CN102442208B - 一种机械弹性储能驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于动力驱动和储能领域的一种机械弹性储能驱动装置。它的结构如下：发动机通过第一离合器与齿轮装配在一起，齿轮与涡簧外壁上的齿轮啮合，涡簧通过涡簧主轴与制动装置装配在一起，制动装置与第二离合器装配在一起，第二离合器与第二滑动齿轮装配在一起，第二轮系、涡簧和第二滑动齿轮装配在一起，第二离合器还与输入轴装配在一起，钢带式无级变速器通过输出轴与汽车刹车轮系装配在一起。本发明的有益效果为：汽车的发动机可以全程在最佳燃油燃烧转速区间内运转，燃油的化学能最大程度的转化成涡簧的弹性势能，并把汽车减速和刹车时消耗掉的动能也转化成涡簧的弹性势能，再由涡簧释放弹性势能，驱动汽车运动，达到节能减排的作用。
Description
技术领域
本发明属于动力驱动和储能领域，特别涉及一种机械弹性储能驱动装置，应用于汽车的驱动装置中。
背景技术
汽车的驱动需要燃油的燃烧和转化，燃油的充分燃烧需要汽车的发动机运行在某一个转速区间。汽车的使用过程，决定了汽车发动机的运行转速变化区间是很大的，尤其是在城市里行驶，经常运行在低转速的状态下，造成发动机内的燃油燃烧不充分，造成资源的浪费。当前的汽车厂家对燃油的不充分燃烧的解决办法，是调整燃油在气缸里的燃烧方法，采用新型的点火和喷油技术，例如：缸内直喷、可变气门正时、断缸等技术，以提高燃油的燃烧率，但是发动机在不同的转速区间变化时，仍然会发生燃油的不充分燃烧，造成燃油的浪费。同时，在汽车运行过程中，经常需要减速或者刹车，从而造成已有的动能被刹车装置的摩擦做功抵消，转化成热能浪费掉。
当前通常采用的储能技术，有电化学储能、电磁储能、物理储能等等。但有的技术不成熟，损耗较高，有的依赖地理位置和自然条件，有的成本太高，有的对环境污染严重，这些都限制了它们在电力系统中的推广应用。
发明内容
本发明针对上述缺陷公开了一种机械弹性储能驱动装置，它的结构如下：发动机通过第一离合器与齿轮装配在一起，齿轮与涡簧外壁上的齿轮啮合，涡簧通过涡簧主轴与制动装置装配在一起，制动装置与第二离合器装配在一起，第二离合器与第二滑动齿轮装配在一起，第二轮系、涡簧和第二滑动齿轮装配在一起，第二离合器还与钢带式无级变速器的输入轴装配在一起，钢带式无级变速器的输出轴与汽车刹车轮系装配在一起；第二轮系与涡簧的外壁齿轮联接。
所述钢带式无级变速器的结构如下：输入轴和第一V型轮装配在一起，第一V型轮通过钢带与第二V型轮装配在一起，第一液压系统通过第一联轴器与第一V型轮装配在一起，第二液压系统通过第二联轴器与第二V型轮装配在一起，第二V型轮与第一轮系装配在一起，第一轮系与输出轴联接。
所述汽车刹车轮系的结构如下：输出轴与第一滑动齿轮装配在一起，第一滑动齿轮、刹车齿轮和前驱动装置装配在一起，第一滑动齿轮、刹车齿轮、前驱动装置和后驱动装置均安装在汽车底盘上；发动机通过第一离合器与齿轮联接，齿轮与涡簧外壁上的齿轮啮合，涡簧通过涡簧主轴与制动装置联接，制动装置与第二离合器联接，第二离合器通过第二滑动齿轮与第二轮系联接，第二离合器还与输入轴联接，钢带式无级变速器通过输出轴与汽车刹车轮系联接。
本发明的有益效果为：在汽车的发动机和驱动装置之间加装一组涡簧储能驱动装置，汽车的发动机可以全程在最佳燃油燃烧转速区间内运转，燃油的化学能最大程度的转化成涡簧的弹性势能，并把汽车减速和刹车时消耗掉的动能也转化成涡簧的弹性势能，再由涡簧释放弹性势能，驱动汽车运动，达到节能减排的作用。
附图说明
图1为涡簧储能驱动示意图。
图2为刹车储能示意图。
图3为涡簧结构示意图。
图中各标号为：1-涡簧，2-齿轮，3-第一离合器，4-发动机，5-钢带式无级变速器，6-钢带，7-第一V型轮，8-第一液压系统，9-第一联轴器，10-第二液压系统，11-第二联轴器，12-第二V型轮，13-第一轮系，14-第一滑动齿轮，15-刹车齿轮，16-前驱动装置，17-后驱动装置，18-汽车底盘，19-输出轴，20-第二轮系，21-第二滑动齿轮，22-第二离合器，23-涡簧主轴，24-制动装置，25-输入轴，26-汽车刹车轮系。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图3所示，一种机械弹性储能驱动装置的结构如下：发动机4通过第一离合器3与齿轮2装配在一起，齿轮2与涡簧1外壁上的齿轮啮合，涡簧1通过涡簧主轴23与制动装置24装配在一起，制动装置24与第二离合器22装配在一起，第二离合器22与第二滑动齿轮21装配在一起，第二轮系20、涡簧1和第二滑动齿轮21装配在一起，第二离合器22还与输入轴25装配在一起，钢带式无级变速器5通过输出轴19与汽车刹车轮系26装配在一起；发动机4通过第一离合器3与齿轮2联接，齿轮2与涡簧1外壁上的齿轮啮合，涡簧1通过涡簧主轴23与制动装置24联接，制动装置24与第二离合器22联接，第二离合器22通过第二滑动齿轮21与第二轮系20联接，第二离合器22还与输入轴25联接，钢带式无级变速器5通过输出轴19与汽车刹车轮系26联接。
钢带式无级变速器5的结构如下：输入轴25和第一V型轮7装配在一起，第一V型轮7通过钢带6与第二V型轮12装配在一起，第一液压系统8通过第一联轴器9与第一V型轮7装配在一起，第二液压系统10通过第二联轴器11与第二V型轮12装配在一起，第二V型轮12与第一轮系13装配在一起。
汽车刹车轮系26的结构如下：输出轴19与第一滑动齿轮14装配在一起，第一滑动齿轮14、刹车齿轮15和前驱动装置16装配在一起，第一滑动齿轮14、刹车齿轮15、前驱动装置16和后驱动装置17均安装在汽车底盘18上。
本发明的工作过程分为以下两部分：
1）如图1所示，发动机4以燃油的最佳燃烧转速工作，通过第一离合器3和齿轮2与涡簧1的外壁上的齿轮啮合，输出的扭矩转化成涡簧1的弹性势能，然后保存弹性势能。当汽车运行时，涡簧1释放存储的能量，涡簧主轴23通过第二离合器22与输入轴25连接。涡簧1输出扭矩，驱动第一V型轮7转动，带动钢带6运动，驱动第二V型轮12转动。第二V型轮12带动第一轮系13，输出扭矩，第一轮系13与输出轴19连接，通过输出轴19，作用在汽车的前驱动装置16上，驱动汽车运行。此时第一滑动齿轮14与刹车齿轮15分离。
2）当汽车需要减速或者刹车的时候，如图2所示，第一离合器3分开，发动机停止运转，第二离合器22分开，第二滑动齿轮21向上滑动，与第二轮系20啮合。制动装置24抱紧涡簧主轴23，涡簧1停止输出扭矩。第一滑动齿轮14滑动，与刹车齿轮15啮合。汽车轮轴的转动扭矩通过刹车齿轮15和第一滑动齿轮14，作用在输出轴19上，经过无级变速器5和第二滑动齿轮21，驱动第二轮系20转动，第二轮系20转动作用在涡簧1的外壁齿轮上，驱动涡簧1外壁转动，为涡簧1储能，汽车的动能转化为涡簧1的弹性势能。
钢带式无级变速器5中的第一液压系统8和第二液压系统10，可以调节第一V型轮7和第二V型轮12的轮隙，从而获得不同的传动比，可以将涡簧1输出的扭矩经过变速，转化成适合于汽车运动的驱动扭矩；也可以在汽车减速和刹车时，调整传动比，把汽车轮轴上的扭矩转化为适合于驱动涡簧1储能的扭矩，把汽车的动能转化成涡簧1的弹性势能保存起来。
当涡簧1的弹性势能储满后，汽车发动机停止运转。当涡簧1的储能量少于某一个预设值的时候，汽车的发动机开始工作，涡簧1开始储能。
本发明提出的新型汽车用机械弹性储能驱动技术,可以把燃油的化学能转化成涡簧1的弹性势能，并可以把汽车减速和刹车时消耗掉的动能，也转化成涡簧1的弹性势能，保存起来，作为驱动汽车运动的动力源，达到节能减排的作用。
Claims (3)
1.一种机械弹性储能驱动装置，其特征在于，它的结构如下：发动机（4）通过第一离合器（3）与齿轮（2）联接，齿轮（2）与涡簧（1）外壁上的齿轮啮合，涡簧（1）通过涡簧主轴（23）与制动装置（24）联接，制动装置（24）与第二离合器（22）联接，第二离合器（22）通过第二滑动齿轮（21）与第二轮系（20）联接，第二离合器（22）还与钢带式无级变速器（5）的输入轴（25）联接，钢带式无级变速器（5）的输出轴（19）与汽车刹车轮系（26）联接；第二轮系（20）与涡簧（1）的外壁齿轮联接。
2.根据权利要求1所述的一种机械弹性储能驱动装置，其特征在于，所述钢带式无级变速器（5）的结构如下：输入轴（25）和第一V型轮（7）联接，第一V型轮（7）通过钢带（6）与第二V型轮（12）联接，第一液压系统（8）通过第一联轴器（9）与第一V型轮（7）联接，第二液压系统（10）通过第二联轴器（11）与第二V型轮（12）联接，第二V型轮（12）与第一轮系（13）联接，第一轮系（13）与输出轴（19）联接。
3.根据权利要求1所述的一种机械弹性储能驱动装置，其特征在于，所述汽车刹车轮系（26）的结构如下：输出轴（19）与第一滑动齿轮（14）联接，第一滑动齿轮（14）、刹车齿轮（15）和前驱动装置（16）联接，第一滑动齿轮（14）、刹车齿轮（15）、前驱动装置（16）和后驱动装置（17）均安装在汽车底盘（18）上。
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