[发明专利]一种用于大排量发动机进气口的降噪发电装置

说明书

本发明公开了一种用于大排量发动机进气口的降噪发电装置，包括亥姆霍兹共鸣腔、压电陶瓷换能器和整流稳压电路；亥姆霍兹共鸣腔连接至发动机空滤器的进气管道上，收集进气口噪声，使腔体发生共振，消耗噪声污染的能量；压电陶瓷换能器由支架和双晶复合压电陶瓷组成，置于上述共鸣腔薄板上，通过振动传导驱动压电陶瓷发电，实现机械能‑电能转换；整流稳压电路将上述压电陶瓷的输出电能整流为稳压直流电并为负载供能。本发明能在降低进气口噪声的同时，利用噪声发电给发动机传感器供能，达到节能减排的目的。

技术领域

本发明涉及一种降噪发电装置领域，特别涉及一种用于大排量发动机进气口的新型降噪发电装置。

背景技术

城市噪声主要来源于道路交通噪声和建筑施工噪声，伴随着城市化建设、交通的快速发展和人们环保节能意识的加强，大型器械以及大型商用车辆运行产生的噪声污染问题和节能问题越来越引起人们的关注。

此外，目前发动机上配备的传感器，如空气流量传感器(MAF)、节气门位置传感器(TPS)、进气温度传感器(MAT)、氧传感器等都是依靠电瓶供电或者ECU供电，存在着线路老化导致反应延迟等问题，存在一定的安全隐患，无法达到实时监控发动机参数变化，进而利用车载ECU进一步控制发动机工作状态的目的。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种用于大排量发动机进气口的新型降噪发电装置，可以解决商用车或大型器械进气口的噪声污染问题和满足环保节能的需求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于大排量发动机进气口的新型降噪发电装置，该装置主要包括亥姆霍兹共鸣腔、压电陶瓷换能器和整流稳压电路；所述亥姆霍兹共鸣腔包括入口管道、弹性薄板和共鸣腔体；所述入口管道与共鸣腔体连接；弹性薄板固定于共鸣腔体的顶部；所述入口管道用于将噪声引入腔体；所述共鸣腔体会在声波的作用下产生共振现象，共振现象能够显著地增加系统的振动幅度；所述弹性薄板用于带动压电陶瓷换能器的振动。所述亥姆霍兹共鸣腔用于实现共振，所述压电陶瓷换能器包括马蹄形支架、压电陶瓷、悬臂梁和质量块；所述马蹄形支架连接悬臂梁和弹性薄板；所述悬臂梁与压电陶瓷固定连接；所述质量块固定于悬臂梁的末端，用于控制振动频率；所述压电陶瓷换能器用于将振动能量转化为电能。所述整流稳压电路包括桥式整流电路、稳压电容和电源管理电路；所述桥式整流电路与稳压电容、电源管理电路并联。所述桥式整流电路用于将正弦交流信号转化为直流信号；所述稳压电容用于抑制纹波；所述电源管理电路用于保持稳压输出。所述整流稳压电路，用于整流和稳压，

进一步地，所述亥姆霍兹共鸣腔中的入口管道优选为圆柱形管道，用于传导声音。

进一步地，所述亥姆霍兹共鸣腔中的共鸣腔体形状优选为圆角立方体。

进一步地，所述马蹄形支架为专用弹性支架，在不消耗振动能量的前提下，尽可能提高支架的弹性，能更好的利用振动能量；所述马蹄形支架的弯曲部分优选为镂空结构；所述悬臂梁扇形分布于马蹄形支架的上部。

进一步地，所述压电陶瓷换能器中的压电陶瓷优选锆钛酸铅压电陶瓷PZT-5H，用于振动发电，采用双晶结构固定在悬臂梁的两面。

进一步地，所述压电陶瓷换能器选用二阶振型搭建，改变所述压电陶瓷换能器末端的质量块的尺寸与位置，将其二阶谐振频率调整为与亥姆霍兹共鸣腔的固有频率一致，发生共振。

进一步地，所述桥式整流电路使用硅-金属交界处多数载流子传导的肖特基二极管1N5819。

进一步地，所述稳压电容优选电解电容作为稳压电容，抑制纹波的出现，同时存储少量能量，用于临时电能供给。

进一步地，所述电源管理电路优选LTC3588-1电源管理芯片为核心。

本发明的有益效果如下：