CN111806225A - 一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置，该装置包括壳体、第一传动机构、第二传动机构、总传动机构和发电机；本发明装置可以将车辆行驶过程中的振动的无用能源转换为电能给动力电池充电，从而实现振动能量的实时回收及利用，进一步提升新能源车辆的巡航里程；本发明装置齿轮传动结构简单可靠、体积小、占据车上空间小，能够很容易地安装于车身与车桥之间，布置方便。

Description

一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置
技术领域
本发明属于新能源汽车能量回收技术领域，具体来说涉及一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置。
背景技术
在世界能源问题和环境保护问题日益受到关注的背景下，新能源汽车应运而生。新能源汽车是采用非传统燃料作为动力源或使用新型动力装置的汽车，包括纯电动汽车、混合动力汽车、氢燃料汽车及其他能源汽车等。大力发展新能源汽车，以电代油，减少排放，既符合我国的国情，也代表了世界汽车产业发展的方向加速推进电动汽车产业化进程，不仅能够促进交通领域节能减排和汽车工业可持续发展，而且能够促进汽车工业的发展。
新能源汽车基本都由动力电池来为驱动电机提供能量，现阶段由于动力电池的能量密度还达不到足够高，因此新能源汽车的续航里程都会被限制在一定的瓶颈之下。我们发现在车辆行驶过程中车身在不断上下振动，该部分振动能量如果能回收利用起来，必将能够提升新能源汽车的续航里程，所以需要一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置，以把振动能量通过发电机反馈给动力电池，进行实时充电，进而提升新能源汽车的续航里程。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置，包括壳体、第一传动机构、第二传动机构、总传动机构和发电机；
所述壳体包括拉杆外壳体和齿轮箱壳体，所述齿轮箱壳体由所述拉杆外壳体一侧表面凸起，其内部用于安装齿轮组(包括第一增速齿轮、第二增速齿轮和输出齿轮轴)；
所述第一传动机构包括第一拉杆滑动轴承、第一拉杆、第一拉杆齿条、第一输入齿轮轴、第一单向离合器和第一增速齿轮；所述第一拉杆滑动轴承分上、下两段结构沿竖直方向排列设置于所述拉杆外壳体内，所述第一拉杆下端连接第一拉杆齿条，所述第一拉杆和第一拉杆齿条设置于所述两段第一拉杆滑动轴承内，可沿其上下往复运动；所述第一输入齿轮轴与所述第一拉杆齿条相啮合，其一端通过第一输出齿轮轴滚针轴承安装于所述拉杆外壳体内壁，另一端连接第一单向离合器，所述第一单向离合器安装于所述第一增速齿轮内，所述第一增速齿轮设置于所述齿轮箱壳体内；
所述第二传动机构包括第二拉杆滑动轴承、第二拉杆、第二拉杆齿条、第二输入齿轮轴、第二单向离合器和第二增速齿轮；所述第二拉杆滑动轴承分上、下两段结构沿竖直方向排列设置于所述拉杆外壳体内，所述第二拉杆下端连接第二拉杆齿条，所述第一拉杆和第二拉杆齿条设置于所述两段第二拉杆滑动轴承内，可沿其上下往复运动；所述第二输入齿轮轴与所述第二拉杆齿条相啮合，其二端通过第二输出齿轮轴滚针轴承安装于所述拉杆外壳体内壁，另二端连接第二单向离合器，所述第二单向离合器安装于所述第二增速齿轮内，所述第二增速齿轮设置于所述齿轮箱壳体内；
所述总传动机构包括输出齿轮轴和万向节，所述输出齿轮轴设置于所述齿轮箱壳体内分别与所述第一增速齿轮和第二增速齿轮相啮合，所述输出齿通过万向节与发电机的发电机输入轴相连。
在上述技术方案中，所述第一拉杆和第二拉杆通过铰链连接在车身上，壳体通过铰链连接在车桥上。
本发明的优点和有益效果为：
1.本发明装置可以将车辆行驶过程中的振动的无用能源转换为电能给动力电池充电，从而实现振动能量的实时回收及利用，进一步提升新能源车辆的巡航里程。
2.本发明装置齿轮传动结构简单可靠、体积小、占据车上空间小，能够很容易地安装于车身与车桥之间，布置方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图(一)。
图2为本发明的结构示意图(二)。
图3为本发明的结构示意图(三)。
图4为本发明的结构示意图(四)。
其中：1为第一拉杆，2为第一拉杆齿条，3为第一输入齿轮轴，4为第一单向离合器，5为第一增速齿轮，6为第一拉杆滑动轴承，7为第一输出齿轮轴滚针轴承，8为第二拉杆，9为第二拉杆齿条，10为第二输入齿轮轴，11为第二单向离合器，12为第二增速齿轮，13为第二拉杆滑动轴承，14为输出齿轮轴，15为输出齿轮轴滚针轴承，16为拉杆外壳体，17为齿轮箱壳体，18为万向节，19为发电机输入轴，20为发电机，21为第二输出齿轮轴滚针轴承。
对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
实施例
一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置，由以下部分组成(见图1—图4)：第一拉杆1和第二拉杆8、第一拉杆齿条2和第二拉杆齿条9、第一输入齿轮轴3和第二输入齿轮轴10、第一单向离合器4和第二单向离合器11、第一增速齿轮5和第二增速齿轮12、第一拉杆滑动轴承6和第二拉杆滑动轴承13、输出齿轮轴14、输出齿轮轴滚针轴承15、拉杆外壳体16、第一输出齿轮轴滚针轴承7和第二输出齿轮轴滚针轴承21、万向节18、发电机输入轴19和发电机20。
所述的第一拉杆1和第二拉杆8的上端通过铰链连接在车身上，拉杆外壳体16和齿轮箱壳体17组成本装置的壳体，本装置的壳体通过铰链连接在车桥上。
图2中所述的第一拉杆齿条2和第二拉杆齿条9分别通过螺栓与过盈配合固定在第一拉杆1和第二拉杆8上，采用这种设计可以减少拉杆的加工成本。第一拉杆滑动轴承6和第二拉杆滑动轴承13分别安装在拉杆外壳体16的轴承座上，第一输出齿轮轴滚针轴承7和第二输出齿轮轴滚针轴承21的两端分别安装于拉杆外壳体16及齿轮箱壳体17的轴承座上，输出齿轮轴14的输出齿轮轴滚针轴承15的两端也安装在拉杆外壳体16和齿轮箱壳体17的轴承座上。万向节18一端连接在输出齿轮轴14上，一端连接在发电机输入轴上19，万向节19可以保证输出齿轮轴14与发电机输入轴之间的万向传递动力。
图2中所述的第一输入齿轮轴3通过插入楔块式第一单向离合器4的内座圈中，第一单向离合器4的外座圈与第一增速齿轮5互为一体。通过单向离合器使得第一输入齿轮轴3只能有一个方向传递动力，另外一个旋转方向为空转，如图2所示为第一输入齿轮轴3可以带动增速齿轮5逆时针转动，当第一输入齿轮顺时针转动时单向离合器4空转，使得动力不能传递至第一增速齿轮5上，单方向动力中断。
等同地，图2中所述的第二输入齿轮轴10通过插入楔块式第二单向离合器11的内座圈中，第二单向离合器11的外座圈与第二增速齿轮12互为一体。通过单向离合器使得第二输入齿轮轴10只能有一个方向传递动力，另外一个旋转方向为空转，如图2所示为第二输出齿轮可以带动第二增速齿轮12逆时针转动，当第二输出齿轮顺时针转动时第二单向离合器11空转，使得动力不能传递至第二增速齿轮12上，单方向动力中断。
当新能源车辆遇到不平路面，凹坑或凸起时，车辆将发生上下的双向震动，车身相对车桥之间将产生上下双向往复运动。这种双向上下振动会使得第一拉杆1和第二拉杆8相对于壳体做上下双向往复运动，这种往复运动可以带动齿轮箱里的第一输入齿轮和第二输出齿轮，通过第一单向离合器4和第二单向离合器11，再通过第一增速齿轮5和第二增速齿轮12将动力传输至输出齿轮14，使得输出齿轮14不断旋转，带动发电机旋转，最终实现双向振动能量回收。
通过本发明装置可使车辆在颠簸路面时将车身上下双向振动产生的能量都经过输出齿轮和万向节传输至发电机输入轴，通过发电机转换成蓄电池能量，从而实现车身双向振动能量的回收，通过本发明装置能节省能量并进一步提高车辆续航里程。
情况1：当新能源车辆在通过颠簸路面车身相对于车桥产生压缩运动时，车身压缩第一拉杆1相对于拉杆外壳体16和齿轮箱壳体17组成的壳体向下移动，第一拉杆1带动第一拉杆齿条2向下移动，与第一拉杆齿条2配合的第一输入齿轮轴3被齿条带动而产生逆时针旋转(图2所示方向)，第一输入齿轮轴3通过插入楔块式第一单向离合器4的内座圈中，第一单向离合器4的外座圈与第一增速齿轮5互为一体。通过第一单向离合器4使得第一输入齿轮轴3只能逆时针将动力传递至第一增速齿轮5。如图2所示，最终表现为车身压缩第一拉杆1时，第一输入齿轮轴3可以带动第一增速齿轮5逆时针转动，从而带动输出齿轮14顺时针旋转，输出齿轮轴14再经过万向节18将动力传给发电机输入轴19，使发电机20产生电动势给蓄电池充电，实现车辆颠簸时下压时的能量回收。
与此同时，车身压缩第二拉杆8相对于拉杆外壳体16和齿轮箱壳体17组成的壳体向下移动，第二拉杆8带动第二拉杆齿条9向下移动，与第二拉杆齿条9配合的第二输入齿轮轴10被齿条带动而产生瞬时针旋转(图2所示方向)，第二输入齿轮轴10通过插入楔块式第二单向离合器11的内座圈中，第二单向离合器11的外座圈与第二增速齿轮12互为一体。由于第二单向离合器11的顺时针空转作用，使得第二输入齿轮轴10不能带动第二增速齿轮12转动，第二输出齿轮轴10空转。
情况2：当新能源车辆在通过颠簸路面车身相对于车桥产生伸张运动时，车身拉伸第一拉杆1相对壳体向上移动，第一拉杆1带动第一拉杆齿条2向上移动，与第一拉杆齿条2配合的第一输入齿轮轴3被齿条带动而产生顺时针旋转(图2所示方向)，由于第一单向离合器4顺时针空转作用，使得第一输入齿轮轴3不能带动第一增速齿轮5转动，第一输入齿轮轴3空转，不传递动力。
与此同时，车身拉伸第二拉杆8相对于壳体向上移动，第二拉杆8带动第二拉杆齿条9向上移动，与第二拉杆齿条9配合的第二输入齿轮轴10被齿条带动而产生逆时针旋转(图2所示方向)，第二输入齿轮轴10通过插入楔块式第二单向离合器11的内座圈中，第二单向离合器11的外座圈与第二增速齿轮12互为一体。通过第二单向离合器11使得输入第二输入齿轮轴10能逆时针将动力传递至第二增速齿轮12。如图2所示，最终表现为车身拉伸第二拉杆8时，第二输入齿轮轴10可以带动第二增速齿轮12逆时针转动，带动输出齿轮轴14顺时针旋转，输出齿轮轴14再经过万向节18将动力传给发电机输入轴19，使发电机20产生电动势给蓄电池充电，实现车辆颠簸时拉伸时的能量回收。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置，其特征在于：包括壳体、第一传动机构、第二传动机构、总传动机构和发电机；
所述壳体包括拉杆外壳体和齿轮箱壳体，所述齿轮箱壳体由所述拉杆外壳体一侧表面凸起，其内部用于安装齿轮组；
所述第一传动机构包括第一拉杆滑动轴承、第一拉杆、第一拉杆齿条、第一输入齿轮轴、第一单向离合器和第一增速齿轮；所述第一拉杆滑动轴承分上、下两段结构沿竖直方向排列设置于所述拉杆外壳体内，所述第一拉杆下端连接第一拉杆齿条，所述第一拉杆和第一拉杆齿条设置于所述两段第一拉杆滑动轴承内，可沿其上下往复运动；所述第一输入齿轮轴与所述第一拉杆齿条相啮合，其一端通过第一输出齿轮轴滚针轴承安装于所述拉杆外壳体内壁，另一端连接第一单向离合器，所述第一单向离合器安装于所述第一增速齿轮内，所述第一增速齿轮设置于所述齿轮箱壳体内；
所述第二传动机构包括第二拉杆滑动轴承、第二拉杆、第二拉杆齿条、第二输入齿轮轴、第二单向离合器和第二增速齿轮；所述第二拉杆滑动轴承分上、下两段结构沿竖直方向排列设置于所述拉杆外壳体内，所述第二拉杆下端连接第二拉杆齿条，所述第一拉杆和第二拉杆齿条设置于所述两段第二拉杆滑动轴承内，可沿其上下往复运动；所述第二输入齿轮轴与所述第二拉杆齿条相啮合，其二端通过第二输出齿轮轴滚针轴承安装于所述拉杆外壳体内壁，另二端连接第二单向离合器，所述第二单向离合器安装于所述第二增速齿轮内，所述第二增速齿轮设置于所述齿轮箱壳体内；
所述总传动机构包括输出齿轮轴和万向节，所述输出齿轮轴设置于所述齿轮箱壳体内分别与所述第一增速齿轮和第二增速齿轮相啮合，所述输出齿通过万向节与发电机的发电机输入轴相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于新能源车辆上的振动双向馈能传动装置，其特征在于：所述第一拉杆和第二拉杆通过铰链连接在车身上，壳体通过铰链连接在车桥上。
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