CN101871372A - 液力缓速器的发电方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车液力缓速器的发电方法及装置，动轮和缓速器油箱之间的部分动轮出油管设置于蒸发器中，带氟氯烷的管路为一封闭回路结构且穿过蒸发器，位于蒸发器外的管路上设置涡轮机，涡轮机与永磁发电机同轴相接；缓速器油箱上口连接的电磁阀和电磁阀阀芯通过控制线连接控制器。液力缓速器油经过蒸发器，使管路中氟氯烷吸收缓速器油中的热量汽化，产生的气压推动涡轮机内的叶片转动，带动永磁发电机的永久磁铁和转子磁轭一起转动，使永磁发电机定子线圈在交变磁场作用下产生三相电流。电磁风扇在液力缓速器工作时给冷冻剂散热且消耗输入轴的动能，进一步增强缓速效果，本发明有效地实现汽车制动能量回收和再生，达到汽车节能的目的。

Description

液力缓速器的发电方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车缓速装置和车载发电系统，尤其涉及液力缓速器发电方法和装置。
背景技术
液力缓速器是运输车辆制动系统使用的一种辅助制动装置，是一种旋转阻尼装置，利用其动轮带动缓速器油旋转并冲击定轮，此时定轮也会通过缓速器油产生一个反作用力作用在动轮上，从而阻碍动轮转动，将车辆的动能转化为缓速器油的热能，使车辆的速度得以降低。
由于汽车在行驶过程中频繁制动，导致缓速器油始终处于高温度状态，高温下的缓速器油在一定程度下影响缓速效果，因此，合理地利用缓速器油的热能，使之转变为电能是最有效的解决方法。
目前，利用汽车废气热量发电的技术有：申请号为200910038578.5、名称为“一种利用汽车排气发电的方法及装置”的专利申请提出采用汽车内燃机排气时通过每个排气管单元，使高压的尾气对小型发电机伸入的叶轮冲击，使其旋转从而发电。但目前尚未见有任何关于利用液力缓速器油发电的技术报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种将发电功能与缓速功能集成一体的智能化的液力缓速器的发电装置，利用液力缓速器油发电，实现能量再生。
本发明的另一目的是提供一种液力缓速器的发电方法，充分利用缓速器油工作时产生的热量带动永磁发电机发电，实现了能量回收的目的，增强了汽车缓速效果。
本发明液力缓速器的发电装置采用的技术方案是：包括输入轴、动轮和定轮，定轮进油管和动轮出油管分别连通缓速器油箱，动轮和缓速器油箱之间的部分动轮出油管设置于蒸发器中，带氟氯烷的管路为一封闭回路结构且穿过蒸发器，位于蒸发器外的管路上设置涡轮机，涡轮机与永磁发电机同轴相接；缓速器油箱上口连接的电磁阀和电磁阀阀芯通过控制线连接控制器。
本发明液力缓速器的发电方法采用的技术方案是：液力缓速器油通过动轮出油管在回流缓速器油箱过程中经过蒸发器，使管路中氟氯烷吸收缓速器油中的热量汽化，产生的气压推动涡轮机内的叶片转动；带动永磁发电机的永久磁铁和转子磁轭一起转动，使永磁发电机定子线圈在交变磁场作用下产生三相电流；液力缓速器的缓速信号输入控制器，控制电磁阀的通电电流以控制阀芯位置，输出缓速力矩。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过改变缓速器油路和增加一套吸热装置来充分吸收液力缓速器油工作时所产生的热量，通过冷冻剂吸热后汽化产生的高压推动涡轮机内叶片转动，从而带动永磁发电机发电，实现了能量回收和再生的功能。
2、装置中的电磁风扇在液力缓速器工作时给冷冻剂散热，消耗了输入轴的动能，进一步增强缓速效果。
3、装置的结构简单，布局合理，有效地实现汽车制动能量再生，增强汽车缓速效果，达到汽车节能的目的。
附图说明
图1是本发明液力缓速器发电装置的结构连接示意图。
图2是图1中涡轮机8与永磁发电机9的连接结构放大图。
图3是图1中电磁风扇10的连接结构放大图。
图中：1.输入轴；2.动轮；3.定轮；4.定轮进油管；5.蒸发器；6.带氟氯烷的管路；7.散热器；8.涡轮机；9.永磁发电机；10.电磁风扇；11.电磁阀；12.电磁阀阀芯；13.缓速器油箱；14.涡轮机外壳；15.涡轮机叶片；16.涡轮机出气口；17.永磁发电机外壳；18.永磁发电机定子线圈；19.永磁发电机定子铁芯；20.永久磁铁；21.转子磁轭；22.支撑轴承；23.转轴；24.电磁风扇叶片；25.接合片；26.电磁风扇从动轴；27.滚珠轴承；28.电磁离合器外壳；29.电磁离合器线圈；30.控制器；31.动轮出油管。
具体实施方式
如图1，原有的汽车液力缓速器装置包括输入轴1、动轮2和定轮3，输入轴1带动动轮2旋转，动轮2带动缓速器油旋转并冲击定轮3。定轮进油管4和动轮出油管31分别连通缓速器油箱13，形成缓速器油的回流。
本发明将动轮出油管31的出油油路进行改进，在动轮2和缓速器油箱13之间，将部分动轮出油管31放置于蒸发器5中，使缓速器油从动轮出油管31流回缓速器油箱13前经过蒸发器5。带氟氯烷的管路6为一封闭回路结构并且穿过蒸发器5，在位于蒸发器5外的管路6上设置涡轮机8，将涡轮机8与永磁发电机9同轴相接在一起。在涡轮机8的出气口端的管路6上设置散热器7，散热器7的散热片为平行流式以增大散热面积，在靠近散热器7处设置一电磁风扇10，电磁风扇10连接在输入轴1上。将电磁风扇10通过控制线连接控制器30，控制器30控制电磁风扇10工作。在缓速器油箱13上口连接电磁阀11和电磁阀阀芯12，将电磁阀11通过控制线连接控制器30，以控制电磁阀11的工作。
如图2所示，涡轮机8与永磁发电机9通过一个转轴23连接在一起，涡轮机8包括涡轮机外壳14，在涡轮机外壳14的侧端开有涡轮机出气口16，在涡轮机外壳14内腔具有叶片15，叶片15通过平键与转轴23的一端紧固连接，叶片15的叶片数可设置为5-7片。永磁发电机9的最外层结构为永磁发电机外壳17，伸入永磁发电机外壳17中的转轴23为阶梯轴结构，在转轴23上设置两个支撑轴承22支撑永磁发电机外壳17。在永磁发电机外壳17内具有永磁发电机定子线圈18、永磁发电机定子铁芯19、永久磁铁20和转子磁轭21，其中，永磁发电机定子线圈18绕制在永磁发电机定子铁芯19上，永久磁铁20以及转子磁轭21与转轴23为过渡配合，当叶片15转动时，使转轴23带动永久磁铁20和转子磁轭21的转动。
如图3，电磁风扇10由电磁风扇叶片24、接合片25、电磁风扇从动轴26、滚珠轴承27、电磁离合器外壳28和电磁离合器线圈29组成。电磁离合器外壳28通过平键与输入轴1连接，输入轴1和电磁风扇从动轴26之间安装滚珠轴承27，使输入轴1带动电磁风扇从动轴26转动。电磁风扇叶片24固定连接于电磁风扇从动轴26上，电磁风扇叶片24正对散热器7。在面对电磁离合器外壳28的电磁风扇叶片24侧面上固定接合片25，电磁离合器线圈29绕于电磁离合器外壳28上。将电磁离合器外壳28与汽车的蓄电池负极相连，控制器30连接电磁离合器线圈29，因此，当控制器30接收到缓速信号后输出控制信号，将给电磁离合器线圈29通电，依次经过电磁离合器线圈29、电磁离合器外壳28和蓄电池负极，形成闭合回路。通电后的电磁离合器外壳28产生较强的电磁吸力，使电磁离合器外壳28与接合片25紧紧接合在一起，使电磁风扇10工作，电磁风扇10在液力缓速器工作时给冷冻剂散热，消耗了输入轴1的动能，增强缓速效果。当控制器30断开电磁阀11电路，电磁阀阀芯12将缓速器油箱13与外界大气隔离使缓速器不工作时，控制器30同时断开电磁风扇10内的电磁离合器线圈29电路，使电磁风扇10不工作，以此实现控制器30对电磁风扇10工作的控制。
由上述图1-3可知，封闭回路的管路6顺序经过了蒸发器5、涡轮机8、涡轮机出气口16、散热器7和蒸发器5。
液力缓速器发电装置在缓速过程中，输入轴1的动能不断转变为液力缓速器油的内能，从而使油液发热。发热的缓速器油回到缓速器油箱13后，再循环进行缓速。液力缓速器的缓速信号输入给控制器30，控制器30控制电磁阀11的通电电流以控制阀芯12的位置，从而实现精确输出缓速力矩的目的。缓速器油在回流缓速器油箱13过程中，经过蒸发器5，蒸发器5内部有带有氟氯烷的管路6经过，由于氟氯烷是一种密度大、蒸气压力高的气体冷冻剂，所以很容易吸收缓速器油中的热量汽化，并产生强大的气压。
管路6中汽化后的氟氯烷氟氯烷经过涡轮机8后，推动涡轮机8内叶片15高速转动，叶片15的转动使得气态氟氯烷冷冻剂从涡轮机出气口16流出。此时，涡轮机8的旋转使转轴23带动永磁发电机9的永久磁铁20和转子磁轭21一起转动，从而使永磁发电机定子线圈18在交变磁场作用下产生三相电流，电流输出经整流变压后，可供车载用电设备使用。同时，从涡轮机出气口16流出的气态氟氯烷冷冻剂经过散热器7，散热器7正对着电磁风扇10。电磁风扇10工作与否受控制器30控制，控制器30在接收到缓速信号后，将给电磁离合器线圈29通电，产生较强的电磁吸力使电磁离合器外壳28与接合片25紧紧接合在一起，使电磁风扇从动轴26旋转，带动电磁风扇叶片24高速旋转。高速旋转的叶片24不仅能消耗掉输入轴的动能，增强缓速效果，同时还能有效地对正流入散热器7的气态冷冻剂进行散热，使其变为液态再次流经蒸发器5，进行下一循环。

Claims (6)

1.一种液力缓速器的发电装置，包括输入轴(1)、动轮(2)和定轮(3)，定轮进油管(4)和动轮出油管(31)分别连通缓速器油箱(13)，其特征是：动轮(2)和缓速器油箱(13)之间的部分动轮出油管(31)设置于蒸发器(5)中，带氟氯烷的管路(6)为一封闭回路结构且穿过蒸发器(5)，位于蒸发器(5)外的管路(6)上设置涡轮机(8)，涡轮机(8)与永磁发电机(9)同轴相接；缓速器油箱(13)上口连接的电磁阀(11)和电磁阀阀芯(12)通过控制线连接控制器(30)。
2.根据权利要求1所述的液力缓速器的发电装置，其特征是：涡轮机(8)的出气口端的管路(6)上设置散热器(7)，靠近散热器(7)处具有连接输入轴(1)的电磁风扇(10)，电磁风扇(10)通过控制线连接控制器(30)。
3.根据权利要求1所述的液力缓速器的发电装置，其特征是：所述涡轮机(8)与永磁发电机(9)通过转轴(23)连接，涡轮机(8)的涡轮机外壳(14)侧开有涡轮机出气口(16)，管路(6)经过该涡轮机出气口(16)，涡轮机外壳(14)内腔中具有与转轴(23)一端紧固连接的叶片(15)，永磁发电机(9)的永磁发电机外壳(17)内具有绕制在永磁发电机定子铁芯(19)的永磁发电机定子线圈(18)，永久磁铁(20)和转子磁轭(21)与转轴(23)过渡配合。
4.根据权利要求2所述的液力缓速器的发电装置，其特征是：所述输入轴(1)穿过电磁风扇(10)的电磁离合器外壳(28)且带动电磁风扇从动轴(26)转动，电磁风扇叶片(24)固定连接于电磁风扇从动轴(26)上，在面对电磁离合器外壳(28)的电磁风扇叶片(24)侧面上固定接合片(25)，电磁离合器线圈(29)绕于电磁离合器外壳(28)上且连接控制器(30)，电磁离合器外壳(28)与汽车蓄电池负极相连后与控制器(30)、电磁离合器线圈(29)形成闭合回路。
5.一种液力缓速器的发电方法，其特征是：液力缓速器油通过动轮出油管(31)在回流缓速器油箱(13)过程中经过蒸发器(5)，使管路(6)中氟氯烷吸收缓速器油中的热量汽化，产生的气压推动涡轮机(8)内的叶片(15)转动；带动永磁发电机(9)的永久磁铁(20)和转子磁轭(21)一起转动，使永磁发电机定子线圈(18)在交变磁场作用下产生三相电流；液力缓速器的缓速信号输入控制器(30)，控制电磁阀(11)的通电电流以控制阀芯(12)位置，输出缓速力矩。
6.根据权利要求5所述的液力缓速器的发电方法，其特征是：从涡轮机(8)的涡轮机出气口(16)流出的气态氟氯烷经过散热器(7)，控制器(30)接收缓速信号给电磁离合器线圈(29)通电，使电磁离合器外壳(28)与接合片(25)接合，带动电磁风扇叶片(24)旋转，消耗了输入轴(1)动能的同时对流入散热器(7)的气态冷冻剂进行散热，使其变为液态再次流经蒸发器(5)进行下一循环；当控制器(30)断开电磁阀(11)电路，电磁阀阀芯(12)将缓速器油箱(13)与外界大气隔离使缓速器不工作时，控制器(30)同时断开电磁风扇(10)内的电磁离合器线圈(29)电路，电磁风扇(10)不工作。
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