于控制活塞B(8-2)的行程范围。
5.根据权利要求1所述的一种馈能式稳定杆，其特征在于，所述主动齿轮(14-1)前后端面分别设有限位块A(13-1)、限位块B(13-2)，防止主动齿轮(14-1)轴向移动。
6.根据权利要求1所述的一种馈能式稳定杆，其特征在于，所述发电缸体(12)的缸径小于支撑缸体(9)的缸径。
7.根据权利要求1所述的一种馈能式稳定杆，其特征在于，所述活塞A(8-1)的运动空间为V1、活塞B(8-2)的运动空间为V2，且V2小于2V1。
8.根据权利要求1所述的一种馈能式稳定杆，其特征在于，所述从动齿轮(14-2)的齿数小于主动齿轮(14-1)的齿数。
9.一种如权利要求1所述的馈能式稳定杆的馈能方法，其特征在于，当车辆通过弯道或受到较大路面激励时，稳定杆两侧端点直线距离发生变化，球头销座(3)与球头销(2)相配合，将稳定杆体(1)产生的转动及拉伸转化为推拉杆(4)的直线运动；推拉杆(4)带动活塞A(8-1)在支撑缸体(9)内运动，此时支撑缸体(9)内的液压油压力产生变化，将液压油从发电缸体(12)内抽出或排入，从而带动活塞B(8-2)移动，使得滚珠丝杆(11)带动主动齿轮(14-
1)转动，进而带动从动齿轮(14-2)、从动轴(15)转动，使得发电机(16)发电；由于发电机(16)发电、液压油受压缩或膨胀、部件间的传动均需要消耗能量，同时氮气A(18-1)、B(18-
2)受到挤压或膨胀，都将对活塞A(8-1)、B(8-2)的移动产生阻力，从而阻碍稳定杆体(1)移动，以抑制车辆侧倾角迅速变化引起的行驶状态不稳定。
一种馈能式稳定杆及其馈能方法
技术领域
[0001] 本发明属于汽车零部件技术领域，特别涉及一种馈能式稳定杆及其馈能方法。
背景技术
[0002] 现如今，人们对车辆行驶舒适性要求越来越高，独立悬架已经成为普通轿车的标配，许多高级车辆中都装有主动悬架或半主动悬架；相较于非独立悬架，独立悬架的抗侧倾能力会有一定的削弱，于是在往往会加装横向稳定杆。稳定杆可以在不改变单侧悬架的刚度的前提下增加整个悬架侧倾刚度，从而减小转弯时车辆的侧倾。普通的稳定杆是将弹簧钢加工成U字造型，两端固定于左右悬架的某一处，在合适的位置装有支座与车架固定。稳定杆在车辆的位置须与车身中心线对称。
[0003] 但随着这几年环境的变化，整个社会都在追求能源使用效率的最大化，从而减小能源的使用量，减少温室气体的排放。在不损害车辆的性能的前提下，回收部分能源是一种有效的节能减排的方法。特别是在悬架系统中，随着主动悬架的发展，悬架在整个车辆内部也对能量有一定的需求量，于是馈能悬架也有了一定的发展。其主要手段是采用直线电机等方式，收集悬架在垂直方向上的震动所产生的能量。
发明内容
[0004] 本发明将稳定杆的摆动及伸缩所消耗的能量转化为电能，即在保证减小车辆的侧倾角、提高车辆行驶稳定性和舒适性的前提下，回收车辆侧倾所产生的部分能量。
[0005] 实现本发明的技术方案如下：
[0006] 一种馈能式稳定杆，包括相互连接的支撑缸体和发电缸体，所述支撑缸体的底端中间部位设有与发电缸体相通的出入口；
[0007] 所述支撑缸体为左右对称式结构，其两端设有活塞A，所述活塞A通过伸入支撑缸体内的活塞杆A与推拉杆的一端连接，所述活塞杆A与推拉杆之间设有与推拉杆铸造为一体的防尘罩，用于推动活塞A在支撑缸体中运动；所述推拉杆的另一端与球头销座的一端通过螺纹结合，所述球头销座与球头销相配合，所述球头销还与稳定杆体的一端通过螺纹结合，从而实现稳定杆体与推拉杆连接；
[0008] 所述发电缸体内设有活塞B，所述活塞B通过伸入发电缸体内的活塞杆B与滚珠丝杆底端中间位置固结，所述发电缸体设置于的滚珠丝杆内部；所述滚珠丝杆中空且一端开口，并随活塞杆B一起移动；所述滚珠丝杆与主动齿轮通过内螺纹啮合，所述主动齿轮与从动齿轮外啮合，该齿轮副的传动比小于1，所述从动齿轮通过从动轴与发电机连接，齿轮副带动发电机发电；所述发电机连接有蓄电池，用于存储发电机产生的电能。
[0009] 上述方案中，所述支撑缸体一端与活塞杆A的接触部位设有密封圈A，所述发电缸体底端与活塞杆B的接触部位设有密封圈B。
[0010] 上述方案中，所述活塞A与支撑缸体两端形成的密封空间内充有氮气A，所述活塞B与发电缸体底端形成的密封空间内充有氮气B。
[0011] 上述方案中，所述支撑缸体内部以出入口为中心，一端设有限位卡环A和限位卡环B，用于控制活塞A的行程范围；所述发电缸体内部上端和下端设有限位卡环C、限位卡环D，用于控制活塞B的行程范围。
[0012] 上述方案中，所述主动齿轮前后端面分别设有限位块A、限位块B，防止主动齿轮轴向移动。
[0013] 上述方案中，所述发电缸体的缸径小于支撑缸体的缸径。
[0014] 上述方案中，所述活塞A的运动空间为V1、活塞B的运动空间为V2，且V2小于2V1。
[0015] 上述方案中，所述从动齿轮的齿数小于主动齿轮的齿数。
[0016] 一种馈能式稳定杆的馈能方法，当车辆通过弯道或受到较大路面激励时，稳定杆两侧端点直线距离发生变化，球头销座与球头销相配合，将稳定杆体产生的转动及拉伸转化为推拉杆的直线运动；推拉杆带动活塞A在支撑缸体内运动，此时支撑缸体内的液压油压力产生变化，将液压油从发电缸体内抽出或排入，从而带动活塞B移动，使得滚珠丝杆带动主动齿轮转动，进而带动从动齿轮、从动轴转动，使得发电机发电；由于发电机发电、液压油受压缩或膨胀、部件间的传动均需要消耗能量，同时氮气A、B受到挤压或膨胀，都将对活塞A、B的移动产生阻力，从而阻碍稳定杆体移动，以抑制车辆侧倾角迅速变化引起的行驶状态不稳定。
[0017] 本发明的有益效果为：
[0018] 1、球头销装置可将稳定杆体与发电机断开，能够有效地将稳定杆体的摆动转化为推拉杆的直线运动，结构简单且成本低。
[0019] 2、支撑缸体、发电缸体分别与活塞形成的密封区域充入氮气，通过氮气与液压油之间的配合，能够使活塞更加灵敏地响应悬架行程变化，且对推拉杆的移动产生一定的阻尼力。
[0020] 3、滚珠丝杆中空且一端开口，底部与活塞杆连接，既起传力作用又起防尘作用，且缩小了整个机构的体积。
[0021] 4、支撑杆体缸径大于发电缸体缸径，活塞A的运动空间(V1)与活塞B的运动空间(V2)满足V2小于2V1，从而扩大滚珠丝杆的行程，提高装置发电的“敏感”度。
附图说明
[0022] 图1为一种馈能式稳定杆的结构示意图；
[0023] 图2为支撑缸体部分的结构示意图；
[0024] 图3为发电缸体部分的结构示意图；
[0025] 图4为二分之一悬架处于原长时的示意图；
[0026] 图5为二分之一悬架受路面激励或转弯时的示意图；
[0027] 图6为二分之一悬架处于恢复过程时的示意图。
[0028] 图中：1-断开式稳定杆体，2-球头销，3-球头销座，4-推拉杆，5-防尘罩，6-1-活塞杆A、6-2-活塞杆B，7-1-密封圈A，7-2-密封圈B，8-1-活塞A、8-2-活塞B，9-支撑缸体，10-1-限位卡环A，10-2-限位卡环B，10-3-限位卡环C，10-4-限位卡环D，11-滚珠丝杆，12-发电缸体，13-1-限位块A，13-2-限位块B，14-1-主动齿轮，14-2-从动齿轮，15-从动轴，16-发电机，17-蓄电池，18-1-氮气A，18-2-氮气B，Kt-轮胎，K1-弹簧，C1-减震器，M1-车身。
具体实施方式
[0029] 下面将结合附图对于本发明的具体实施作进一步的说明。
[0030] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。车辆在受到路面激励与转弯及转弯后恢复的过程中，左右悬架分别处于压缩与伸张，此时本发明所述的馈能式稳定杆克服其内部阻力产生摆动及伸缩，从而抑制两侧悬架的不对称，减小车身侧倾。
[0031] 如图1、2、和3所示，一种馈能式稳定杆包括：相互连接的支撑缸体9和发电缸体12，发电缸体12的缸径小于支撑缸体9的缸径，以增加滚珠丝杆11的行程；支撑缸体9的底端中间部位设有与发电缸体12相通的油液出入口；
[0032] 支撑缸体9为左右对称式结构，其两端设有活塞A 8-1，活塞A 8-1与支撑缸体9两端形成的密封空间内充有氮气A 18-1；支撑缸体9内部以出入口为中心，一端设有限位卡环A 10-1和限位卡环B 10-2，用于控制活塞A 8-1的行程范围，靠近密封圈A 7-1的限位卡环A 10-1的设置需考虑到活塞A 8-1运动到最左端时所形成的密封空间能够承受最大的氮气压力；活塞A 8-1通过伸入支撑缸体9内的活塞杆A 6-1与推拉杆4的一端连接，活塞杆A 6-1与推拉杆4之间设有与推拉杆4铸造为一体的防尘罩5，用于推动活塞A 8-1在支撑缸体9中运动；支撑缸体9一端与活塞杆A 6-1的接触部位设有密封圈A 7-1，对氮气18-1起密封作用；
推拉杆4的另一端与球头销座3的一端通过螺纹结合，球头销座3与球头销2相配合，球头销2还与稳定杆体1(断开式)的一端通过螺纹结合，从而实现稳定杆体1与推拉杆4连接，进行力的传递，这种连接方式可以将稳定杆体1上下的摆动以及左右的移动转化为推拉杆4的左右直线移动；稳定杆体1的另一端可根据安装需求和锻造成不同形状。
[0033] 发电缸体12内设有活塞B 8-2，活塞B 8-2与发电缸体12底端形成的密封空间内充有氮气B 18-2；发电缸体12内部上端和下端设有限位卡环C 10-3、限位卡环D 10-4，用于控制活塞B 8-2的行程范围；活塞B 8-2通过伸入发电缸体12内的活塞杆B 6-2与滚珠丝杆11底端中间位置固结，发电缸体12设置于的滚珠丝杆11内部；滚珠丝杆11中空且一端开口(滚珠丝杆11的螺纹长度大于等于活塞B 8-2的最大行程)，并随活塞杆B 6-2一起移动；滚珠丝杆11与主动齿轮14-1通过内螺纹啮合，主动齿轮14-1前后端面分别设有限位块A13-1、限位块B 13-2，防止主动齿轮14-1轴向移动；主动齿轮14-1与从动齿轮14-2外啮合，该齿轮副的传动比小于1，从而提高从动轴15的转速，且从动齿轮14-2的齿数小于主动齿轮14-1的齿数；从动齿轮14-2通过从动轴15与发电机16连接，齿轮副带动发电机16发电；发电机16连接有蓄电池17，用于存储发电机16产生的电能。
[0034] 活塞A 8-1的运动空间为V1、活塞B 8-2的运动空间为V2，且V2小于2V1；其中V为活塞移动经过的空间，D为缸径，l为活塞移动经过的距离；限位卡环C 10-3与限
位卡环D 10-4之间的距离需考虑到活塞A 8-1、B 8-2运动空间满足的关系，这样可以使得支撑缸体9中的液压油更加容易从发电缸体12中吸入。发电缸体12内部下端的限位卡环D10-4设置的位置是考虑到活塞B 8-2运动到发电缸体12最下端时所形成的密封空间能够承受最大的氮气压力。
[0035] 实际使用时，推拉杆4、防尘罩5、支撑缸体9、滚珠丝杆11、发电缸体12、限位块A 13-1、限位块B 13-2、主动齿轮14-1、从动齿轮14-2、从动轴15、发电机16及蓄电池17等部件皆整合于箱体内，箱体固定安装于车架上，球头销2与球头销座3的连接处位于箱体外，但需要做防尘保护。
[0036] 一种馈能式稳定杆的工作过程为：
[0037] 当车辆左右悬架伸缩量的行程差减小时，此时稳定杆左右两端点直线距离减小，稳定杆体1的摆动通过球头销2的连接转化为支撑缸体9左右推拉杆4与活塞杆A 6-1的直线移动；当两侧行程差减小时，活塞杆A 6-1推动活塞A 8-1将支撑缸体9内液压油挤压进入发电缸体12内。在发电缸体12中，液压油推动活塞杆B 6-2与滚珠丝杆11向下运动；主动齿轮14-1带动从动齿轮14-2、从动轴15转动，从而带动发电机16发电；此时氮气A 18-1被迫膨胀，压强减小，氮气B 18-2受到压缩压强增大，从而对活塞A与活塞B的移动产生一定阻力并存储一部分能量。
[0038] 当车辆左右悬架伸缩量的行程差增大时，此时稳定杆左右两端点直线距离增大，活塞杆B 6-2拉动活塞B 8-2，发电缸体12内的液压油形成负压，氮气A18-1体积收缩吸引活塞A 8-1，氮气B 18-2体积膨胀产生推力，将发电缸体12中的液压油抽取至支撑缸体9内；滚珠丝杆11被迫向上运动，从而带动主动齿轮14-1转动，主动齿轮14-1与从动齿轮14-2外啮合，进一步带动发电机16发电。
[0039] 在整个馈能过程中，由于发电机16发电、液压油受压缩、部件间的传动都需要消耗能量，这将对稳定杆体1的移动产生阻力，从而避免了车辆侧倾角迅速减小，行驶状态不稳定。
[0040] 本发明提出的一种馈能式稳定杆的馈能方法为：
[0041] 如图4、5所示(图中的BOX为上文提到的箱体)，当车辆受到路面激励或进入弯道时，车辆内侧悬架受压缩、外侧悬架受拉伸，此时稳定杆左右两端的直线距离变长，左右两稳定杆体1产生摆动及拉伸，通过球头销2的作用，将稳定杆体1的摆动或拉伸转化为推拉杆3的直线运动；推拉杆4拉动活塞A 8-1向外移动，此时支撑缸体9内的液压油形成负压，将液压油从发电缸体12内吸入；发电缸体12内液压油流失形成负压，从而带动活塞B 8-2上移；
活塞B 8-2将力通过活塞推杆B 6-2传递给滚珠丝杆11，滚珠丝杆11通过齿间啮合带动主动齿轮14-1转动，进而带动从动齿轮14-2转动；从动齿轮14-2带动与其花键连接的从动轴15转动，从而带动发电机16发电；在此过程中，由于发电机16发电、液压油的流动、部件间的传动都需要消耗能量、与此同时氮气A 18-1受到活塞A 8-1的挤压、氮气B 18-2膨胀，都将对活塞A 8-1、活塞B 8-2的运动产生阻力；该力经过活塞A 8-1、活塞杆A 6-1、推拉杆4、球头销2返还到稳定杆体1中，形成阻碍稳定杆体1移动的力，从而减小了车辆的侧倾，提高了稳定性及舒适性。
[0042] 如图4、6所示(图中的BOX为上文提到的箱体)，当车辆驶离开弯道或路面状况变好时，车辆悬架处于恢复原长的过程中，此时原来受压缩的悬架开始迅速伸张，原来被拉伸的悬架迅速回缩。此时稳定杆左右两端点直线距离减小，左右两稳定杆体1产生转动及收缩，通过球头销2作用将其转化为推拉杆4的直线运动；推拉杆4拉动活塞A 8-1向内移动，此时支撑缸体9中液压油压力增大，将液压油向发电缸体12内排入；随着发电缸体12内的液压油压力增加，活塞B 8-2向下动，从而推动滚珠丝杆11相对于固定的主动齿轮14-1下移，通过齿间啮合带动主动齿轮14-1转动，进而带动从动齿轮14-2转动；从动齿轮14-2带动与其花键连接的从动轴15转动，从而带动发电机16发电。在此过程中，由于发电机16发电、液压油受压缩、部件间的传动都需要消耗能量、与此同时氮气A 18-1体积开始膨胀，氮气B 18-2受到活塞B8-2的挤压，都将对活塞A 8-1、活塞B 8-2的运动产生阻力；该力经过活塞A 8-1、活塞杆A 6-1、推拉杆4、球头销2返还到稳定杆体1中，形成阻碍稳定杆体1移动的力，从而避免了车辆侧倾角迅速减小，行驶状态不稳定。
[0043] 上述所列出的一系列详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
