CN102849045A - 一种车辆制动馈能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆制动馈能系统，包括轴和设置在轴上的车轮，所述轴上套有两对相互配合的小棘轮和大棘轮，右大棘轮通过连接杆与刹车连接，左大棘轮和车轮套在左小棘轮上，所述左小棘轮与左大棘轮的连接处及右小棘轮与轴的连接处均设有单向机构，所述右小棘轮的外圆周上通过连接件连接有储能机构，该储能机构的另一端与左大棘轮的内壁连接。本发明的有益效果为：效率高：转换效率高达40%~60%，且回收的能量越多效率越高，在车辆低速时仍能以高效率的回收能量；成本低，可在自行车上使用，其成本低于100元；节能减排，减少回转部件在制动、启动使用的能量，减少了碳排量。

Description

一种车辆制动馈能系统
技术领域
本发明涉及一种车辆制动馈能系统。
背景技术
车辆制动能量回收系统是指一种应用在汽车或者轨道交通上的系统，现在常用的车辆制动能量回收系统通常采用的技术是将将制动时产生的能量转换成电能，并将其存储在电容器内，在车辆使用能量时，电容器可以速将能量释放。现有车辆制动能量回收系统的优点是无论何种工况都能使用，控制起来也很简单。但也存在如下几点缺点：
1、效率低：现有技术都是通过电机将机械能转化为电能，再把电能转换为机械能。这两个过程效率比较低。尤其在车辆由静止起步的过程中，电能转换为机械能的效率很低。
2、成本高：实际上除了纯电动汽车外，混合动力汽车必然使用两种驱动器，那么成本的增多是必然的。
3、低速时几乎无用：在车辆低速行驶时，电机的机械能转换电能的功率小（发电机的发电功率与转速正相关），那么也就是说通过现有技术要想让汽车完全停下来必须要采用传统的车辆制动系统（盘式制动器、鼓式制动器等），这无疑浪费了大量的能量。
当今车辆主要是行驶在市区内，而由于市内交通比较拥挤，行驶车辆的车速一般都在20-40km/h之间，并且由于经常碰到红灯，而要不断的刹车，这使得车辆在市内行驶时，其安装的车辆能量回收系统不能起到应有的作用。因此，对现有技术应当进一步改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种车辆制动馈能系统，以克服目前现有技术在车辆低速时不能良好回收能量的不足。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现：
一种车辆制动馈能系统，包括轴和设置在轴上的车轮，所述轴上套有两对相互配合的小棘轮和大棘轮，右大棘轮通过连接杆与刹车连接，右大棘轮上设有凹槽，所述轴上设有与该凹槽相配合的凸起，左大棘轮和车轮套在左小棘轮上，所述左小棘轮与左大棘轮的连接处及右小棘轮与轴的连接处均设有单向机构，该单向机构为单向轴承，所述右小棘轮的外圆周上通过连接件连接有储能机构，所述连接件可以为螺栓，也可以为螺钉，该储能机构的另一端与左大棘轮的内壁连接，所述左大棘轮的内壁上均匀设有若干卡槽，所述储能机构的另一端头卡在所述卡槽内。
优选的，所述右小棘轮的右端面上设有止推轴承。
优选的，所述小棘轮上的棘齿的工作面与棘齿底端面所成的角为95-125度。
优选的，所述储能机构为发条或扭簧。
本发明的有益效果为：
1、效率高：试验台测试的转换效率高达40%~60%，并且实验结果显示回收的能量越多效率越高。其原因可与定滑轮效率类比，货物越重系统的损耗所占的比例越小，因此效率提高。如果应用到车辆上，因为车辆的质量很大，效率会再次提升。
2、成本低，并可安装在电动自行车、普通自行车上使用，以应付城市中繁多的红绿灯。其成本低于100元。
3、此装置可以低速使用，在车辆低速时仍能以高效率的回收系统能量。
4、节约能源：可以减少回转部件因为制动、启动而使用的能量。
5、减少排放：减少了化石资源的消耗，减少了碳排量。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明实施例所述的一种车辆制动馈能系统的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图3是本发明实施例所述的一种车辆制动馈能系统的右小棘轮和左大棘轮的配合结构示意图；
图4是本发明实施例所述的一种车辆制动馈能系统的左大棘轮的结构示意图；
图5是本发明实施例所述的一种车辆制动馈能系统的左小棘轮的结构示意图。
图中：
1、轴；2、车轮；3、左大棘轮；4、右大棘轮；5、左小棘轮；6、右小棘轮；7、连接件；8、储能机构；9、工作面；10、底端面；11、发条。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明实施例所述的一种车辆制动馈能系统，包括轴1和设置在轴1上的车轮2，所述轴1上套有两对相互配合的小棘轮和大棘轮，所述右大棘轮4上设有凹槽，所述轴1上设有与该凹槽相配合的凸起，右大棘轮4通过连接杆与刹车连接，左大棘轮3和车轮2套在左小棘轮5上，所述左小棘轮5与左大棘轮3的连接处及右小棘轮6与轴1的连接处均设有单向机构，该单向机构为单向轴承9，所述右小棘轮6的外圆周上通过连接件7连接有储能机构8，该连接件7可以为螺栓或螺钉，右小棘轮6的右端面上设有止推轴承，所述储能机构8的另一端与左大棘轮3的内壁连接，所述左大棘轮3的内壁上均匀设有若干卡槽，所述储能机构8的另一端头卡在所述卡槽内，所述储能机构8为发条11或扭簧。
如图5所示，所述小棘轮上的棘齿的工作面9与棘齿的底端面10所成的角为95-125度。
具体使用时，本发明提供的一种车辆馈能回收系统中的车轮2与左小棘轮5连接，当车辆行驶时，左小棘轮5与车轮2同步转动，在馈能回收系统在没使用时，左大棘轮3、右大棘轮4及左小棘轮5、右小棘轮6均处于分离状态，当车辆减速时，人们踩住刹车，刹车通过连接杆带动右大棘轮4，使右大棘轮4向左运动，右大棘轮4向左运动的同时带动右小棘轮6向左运动，使右小棘轮6与左小棘轮5的棘齿咬合，左小棘轮5带动右小棘轮6运动，由于右小棘轮6上装有单向轴承，使右小棘轮6不能沿与车轮运动方向相反的方向运动，同时由于左小棘轮5与左大棘轮3之间装有单向轴承，阻止左大棘轮3沿车轮方向转动，使得右小棘轮6与左大棘轮3之间有个相对运动，由于右小棘轮6与左大棘轮3之间连接有储能装置8，在右小棘轮6与左大棘轮3做相对运动时，对储能装置8进行储能，在储能的同时，由于力的反作用，车轮受到一个阻碍力，使本装置在储能的同时加快了车速的降低，储能装置8可以采用发条，也可以采用扭簧，其选取的标准为能够储存车速有40km/h降到停止时所产生的能量，经实验测得，本发明提供的车辆制动馈能系统的能量回收率高达40%~60%，并且实验结果显示回收的能量越多效率越高。其原因可与定滑轮效率类比，货物越重系统的损耗所占的比例越小，因此效率提高。如果应用到车辆上，因为车辆的质量很大，效率会再次提升；当车以高于40km/h的车速进行减速时，由于储能装置8与左大棘轮3之间的连接方式为储能装置的端头卡在左大棘轮3上的卡槽内，这使得超出的部分能量将不进行存储，防止由于储能装置8在储存满能量后对车轮抱死，影响到车辆的正常行驶。
当储能装置8储存满能量后，由于左小棘轮5和右小棘轮6之间配合的棘齿的工作面与底端面的夹角大于90度，在车轮及储能装置8的作用下，使得右小棘轮6与左小棘轮5自动分离，车辆需要启动时，松开刹车，刹车通过连接杆带动右大棘轮4向右运动，此时，由于右小棘轮6上的单向轴承的作用，使得储能装置8释放能量的方向只能沿车轮行驶的方向运动，回收的机械能将以帮助车辆启动、减少车辆启动时耗费能量的方式释放出去，减少了车辆启动时化石资源的消耗，减少了碳排量。
在本发明的其它是实施例中，右大棘轮4在连接杆的推动下向左运动与右小棘轮6的右端面接触时，右小棘轮6和右大棘轮4做相对运动，两个部件之间的运动方式为滑动摩擦，在右小棘轮6的右端面上设置止推轴承，使右小棘轮6与右大棘轮4之间的滑动摩擦转换成滚动摩擦，降低了右小棘轮6和右大棘轮4之间的磨损。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。 

Claims (8)

1.一种车辆制动馈能系统，包括轴（1）和设置在轴（1）上的车轮（2），其特征在于：所述轴（1）上套有两对相互配合的小棘轮和大棘轮，其中，右大棘轮（4）通过连接杆与刹车连接，左大棘轮（3）和车轮（2）套在左小棘轮（5）上，左小棘轮（5）与左大棘轮（3）的连接处以及右小棘轮（6）与轴（1）的连接处均设有单向机构，右小棘轮（6）的外圆周上通过连接件（7）连接有储能机构（8），储能机构（8）的另一端与左大棘轮（3）的内壁连接。
2.根据权利要求1所述的一种车辆制动馈能系统，其特征在于：所述右小棘轮（6）的右端面上设有止推轴承。
3.根据权利要求2所述的一种车辆制动馈能系统，其特征在于：所述单向机构为单向轴承（9）。
4.根据权利要求3所述的一种车辆制动馈能系统，其特征在于；所述右大棘轮（4）上设有凹槽，所述轴（1）上设有与该凹槽相配合的凸起。
5.根据权利要求4所述的一种车辆制动馈能系统，其特征在于：所述小棘轮上的棘齿的工作面（9）与棘齿的底端面（10）所成的角为95-125度。
6.根据权利要求1所述的一种车辆制动馈能系统，其特征在于；所述连接件（7）为螺栓或螺钉。
7.根据权利要求1所述的一种车辆制动馈能系统，其特征在于：所述左大棘轮（3）的内壁上均匀设有若干卡槽，所述储能机构（8）的另一端头卡在所述卡槽内。
8.根据权利要求1所述的一种车辆制动馈能系统，其特征在于：所述储能机构（8）为发条（11）或扭簧。
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