CN101734155A - 一种能量转换装置及带有此装置的汽车 - Google Patents

Abstract

一种能量转换装置，包括能量传递机构，能量储存机构及控制机构，其中，所述能量传递机构一端与所述能量储存机构相连，所述控制机构控制能量传递机构把外部的机械能输入能量储存机构及把能量储存机构中的能量输出给工作部件。一种汽车，包括传动轴、减速机构及车轮，所述传动轴通过所述减速机构与车轮连接，其中，所述汽车还包括上述的能量转换装置。以上技术方案后，可以实现收集汽车空挡或者减速时的能量从而给汽车启动、加速或者上坡时提供助力的目的。

Description

一种能量转换装置及带有此装置的汽车

技术领域

本发明属于能量转换技术领域，尤其涉及一种汽车的能量回收及释放装置。

背景技术

随着技术的不断发展，人们生活水平的不断提高，汽车早已成为很多人日常出行必不可少的交通工具，但是汽车在现实的行驶过程中能量却有着很大程度的损失和浪费，如汽车行驶过程的中刹车、减速的惯性，机械运动的惯性及怠速时的能量等。现有的大部分燃油汽车对这些能量的利用都没有采取相应的措施，导致这些能量白白浪费；目前由于环境因素的制约，混合动力汽车及电动汽车大肆发展，其中，部分混合动力及电动汽车在设计的过程中采用了能量回馈工作模式，即在车辆减速、怠速或者刹车的时候能够把车轮的动能利用发电机转化为电能储存到蓄电池中，从而为蓄电池充电。由于此能量的转化形式单一，因此一种新形式的能量转装置及带有此装置的汽车应运而生。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种能量转换装置，可以把工作部件的机械能转化为液体或者气体介质的势能，然后可以再把液体或者气体介质的势能再转化为机械能。

本发明的另一个目的是提供一种含有上述能量转换装置的汽车，能够有效利用汽车减速、怠速及下坡过程中的惯性能量，把它们转化为气体或者液体介质的势能，等到汽车进行启动、加速或者上坡等需要助力时再把介质的势能转化为传动部件的机械能从而释放出去。

本发明所采用的技术方案是：

提供一种能量转换装置，包括能量传递机构，能量储存机构及控制机构，其中，所述能量传递机构一端与所述能量储存机构相连，所述控制机构控制能量传递机构把外部的机械能输入能量储存机构及把能量储存机构中的能量输出给工作部件。

提供一种汽车，包括传动轴，其中，所述汽车还包括上述的能量转换装置，所述能量转换装置与所述传动轴相连接并能进行动力传递。。

采用这样的技术方案以后，当车辆在减速、怠速或者下坡滑行时，通过能量转换装置可以把车辆的惯性机械能转化为液体或者气体介质的势能储存起来，然后在车辆启动、加速或者上坡需要助力时可以通过控制机构再把所储存的势能转化为传动部件的机械能释放出去，达到助力的效果，而且这种能量驻华装置可以根据其结构安装在汽车底盘的不同部位并能和传动轴相互配合传动，适合不同底盘结构的汽车，具有很大的实用性。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图；

图2是本发明另一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，一种能量转换装置，包括能量传递机构，能量储存机构及控制机构，所述能量传递机构一端与所述能量储存机构相连，所述控制机构控制能量传递机构把外部的机械能输入能量储存机构及把能量储存机构中的能量输出给工作部件。

所述能量传递机构为一组传动组件1，此传动组件1可以为齿轮传动组、带传动组、链传动组、摆线传动组等，优选为齿轮传动组，所述齿轮传动组1包括一输出齿轮2。所述齿轮传动组1内含有齿轮锁止机构，所述能量转装置可以通过所述齿轮锁止机构对所述齿轮传动组1进行锁止或者解锁。

所述能量储存机构包括活塞轴13，固定在所述活塞轴13一端的活塞11及套在所述活塞轴13上的缸体10，所述活塞轴13的另一端固定，所述缸体10内充有流体介质，所述缸体10可以沿所述活塞轴13做轴向运动。所述缸体10上设有齿条结构14，所述齿条16可以与所述输出齿轮2相啮合并且所述输出齿轮2可以通过齿条16带动缸体10沿所述活塞轴13作轴向运动。

在所述能量转换装置进行能量收集时，所述控制机构控制所述能量传递机构与外部传动工作部件相结合，外部工作部件的机械能通过传动机构把能量传递到所述能量传递机构的输入端，从而可以驱动齿轮转动进而通过所述齿轮组1驱动输出齿轮2转动，所述输出齿轮2与所述缸体10上的齿条16相啮合并把能量传递给缸体10，使所述缸体10沿所述活塞杆13作轴向运动，这样通过活塞11及缸体10的作用，所述缸体10内部的液体或者气体介质被压缩将外部工作部件的机械能转化为介质的势能，从而可以把外部可利用的多余机械能转化为介质的势能暂时储存起来。因每个油缸或者汽缸都有其工作时允许的最高压力值，所以当所述缸体10内介质的压力达到所述缸体10的额定压力时，所述控制机构控制所述能量传递机构脱离外部传动部件并锁死所述齿轮传动组1

在所述能量转换装置进行能量释放时，所述控制机构控制所述能量传递机构结合外部传动部件并解锁齿轮传动组1，由于所述活塞轴13被固定，所述高势能的压缩介质推动所述缸体10作轴向运动，所述缸体10通过所述齿条16带动所述输出齿轮2转动，将所述能量储存机构中介质的势能传到所述能量传递机构，所述能量传递机构把接收到的介质的势能转化为传动部件的机械能并输出给所述传动部件，并且当所述介质的势能释放完毕时，所述控制机构控制所述能量传递机构脱离外部传动部件。这里所述的是能释放完毕是指，缸体10内部的介质不能再继续推动所述缸体10做轴向运动的时候。

实施例二

如图2所示，一种能量转换装置，包括能量传递机构，能量储存机构及控制机构，所述能量传递机构一端与所述能量储存机构相连，所述控制机构控制能量传递机构把外部的机械能输入能量储存机构及把能量储存机构中的能量输出给工作部件。

所述能量传递机构为一组传动组件1，此传动组件1可以为齿轮传动组、带传动组、链传动组、摆线传动组等，优选为齿轮传动组，所述齿轮传动组1包括一输出齿轮2。所述齿轮传动组1内含有齿轮锁止机构，所述能量转装置可以通过所述齿轮锁止机构对所述齿轮传动组1进行锁止或者解锁。

所述能量储存机构包括活塞轴13，固定在所述活塞轴13一端的活塞11及套在所述活塞轴13上的缸体10，所述缸体10固定，所述缸体10内充有流体介质，所述活塞11及活塞轴13可以沿所述缸体10做轴向运动。所述活塞轴13上设有齿条结构16，所述齿条16可以与所述输出齿轮2相啮合并且所述输出齿轮2可以通过齿条16带动所述活塞轴13沿所述缸体10作轴向运动。

在所述能量转换装置进行能量收集时，所述控制机构控制所述能量传递机构与外部传动工作部件相结合，外部工作部件的机械能通过传动机构把能量传递到所述能量传递机构的输入端，从而可以驱动齿轮转动进而通过所述齿轮组1驱动输出齿轮2转动，所述输出齿轮2与所述活塞轴13上的齿条16相啮合并把能量传递给所述活塞轴13，使所述活塞11沿所述缸体10作轴向运动，这样通过活塞11及缸体10的作用，所述缸体10内部的液体或者气体介质被所述活塞11压缩将外部工作部件的机械能转化为介质的势能，从而可以把外部可利用的多余机械能转化为介质的势能暂时储存起来。因每个油缸或者汽缸都有其工作时允许的最高压力值，所以当所述缸体10内介质的压力达到所述缸体10的最高工作压力时，所述控制机构控制所述能量传递机构脱离外部传动部件并锁死所述齿轮传动组1

在所述能量转换装置进行能量释放时，所述控制机构控制所述能量传递机构结合外部传动部件并解锁齿轮传动组1，由于所述缸体10被固定，所述高势能的压缩介质推动所述活塞11作轴向运动进而推动所述活塞轴13作轴向运动，所述活塞轴13通过所述齿条16带动所述输出齿轮2转动，将所述能量储存机构中介质的势能传到所述能量传递机构，所述能量传递机构把接收到的介质的势能转化为传动部件的机械能并输出给所述传动部件，并且当所述介质的势能释放完毕时，所述控制机构控制所述能量传递机构脱离外部传动部件。这里所述的是能释放完毕是指，缸体10内部的介质不能再继续推动所述活塞11做轴向运动的时候。

对于以上所述两种实施例，作为更进一步的改进，在所述缸体10上设有安全阀9，当所述缸体10内的压力超过其额定压力时，所述安全阀9开启以保护所述缸体10因压力过大而造成的损坏。

一种汽车，包括传动轴3、带有壳体的减速机构15及车轮8，所述传动轴3通过所述减速机构15与所述车轮8连接，其中，所述汽车还包括一如上所述的能量转换装置，所述能量转换装置与所述传动轴3相连接并能进行动力传递。

所述汽车还包括有设有同步器12的转轴4以及空套在转轴4上的从动齿轮14，所述同步器12固定设置在所述转轴4上并可随所述转轴4一起转动，所述同步器12可以结合或者脱离所述从动齿轮14，所述传动轴3上设有主动齿轮5，所述主动齿轮5与所述传动轴3一起转动，所述主动齿轮5与所述从动齿轮14常啮合，当所述同步器12与所述从动齿轮14相脱离时，所述主动齿轮5可以带动所述从动齿轮14在所述转轴4上空转；当所述同步器12与所述从动齿轮14相结合时，所从动齿轮14与所述转轴4固连为一体，所述主动齿轮5驱动所述从动齿轮14转动，从而带动所述转轴4转动。所述转轴4的输出端与所述能量传递机构的输入端连接并带动所述齿轮传动组1转动从而把动力传递给所述输出齿轮2。

所述汽车还包括动力源7，离合器6，所述动力源输出动力通过所述离合器6、所述传动轴3及所述减速机构15传递到所述车轮8上从而驱动车辆运行。所述动力源可以为汽油发动机、柴油发动机或者电机。

当车辆减速，怠速或者下坡时，所述能量转换装置的控制装置控制所述同步器12与所述从动齿轮14啮合，车轮8的机械能通过所传动轴3、主动齿轮5、从动齿轮14及转轴4输入所述能量传递机构，并通过所述能量储存机构将机械能传递给所述能量储存机构并转化为介质的势能。当所述缸体10内介质的压力达到所述缸体10的额定压力时，所述控制机构控制所述同步器12脱离所述从动齿轮14并锁死所述齿轮传动组1。

当车辆启动，加速或者上坡时，所述能量转换装置的控制机构控制所述同步器12与所述从动齿轮14啮合，所述缸体10中的介质推动缸体10或者活塞轴13作轴向运动，进而所述能量传递机构通过转轴4、从动齿轮14及主动齿轮15带动传动轴3转动，从而驱动车轮8转动，从而起到一定的助力作用。

以上所述能量转换装置的活塞轴13或者缸体10固定在所述减速机构15的壳体上。

通过以上技术方案，当车辆在减速、怠速或者下坡滑行时，通过能量转换装置可以把车辆的惯性机械能转化为液体或者气体介质的势能储存起来，然后在车辆启动、加速或者上坡需要助力时可以通过控制机构再把所储存的势能转化为传动部件的机械能释放出去，达到助力的效果，而且这种能量驻华装置可以根据其结构安装在汽车底盘的不同部位并能和传动轴相互配合传动，适合不同底盘结构的汽车，具有很大的实用性。

Claims (11)

1.一种能量转换装置，包括能量传递机构，能量储存机构及控制机构，其特征在于，所述能量传递机构一端与所述能量储存机构相连，所述控制机构控制能量传递机构把外部的机械能输入能量储存机构及把能量储存机构中的能量输出给工作部件。

2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量传递机构为一组传动组件，所述传动组件包括一带有输出齿轮(2)的齿轮传动组(1)，所述齿轮传动组(1)内设有齿轮锁止机构，所述能量转装置可以通过所述齿轮锁止机构对所述齿轮传动组(1)进行锁止或者解锁。

3.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量储存机构包括活塞轴(13)，固定在活塞轴(13)一端的活塞(11)及套在所述活塞轴(13)上的缸体(10)，所述缸体(10)内充有流体介质，所述缸体(10)可以沿所述活塞轴(13)做轴向运动。

4.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于，所述活塞轴(13)固定，所述缸体(10)上带有齿条(16)，所述输出齿轮(2)通过所述齿条(16)与所述缸体(10)相啮合，所述输出齿轮(2)能够通过所述齿条(16)带动缸体(10)沿所述固定支杆(13)做轴向运动。

5.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于，所述缸体(10)固定，所述活塞轴(13)上设有齿条(16)，所述输出齿轮(2)通过所述齿条(16)与所述活塞轴(13)相啮合，所述输出齿轮(2)能够通过所述齿条(16)带动所述活塞轴(13)沿所述缸体(10)做轴向运动。

6.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于，所述缸体(10)上设有安全阀(9)。

7.一种汽车，包括传动轴(3)，其特征在于，所述汽车还包括一如权利要求1-6任意一项所述的能量转换装置，所述能量转换装置与所述传动轴(3)相连接并能进行动力传递。

8.根据权利要求7所述的汽车，其特征在于，所述能量传递机构一端与所述能量储存机构相连，所述能量传递机构另一端与所述传动轴(3)相连接。

9.根据权利要求8所述的汽车，其特征在于，所述汽车还包括设有同同步器(12)的转轴(4)以及空套在转轴(4)上的从动齿轮(14)，所述同步器(12)固定设置在所述转轴(4)上并可以与所述从动齿轮(14)结合或着脱离，所述传动轴(3)上设有主动齿轮(5)，所述主动齿轮(5)与所述从动齿轮(14)常啮合。

10.根据权利要求9所述的汽车，其特征在于，

当车辆减速，怠速或者下坡时，所述能量转换装置的控制装置控制所述同步器(12)与所述从动齿轮(14)啮合，车轮(8)的机械能通过所传动轴(3)、主动齿轮(5)、从动齿轮(14)及转轴(4)输入所述能量传递机构，并通过能量储存机构将机械能转化为介质的势能；

当车辆启动，加速或者上坡时，所述能量转换装置的控制机构控制所述同步器(12)与所述从动齿轮(14)啮合，所述缸体(10)中的介质推动缸体(10)或者活塞轴(13)轴向运动，进而所述能量传递机构通过转轴(4)、从动齿轮(14)及主动齿轮(15)带动传动轴(3)转动，从而驱动车轮(8)转动。

11.根据权利要求10所述的汽车，其特征在于，所述汽车还包括一带有壳体的减速机构(15)，所述活塞轴(13)的一端或者缸体(10)固定在所减速机构(15)的壳体上。