CN110056488A - 一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及节能环保技术领域，公开了一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，包括：膜片弹簧式离合器，还包括：齿轮传动组、惯性轮、发电机和蓄电池，所述膜片弹簧式离合器的周向外侧设有齿，膜片弹簧式离合器通过齿与齿轮传动组啮合，膜片弹簧式离合器在按压状态下与飞轮相分离，在松开状态下与飞轮相接触，齿轮传动组通过轴和惯性轮同轴连接，惯性轮通过皮带与发电机的输出轴传动连接，发电机与蓄电池电连接，将电能储存在储能装置的蓄电池中，这种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，实现了把制动浪费的能量储存起来，减少能源浪费，节能环保，结构简单，经济实用。
Description
技术领域
本发明涉及节能环保技术领域，特别涉及一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备。
背景技术
混合式新型储能元件的使用，使轨道交通较现有系统结构简单，建造容易，施工简化，劳动成本下降，减少材料用量，缩短工期，减少运行和维护成本，减少资金投入，增加设备使用寿命及安全；使系统构成更加趋于科学先进，绿色环保，必将引起轨道交通系统的变革。
引入适用于轨道交通系统的机械电力储能设备，改变现有轨道交通的能源供给方式；将机械能转化为电能进行存储，用于缓冲系统能量冲击及能量交换、使之相互补充，由此构建和设计新型轨道交通体系。
然而，现有在列车制动时产生的能量被白白浪费，如果能够充分利用列车制动过程中的能量，将减少能源浪费。
发明内容
本发明提供一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，可以解决现有技术中的上述问题。
本发明提供了一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，包括：膜片弹簧式离合器，还包括：齿轮传动组、惯性轮、发电机和蓄电池，所述膜片弹簧式离合器的周向外侧设有齿，膜片弹簧式离合器通过齿与齿轮传动组啮合，膜片弹簧式离合器在按压状态下与飞轮相分离，在松开状态下与飞轮相接触，齿轮传动组通过轴和惯性轮同轴连接，惯性轮通过皮带与发电机的输出轴传动连接，发电机与蓄电池电连接，将电能储存在储能装置的蓄电池中。
所述膜片弹簧式离合器包括：离合器片、压盘、膜片弹簧、压盖和压杆，离合器片的周向外侧设有齿轮，离合器片通过齿与第一齿轮啮合，压盘位于离合器片的外侧，膜片弹簧设置在压盘和压盖之间上，压盖周向设有多个螺纹孔，多个螺栓通过多个螺纹孔将压盖和飞轮固定连接，所述压盖位于离合器片与第一齿轮啮合的部位上设有缺口，压杆穿过压盖与膜片弹簧固定连接，压杆通过传动系统与离合器制动杆传动连接。
所述齿轮传动组包括：第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，膜片弹簧式离合器通过齿与第一齿轮啮合，第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮依次啮合，第三齿轮通过轴与惯性轮同轴连接。
所述膜片弹簧包括：外圈、支圈点和内圈，外圈和内圈通过支圈点相连接，内圈由多个弹簧条组成，外圈、支圈点和内圈一体成型，所述压杆穿过压盖与内圈固定连接。
所述压杆通过液压传动系统与离合器制动杆相连接。
所述离合器片上设有高摩擦力的涂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明通过将离合器片的形状改为齿轮状，将原有的传动轴去掉，依靠改进的齿轮状的离合器片和齿轮传动组啮合来实现动力传输，同时，在压盘中封装了一个膜片弹簧，依靠膜片弹簧的特性，用力按压，会产生反方向的动作，在火车行驶过程中，按压膜片弹簧时，离合器片与飞轮分离，在火车制动过程中，松开膜片弹簧，离合器片与飞轮摩擦获取动力，通过传动齿轮组带动惯性轮使得发电装置发电，并将电能储存在蓄电池中，实现了把制动浪费的能量储存起来，减少能源浪费，节能环保，结构简单，经济实用。
附图说明
图1为本发明提供的一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备的侧面截面的结构示意图。
图2为本发明提供的一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备中弹簧膜片的结构示意图。
附图标记说明：
1-飞轮，2-离合器片，3-第一齿轮，4-第二齿轮，5-第三齿轮，6-惯性轮，7-轴，8-压盘，9-膜片弹簧，9-1-外圈，9-2-支圈点，9-3-内圈，10-压盖，11-压杆。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1所示，本发明实施例提供的一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，包括：膜片弹簧式离合器，还包括：齿轮传动组、惯性轮6、发电机和蓄电池，所述膜片弹簧式离合器的周向外侧设有齿，膜片弹簧式离合器通过齿与齿轮传动组啮合，膜片弹簧式离合器在按压状态下与飞轮1相分离，在松开状态下与飞轮1相接触，齿轮传动组通过轴7和惯性轮6同轴连接，惯性轮6通过皮带与发电机的输出轴传动连接，发电机与蓄电池电连接，将电能储存在储能装置的蓄电池中。
工作原理：在火车行驶的过程中，通过按压膜片弹簧式离合器，膜片弹簧式离合器与飞轮1分离，在火车制动的过程中，松开膜片弹簧式离合器，离合器片2与飞轮1贴合，获得摩擦力开始转动，离合器片2转动带动齿轮传动组将动力传递给惯性轮6，带动惯性轮6转动，惯性轮6带动电动机发电产生电流，电流储存在蓄电池中，惯性轮6利用自身惯性实现长时间的发电。实现了把制动浪费的能量储存起来，节能环保。
为了简化结构，所述膜片弹簧式离合器具体包括：离合器片2、压盘8、膜片弹簧9、压盖10和压杆11，离合器片2的周向外侧设有齿轮，离合器片2通过齿与第一齿轮3啮合，压盘8位于离合器片2的外侧，膜片弹簧9设置在压盘8和压盖10之间上，压盖10周向设有多个螺纹孔，多个螺栓通过多个螺纹孔将压盖10和飞轮1固定连接，所述压盖10位于离合器片2与第一齿轮3啮合的部位上设有缺口12，压杆11穿过压盖10与膜片弹簧9固定连接，压杆11通过传动系统与离合器制动杆传动连接。
本发明把现有汽车上的膜片弹簧式离合器中的离合器片形状变为齿轮状，原有的传动轴去掉，应用于列车上。把原有离合器依靠改进的齿轮状离合器片和传动齿轮组啮合来实现动力传输，压盘中间封装了一个膜片弹簧，把压盘用螺栓固定到飞轮1上，依靠膜片弹簧的特性，用力按压，会产生反方向的动作，通过离合器制动杆按压膜片弹簧9，离合器片与飞轮1分离，松开离合器制动杆，离合器片和制动盘摩擦，用离合器片2上的齿轮啮合传动齿轮。
离合器有三个部分，上部是飞轮，就是火车的制动盘，中间是一个齿轮样子的离合器片，下部有一个压盘，压盘中间封装了一个膜片弹簧，压盘是通过螺栓固定在制动盘上的。
本发明通过在传统的制动盘中引入了膜片弹簧式离合器，在制动过程中，利用离合器片2摩擦制动盘获得能量从而带动传动齿轮组，使得惯性轮6两级加速后带动发电机产生电流，并利用蓄电池进行存储。当列车正常起步和行驶阶段，我们离合器一直处于按压分离状态；只有当列车处于制动状态时，我们松开离合器制动杆，依靠离合器片摩擦飞轮1的方式获取动力，驱使传动齿轮组，从而带动惯性轮6运转起来。惯性轮6利用自身惯性实现长时间的发电。当列车速度降低时不能满足发电需求时，我们通过离合器制动杆按压离合器，使之分离。实现了把制动浪费的能量储存起来。
通过压杆11按压膜片弹簧9中心时，膜片弹簧9的外部翘起，膜片弹簧9的外部不对压盘8产生压力，压盘8不对离合器片2产生压力，从而使得离合器片2与飞轮1分离，松开离合器制动杆后，压杆11不对膜片弹簧9施加力，膜片弹簧9的外部恢复平衡，对压盘8施加压力，使得离合器片2与飞轮1摩擦，离合器片2获得摩擦力开始转动，转动带动齿轮传动组，即第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，从而带动惯性6轮转动，惯性轮转动带动电动机产生电流，电流储存在蓄电池中，惯性轮利用自身惯性实现长时间的发电。实现了把制动浪费的能量储存起来。
所述齿轮传动组包括：第一齿轮3、第二齿轮4和第三齿轮5，膜片弹簧式离合器通过齿轮与第一齿轮3啮合，第一齿轮3、第二齿轮4和第三齿轮5依次啮合，第三齿轮5通过轴7与惯性轮6同轴连接。
第一齿轮3、第二齿轮4和第三齿轮5能够通过直径不同配合实现加速转动。
如图2所示，所述膜片弹簧9包括：外圈9-1、支圈点9-2和内圈9-3，外圈9-1和内圈9-3通过支圈点9-2相连接，内圈9-3由多个弹簧条组成，外圈9-1、支圈点9-2和内圈9-3一体成型，所述压杆11穿过压盖10与内圈9-3固定连接。
工作原理：通过支圈点9-2使得在通过压杆11按压内圈9-3时，外圈9-1翘起，不对压盘8产生压力，从而使得离合器片2与飞轮1分离，松开离合器制动杆后，压杆11不对内圈9-3施加力，外圈9-1恢复平衡，离合器片2与飞轮1摩擦获得摩擦力开始转动，结构简单，经济实用。
所述压杆11通过液压传动系统与离合器制动杆相连接，液压传动系统传动比较平稳。
所述离合器片2上设有高摩擦力的涂层，本发明选择为金属陶瓷涂层，提高了离合器片2的使用寿命。
本发明通过将离合器片的形状改为齿轮状，将原有的传动轴去掉，依靠改进的齿轮状的离合器片和齿轮传动组啮合来实现动力传输，同时，在压盘中封装了一个膜片弹簧，依靠膜片弹簧的特性，用力按压，会产生反方向的动作，在火车行驶过程中，按压膜片弹簧时，离合器片与飞轮分离，在火车制动过程中，松开膜片弹簧，离合器片与飞轮摩擦获取动力，通过传动齿轮组带动惯性轮使得发电装置发电，并将电能储存在蓄电池中，实现了把制动浪费的能量储存起来，减少能源浪费，节能环保，结构简单，经济实用。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，包括：膜片弹簧式离合器，其特征在于，还包括：齿轮传动组、惯性轮(6)、发电机和蓄电池，所述膜片弹簧式离合器的周向外侧设有齿，膜片弹簧式离合器通过齿与齿轮传动组啮合，膜片弹簧式离合器在按压状态下与飞轮(1)相分离，在松开状态下与飞轮(1)相接触，齿轮传动组通过轴(7)和惯性轮(6)同轴连接，惯性轮(6)通过皮带与发电机的输出轴传动连接，发电机与蓄电池电连接，将电能储存在储能装置的蓄电池中。
2.如权利要求1所述的利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，其特征在于，所述膜片弹簧式离合器包括：离合器片(2)、压盘(8)、膜片弹簧(9)、压盖(10)和压杆(11)，离合器片(2)的周向外侧设有齿轮，离合器片(2)通过齿与第一齿轮(3)啮合，压盘(8)位于离合器片(2)的外侧，膜片弹簧(9)设置在压盘(8)和压盖(10)之间上，压盖(10)周向设有多个螺纹孔，多个螺栓通过多个螺纹孔将压盖(10)和飞轮(1)固定连接，所述压盖(10)位于离合器片(2)与第一齿轮(3)啮合的部位上设有缺口(12)，压杆(11)穿过压盖(10)与膜片弹簧(9)固定连接，压杆(11)通过传动系统与离合器制动杆传动连接。
3.如权利要求1所述的利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，其特征在于，所述齿轮传动组包括：第一齿轮(3)、第二齿轮(4)和第三齿轮(5)，膜片弹簧式离合器通过齿与第一齿轮(3)啮合，第一齿轮(3)、第二齿轮(4)和第三齿轮(5)依次啮合，第三齿轮(5)通过轴(7)与惯性轮(6)同轴连接。
4.如权利要求2所述的利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，其特征在于，所述膜片弹簧(9)包括：外圈(9-1)、支圈点(9-2)和内圈(9-3)，外圈(9-1)和内圈(9-3)通过支圈点(9-2)相连接，内圈(9-3)由多个弹簧条组成，外圈(9-1)、支圈点(9-2)和内圈(9-3)一体成型，所述压杆(11)穿过压盖(10)与内圈(9-3)固定连接。
5.如权利要求2所述的利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，其特征在于，所述压杆(11)通过液压传动系统与离合器制动杆相连接。
6.如权利要求2所述的利用制动力的轨道列车机械电力储能设备，其特征在于，所述离合器片(2)上设有高摩擦力的涂层。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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