CN103010188A - 汽车辅助制动及辅助启动系统 - Google Patents

Abstract

汽车辅助制动及辅助启动系统，其特征是：包括能量转换及储存装置，所述能量转换及储存装置上设有机械能输入部件，所述机械能输入部件通过离合装置与一动力输入轴联接，所述的动力输入轴与汽车的车轮驱动轴之间通过锥齿轮传动连接；所述能量转换及储存装置通过能量输出部件对所述车轮驱动轴输出辅助启动用的机械能。该系统能把每次制动时车辆损失的动能转化为某种能量储存起来，在启动时再把这部分能量转化为汽车的动能，减少车辆启动时能量的消耗。

Description

汽车辅助制动及辅助启动系统

技术领域

本发明涉及汽车制动及启动技术领域，尤其是一种可以辅助汽车制动及启动的系统。

背景技术

汽车在行驶中尤其是在闹市区往往需要频繁的制动、启动，每一次启动都要消耗能量。假设汽车在稳定行驶时拥有的动能是Ek，那么制动时这部分能量将因制动转化为热能。再次启动时要想达到制动前的速度，那仍需要发动机输出能量最少Ek。如果多次制动、启动，就要消耗多个Ek的能量。而这些能量在现有条件下都转化为热能损失了。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种汽车辅助制动及辅助启动系统，把每次制动时车辆损失的动能转化为某种能量储存起来，在启动时再把这部分能量转化为汽车的动能，减少车辆启动时能量的消耗。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：汽车辅助制动及辅助启动系统，包括能量转换及储存装置，所述能量转换及储存装置上设有机械能输入部件，所述机械能输入部件通过离合装置与一动力输入轴联接，所述的动力输入轴与汽车的车轮驱动轴之间通过锥齿轮传动连接；所述能量转换及储存装置通过能量输出部件对所述车轮驱动轴输出辅助启动用的机械能。

作为本发明的进一步的技术方案：所述的能量转换及储存装置包括发电机、储电池、电动机、变速器；

所述的机械能输入部件为该发电机的输入轴；所述发动机的输入轴与所述动力输入轴之间的离合装置记为第一离合装置；

所述的能量输出部件包括电动机、变速器及第二离合装置；所述电动机的输出端连接所述变速器的输入端，变速器的输出端通过第二离合装置联接动力输出轴的输入端，所述动力输出轴的输出端通过锥齿轮传动机构连接所述的车轮驱动轴；

所述蓄电池储存由发电机获取的电能并为所述电动机提供电源；

该系统还设有用于控制电动机接通蓄电池的电源开关。

作为上述方案的更进一步的改进：所述蓄电池与所述发电机之间串联有稳压器。

作为本发明的另一种进一步的技术方案：

所述的能量转换及储存装置包括涡卷弹簧；所述的机械能输入部件为固定涡卷弹簧的自由端的卷簧轴；涡卷弹簧的另一端为固定端；

所述卷簧轴与所述动力输入轴之间的离合装置记为第一离合装置；与所述卷簧轴配合设置有可控制卷簧轴转动的锁定装置；

所述的能量输出部件包括动力输出轴、第二离合装置、中间传动轴；所述的动力输出轴的输入端通过所述第二离合装置与所述中间传动轴的输出端联接，所述动力输出轴的输出端通过锥齿轮传动装置与所述车轮驱动轴连接；所述中间传动轴的输入端通过机械传动装置与所述卷簧轴传动连接。

作为本发明的另一种进一步的技术方案：所述的能量转换及储存装置包括可以通过直线运动储存能量的弹簧；所述的机械能输入部件为固定连接所述弹簧的自由端的推拉杆，所述弹簧的另一端为固定端；

所述的机械能输入部件为第一传动轴，该第一传动轴与所述动力输入轴之间的离合装置记为第一离合装置；该第一传动轴通过机械传动机构连接并驱动所述推拉杆沿所述弹簧的伸缩方向运动；与所述推拉杆配合设置有可控制推拉杆运动的锁定装置；

所述的能量输出部件包括动力输出轴、第二离合装置、中间传动轴；所述动力输出轴的输入端通过所述第二离合装置与所述中间传动轴的输出端联接，所述动力输出轴的输出端通过锥齿轮传动装置与所述车轮驱动轴连接；所述中间传动轴的输入端通过机械传动装置与所述第一传动轴传动连接。

本发明的有益效果是：它把每次制动时车辆损失的动能Ek转化为某种能量储存起来，在启动时再把这部分能量转化为汽车的动能，减少车辆启动时能量的消耗；不会因为每次的制动、启动再耗费Ek的能量。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图；

图3为实施例二中锁定装置的结构示意图；

图4为本发明实施例三的结构示意图；

图5为实施例三中锁定装置的结构示意图。

图中：1发动机，101发动机的输入轴，2蓄电池，3电动机，4变速器，5动力输入轴，6第一离合装置，7车轮驱动轴，8锥齿轮传动装置，10第二离合装置，11电源开关，12稳压器，13动力输出轴，14锥齿轮传动机构，15涡卷弹簧，151固定端，16卷簧轴，17锁定装置，171锁定轮，172锁定销，18中间传动轴，19直齿轮传动装置，191第一直齿轮，192第二直齿轮，20螺旋弹簧,201固定端，21推拉杆，22第一传动轴，23齿轮，24齿条，25锁定装置，251锁定齿条，252锁定销。

具体实施方式

本发明的汽车辅助制动及辅助启动系统，包括能量转换及储存装置，所述能量转换及储存装置上设有机械能输入部件，所述机械能输入部件通过离合装置与一动力输入轴5联接，所述的动力输入轴5与汽车的车轮驱动轴7之间通过锥齿轮传动装置8连接；所述能量转换及储存装置通过能量输出部件对所述车轮驱动轴7输出辅助启动用的机械能。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

实施例一：如图1所示，该系统中，所述的能量转换及储存装置包括发电机1、储电池2、电动机3、变速器4。

所述的机械能输入部件为该发电机的输入轴101。发动机的输入轴101与所述动力输入轴5之间的离合装置记为第一离合装置6。

所述的能量输出部件包括电动机3、变速器4及第二离合装置10；电动机3的输出端连接变速器4的输入端，变速器4的输出端通过第二离合装置10联接动力输出轴13的输入端，所述动力输出轴13的输出端通过锥齿轮传动机构14连接所述的车轮驱动轴7。

所述蓄电池2储存由发电机1获取的电能并为电动机3提供电源。

该系统还设有用于控制电动机3接通蓄电池2的电源开关11。

当踩下制动踏板时，通过第一离合装置6将动力输入轴5与车轮驱动轴7传动连接，将汽车的动能Ek转化为电能利用蓄电池2储存起来，同时利用发电机1本身的电磁阻力，起到制动作用。

启动时，闭合电源开关11，第二离合装置10啮合，第一离合装置6脱开；利用蓄电池2储存的这部分电能供给电动机3，电动机3启动，输出动力经变速器4，动力经动力输出轴13、锥齿轮传动机构14传递至车轮驱动轴7，辅助车辆启动。在车辆达到匀速行驶（或电动机3不再有效驱动即储存的能量释放完）后，第二离合装置10脱开。

由于车辆在制动过程中速度逐渐下降，那么发电机输出的电流也将逐渐下降，该实施例中，在蓄电池2与发电机1之间串联有稳压器12。

如果应用在电动汽车上，则可以直接采用电动汽车的蓄电池作为本系统的蓄电池2，启动时直接用电动汽车本身的电动机进行启动。

实施例二：如图2所示，该系统的能量转换及储存装置包括涡卷弹簧15；所述的机械能输入部件为固定涡卷弹簧15的自由端的卷簧轴16；涡卷弹簧15的另一端为固定端151；该固定端151与车体相对固定。可以根据安装位置选择合适的固定位置。

其卷簧轴16与动力输入轴5之间的离合装置记为第一离合装置6；与卷簧轴16配合设置有可控制卷簧轴转动的锁定装置17。

所述的能量输出部件包括动力输出轴13、第二离合装置10、中间传动轴18。动力输出轴13的输入端通过第二离合装置10与中间传动轴18的输出端联接，动力输出轴13的输出端通过锥齿轮传动机构14与车轮驱动轴7连接；中间传动轴18的输入端通过直齿轮传动装置19与卷簧轴16传动连接。本领域的技术人员根据常规技术手段的选择，也可以采用链传动等其他传动装置代替直齿轮传动装置，而达到相同的技术目的。在此不再一一详细说明。

正常行驶状态时，第一离合装置6、第二离合装置10均处于分离状态。

制动时，第一离合装置6啮合，第二离合装置10分离，锁定装置17打开，卷簧轴16处于可转动状态。此时，车轮驱动轴上的动力通过锥齿轮传动装置8、第一离合装置6传递至卷簧轴16，卷簧轴16带动涡卷弹簧15的自由端转动，涡卷弹簧15储能；制动完成后，锁定装置17锁定卷簧轴16，卷簧轴16不可转动，防止涡卷弹簧15自动释放能量。

车辆启动时，第二离合装置10啮合，第一离合装置6分离，打开锁定装置17，卷簧轴16又处于可转动的状态；此时涡卷弹簧15储存的能量通过卷簧轴16、直齿轮传动装置19传递给中间传动轴18，该直齿轮传动装置由第一直齿轮191、第二直齿轮192啮合而成，第一直齿轮191安装在卷簧轴上，第二直齿轮192安装在中间传动轴18的输入端；该直齿轮传动装置19使中间传动轴18的转向与卷簧轴16的转向相反，中间传动轴18再经锥齿轮传动机构14将动力传递到车轮驱动轴7上，实现辅助启动的目的。

该实施例中的锁定装置可以采用如图3所示的结构，在卷簧轴16上设置一锁定轮171，锁定轮为齿轮状，与锁定轮171配合设置一锁定销172，锁定销172与弹簧轴16垂直。锁定销172插入锁定轮171的轮齿之间，即可实现锁定；锁定销172拔出，与锁定轮171脱离，即接触锁定。

该锁定装置也可采用其他方式实现。

实施例三：如图4所示，该系统的能量转换及储存装置包括螺旋弹簧20；所述的机械能输入部件为固定连接螺旋弹簧20的自由端的推拉杆21，螺旋弹簧20的另一端为固定端201。

所述的机械能输入部件为第一传动轴22，该第一传动轴22与所述动力输入轴5之间的离合装置记为第一离合装置6。

该第一传动轴22通过齿轮齿条机构驱动推拉杆21沿螺旋弹簧的伸缩方向运动；齿轮齿条机构中的齿轮23安装在第一传动轴22上，与之啮合的齿条24一端为自由端，另一端与推拉杆21连接。

本领域技术人员根据常规技术手段的选择，也可以采用其他机械传动结构代替齿轮齿条机构，在此不再一一详细赘述。

该系统中，与推拉杆21配合设置有可控制推拉杆21运动的锁定装置25。

所述的能量输出部件包括动力输出轴13、第二离合装置10、中间传动轴18；动力输出轴15的输入端通过第二离合装置10与中间传动轴18的输出端联接，动力输出轴15的输出端通过锥齿轮传动机构14与车轮驱动轴7连接；中间传动轴18的输入端通过直齿轮传动装置19与所述第一传动轴22传动连接。本领域的技术人员根据常规技术手段的选择，也可以采用链传动等其他传动装置代替直齿轮传动装置19，而达到相同的技术目的。在此不再一一详细说明。

正常行驶状态时，第一离合装置6、第二离合装置10均处于分离状态。

制动时，第一离合装置6啮合，第二离合装置10分离，锁定装置25打开，推拉杆21处于可移动状态。此时，车轮驱动轴7上的动力通过锥齿轮传动装置8、第一离合装置6传递至第一传动轴22，第一传动轴22带动齿轮23转动，齿轮23驱动齿条24移动，齿条24通过推拉杆21带动螺旋弹簧20的自由端移动，螺旋弹簧20储能；制动完成后，锁定装置25锁定推拉杆21，推拉杆21不可移动，防止螺旋弹簧20自动释放能量。

车辆启动时，第二离合装置10啮合，第一离合装置6分离，打开锁定装置25，推拉杆21又处于可移动的状态；此时螺旋弹簧20储存的能量通过推拉杆21、齿轮齿条机构、第一传动轴22、直齿轮传动装置19传递给中间传动轴18，该直齿轮传动装置19由第一直齿轮191、第二直齿轮192啮合而成，第一直齿轮191安装在第一传动轴22上，第二直齿轮192安装在中间传动轴18的输入端；该直齿轮传动装置19使中间传动轴18的转向与第一传动轴22的转向相反，中间传动轴18再经锥齿轮传动机构14将动力传递到车轮驱动轴7上，实现辅助启动的目的。

该实施例中的锁定装置25可以采用如图5所示的结构，在推拉杆上连接一锁定齿条251，锁定齿条配合一与之垂直的锁定销252，锁定销252插入锁定齿条251的两齿之间的凹槽即可实现锁定，锁定销252拔出两齿之间的凹槽即与锁定齿条251脱离也即解除锁定。

当然，本领域的技术人员可以依据其他技术启示，采用其他结构形式的锁定装置。

该实施例中的螺旋弹簧也可由板式弹簧或空气弹簧代替，也可直接采用汽车悬挂系统本身的弹簧，当采用汽车悬挂系统本身的弹簧时这样在汽车的四轮应分别对应设立一套独立的该系统。

本系统可与汽车自身刹车系统配合，车辆本身的制动系统仍独立存在。在车辆正常行驶状态下与车辆本身的制动系统配合使用，假设单独应用本系统制动力是F1（其大小决定于系统本身），单独应用车辆本身的制动系统制动力是F2（其大小决定于踩下制动踏板的力度，是变化的），当F1≥F2时，说明无须紧急制动，可以该系统制动为主或完全依赖该系统制动。当F1＜F2时，说明需要紧急制动，则以车辆本身的制动系统为主，本系统起辅助作用。

Claims (5)

1.汽车辅助制动及辅助启动系统，其特征是：包括能量转换及储存装置，所述能量转换及储存装置上设有机械能输入部件，所述机械能输入部件通过离合装置与一动力输入轴联接，所述的动力输入轴与汽车的车轮驱动轴之间通过锥齿轮传动连接；所述能量转换及储存装置通过能量输出部件对所述车轮驱动轴输出辅助启动用的机械能。

2.根据权利要求1所述的汽车辅助制动及辅助启动系统，其特征是：

所述的能量转换及储存装置包括发电机、储电池、电动机、变速器；

所述的机械能输入部件为该发电机的输入轴；所述发动机的输入轴与所述动力输入轴之间的离合装置记为第一离合装置；

所述的能量输出部件包括电动机、变速器及第二离合装置；所述电动机的输出端连接所述变速器的输入端，变速器的输出端通过第二离合装置联接动力输出轴的输入端，所述动力输出轴的输出端通过锥齿轮传动机构连接所述的车轮驱动轴；

所述蓄电池储存由发电机获取的电能并为所述电动机提供电源；

该系统还设有用于控制电动机接通蓄电池的电源开关。

3.根据权利要求2所述的汽车辅助制动及辅助启动系统，其特征是：所述蓄电池与所述发电机之间串联有稳压器。

4.根据权利要求1所述的汽车辅助制动及辅助启动系统，其特征是：

所述的能量转换及储存装置包括涡卷弹簧；所述的机械能输入部件为固定涡卷弹簧的自由端的卷簧轴；涡卷弹簧的另一端为固定端；

所述卷簧轴与所述动力输入轴之间的离合装置记为第一离合装置；与所述卷簧轴配合设置有可控制卷簧轴转动的锁定装置；

所述的能量输出部件包括动力输出轴、第二离合装置、中间传动轴；所述的动力输出轴的输入端通过所述第二离合装置与所述中间传动轴的输出端联接，所述动力输出轴的输出端通过锥齿轮传动装置与所述车轮驱动轴连接；所述中间传动轴的输入端通过机械传动装置与所述卷簧轴传动连接。

5.根据权利要求1所述的汽车辅助制动及辅助启动系统，其特征是：所述的能量转换及储存装置包括可以通过直线运动储存能量的弹簧；所述的机械能输入部件为固定连接所述弹簧的自由端的推拉杆，所述弹簧的另一端为固定端；

所述的机械能输入部件为第一传动轴，该第一传动轴与所述动力输入轴之间的离合装置记为第一离合装置；该第一传动轴通过机械传动机构连接并驱动所述推拉杆沿所述弹簧的伸缩方向运动；与所述推拉杆配合设置有可控制推拉杆运动的锁定装置；

所述的能量输出部件包括动力输出轴、第二离合装置、中间传动轴；所述动力输出轴的输入端通过所述第二离合装置与所述中间传动轴的输出端联接，所述动力输出轴的输出端通过锥齿轮传动装置与所述车轮驱动轴连接；所述中间传动轴的输入端通过机械传动装置与所述第一传动轴传动连接。

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