CN111038458A - 一种汽车刹车蓄能助力启动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种汽车刹车蓄能助力启动装置，涉及汽车制动领域，包括下箱体和上箱体，所述下箱体内设有电磁离合器、一级飞轮、二级飞轮和传动齿轮，一级飞轮与二级飞轮啮合构成一级蓄能机构，二级飞轮还通过二级飞轮轴和联轴器与发电机连接构成二级蓄能机构，所述发电机通过螺栓固定连接在下箱体上，通过设置一级蓄能机构既能够吸收刹车制动浪费的能量，又能反向助力汽车启动，减少能量损耗，同时设置二级蓄能机构，再不需要一级蓄能机构反向助力汽车启动，能够转化机械能为电能进行储存，减少能量损耗。

Description

一种汽车刹车蓄能助力启动装置
技术领域
本发明涉及汽车制动领域，具体涉及一种汽车刹车蓄能助力启动装置。
背景技术
随着社会的发展，人民生活水平的提高，汽车的使用越来越普遍。同时在能源危机与全球环境恶化的双重环境下，节能减排、降低汽车能量损耗已经成为促进汽车发展的重要因素。
对于新能源车型，无论是纯电动车还是油电混合形动力车，制动能量回收系统基本上都是标配。
在一般内燃机汽车上，对于汽车制动能量的回收问题还没有得到有效解决。当一般内燃机汽车制动时，制动系统中制动盘和制动钳会摩擦产生很多热能，造成很大的能量浪费。飞轮蓄能储能密度大、高效性强，但是储能时间短的问题。现有技术关于刹车制动能量的回收只能通过发电机把机械能转换为电能，回收的能量没有得到有效利用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车刹车蓄能助力启动装置，通过设置一级蓄能机构既能够吸收刹车制动浪费的能量，又能反向助力汽车启动，减少能量损耗，同时设置二级蓄能机构，再不需要一级蓄能机构反向助力汽车启动，能够转化机械能为电能进行储存，减少能量损耗。
一种汽车刹车蓄能助力启动装置，包括下箱体和上箱体，所述下箱体内设有电磁离合器、一级飞轮、二级飞轮和传动齿轮，所述一级飞轮、二级飞轮和传动齿轮分别通过一级飞轮轴、二级飞轮轴和输入轴转动连接于下箱体的侧壁上，所述电磁离合器通过螺栓固定连接在下箱体内的左侧位置，且电磁离合器还通过输入轴连接有输入齿轮，所述输入齿轮与传动齿轮分别位于电磁离合器的两端，所述输入齿轮转动连接于下箱体外的左侧并与汽车传动轴上的传动轴上齿轮啮合，所述传动齿轮与一级飞轮啮合，且一级飞轮还与二级飞轮啮合构成一级蓄能机构，所述二级飞轮还通过二级飞轮轴和联轴器与发电机连接构成二级蓄能机构，所述发电机通过螺栓固定连接在下箱体上。
优选的，所述上箱体固定连接在下箱体上并盖住电磁离合器、一级飞轮、二级飞轮和传动齿轮。
优选的，所述下箱体通过螺栓固定连接在汽车传动系统变速器与主减速器之间的传动轴的垂直位置。
优选的，所述输入齿轮与传动轴上齿轮的模数相同。
优选的，所述电磁离合器由汽车的电控系统控制，当电磁离合器处于结合状态，即汽车刹车蓄能助力启动系统开始处于刹车蓄能状态或是助力启动状态；而当电磁离合器处于分离状态，即汽车刹车蓄能助力启动系统不工作，汽车处于行驶或静止状态。
优选的，所述汽车传动轴通过万向节连接于汽车传动系统。
优选的，一种汽车刹车蓄能助力启动装置的使用策略，其特征在于：
一、当汽车正常行驶时，电磁离合器分离，汽车刹车蓄能助力启动装置不参与工作；
二、当汽车制动时，电控系统控制电磁离合器结合，汽车传动系统的电控模块通过汽车传动轴与汽车刹车蓄能助力启动装置结合，汽车刹车蓄能助力启动装置开始蓄能，汽车停下之后，电控模块使电磁离合器分离，蓄能结束，具体分为两种情况：
(一)汽车制动停止后短时间内启动，一级蓄能机构起主要蓄能作用，并释放少量能量给二级蓄能机构，二级蓄能机构通过发电机将机械能转化为电能储存，汽车重新启动后，电控模块使电磁离合器结合，一级蓄能机构释放能量助力汽车启动；
(二)汽车制动停止后长时间不启动，一级蓄能机构先蓄能再逐渐释放所有能量给二级蓄能机构，二级蓄能机构通过发电机将机械能转化为电能储存；
本发明的优点在于：结构简单，使用灵活，通过设置一级蓄能机构既能够吸收刹车制动浪费的能量，又能反向助力汽车启动，减少能量损耗，同时设置二级蓄能机构，再不需要一级蓄能机构反向助力汽车启动，能够转化机械能为电能进行储存，减少能量损耗。
附图说明
图1为本发明装置的整体结构示意图；
图2为本发明装置中无上箱体的结构示意图；
图3为本发明装置中无上箱体的正视图；
图4为本发明装置中无上箱体的侧视图；
图5为本发明装置中无上箱体的俯视图；
其中，1、下箱体，2、发电机，3、电磁离合器，4、输入齿轮，5、传动轴上齿轮，6、汽车传动轴，7、万向节，8、输入轴，9、一级飞轮，10、二级飞轮轴，11、二级飞轮，12、联轴器，13、传动齿轮，14、一级飞轮轴,15、上箱体。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，一种汽车刹车蓄能助力启动装置，包括下箱体1和上箱体15，所述下箱体1内设有电磁离合器3、一级飞轮9、二级飞轮11和传动齿轮13，所述一级飞轮9、二级飞轮11和传动齿轮13分别通过一级飞轮轴14、二级飞轮轴10和输入轴8转动连接于下箱体1的侧壁上，所述电磁离合器3通过螺栓固定连接在下箱体1内的左侧位置，且电磁离合器3还通过输入轴8连接有输入齿轮4，所述输入齿轮4与传动齿轮13分别位于电磁离合器3的两端，所述输入齿轮4转动连接于下箱体1外的左侧并与汽车传动轴6上的传动轴上齿轮5啮合，所述传动齿轮13与一级飞轮9啮合，且一级飞轮9还与二级飞轮11啮合构成一级蓄能机构，所述二级飞轮11还通过二级飞轮轴10和联轴器12与发电机2连接构成二级蓄能机构，所述发电机2通过螺栓固定连接在下箱体1上。仅使用一级蓄能机构，在汽车制动且长时间不启动(或者较长时间不启动)的情况下，一级飞轮9和二级飞轮11储存的机械能会逐渐损失掉。而仅使用二级蓄能机构，机械能在转化为电能本身就有损耗，且在短时间内启动，将一级飞轮9和二级飞轮11储存的机械能重新返还给汽车，不仅减少能量损耗且能够助力汽车启动。
所述上箱体15固定连接在下箱体1上并盖住电磁离合器3、一级飞轮9、二级飞轮11和传动齿轮13。一级蓄能机构和二级蓄能机构都被箱体罩住，更安全。
所述下箱体1通过螺栓固定连接在汽车传动系统变速器与主减速器之间的传动轴的垂直位置。
所述输入齿轮4与传动轴上齿轮5的模数相同。有利于动力传递。
所述电磁离合器3由汽车的电控系统控制，当电磁离合器3处于结合状态，即汽车刹车蓄能助力启动系统开始处于刹车蓄能状态或是助力启动状态；而当电磁离合器处于分离状态，即汽车刹车蓄能助力启动系统不工作，汽车处于行驶或静止状态。电控系统根据汽车启动和制动来控制电磁离合器3。
所述汽车传动轴6通过万向节7连接于汽车传动系统。
一种汽车刹车蓄能助力启动装置的使用策略，其特征在于：
一、当汽车正常行驶时，电磁离合器3分离，汽车刹车蓄能助力启动装置不参与工作；
二、当汽车制动时，电控系统控制电磁离合器3结合，汽车传动系统的电控模块通过汽车传动轴6与汽车刹车蓄能助力启动装置结合，汽车刹车蓄能助力启动装置开始蓄能，汽车停下之后，电控模块使电磁离合器3分离，蓄能结束，具体分为两种情况：
(一)汽车制动停止后短时间内启动，一级蓄能机构起主要蓄能作用，并释放少量能量给二级蓄能机构，二级蓄能机构通过发电机2将机械能转化为电能储存，汽车重新启动后，电控模块使电磁离合器3结合，一级蓄能机构释放能量助力汽车启动；
(二)汽车制动停止后长时间不启动，一级蓄能机构先蓄能再逐渐释放所有能量给二级蓄能机构，二级蓄能机构通过发电机2将机械能转化为电能储存；汽车制动减速而不停止时，策略与汽车制动停止后长时间不启动一样，都采用策略(二)。
具体实施方式及原理：
使用时,当汽车正常行驶时，电磁离合器3分离，刹车蓄能助力装置不参与工作。
当汽车电控系统检测到汽车制动时，电控模块控制电磁离合器3结合，这样汽车传动系统传动轴6与刹车蓄能助力启动装置结合，刹车蓄能助力启动装置开始蓄能工作。开始储存汽车制动刹车时产生的多余能量。当汽车停下时，蓄能结束。
这时候有两种情况：Ⅰ、汽车制动到停止状态，且汽车短时间内启动(比如等红绿灯的时候、礼让行人等)。这时候汽车停下来之后，电控模块使电磁离合器3分离，刹车蓄能助力启动装置和汽车传动系统分离。刹车蓄能助力启动装置由于制动储存的能量依然在旋转，这时一级飞轮9和二级飞轮11储存的小部分能量会由发电机2转换为电能用蓄电池储存起来。当汽车电控系统检测到汽车准备启动的时候，电控模块使电磁离合器3结合，刹车蓄能助力启动装置和汽车传动系统结合，这时刹车蓄能助力启动装置处于助力状态。由于停车时间比较短，蓄能助力装置中发电机2不会转换太多电能，一级飞轮9和二级飞轮11更多的能量通过电磁离合器3作用在汽车传动轴上，帮助汽车助力启动。
Ⅱ、汽车从高速状态下减速到低速状态和汽车制动到停止状态且长时间内不启动。汽车制动时速度只减小到某非零值。当电控系统检测到汽车从高速状态下减速时，电控系统使电磁离合器3结合，刹车蓄能助力启动装置和汽车传动系统结合，刹车蓄能助力启动装置开始蓄能。当汽车减速到某指定速度时汽车保持匀速行驶。电控系统检测到到汽车速度不变时，电控模块使电磁离合器3分离，刹车蓄能助力启动装置和汽车传动系统分离。这时刹车蓄能助力启动装置将储存能量用发电机2转换为电能用蓄电池储存起来。汽车制动直到停止且长时间内不启动，这样刹车蓄能助力启动系统会把蓄能的所有能量通过发电机转换为电能并储存到蓄电池中。这样做到了能量的最大利用，不会造成能量浪费，从而实现了更好的节能减排。
基于上述，本发明结构简单，使用灵活，通过设置一级蓄能机构既能够吸收刹车制动浪费的能量，又能反向助力汽车启动，减少能量损耗，同时设置二级蓄能机构，再不需要一级蓄能机构反向助力汽车启动，能够转化机械能为电能进行储存，减少能量损耗。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (7)

1.一种汽车刹车蓄能助力启动装置，包括下箱体(1)和上箱体(15)，其特征在于，所述下箱体(1)内设有电磁离合器(3)、一级飞轮(9)、二级飞轮(11)和传动齿轮(13)，所述一级飞轮(9)、二级飞轮(11)和传动齿轮(13)分别通过一级飞轮轴(14)、二级飞轮轴(10)和输入轴(8)转动连接于下箱体(1)的侧壁上，所述电磁离合器(3)通过螺栓固定连接在下箱体(1)内的左侧位置，且电磁离合器(3)还通过输入轴(8)连接有输入齿轮(4)，所述输入齿轮(4)与传动齿轮(13)分别位于电磁离合器(3)的两端，所述输入齿轮(4)转动连接于下箱体(1)外的左侧并与汽车传动轴(6)上的传动轴上齿轮(5)啮合，所述传动齿轮(13)与一级飞轮(9)啮合，且一级飞轮(9)还与二级飞轮(11)啮合构成一级蓄能机构，所述二级飞轮(11)还通过二级飞轮轴(10)和联轴器(12)与发电机(2)连接构成二级蓄能机构，所述发电机(2)通过螺栓固定连接在下箱体(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种汽车刹车蓄能助力启动装置，其特征在于：所述上箱体(15)固定连接在下箱体(1)上并盖住电磁离合器(3)、一级飞轮(9)、二级飞轮(11)和传动齿轮(13)。
3.根据权利要求1所述的一种汽车刹车蓄能助力启动装置，其特征在于：所述下箱体(1)通过螺栓固定连接在汽车传动系统变速器与主减速器之间的传动轴的垂直位置。
4.根据权利要求1所述的一种汽车刹车蓄能助力启动装置，其特征在于：所述输入齿轮(4)与传动轴上齿轮(5)的模数相同。
5.根据权利要求1所述的一种汽车刹车蓄能助力启动装置，其特征在于：所述电磁离合器(3)由汽车的电控系统控制，当电磁离合器(3)处于结合状态，即汽车刹车蓄能助力启动系统开始处于刹车蓄能状态或是助力启动状态；而当电磁离合器处于分离状态，即汽车刹车蓄能助力启动系统不工作，汽车处于行驶或静止状态。
6.根据权利要求1所述的一种汽车刹车蓄能助力启动装置，其特征在于：所述汽车传动轴(6)通过万向节(7)连接于汽车传动系统。
7.根据权利要求1所述的一种汽车刹车蓄能助力启动装置的使用策略，其特征在于：
一、当汽车正常行驶时，电磁离合器(3)分离，汽车刹车蓄能助力启动装置不参与工作；
二、当汽车制动时，电控系统控制电磁离合器(3)结合，汽车传动系统的电控模块通过汽车传动轴(6)与汽车刹车蓄能助力启动装置结合，汽车刹车蓄能助力启动装置开始蓄能，汽车停下之后，电控模块使电磁离合器(3)分离，蓄能结束，具体分为两种情况：
(一)汽车制动停止后短时间内启动，一级蓄能机构起主要蓄能作用，并释放少量能量给二级蓄能机构，二级蓄能机构通过发电机(2)将机械能转化为电能储存，汽车重新启动后，电控模块使电磁离合器(3)结合，一级蓄能机构释放能量助力汽车启动；
(二)汽车制动停止后长时间不启动，一级蓄能机构先蓄能再逐渐释放所有能量给二级蓄能机构，二级蓄能机构通过发电机(2)将机械能转化为电能储存。
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Application publication date: 20200421