CN103434500B - 一种汽车制动动能回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车制动动能回收利用装置，包括空气滤芯器和两个安装于汽车车轮上且与汽车车轮轮毂同轴运转的压气机，两个叶片式压气机通过管道并联；空气滤芯器通过总管道与所述两个叶片式压气机进气端连通；总管道进气端与所述两个叶片式压气机之间并联接有分管道，空气滤芯器通过分管道与储气筒连通；总管道出气端管道分为两路，第一路管道与外界空气连通，第二路管道与所述储气筒连通；两个叶片式压气机出气端通过所述第二路管道与所述储气筒连通；分管道与总管道之间的总管道内、分管道内、总管道出气端第二路管道内、总管道出气端第一管路内各设有一个电磁阀。本发明装置结构简单，成本低，能量转换率较高。

Description

一种汽车制动动能回收利用装置

技术领域

本发明涉及一种能量回收利用装置,特别是一种汽车制动动能回收利用装置。

背景技术

经过长时间测试发现，汽车在起步、制动、低速行驶时的燃油消耗量非常大，市区行驶时，由于频繁起步和制动，一般占到发动机总输出功率的30％以上，这意味着大量的能量被过多消耗。目前，上海交大神舟汽车设计开发有限公司开发了《汽车制动动能回收节油加力装置》它是利用安装在汽车变速箱取力窗口或加装在驱动轴上附加的机械装置及简单的液压系统，在汽车制动过程中，汽车惯性带动油泵，把动能转变成流体的压力能，储存到蓄能器中，需要时把压力能释放出来，利用油泵-油马达的可逆性，反过来借助同一机械装置拖动汽车，代替或帮助发动机使汽车起动或加力。该装置结构相对复杂，装置的成本过高，使用过程中的维护难度大。另外一种是《电动车制动能量回收利用装置》该装置将制动时的动能转化成为电能进行储存，而该装置仅可用在电动汽车和电动自行车上。《一种汽车减速惯性动能回收系统及方法》是将动能转换成电能进行储存，装置结构复杂，制造成本高。

上述几种装置均存在着结构比较复杂，维护和使用成本高的缺点，而且能量经过转换后的利用率降低。这些缺点导致装置无法大规模的普及实用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种汽车制动动能回收利用装置，降低汽车发动机功率输出，降低制动系统负荷，降低制动片的磨损，延长制动片的使用寿命，提高能量转换利用率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种汽车制动动能回收利用装置，包括安装于汽车上的空气滤芯器和两个安装于汽车车轮上且与汽车车轮轮毂同轴运转的叶片式压气机，两个叶片式压气机通过管道并联；所述空气滤芯器通过总管道与所述两个叶片式压气机进气端连通；所述总管道进气端与所述两个叶片式压气机之间并联接有分管道，所述空气滤芯器通过分管道与储气筒连通；所述总管道出气端管道分为两路，第一路管道与外界空气连通，第二路管道与所述储气筒连通；所述两个叶片式压气机出气端通过所述第二路管道与所述储气筒连通；所述分管道与总管道进气端之间的总管道内、分管道内、总管道出气端第二路管道内、总管道出气端第一管路内依次设有第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一电磁阀；所述第三电磁阀、第一电磁阀的线圈一端接地，另一端通过安装在所述储气筒上的压力开关与常闭继电器的一个触点连接，所述常闭继电器的另一个触点与空档开关连接，所述空档开关通过汽车上的点火开关与汽车电源连接；所述常闭继电器的线圈一端接地，另一端通过汽车制动灯开关与汽车电源连接；所述第四电磁阀、第二电磁阀的线圈一端接地，另一端并联接入所述制动灯开关与所述常闭继电器线圈之间。

作为优选方案，所述第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第一电磁阀均采用电磁二通阀。

作为优选方案，对于使用手动变速箱的汽车，所述空档开关安装于变速杆或手动变速箱上。

作为优选方案，所述储气筒底部安装有泄压排水阀。

作为优选方案，所述两个叶片式压气机分别安装于汽车左后轮和右后轮上。

本发明装置主要通过改变同一装置内气流方向来实现动能的回收和利用，其工作原理如下：

1、制动时（压气）：驾驶员踩踏制动踏板时，制动灯开关在给制动灯提供电流的同时，给阀2（即第二电磁阀，其余类推）、阀4电磁线圈提供工作电流，该两电磁阀打开，此时，阀1和阀3处于关闭状态，气流经空气滤芯器→阀2→压气机→储气筒；

2、起步或加速时（释放）：驾驶员松开制动踏板，阀2和阀4线圈断电关闭，如此时储气筒内压力高于0.2MPa，阀1和阀3线圈得电开启，气流经储气筒→阀3→压气机→阀1→排出；此时，由于气流方向发生改变，压气机转变为空气马达。空气马达的作用力直接作用于车轮，达到起步或行驶助力的目的。

3、正常行驶时，驾驶员松开制动踏板，储气筒内压力低于0.2MPa，阀1、阀2、阀3、阀4均处于关闭状态，压气机处于无外界干扰运行状态，无外界运行阻力；压气机处于空转状态；

4、停车时：由于此时变速器处于空档位置，安装在变速器上的档位开关断开，切断阀1、阀3电流，阀1、阀3关闭，装置停止工作。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明装置结构简单，控制方便，实用性强；不影响汽车的整体结构，成本低，能量转换率较高，便于汽车改装，本发明在节省燃油消耗的同时，由于压气机工作时给车轮带来的阻力，能够起到辅助制动的作用，一定程度上减少了制动片和制动盘（鼓）的磨损，延长了制动片和制动盘（鼓）的寿命。

附图说明

图1为本发明一实施例气路部分结构示意图；

图2为本发明一实施例控制部分原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施例包括安装于汽车上的空气滤芯器1和两个安装于汽车车轮上的与车轮轮毂同轴运转的叶片式压气机2，两个叶片式压力机并联；所述空气滤芯器1通过总管道6与所述两个叶片式压气机2进气端连通，所述总管道6进气端与所述两个叶片式压气机2之间并联接有分管道7，所述空气滤芯器1通过分管道7与储气筒3连通；所述总管道6出气端管道分为两路，第一路管道14与外界空气连通，第二路管道15与所述储气筒3连通；两个压气机2出气端通过所述第二路管道与所述储气筒3连通；所述分管道7与总管道6进气端之间的总管道6内、管道7内、总管道6出气端第二路管道15内、总管道6出气端第一路管道14内依次设有第二电磁阀8、第三电磁阀9、第四电磁阀10、第一电磁阀11；所述第三电磁阀9、第一电磁阀11的线圈一端接地，另一端通过安装在储气筒3上的压力开关12与常闭继电器的一个触点连接，所述常闭继电器的另一个触点与空档开关连接，所述空档开关通过汽车上的点火开关与汽车电源连接；所述常闭继电器的线圈一端接地，另一端通过汽车制动灯开关与汽车电源连接；所述第四电磁阀10、第二电磁阀8的线圈一端接地，另一端并联接入所述制动灯开关与所述常闭继电器线圈之间。

本实施例中，四个电磁阀均采用电磁二通阀。

空气滤芯器安装在车辆较高位置，保证进入装置内的气体清洁干净；电磁阀安装在管道上，用来控制不同工况下的气流方向；前驱轿车上，压气机安装在两个后车轮上。车辆在制动时，由于第二电磁阀8和第四电磁阀10开启，第三电磁阀9和第一电磁阀11关闭，压气机叶轮旋转时，在压气机内叶片的作用下，吸入外界空气，将吸入的空气压缩并送入储气筒内储存；在高压气体释放时，压气机承受来自于第三电磁阀9的高压气流冲击；压力开关在储气筒内压力低于0.2MPa时关闭装置，使本装置不对汽车的正常行驶产生任何影响；储气筒安装在车辆任意位置，负责储存压气机输送的高压气体；管道负责连接各工作部件，一般安装于汽车底板上；泄压排水阀13安装于储气筒3底部，压力高于一定压力（该压力值可以根据车辆经常行驶道路状况设置）时，该阀打开，向外排出多余高压气体，以保护装置的管道等部件不被高压破坏，根据需要适时人工开启该阀，排出储气筒内水分。

对于自动档汽车，空档开关为汽车自带的；对于手动档汽车，空档开关安装于变速杆或变速箱上，空档开关在变速器空挡时断开，即驾驶员将变速杆推入空挡属于停车状态，此时不需要助力和驱动，阀1和阀3停止工作；常闭继电器线圈断电时触点闭合；常闭继电器在线圈通电时触点断开，而线圈通电在驾驶员踩踏制动踏板时，此时也不需要助力和驱动，阀1和阀3停止工作；压力开关在储气筒内压力低于0.2MPa断开，压力值低于0.2MPa时，输出的推力太小，对于助力和驱动汽车行驶没有意义，阀1和阀3停止工作；制动灯开关是汽车自带的，驾驶员踩踏制动踏板时该开关闭合，此时给制动灯、继电器、阀2、阀4供电。

叶片式压气机有一外壳体，壳体上有两个气孔，叶轮轴嵌入车轮轴，并固定，车轮旋转时，叶轮轴与车轮同时旋转；叶片式压气机叶片为4-6片，叶片各面与壳体的间隙不大于1微米（间隙过大将导致压气效率下降），

本发明的节能原理为：压气机与车轮共轴，与车轮同轴运转，在储气筒压缩气体并释放气体的时候，由于阀3和阀1打开，储气筒、阀3、压气机（此时由于气流方向发生改变，压气机转变为空气马达）、阀1之间的管道为通路，由于储气筒内压力高于外界气压，即在空气马达的两端形成压力差，高压气体对压气机（空气马达）叶片产生冲击，而叶片轴与车轮轴同轴，实际上就是给车轮施加一个冲击力，在冲击力的作用下，促使车轮运转的力增加，在一定程度上降低了发动机功率的输出，达到节能的目的。

Claims (5)

1.一种汽车制动动能回收利用装置，其特征在于，包括安装于汽车上的空气滤芯器（1）和两个安装于汽车车轮上且与汽车车轮轮毂同轴运转的叶片式压气机（2），两个叶片式压气机（2）通过管道并联；所述空气滤芯器（1）通过总管道（6）与所述两个叶片式压气机（2）进气端连通；所述总管道（6）进气端与所述两个叶片式压气机（2）之间并联接有分管道（7），所述空气滤芯器（1）通过分管道（7）与储气筒（3）连通；所述总管道（6）出气端管道分为两路，第一路管道（14）与外界空气连通，第二路管道（15）与所述储气筒（3）连通；所述两个叶片式压气机（2）出气端通过所述第二路管道（15）与所述储气筒（3）连通；所述分管道（7）与总管道（6）进气端之间的总管道（6）内、分管道（7）内、总管道（6）出气端第二路管道（15）内、总管道（6）出气端第一路管道（14）内依次设有第二电磁阀（8）、第三电磁阀（9）、第四电磁阀（10）、第一电磁阀（11）；所述第三电磁阀（9）、第一电磁阀（11）的线圈一端接地，另一端通过安装在所述储气筒（3）上的压力开关（12）与常闭继电器的一个触点连接，所述常闭继电器的另一个触点与空档开关连接，所述空档开关通过汽车上的点火开关与汽车电源连接；所述常闭继电器的线圈一端接地，另一端通过汽车制动灯开关与汽车电源连接；所述第四电磁阀（10）、第二电磁阀（8）的线圈一端接地，另一端并联接入所述制动灯开关与所述常闭继电器线圈之间。

2.根据权利要求1所述的汽车制动动能回收利用装置，其特征在于，所述第二电磁阀（8）、第三电磁阀（9）、第四电磁阀（10）、第一电磁阀（11）均采用电磁二通阀。

3.根据权利要求1或2所述的汽车制动动能回收利用装置，其特征在于，对于使用手动变速箱的汽车，所述空档开关安装于变速杆或手动变速箱上。

4.根据权利要求3所述的汽车制动动能回收利用装置，其特征在于，所述两个叶片式压气机（2）分别安装于汽车左后轮和右后轮上。

5.根据权利要求4所述的汽车制动动能回收利用装置，其特征在于，所述储气筒（3）底部安装有泄压排水阀（13）。