CN106585585A - 汽车制动能量回收系统 - Google Patents

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Abstract

汽车制动能量回收系统，涉及内燃机汽车能量的回收和再利用装置结构。该系统结构包括以下几个部分：①在不影响汽车制动性能的情况下的制动能量回收结构；②能量转换及储存结构；③汽车制动能量回收的缓速结构；④储存能量用于汽车动力转向系统；⑤储存能量用于汽车的制冷空调系统；⑥储存能量用于汽车起步。通过把汽车制动时的能量进行回收，转换为液压能，用于汽车的起步、缓速制动及动力转向，达到汽车节能和环保的目的。汽车制动时的机械能包括汽车制动前的动能和汽车下坡时的势能。本发明的能量回收系统适合化工石油类燃料(汽油、柴油、天然气、液化石油气)汽车及醇类燃料汽车等的各类前驱、后驱或全轮驱动的乘用车和商用车辆。

Description

汽车制动能量回收系统
技术领域
本发明涉及一种应用于液化石油类燃料 ( 汽油、柴油、天然气、液化石油气 ) 汽车及醇类燃料汽车等的各类前驱、后驱或全轮驱动的乘用车和商用车辆，对汽车制动能量进行回收并再利用的装置，具体是内燃机汽车能量的回收和再利用装置结构。
背景技术
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。
发明内容
本发明提供一种汽车制动能量回收系统，本发明将汽车制动的能量进行回收、储存，从而达到汽车节能和环保的目的。
为解决上述问题，本发明采用这样的结构：一种汽车制动能量回收系统，如图 1所示，本图 1 仅列举后驱车辆，对于前驱或全驱车辆同样适用。其特征在于，包括以下结构特征：
①设置汽车制动时的能量转换及回收结构。汽车制动时的能量 ( 汽车制动前的动能和汽车下坡的势能 ) 通过汽车驱动能传递到汽车驱动桥，汽车驱动桥把机械能传递到汽车的传动系统，在汽车传动系统中 ( 如变速器输出轴、变速器中间轴、汽车传动轴或汽车驱动桥的半轴) 增设一套机械减速器，本图1 仅列举了从变速器输出轴后与减速器相连，减速后将机械能传递到液压变量泵/ 马达，回收能量时变量泵/ 马达作为液压泵元件，将汽车制动的机械能转换为液压能，通过液压蓄能器储存起来。
②汽车制动时的缓速装置。
③储存能量用于汽车动力转向系统装置。
④储存能量用于汽车汽车的制冷空调系统。
⑤储存能量用于汽车起步的装置。
在所述结构①通过与汽车传动系统并联一套汽车制动能量回收装置，把汽车制动时的能量 ( 汽车制动前的动能和汽车下坡的势能 ) 通过汽车驱动能传递到汽车驱动桥，汽车驱动桥把机械能传递到汽车的传动系统，在汽车传动系统中 ( 如变速器输出轴、变速器中间轴、汽车传动轴或汽车驱动桥的半轴) 增设一套机械减速器，本图1 仅列举了从变速器输出轴后与减速器相连，减速后将机械能传递到液压变量泵/ 马达，回收能量时变量泵/马达作为液压泵元件，将汽车制动的机械能转换为液压能，通过液压蓄能器储存起来。如图1 所示。
所述结构②中把汽车制动的能量通过液压泵 / 马达的泵功能转换为液压能，将汽车的制动能量进行回收，从而达到汽车降低车速的缓速功能。如图 1 所示。
所述结构③中储存的液压能用于汽车的动力转向系装置。将液压蓄能器储存的液压能驱动液压马达，再驱动动力转向的液压泵，实现汽车的动力转向。如图 2 所示。
所述结构④中储存的液压能用于汽车的制冷装置。将液压蓄能器储存的液压能驱动液压马达，再驱动制冷压缩机，实现汽车的空气调节。如图 3 所示。
所述结构⑤中将汽车制动能量回收储存的能量用于汽车的起步。液压蓄能器储存的液压能，通过变量泵 / 马达的马达功能，将液压能转化为机械能，通过增速器 ( 此时减速器的逆向动力传递为增速器 ) 传递到汽车传动轴上，再通过驱动桥传递到驱动轮驱动汽车起步。此时应切断传动轴与发动机的连接 ( 变速器置于空挡 )，当汽车起步后，将发动机与传动轴连接，切断增 ( 减 ) 速器与传动轴连接。如图 1 所示。
本发明是一套利用汽车制动时具有的能量，将此能量通过泵 / 马达的泵功能转换为液压能储存起来，汽车在储存能量的过程中，实现了汽车的缓速制动。当汽车制动能量比较小不能再回收时，通过行车制动器实现汽车的停车；同时该装置中储存的能量可用于汽车行驶的辅助能源，如汽车汽车动力转向、汽车的制冷空气调节等；也用于汽车的起步。从而达到汽车节能和环保的目的。
本发明的能量回收系统适合化工石油类燃料 ( 汽油、柴油、天然气、液化石油气) 汽车及醇类燃料汽车等的各类前驱、后驱或全轮驱动的乘用车和商用车辆。
附图说明
图 1 是制动能量回收系统装置示意图；图中标号：1 车轮、2 减 ( 增 ) 速器、3变量泵/ 马达、4 液压蓄能器、5 电磁离合器、6 内燃机、7 汽车离合器、8 变速器、9 万向节、10 传动轴、11 电磁换向阀、12 液压油箱、13 主减速器、及差速器、14 前桥、15 后桥。
图 2 是制动能量回收系统装置示意图；图中标号：1 液压马达、2 电磁离合器、3液压泵、4 转向液罐、5 安全阀、6 液压蓄能器、7 转向控制阀、8 机械转向器及动力缸组件、9 转向摇臂、10 方向盘轴、11 单向阀、12 方向盘。
图 3 是制动能量回收系统装置示意图；图中标号：1 液压马达、2 电磁离合器、3制冷压缩机。
具体实施方式
如图 1-3 所示，汽车制动能量回收系统，包括以下结构：
①与汽车传动系统并联一套汽车制动能量回收装置，尽可能多地把汽车制动前的能量进行回收。即把汽车制动时的能量 ( 汽车制动前的动能和汽车下坡的势能 ) 通过汽车驱动能传递到汽车驱动桥，汽车驱动桥把机械能传递到汽车的传动系统，在汽车传动系统中( 如变速器输出轴、变速器中间轴、汽车传动轴或汽车驱动桥的半轴) 增设一套机械减速器，本图 1 仅列举了从变速器输出轴后与减速器相连，减速后将机械能传递到液压变量泵/ 马达，回收能量时变量泵 / 马达作为液压泵元件，将汽车制动的机械能转换为液压能，通过液压蓄能器储存起来。如图 1 所示。
②当汽车需要减速或停车时，把汽车制动前的能量通过液压泵 / 马达的马达功能转换为液压能，将汽车的制动能量进行回收。即通过制动能量的回收，消耗了汽车制动前的能量，从而达到汽车降低车速的缓速功能。如图 1 所示。
③将液压蓄能器储存的液压能用于驱动汽车的动力转向液压泵，实现汽车的动力转向。如图 2 所示。
④将液压蓄能器储存的液压能驱动液压马达，再驱动制冷压缩机，实现汽车的空气调节。如图 3 所示。
⑤液压蓄能器储存的液压能，通过变量泵 / 马达的马达功能，将液压能转化为机械能，通过增速器( 此时减速器的逆向动力传递为增速器) 传递到汽车传动轴上，再通过驱动桥传递到驱动轮驱动汽车起步。如图 1 所示。
最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种汽车制动能量回收系统，其特征在于，包括以下结构特征：
①设置汽车制动时的能量转换及回收结构：
汽车制动时的能量 ( 汽车制动前的动能和汽车下坡的势能 ) 通过汽车驱动能传递到汽车驱动桥，汽车驱动桥把机械能传递到汽车的传动系统，在汽车传动系统中 ( 如变速器输出轴、变速器中间轴、汽车传动轴或汽车驱动桥的半轴) 增设一套机械减速器，本图1仅列举了从变速器输出轴后与减速器相连，减速后将机械能传递到液压变量泵/ 马达，回收能量时变量泵/ 马达作为液压泵元件，将汽车制动的机械能转换为液压能，通过液压蓄能器储存起来；
②汽车制动时的缓速装置；
③储存能量用于汽车动力转向系统装置；
④储存能量用于汽车汽车的制冷空调系统；
⑤储存能量用于汽车起步的装置。
2.根据权利要求 1 所述的汽车制动能量回收系统，其特征在于，在所述结构①通过与汽车传动系统并联一套汽车制动能量回收装置，把汽车制动时的能量 ( 汽车制动前的动能和汽车下坡的势能 ) 通过汽车驱动能传递到汽车驱动桥，汽车驱动桥把机械能传递到汽车的传动系统，在汽车传动系统中 ( 如变速器输出轴、变速器中间轴、汽车传动轴或汽车驱动桥的半轴) 增设一套机械减速器，本图1 仅列举了从变速器输出轴后与减速器相连，减速后将机械能传递到液压变量泵/ 马达，回收能量时变量泵/ 马达作为液压泵元件，将汽车制动的机械能转换为液压能，通过液压蓄能器储存起来。
3.根据权利要求 1 所述的汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述结构②中把汽车制动的能量通过液压泵 / 马达的泵功能转换为液压能，将汽车的制动能量进行回收，从而达到汽车降低车速的缓速功能。
4.根据权利要求 1 所述的汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述结构③中储存的液压能用于汽车的动力转向系装置。
5.将液压蓄能器储存的液压能驱动液压马达，再驱动动力转向的液压泵，实现汽车的动力转向。
6.根据权利要求 1 所述的汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述结构④中储存的液压能用于汽车的制冷装置。
7.将液压蓄能器储存的液压能驱动液压马达，再驱动制冷压缩机，实现汽车的空气调节。
8.根据权利要求 1 所述的汽车制动能量回收系统，其特征在于，所述结构⑤中将汽车制动能量回收储存的能量用于汽车的起步。
9.液压蓄能器储存的液压能，通过变量泵 / 马达的马达功能，将液压能转化为机械能，通过增速器 ( 此时减速器的逆向动力传递为增速器 ) 传递到汽车传动轴上，再通过驱动桥传递到驱动轮驱动汽车起步。
10.此时应切断传动轴与发动机的连接( 变速器置于空挡)，当汽车起步后，将发动机与传动轴连接，切断增( 减) 速器与传动轴连接。
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