CN104477028A

CN104477028A - 一种汽车制动能量回收装置

Info

Publication number: CN104477028A
Application number: CN201410691800.2A
Authority: CN
Inventors: 李红; 杨国青; 黄智奇; 邵开来; 吴朝晖
Original assignee: JIANGSU RADISH TRANSPORTATION TECHNOLOGY Co Ltd; Zhejiang University ZJU
Current assignee: JIANGSU RADISH TRANSPORTATION TECHNOLOGY Co Ltd; Zhejiang University ZJU
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2015-04-01

Abstract

本发明公开了一种汽车制动能量回收装置，包括：一中间传动机构、一同步传动机构、一弹簧储能机构以及固定连接于汽车动力传动轴上的两个齿轮K1～K2；同步传动机构包括同步轴以及安装于同步轴上的同步器和两个齿轮K3～K4；同步轴通过扭力限制器与弹簧储能机构连接，两个齿轮K3～K4分别与同步器两侧齿圈相接合。本发明装置能够回收、存储汽车制动时的制动能并充分转化利用该制动能，达到节能减排的目的，符合当今的时代需求；同时，本发明利用发条弹簧储存能量，通过同步器实现能量回收和释放的状态切换，利用扭力限制器防止发条弹簧过载损坏。

Description

一种汽车制动能量回收装置

技术领域

本发明属于汽车能量转化技术领域，具体涉及一种汽车制动能量回收装置。

背景技术

随着世界能源的日趋紧张以及人们环保意识的日益增强，汽车的耗能日益受到人们的重视。降低能源的消耗，保护环境已经成为世界各国科技发展的重要课题之一。

由于汽车庞大的拥有量，因而其对能源的消耗是惊人的，对环境的影响也是巨大的。现有的汽车在刹车(制动)时，其传动轴旋转的动能是没有进行收集再利用的，使得这部分能量被浪费掉而没有被充分利用，不符合当今节能减排的要求。而目前汽车的燃料主要为化石类燃料，如石油、天然气等。但据目前探明的石油和天然气资源测算，世界上可供开采的石油和天然气仅有数十年，石油和天然气将面临枯竭。因此，如何降低汽车的能源消耗就显得尤为重要。

通过对汽车制动能量进行回收，一方面，可以降低汽车制动时强制怠速所造成的燃料消耗较大；另一方面可通过回收的能量用于汽车的起步，可降低汽车起步时发动机燃料消耗(起步时发动机混合气较浓)。上述两方面作用可降低汽车的燃料消耗，达到汽车节能的目的。

从环境保护来看，内燃机燃烧后的主要有害成分包括碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)及黒烟(C)。由于汽车制动时的强制怠速导致燃料燃烧不充分和汽车起步时混合气过浓导致燃料燃烧不充分，使汽车排放的上述废气量增加。因此通过采用汽车制动能量回收可以降低有害气体对环境的污染。

此外，由于汽车的制动能量回收系统大大减少了汽车行车制动器的使用，汽车行车制动器只在紧急制动的情况下使用，从而大大延长了汽车行车制动器的使用寿命，保证了汽车行驶的安全性；同时对于石棉基类制动器摩擦材料，减少了石棉粉尘对大气的污染；由于行车制动使用率降低，也降低了汽车制动时的制动噪声。

目前制动能量回收方式有飞轮、蓄电池、超级电容、液压、发条弹簧能量回收等方式。但这些方式都各有利弊，并未在汽车大量利用。现有关于发条弹簧的发明较少，同时相关发条弹簧能量回收装置存在发条弹簧易过载、倒车难、弹簧力不可变等缺点。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种汽车制动能量回收装置，其利用利用发条弹簧储存能量，通过同步器实现能量回收和释放的状态切换，利用扭力限制器防止发条弹簧过载损坏。

一种汽车制动能量回收装置，包括：一中间传动机构、一同步传动机构、一弹簧储能机构以及固定连接于汽车动力传动轴上的两个齿轮K1～K2；

所述的同步传动机构包括同步轴以及安装于同步轴上的同步器和两个齿轮K3～K4；所述的同步轴通过扭力限制器与弹簧储能机构连接，两个齿轮K3～K4分别与同步器两侧齿圈相接合；

所述的汽车动力传动轴通过齿轮K1和K2与同步传动机构转动连接；其中，齿轮K1通过中间传动机构与齿轮K3转动连接，齿轮K2与齿轮K4啮合。

所述的齿轮K3和K4通过轴承安装于同步轴上。

所述的中间传动机构包括中间轴以及固定连接于中间轴上的惰轮；所述的惰轮一侧与齿轮K1啮合，另一侧与齿轮K3啮合。

所述的弹簧储能机构包括储能轴以及安装于储能轴上的发条弹簧，所述的储能轴通过扭力限制器与同步轴连接。

所述的发条弹簧一端与储能轴固定连接，另一端与车身固定连接。

在任意时间内，所述的同步器只与两个齿轮K3～K4其中的一个结合并传递动力；当车辆制动时，驾驶员通过触发同步器的接合套，使同步器与齿轮K3或K4结合并通过同步轴向弹簧储能机构传递反向扭力进而吸收制动能量；当车辆再次向前行驶时，驾驶员通过触发同步器的接合套，使同步器与另一个齿轮结合，弹簧储能机构通过同步轴向汽车动力传动轴传递正向扭力进而释放制动能量。

所述的扭力限制器可传递的扭力有一定的范围，当传递的扭力达到最大值时，扭力不再增加。

所述的汽车动力传动轴、中间轴、储能轴和同步轴的两端均通过轴承固定于车体内。

本发明中，当车辆正常行驶时，同步器不与任何一个齿轮结合；当车辆制动时，同步器与其中一齿轮结合，发条弹簧提供反向扭力而吸收制动能量；当车辆向前行驶时，同步器迅速切换至与另一齿轮结合，发条弹簧将吸收了的能量释放用于车辆前进；当车辆向后行驶时，同步器不需要切换，发条弹簧将吸收了的能量释放用于车辆后退。

本发明汽车制动能量回收装置能够回收、存储汽车制动时的制动能并充分转化利用该制动能，达到节能减排的目的，符合当今的时代需求；同时，本发明利用发条弹簧储存能量，通过同步器实现能量回收和释放的状态切换，利用扭力限制器防止发条弹簧过载损坏。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明汽车制动能量回收装置，包括：动力传动轴1、第一齿轮2、第二齿轮3、惰轮4、第三齿轮5、同步器6、第四齿轮7、扭力限制器8、发条弹簧9、第一轴10、第二轴11；同步器6包括接合套61、第三齿轮的同步器锁环62、花键毂63、第三齿轮的接合齿圈64、第四齿轮的同步器锁环65、第四齿轮的接合齿圈66；其中：

第一齿轮2、第二齿轮3和动力传动轴1固定连接；第一齿轮2与惰轮4常啮合，惰轮4与第三齿轮5常啮合，第二齿轮3与第四齿轮7常啮合；第四齿轮7可通过同步器6将动力传递至第一轴10，第一轴10可通过同步器6将动力传递至第三齿轮5；通过扭力限制器8，第一轴10与第二轴11可互相传递限定范围内的扭力。

扭力限制器8可传递的扭力有一定的范围，当传递的扭力达到最大值时，扭力不再增加。

在同一时间，同步器6只能与第三齿轮5和第四齿轮7两者中的其一结合而传递动力，或者同步器6不与任何一个齿轮结合。

本实施方式中，当车辆正常行驶时，同步器6不与任何一个齿轮结合；当车辆制动时，同步器6与第四齿轮7结合，发条弹簧9提供反向扭力而吸收制动能量；当车辆向前行驶时，同步器6迅速切换至与第三齿轮5结合，发条弹簧9将吸收了的能量释放用于车辆前进；当车辆向后行驶时，同步器6不需要切换，发条弹簧9将吸收了的能量释放用于车辆后退。

本实施方式装置能够回收、存储汽车制动时的制动能并充分转化利用该制动能，达到节能减排的目的，符合当今的时代需求；同时，本实施方式利用发条弹簧储存能量，通过同步器实现能量回收和释放的状态切换，利用扭力限制器防止发条弹簧过载损坏。

上述的对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种汽车制动能量回收装置，其特征在于，包括：一中间传动机构、一同步传动机构、一弹簧储能机构以及固定连接于汽车动力传动轴上的两个齿轮K1～K2；

2.根据权利要求1所述的汽车制动能量回收装置，其特征在于：所述的齿轮K3和K4通过轴承安装于同步轴上。

3.根据权利要求1所述的汽车制动能量回收装置，其特征在于：所述的中间传动机构包括中间轴以及固定连接于中间轴上的惰轮；所述的惰轮一侧与齿轮K1啮合，另一侧与齿轮K3啮合。

4.根据权利要求1所述的汽车制动能量回收装置，其特征在于：所述的弹簧储能机构包括储能轴以及安装于储能轴上的发条弹簧，所述的储能轴通过扭力限制器与同步轴连接。

5.根据权利要求4所述的汽车制动能量回收装置，其特征在于：所述的发条弹簧一端与储能轴固定连接，另一端与车身固定连接。

6.根据权利要求1所述的汽车制动能量回收装置，其特征在于：在任意时间内，所述的同步器只与两个齿轮K3～K4其中的一个结合并传递动力；当车辆制动时，驾驶员通过触发同步器的接合套，使同步器与齿轮K3或K4结合并通过同步轴向弹簧储能机构传递反向扭力进而吸收制动能量；当车辆再次向前行驶时，驾驶员通过触发同步器的接合套，使同步器与另一个齿轮结合，弹簧储能机构通过同步轴向汽车动力传动轴传递正向扭力进而释放制动能量。