CN103133622B - 动力损失的回收再利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了动力损失的回收再利用装置，包括：传动装置和储能装置，传动装置包括：动力齿轮Ⅰ、一级驱动转轴、滑移齿轮Ⅱ、齿轮Ⅲ、齿轮Ⅳ和齿轮Ⅴ；储能装置包括：二级驱动转轴、齿轮Ⅵ、齿轮Ⅶ、滚筒、卷片式弹簧和制动刹车片；传动装置与储能装置配合传递动力；采用了上述技术方案的本发明通过齿轮间的传动和卷片式弹簧储能，释放，来实现动能与弹性势能相互转化，在机动车需要减速或停止的时候，让行进中机动车的动能转化为弹性势能储存下来，使机动车减速或停止，在机动车启步或加速时再加以利用，从而达到节能、增加安全保障的目的。

Description

动力损失的回收再利用装置

技术领域

本发明涉及一种动力损失的回收再利用装置，特别涉及一种通过卷片式弹簧储能的再利用动力损失的回收再利用装置。

背景技术

现在的机动车能源利用率可进一步提高，如机动车在制动过程中，目前现有技术为将动能变为热能散发掉，这样造成一定程度的能量浪费。因此在机动车上安装一种装置，可把浪费掉的能量进行回收并加以利用为本发明目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种当机动车减速时，通过机械传动实现卷片式弹簧储能，并在卷片式弹簧储能过程中辅助机动车制动，当机动车加速运行过程中，通过卷片式弹簧释放储所存能的量辅助机动车加速的节能装置。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

动力损失的回收再利用装置，包括：传动装置和储能装置；

传动装置包括：动力传动轮Ⅰ（此处动力传动轮Ⅰ可采用固定在机动车变速箱和差速器之间某段驱动轴上的传动轮，或者直接采用差速器内的匹配传动轮）、一级驱动转轴、滑移传动轮Ⅱ、传动轮Ⅲ、传动轮Ⅳ和传动轮Ⅴ；滑移传动轮Ⅱ固定在一级驱动转轴上，传动轮Ⅲ通过轴承固定在一级驱动转轴上，且滑移传动轮Ⅱ和传动轮Ⅲ相邻端面加工有啮合齿；动力传动轮Ⅰ与传动轮Ⅲ配合联动；传动轮Ⅳ固定在一级驱动转轴上；传动轮Ⅴ通过单向轴承固定在一级驱动转轴上；

储能装置包括：二级驱动转轴、传动轮Ⅵ、传动轮Ⅶ、滚筒、卷片式弹簧和制动刹车片；传动轮Ⅵ固定在二级驱动转轴上，且与传动轮Ⅳ配合联动；滚筒通过轴承在二级驱动转轴上；传动轮Ⅶ固定滚筒前端面，且与传动轮Ⅴ配合联动；卷片式弹簧安装于滚筒内部，且一端固定在二级驱动转轴上，另一端固定在滚筒内壁；滚筒外侧设置有用于制动滚筒转动的制动装置；

动力传动轮Ⅰ与传动轮Ⅲ配合联动方式可为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力；传动轮Ⅵ与传动轮Ⅳ配合联动方式可为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力；传动轮Ⅶ与传动轮Ⅴ配合联动方式可为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力；

用于制动滚筒转动的制动装置选用制动刹车片，制动刹车片为成熟技术，通过制动刹车片制动符合机动车运行原理，且制动效果好；

以动力传动轮Ⅰ与传动轮Ⅲ采用齿轮啮合传递动力，传动轮Ⅵ与传动轮Ⅳ采用齿轮啮合传递动力以及传动轮Ⅶ与传动轮Ⅴ采用齿轮啮合传递动力为例：

本发明的力矩传递方式如下：

假定动力传动轮Ⅰ为机动车变速箱和差速器之间某段驱动轴上的传动轮，此时动力传动轮Ⅰ逆时针方向转动为例，即动力传动轮Ⅰ以逆时针方向转动，带动传动轮Ⅲ以顺时针方向转动，传动轮Ⅲ与滑移传动轮Ⅱ啮合时，传动轮Ⅲ带动滑移传动轮Ⅱ、一级驱动转轴、传动轮Ⅳ一起做顺时针方向转动，传动轮Ⅴ通过单向轴承固定在一级驱动转轴上，所以传动轮Ⅴ顺时针方向的转速低于一级驱动转轴及传动轮Ⅳ的转速，或者不转动；在传动轮Ⅳ带动下，传动轮Ⅵ、二级驱动转轴、滚筒及其组件一起以逆时针方向转动；

本发明能量的转换过程如下：

能量储存过程（此时传动轮Ⅲ与滑移传动轮Ⅱ为啮合状态）：储存过程是指机动车的惯性动能转化为弹簧的弹性势能并得以保存。整个装置处于无负荷转动状态时，制动刹车片抱紧滚筒，则滚筒、传动轮Ⅶ及传动轮Ⅴ停止转动，其他各部件仍在继续转动，由于变速箱和差速器之间驱动轴继续转动，驱动动力传动轮Ⅰ转动，由于此时传动轮Ⅲ与滑移传动轮Ⅱ为啮合状态，力矩依次通过动力传动轮Ⅰ、传动轮Ⅲ、滑移传动轮Ⅱ、一级驱动转轴、传动轮Ⅳ、传动轮Ⅵ和二级驱动转轴，使卷片式弹簧进行弹性变形从而转化为弹性势能储存下来；

另一方面，卷片式弹簧的弹性变形的反作用力辅助上述传动机构减速直至停止转动；当机动车停止以后，由于卷片式弹簧通过传动轮Ⅴ间接迫使一级驱动转轴有顺时针转动的力矩Ⅰ；同时，卷片式弹簧通过传动轮Ⅳ间接迫使一级驱动转轴有逆时针转动的力矩Ⅱ；由于力矩Ⅰ=力矩Ⅱ，且方向相反，时间同步，所以整个装置处于平衡状态，整个装置不转动，机动车的惯性动能因此转化为弹簧的弹性势能，并得以稳定保存，此时松开刹车片，不影响保存的弹性势能的稳定性；

能量释放过程：机动车启动即变速箱和差速器之间驱动轴转速变快（即动力传动轮Ⅰ转速变快）、机动车的行驶速度提升；释放过程有两种前提状态：

第一种：在机动车被减速但未停止行进，即变速箱和差速器之间驱动轴转速被降低但未停止转动之前，此时松开刹车片，卷片式弹簧储存的弹性势能迫使传动轮Ⅴ以顺时针方向加速转动，当传动轮Ⅴ转速等于一级驱动转轴的转速时便开始带动转轴加速转动（此时单向轴承传递力矩），最终带动变速箱和差速器之间驱动轴加速转动，为机动车加速，加速动作持续至卷片式弹簧储存的弹性势能完全消失，整个装置处于无负荷、高速转动状态；

第二种：机动车已停止行进，即整个装置处于平衡状态，此时整个装置需要在发动机的带动下，即动力传动轮Ⅰ以逆时针方向转动以后，打破平衡状态，才能启动卷片式弹簧能量的释放过程，启动以后的能量释放状况与第一种相同；

由于传动轮Ⅵ与传动轮Ⅳ转速比小于传动轮Ⅶ与传动轮Ⅴ转速比，进而实现在能量的释放过程中，虽然卷片式弹簧（通过传动轮Ⅴ）带动一级驱动转轴转动的同时，一级驱动转轴虽然也带动二级驱动转轴继续转动，来储存能量，但是储存的能量小于释放的能量，所以卷片式弹簧实际上仍是在释放能量，也就是说，由于传动轮转速比的存在，滚筒转动一圈，二级驱动转轴转动不到一圈，总体相当于滚筒转了不到一圈；

如果在本装置配置中发现传动轮之间配合传递力矩过大，容易导致传动轮的受损，主要表现在传动轮Ⅵ，此时可将传动轮Ⅵ加工为带有内齿的传动轮轴，在二级驱动转轴上固定齿轮Ⅷ与上述传动轮轴内齿啮合，此结构也适用于其他传动轮；

当动力损失的回收再利用装置需要增加能量储存量时，增加如下结构：二级驱动转轴上套置有套筒：套筒与滚筒内部的卷片式弹簧内端固定，且与滚筒通过轴承连接固定；套筒沿轴后端设置有滚筒Ⅰ，且与滚筒Ⅰ为过盈配合；滚筒Ⅰ内部设置有卷片式弹簧Ⅰ；卷片式弹簧Ⅰ一端与滚筒Ⅰ固定，另一端与二级驱动转轴固定，通过此种结构实现包括：滚筒Ⅰ、卷片式弹簧Ⅰ和套筒在内的增加储能单元与原有能量储存装置组成一体，并同步转动，做到储存、传递能量增多；

在上述结构基础上可增加以下结构，以实现储存能量的可控：

套筒由固定套和滑移套（可选用花键套实现在二级驱动转轴上轴向滑动）组成，且固定套与滑移套为同步转动；滚筒内壁与滑移套之间设置有离合片；离合片为轴向方向向后倾斜；卷片式弹簧设置有用于轴向向前挤压离合片的凸片；二级驱动转轴设置有滚筒Ⅱ，且滚筒Ⅱ与滑移套为插接配合联动；滚筒Ⅱ通过轴承与滚筒Ⅰ前端套筒固定；滚筒Ⅱ内部设置有卷片式弹簧Ⅱ，且卷片式弹簧Ⅱ一端与滚筒Ⅱ内壁固定，另一端与滚筒Ⅰ前端套筒固定；滑移套与滚筒Ⅰ前端套筒接触端面设置有啮合齿；此结构通过在卷片式弹簧的凸片结构在卷片式弹簧的紧缩时（即凸片结构向内移动），带动离合片轴向向前，离合片带动滑移套轴向向前移动（滑移套与滚筒Ⅰ前端套筒接触端面的啮合齿分离，此时卷片式弹簧Ⅱ为蓄能状态），当卷片式弹簧松弛（即凸片结构向外移动），此时离合片通过自身复位形变恢复原状，进而带动滑移套轴向位置复位（滑移套与滚筒Ⅰ前端套筒接触端面的啮合齿啮合，此时卷片式弹簧Ⅱ以及滚筒Ⅱ为从动空转状态）；

卷片式弹簧可采用多组卷片式弹簧组合，且滚筒内部设置有用于将每个卷片式弹簧分割的分隔片，为了适用于不同的安装要求和不同的卷片式弹簧输出效率要求；

二级驱动转轴可采用分段组合轴，进而避免驱动轴过长导致加工难度和强度要求的提高；

采用了上述技术方案的本发明通过传动轮间的传动和卷片式弹簧储能，释放，来实现动能与弹性势能相互转化，在机动车需要减速或停止的时候，让行进中机动车的动能转化为弹性势能储存下来，使机动车减速或停止，在机动车启步或加速时再加以利用，从而达到节能、增加安全保障的目的；

本发明的优点如下：节能、环保、低碳；操作简单、自动化；生产技术要求低，可以标准化生产；维修保养简单；寿命周期长，各组件的寿命可以达到与发动机寿命相同；成本低廉；体积小，重量轻；能量储存稳定、安全、长久；能减少紧急制动距离，增强安全和稳定性，延长制动系统零部件的寿命周期；适用于各种动能、型号、类型的车辆，并可以利用旧车改造；噪音小。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本发明共6幅附图,其中：

图1为本发明的横向剖面结构示意图。

图2为本发明的储能装置纵向剖面结构示意图。

图3为本发明采用链条传动结构示意图。

图4为本发明安装多级储能装置结构示意图a。

图5为本发明安装多级储能装置结构示意图b。

图6为本发明安装多级储能装置结构示意图b的局部放大图。

图中：1、传动装置，2、储能装置，111、传动轮Ⅶ，112、传动轮Ⅵ，113、齿轮Ⅷ，114、传动轮Ⅳ，115、传动轮Ⅴ，116、传动轮Ⅲ，117、滑移传动轮Ⅱ，118、动力传动轮Ⅰ，121、二级驱动转轴，122、一级驱动转轴，301、单向轴承，501、制动刹车片，601、滚筒，602、卷片式弹簧，603、滚筒Ⅰ，604、卷片式弹簧Ⅰ，605、套筒，606、分隔片，607、固定套，608、滑移套，609、离合片，610、滚筒Ⅱ，611、卷片式弹簧Ⅱ，621、凸片。

具体实施方式

如图1和图2所示的包括传动装置1和储能装置2；

传动装置1包括：动力传动轮Ⅰ118（此处动力传动轮Ⅰ118可采用固定在机动车变速箱和差速器之间某段驱动轴上的传动轮，或者直接采用差速器内的匹配传动轮）、一级驱动转轴122、滑移传动轮Ⅱ117、传动轮Ⅲ116、传动轮Ⅳ114和传动轮Ⅴ115；滑移传动轮Ⅱ117固定在一级驱动转轴122上，传动轮Ⅲ116通过轴承固定在一级驱动转轴122上，且滑移传动轮Ⅱ117和传动轮Ⅲ116相邻端面加工有啮合齿；动力传动轮Ⅰ118与传动轮Ⅲ116配合联动；传动轮Ⅳ114固定在一级驱动转轴122上；传动轮Ⅴ115通过单向轴承301固定在一级驱动转轴122上；

储能装置2包括：二级驱动转轴121、传动轮Ⅵ112、传动轮Ⅶ111、滚筒601、卷片式弹簧602和制动刹车片501；传动轮Ⅵ112固定在二级驱动转轴121上，且与传动轮Ⅳ114配合联动；滚筒601通过轴承在二级驱动转轴121上；传动轮Ⅶ111固定滚筒601前端面，且与传动轮Ⅴ115配合联动；卷片式弹簧602安装于滚筒601内部，且一端固定在二级驱动转轴121上，另一端固定在滚筒601内壁；滚筒601外侧设置有用于制动滚筒601转动的制动装置；

如图1和图3所示，动力传动轮Ⅰ118与传动轮Ⅲ116配合联动方式可为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力；传动轮Ⅵ112与传动轮Ⅳ114配合联动方式可为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力；传动轮Ⅶ111与传动轮Ⅴ115配合联动方式可为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力；

用于制动滚筒601转动的制动装置选用制动刹车片501，制动刹车片为成熟技术，通过制动刹车片制动符合机动车运行原理，且制动效果好；

以动力传动轮Ⅰ118与传动轮Ⅲ116采用齿轮啮合传递动力，传动轮Ⅵ112与传动轮Ⅳ114采用齿轮啮合传递动力以及传动轮Ⅶ111与传动轮Ⅴ115采用齿轮啮合传递动力为例：

假定动力传动轮Ⅰ118的安装位置，为变速箱与差速器之间的驱动轴上某段，以驱动轴的转动状态代表机动车的行驶状态：以驱动轴逆时针方向转动，代表机动车向前行驶；驱动轴逆时针方向减速转动，代表机动车减速行驶；驱动轴逆时针方向加速转动，代表机动车加速行驶；驱动轴停止转动，代表机动车停止行驶、驻车或泊车；驱动轴顺时针方向转动，代表机动车倒车，为前提：

本发明的力矩传递方式如下：

此时动力传动轮Ⅰ118逆时针方向转动为例，即动力传动轮Ⅰ118以逆时针方向转动，带动传动轮Ⅲ116以顺时针方向转动，传动轮Ⅲ116与滑移传动轮Ⅱ117啮合时，传动轮Ⅲ116带动滑移传动轮Ⅱ117、一级驱动转轴122、传动轮Ⅳ114一起做顺时针方向转动，由于传动轮Ⅴ115通过单向轴承301固定在一级驱动转轴122上，所以传动轮Ⅴ115顺时针方向的转速低于一级驱动转轴及传动轮Ⅳ114的转速，或者不转动；在传动轮Ⅳ114带动下，传动轮Ⅵ112、二级驱动转轴121、滚筒601及其组件一起以逆时针方向转动；

滚筒601由于与传动轮Ⅶ111紧固，所以传动轮Ⅶ111逆时针方向转动带动传动轮Ⅴ115做顺时针方向转动；此时传动轮Ⅴ115与一级驱动转轴122、传动轮Ⅳ114的转动方向相同，但转速低；由于传动轮Ⅵ112、传动轮Ⅳ114、传动轮Ⅶ111和传动轮Ⅴ115采用齿轮，进而可通过在传动轮加工时，使传动轮Ⅵ112与传动轮Ⅳ114齿数比大于传动轮Ⅶ111与传动轮Ⅴ115齿数比（例如传动轮Ⅴ115、传动轮Ⅶ111、传动轮Ⅳ114、传动轮Ⅵ112之间的齿数比，齿数比可以为：传动轮Ⅶ111：传动轮Ⅴ115=2:1；传动轮Ⅵ112：传动轮Ⅳ114=8:1），传动轮Ⅵ112与传动轮Ⅳ114转速比小于传动轮Ⅶ111与传动轮Ⅴ115转速比，所以传动轮Ⅴ115的转速低于一级驱动转轴122的转速。单向轴承301的作用是：迫使传动轮Ⅴ115带动一级驱动转轴122做顺时针方向转动，而一级驱动转轴122不能带动传动轮Ⅴ115做顺时针方向转动。此时内部力矩的传递只是导致各部件有规律的无负荷转动，整个装置处于动平衡状态，能量未转化；当滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116分离时，只有传动轮Ⅲ116在动力传动轮Ⅰ118的带动下转动，其他部件不运动，处于静平衡状态，能量未转化；

本发明能量的转换过程如下：

能量储存过程（此时传动轮Ⅲ116与滑移传动轮Ⅱ117为啮合状态）：储存过程是指机动车的惯性动能转化为弹簧的弹性势能并得以保存，整个装置处于无负荷转动状态时，制动刹车片501抱紧滚筒601，则滚筒601、传动轮Ⅶ111及传动轮Ⅴ115停止转动，其他各部件仍在继续转动，由于变速箱和差速器之间驱动轴继续转动，驱动动力传动轮Ⅰ118转动，由于此时传动轮Ⅲ116与滑移传动轮Ⅱ117为啮合状态，力矩依次通过动力传动轮Ⅰ118、传动轮Ⅲ116、滑移传动轮Ⅱ117、一级驱动转轴122、传动轮Ⅳ114、传动轮Ⅵ112和二级驱动转轴121，使卷片式弹簧602进行弹性变形从而转化为弹性势能储存下来；

另一方面，卷片式弹簧602的弹性变形的反作用力辅助上述传动机构减速直至停止转动；当机动车停止以后，由于卷片式弹簧602通过传动轮Ⅴ115间接迫使一级驱动转轴122有顺时针转动的力矩Ⅰ；同时，卷片式弹簧通602过传动轮Ⅳ114间接迫使一级驱动转轴122有逆时针转动的力矩Ⅱ；由于力矩Ⅰ=力矩Ⅱ，且方向相反，时间同步，所以整个装置处于平衡状态，整个装置不转动，机动车的惯性动能因此转化为弹簧的弹性势能，并得以稳定保存，此时松开刹车片501，不影响保存的弹性势能的稳定性；

能量释放过程：机动车启动即变速箱和差速器之间驱动轴转速变快、机动车的行驶速度提升，释放过程有两种前提状态：

第一种：在机动车被减速但未停止行进，即变速箱和差速器之间驱动轴转速被降低但未停止转动之前，此时松开刹车片501，卷片式弹簧602储存的弹性势能迫使传动轮Ⅴ115以顺时针方向加速转动，当传动轮Ⅴ115转速等于一级驱动转轴112的转速时便开始带动转轴加速转动（此时单向轴承301传递力矩），最终带动变速箱和差速器之间驱动轴加速转动，为机动车加速，加速动作持续至卷片式弹簧602储存的弹性势能完全消失，整个装置处于无负荷、高速转动状态；

第二种：机动车已停止行进，即整个装置处于平衡状态，此时整个装置需要在发动机的带动下，即动力传动轮Ⅰ118以逆时针方向转动以后，通过外来力矩打破平衡状态，才能启动卷片式弹簧602能量的释放过程，启动以后的能量释放状况与第一种相同；

由于传动轮Ⅵ112与传动轮Ⅳ114齿数比大于传动轮Ⅶ111与传动轮Ⅴ115齿数比（例如传动轮Ⅴ115、传动轮Ⅶ111、传动轮Ⅳ114、传动轮Ⅵ112之间的齿数比，齿数比可以为：传动轮Ⅶ111：传动轮Ⅴ115=2:1；传动轮Ⅵ112：传动轮Ⅳ114=8:1），传动轮Ⅵ112与传动轮Ⅳ114转速比小于传动轮Ⅶ111与传动轮Ⅴ115转速比，进而在能量的释放过程中，卷片式弹簧602（通过传动轮Ⅴ115）带动一级驱动转轴122转动的同时，一级驱动转轴122虽然也带动二级驱动转轴121继续转动，来储存能量，但是储存的能量小于释放的能量，所以卷片式弹簧602实际上仍是在释放能量，也就是说，由于传动轮转速比的存在，滚筒601转动一圈，二级驱动转轴121转动不到一圈，总体相当于滚筒601转了不到一圈；势能与动能相互转化的快慢是通过传动轮间的转速比进行设计控制的，储存过程与释放过程可以随时切换或终止，便于不同情况下车辆使用要求；

在能量储存与释放的过程中，二级驱动转轴121、一级驱动转轴122、和滚筒601及全部传动轮和部件始终以原转动方向为转动方向，满足机动车正常行驶时驱动轴单向、连续旋转的要求,避免了高速旋转的传动轮之间、各部件之间因相互切换位置、切换转动方向，而造成冲击力过大，部件损坏的情况，满足机动车制动能量储存、再利用的快速转变，减少了操作难度和时间，并且由于“传动零件组”传动轮间转速比的存在，自动阻止了“能量储存与释放零件组”各部件的反向转动：一级驱动转轴122反向转动则自动储存能量；

在上述能量储存与释放过程的前提条件，可以简单地概括为机动车行驶的非倒车状态，即变速箱和差速器之间驱动轴以逆时针方向转动、滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116啮合状态为前提条件。在机动车换挡叉挂入倒车档的同时，滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116分离（即机动车换挡叉同时驱动滑移传动轮Ⅱ117滑移），这样在驱动轴倒转（顺时针方向）时，一级驱动转轴122不动，整个装置状态保持不动，倒车时本装置不发生作用；

关于滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116啮合或分离的几种情况说明：

需要前期设定如下：在电子系统的控制下，拔下机动车钥匙，滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116自动分离，机动车时速达到10km/h（假定值）时，滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116自动切入啮合状态；挂入倒车档位、发动机熄火、机动车停止、在特别长的下坡路整个装置能量采集满时自动分离；另外可以手动切入啮合或分离动作（需要在机动车内额外配置拨叉结构）；空挡档位时不分离，这样才能保障车辆的正常使用、本发明正常发挥作用。通过这样的设定能确保滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116的啮合与分离动作是在传动轮的低转速下进行，并且带有弹性，进而不会造成意外的磨损或损坏；

当动力损失的回收再利用装置需要增加能量储存量时，增加如下结构：二级驱动转轴121上套置有套筒605：套筒605与滚筒601内部的卷片式弹簧602内端固定，且与滚筒601通过轴承连接固定；套筒605沿轴后端设置有滚筒Ⅰ603，且与滚筒Ⅰ603为过盈配合；滚筒Ⅰ603内部设置有卷片式弹簧Ⅰ604；卷片式弹簧Ⅰ604一端与滚筒Ⅰ603固定，另一端与二级驱动转轴121固定，通过此种结构实现包括：滚筒Ⅰ603、卷片式弹簧Ⅰ604和套筒605在内的增加储能单元与原有能量储存装置组成一体，并同步转动，做到储存、传递能量增多，即采用多组卷片式弹簧组来实现，以均布受力点，来增加能量储存量的大小增加，在增加此结构时，使用者可根据实际实用情况来增加与增加结构匹配的制动装置；

在上述结构基础上可增加以下结构，以实现储存能量的可控，如图5和图6所示：

套筒605由固定套607和滑移套608（可选用花键套实现在二级驱动转轴上轴向滑动）组成，且固定套607与滑移套608为同步转动；滚筒601内壁与滑移套608之间设置有离合片609；离合片609为轴向方向向后倾斜；卷片式弹簧602设置有用于轴向向前挤压离合片的凸片621；二级驱动转轴121设置有滚筒Ⅱ610，且滚筒Ⅱ610与滑移套608为插接配合联动；滚筒Ⅱ610通过轴承与滚筒Ⅰ603前端套筒固定；滚筒Ⅱ610内部设置有卷片式弹簧Ⅱ611，且卷片式弹簧Ⅱ611一端与滚筒Ⅱ610内壁固定，另一端与滚筒Ⅰ603前端套筒固定；滑移套608与滚筒Ⅰ603前端套筒接触端面设置有啮合齿；此结构通过在卷片式弹簧602的凸片621结构在卷片式弹簧602的紧缩时（即凸片结构向内移动），带动离合片609轴向向前，离合片609带动滑移套608轴向向前移动（滑移套与滚筒Ⅰ前端套筒接触端面的啮合齿分离，此时卷片式弹簧Ⅱ为蓄能状态），当卷片式弹簧602松弛（即凸片结构向外移动），此时离合片609通过自身复位形变恢复原状，进而带动滑移套608轴向位置复位（滑移套与滚筒Ⅰ前端套筒接触端面的啮合齿啮合，此时卷片式弹簧Ⅱ以及滚筒Ⅱ为从动空转状态）；

如果在本装置配置中发现传动轮之间配合传递力矩过大，容易导致传动轮的受损，主要表现在传动轮Ⅵ112，此时可将传动轮Ⅵ112加工为带有内齿的传动轮轴，在二级驱动转轴121上固定齿轮Ⅷ113与上述传动轮轴内齿啮合，（此结构也适用于其他传动轮）如图4所示，通过这种间接传动方式来保证装置的传动安全性；

二级驱动转轴121可采用分段组合轴，进而避免驱动轴过长导致加工难度和强度要求的提高；

卷片式弹簧可采用多组卷片式弹簧组合，且滚筒内部设置有用于将每个卷片式弹簧分割的分隔片，为了适用于不同的安装要求和不同的卷片式弹簧输出效率要求；

传动轮Ⅰ118与传动轮Ⅲ116的配合联动方式也可以采用万向节的方式，即一级驱动转轴122与变速箱和差速器之间驱动轴可以在一定的平面角度范围内，同时保持转动和变换角度，而不影响传动，并且传动轮Ⅰ118和传动轮Ⅲ116外齿接触面的形状可以加工成圆弧形，啮合完成后限位；

本装置需储存能量的大小取决于机动车的载重上限及其他参数，根据不同的车辆来确定。每一个滚筒单元内的卷片式弹簧的各项参数可根据需要而不同，这些参数包括：弹簧的断面形状、厚度、宽度、静态时绕缠的圈数、组数、材料倔强系数、材质的均衡度等。

安装方面：

本发明通过动力传动轮Ⅰ118来进行能量的采集和利用，所以传动轮Ⅰ118的安装位置，它可以是变速箱与差速器之间传动轴上某段固定传动轮，或者直接采用差速器内部匹配传动轮，如在小型货车上的安装位置可以在变速箱与万向节之间（或是差速器前端），前后方向的主受力结构框架内侧，对于不同类型机动车，传动轮Ⅰ118的安装位置不尽相同；

配套电子系统用于控制滑移传动轮Ⅱ117和制动刹车片501的相关动作，连接制动刹车片501可制动踏板的关联，驾驶室内增加手动控制键，并达到以下目的：

A.在电子系统的控制下，拔下机动车钥匙，滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116自动分离。机动车时速达到10km/h（假定值）时，滑移传动轮Ⅱ117与传动轮Ⅲ116自动切入啮合状态；挂入倒车档位、发动机熄火、机动车停止、在特别长的下坡路整个装置能量采集满时自动分离；另外可以手动切入啮合或分离动作；空挡档位时不分离；

B.制动刹车片501独立于机动车原有的制动系统，即不因该系统的设置而取消机动车原有的制动系统，可以与机动车原有的制动系统共同工作；

C.可将车辆原有辆制动踏板行程分为3个阶段，第一阶段，轻踏制动踏板时车辆原有制动系统不起作用，制动刹车片501抱紧滚筒601，动能转化，车辆减速；第二阶段，制动刹车片501抱紧滚筒601，同时车辆原有制动系统开始制动，车辆快速减速；第三阶段，紧急制动，刹车片501抱紧滚筒601，同时车辆原有制动系统紧急制动，车辆短距停车；

D.制动刹车片501抱紧滚筒601的制动动作或分离动作的控制，可以结合机动车原有的制动踏板来实现，如C所述；也可以采单独的制动踏板来实现，如利用自动挡机动车取消了的离合器踏板来实现，轻踩踏板时制动刹车片501抱紧滚筒601，重踩踏板时刹车片501抱紧滚筒601，此时能量的收集过程与机动车原有的制动系统相互不干扰，并可以在紧急制动时配合机动车原有的制动系统共同制动，减小紧急制动距离；

以C的实施方式为例，在制动的过程中，由于本发明的制动力越来越大，所以减速幅度越来越大，当确保安全以后，松开制动踏板，机动车自动加速而不需踩踏油门，驾驶员只需经过简单的讲解、短暂的练习就会操作，无需特别培训；

注意：在机动车正常行驶过程中，如果特别频繁地点刹车，可能会达不到高效率节能。

完成以上步骤、并加以固定，本发明的装置就安装完毕，需要说明的是滑移传动轮Ⅱ117的动作随汽车的行进状态而自动变化，由电路控制，不必刻意手动操作，驾驶员只需要练习一下踩踏制动踏板的动作，找到制动踏板在不同的制动行程中动作的反应，了解机动车的行进状态反应即可。

经济价值：

以一辆小型燃油轿车为例，排气量在1.6升左右的轿车，燃油消耗的市区工况与市郊工况对比，有2-4升左右的差别，市区行驶时停车、减速的情况较多，是耗油量增多的重要原因。机动车增设本发明的装置以后，停车、减速所造成的动力损失，大部分都可以弥补回来，并且郊区工况、其他复杂工况都同样适用。初步估算，1.6排气量的机动车可以节省燃油20%左右。排气量越大、节约燃油的效果越明显，尤其是载重汽车，配置了本发明的机动车，无论何种动力，能量的消耗基本用于维持机动车抗阻，保持行驶的惯性状态。

综上采用上述结构的本发明通过传动轮间的传动和卷片式弹簧储能，释放，来实现动能与弹性势能相互转化，在机动车需要减速或停止的时候，让行进中机动车的动能转化为弹性势能储存下来，使机动车减速或停止，在机动车启步或加速时再加以利用，从而实现节能、环保、无碳，减少能源的消耗和尾气排放，并且在弹性能的储存过程中对机动车本体的制动有辅助效果，进而能够有效缩短机动车的刹车距离，减少机动车事故发生率，特别是严重事故或重大事故的发生率，从而避免人员伤亡、经济损失。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上诉揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.动力损失的回收再利用装置，其特征在于：包括传动装置(1)和储能装置(2)；

所述传动装置(1)包括：动力传动轮Ⅰ(118)、一级驱动转轴(122)、滑移传动轮Ⅱ(117)、传动轮Ⅲ(116)、传动轮Ⅳ(114)和传动轮Ⅴ(115)；所述滑移传动轮Ⅱ(117)固定在一级驱动转轴(122)上，所述传动轮Ⅲ(116)通过轴承固定在一级驱动转轴(122)上，且所述滑移传动轮Ⅱ(117)和传动轮Ⅲ(116)相邻端面加工有啮合齿；所述动力传动轮Ⅰ(118)与传动轮Ⅲ(116)配合联动；所述传动轮Ⅳ(114)固定在一级驱动转轴(122)上；所述传动轮Ⅴ(115)通过单向轴承(301)固定在一级驱动转轴(122)上；

所述储能装置(2)包括：二级驱动转轴(121)、传动轮Ⅵ(112)、传动轮Ⅶ(111)、滚筒(601)、卷片式弹簧(602)和制动装置；所述传动轮Ⅵ(112)固定在二级驱动转轴(121)上，且与传动轮Ⅳ(114)配合联动；所述滚筒(601)通过轴承固定在二级驱动转轴(121)上；所述传动轮Ⅶ(111)固定在滚筒(601)前端面，且与传动轮Ⅴ(115)配合联动；所述卷片式弹簧(602)安装于滚筒(601)内部，且一端固定在二级驱动转轴(121)上，另一端固定在滚筒(601)内壁；制动装置用于制动滚筒(601)的转动。

2.根据权利要求1所述的动力损失的回收再利用装置，其特征在于：所述用于制动滚筒转动的制动装置为制动刹车片(501)。

3.根据权利要求1所述的动力损失的回收再利用装置，其特征在于：所述传动轮Ⅵ(112)与传动轮Ⅳ(114)转速比小于传动轮Ⅶ(111)与传动轮Ⅴ(115)转速比。

4.根据权利要求1所述的动力损失的回收再利用装置，其特征在于：所述动力传动轮Ⅰ(118)与传动轮Ⅲ(116)配合联动方式为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力；所述传动轮Ⅵ(112)与传动轮Ⅳ(114)配合联动方式为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力；传动轮Ⅶ(111)与传动轮Ⅴ(115)配合联动方式为：链条与链轮配合传递动力、齿轮与齿轮啮合传递或者带轮与带轮配合传递动力。

5.根据权利要求1所述的动力损失的回收再利用装置，其特征在于：卷片式弹簧(602)为多组卷片式弹簧组合，且所述滚筒(601)内部设置有用于将每个卷片式弹簧分割的分隔片(606)。

6.根据权利要求1所述的动力损失的回收再利用装置，其特征在于：所述传动轮Ⅵ(112)加工为带有内齿的传动轮轴，在二级驱动转轴(121)上固定齿轮Ⅷ(113)与上述传动轮轴内齿啮合。

7.根据权利要求1所述的动力损失的回收再利用装置，其特征在于：当动力损失的回收再利用装置需要增加能量储存量时，增加如下结构：所述二级驱动转轴(121)上套置有套筒(605)：所述套筒(605)与滚筒(601)内部的卷片式弹簧(602)内端固定，且与滚筒(601)通过轴承连接固定；所述套筒(605)沿轴后端设置有滚筒Ⅰ(603)，且与滚筒Ⅰ(603)为过盈配合；所述滚筒Ⅰ(603)内部设置有卷片式弹簧Ⅰ(604)；所述卷片式弹簧Ⅰ(604)一端与滚筒Ⅰ(603)固定，另一端与二级驱动转轴(121)固定。

8.根据权利要求1所述的动力损失的回收再利用装置，其特征在于：当动力损失的回收再利用装置需要增加能量储存量时，增加如下结构：所述二级驱动转轴(121)上套置有套筒(605)：所述套筒(605)与滚筒(601)内部的卷片式弹簧(602)内端固定，且与滚筒(601)通过轴承连接固定；所述套筒(605)由固定套(607)和滑移套(608)组成，且固定套(607)与滑移套(608)为同步转动；所述滚筒(601)内壁与滑移套(608)之间设置有离合片(609)；所述离合片(609)为轴向方向向后倾斜；所述卷片式弹簧(602)设置有用于轴向向前挤压离合片(609)的凸片(621)；所述二级驱动转轴(121)设置有滚筒Ⅱ(610)，且所述滚筒Ⅱ(610)与滑移套(608)为插接配合联动；所述滚筒Ⅱ(610)通过轴承与滚筒Ⅰ(603)前端套筒固定；所述滚筒Ⅱ(610)内部设置有卷片式弹簧Ⅱ(611)，且所述卷片式弹簧Ⅱ(611)一端与滚筒Ⅱ(610)内壁固定，另一端与滚筒Ⅰ(603)前端套筒固定；所述滑移套(608)与滚筒Ⅰ(603)前端套筒接触端面设置有啮合齿。

9.根据权利要求7所述的动力损失的回收再利用装置，其特征在于：所述二级驱动转轴(121)为分段组合轴。