CN1950230A - 机动车辆中的能量回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在机动车辆中回收能量的装置。本发明的装置包括：(a)具有切向活塞的平衡旋转压缩机，其中包含两个或多个气缸，所述气缸与具有两个或多个销的曲柄连接；或者(b)具有切向活塞的旋转压缩机，其中包含可伸展的曲柄。这种全新的系统能够在机动车辆中回收能量，该能量以气动形式以用于辅助系统中，属于车辆或发送机领域。

Description

机动车辆中的能量回收装置
技术领域
本发明涉及一种在机动车辆(self-propelled vehicles)中通过平衡(balanced)旋转压缩机或者旋转压缩机来回收能量的新系统。所述平衡旋转压缩机具有切向活塞(tangential pistons)，其中含有两个或多个气缸(cylinder)，所述气缸与具有两个或多个销(pin)的曲柄(crank)连接；或者，所述旋转压缩机具有切向气缸，包括可伸展的曲柄。这种新系统能够回收机动车辆中被浪费的能量，所述被浪费的能量以气动(pneumatic pressure)的形式以用在辅助系统中。本发明属于车辆或者发动机领域。
背景技术
目前，由机动车辆的发动机产生大部分能量都是在减速系统以及连续制动系统中消耗的，尤其是在大城市里，这导致了额外的消耗。
除了上述缺点之外，具有切向活塞的旋转压缩机的主要缺点是，在总成旋转时内移位的元件(elements with intemal shifting)是不平衡的，当其用在某些特定旋转中时，会导致机械的振动而缩短了使用寿命。
作为本领域中的普通技术人员的请求人员，并不知道具有下述特性的平衡旋转压缩机。
发明内容
本发明提供一种机动车辆中的能量回收装置，所述装置基于平衡旋转压缩机或者基于旋转压缩机。所述平衡旋转压缩机具有切向活塞，包括两个或多个气缸和具有两个或多个销的曲柄；所述旋转压缩机具有切向气缸，其中含有可伸展的曲柄。所述装置用于减少或者消除上述缺点。
在具有切向活塞的平衡压缩机中，在启动车辆的制动器时，离合器被驱动，通过离合器与传动轴连接的滑轮模块旋转。当所述旋转开始时，回转杆的带槽的内臂在曲柄的销上滑动，导致回转杆相对于轴倾斜；这种角位移转移到所述回转杆的外臂。所述外臂通过连杆将所述角位移转换成它的气缸的活塞的交替线性轨道。因此，滑轮模块的每次旋转带动活塞完成一个完整周期。
气缸的活塞是直径上对置的，由相等地移动180°的轴的销驱动。这样，内位移的元件如活塞、连杆和回转杆，都一直与它们的对偶件保持平衡，实现质量的均衡分布以及总成的平衡。
这种质量的均匀、平衡分布对于奇数个的气缸也是有效的，尽管在这种情况之下的平衡是总体的平衡。在这种情况之下，每个气缸的活塞由销操纵，所述销分布的角度与气缸相同(例如，气缸互相之间隔开120°，驱动它们的活塞的销也隔开120°)，因此，在旋转时，它们保持质量的均匀分布，具有恒定的平衡。
组成所述压缩机的必需元件，即气缸盖、止回阀盖、空气入口和排放管都位于气缸的上部。压缩空气出口通过压缩机的前轴和旋转点连接到合适的容器。
在启动车辆的制动器时，离合器被驱动，通过离合器与传动轴连接的滑轮模块的旋转有助于分散在压缩时所产生的热量以及助于消除振动，使得这种滑轮模块尤其适用于在机动车辆中进行回收能量。
另一方面，具有可伸展的曲柄的压缩机中包含具有两个或多个气缸的滑轮模块以及具有单个可伸展的销的曲柄，由回转杆和连杆将每个气缸的活塞连接到所述可伸展的销。与机动车辆的传动轴连接的滑轮模块旋转时，曲柄相对于车辆体系保持固定。所述曲柄包括连接到固定轴的气缸和具有销的杆件。所述固定轴和气缸具有内部管道，在启动车辆的制动器时，受压的空气或液体流过所述内部管道，通过伸展杆件来驱动所述杆件。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，所附附图用于举例目的，不对本发明造成限制。附图中：
图1是采用平衡旋转压缩机的机动车辆中能量回收装置的平面图，所述旋转压缩机具有切向活塞，包括两个气缸；
图2是机动车辆中的能量回收装置的平面图，所述装置具有旋转压缩机，所述旋转压缩机具有切向活塞，包括三个气缸；
图3是机动车辆中的能量回收装置的截面图，所述装置具有平衡旋转压缩机；
图4是机动车辆中的能量回收装置的平面图，所述装置具有可伸展的曲柄，包括三个气缸。
图5是能量回收装置的截面图，所述装置具有可伸展的曲柄，与图4所示的装置具有相同的组件；
图6是机动车辆中的能量回收装置的平面图，所述装置具有旋转压缩机，所述旋转压缩机包括可伸展的曲柄，具有两个位置：“A”是伸展的曲柄和“B”是缩回的曲柄；
图7是控制曲柄的伸展的阀门的启动的示意图以及阀门的视图；
图8是具有空气入口的平衡旋转压缩机，空气从气缸的尾腔室通过止回阀进入。
具体实施方式
从图1可以看到，本发明的目的，也就是机动车辆中的能量回收装置，在图1所示的方案中包括平衡旋转压缩机，所述旋转压缩机具有切向活塞，包括具有两个气缸(12)的滑轮模块(11)和具有两个销(15)的曲柄(14)。在启动由离合器与驱动轴连接的制动器时，总成旋转，曲柄(14)相对于体系或者支撑物保持固定。所述旋转开始后，回转杆(16)的内臂“a”在曲柄(14)的销(15)上滑动，由于曲柄(14)是固定的，这样使得回转杆(16)相对于它的轴(17)倾斜。这种角运动通过外臂“b”和连杆(18)转移到活塞(13)。这样，所述滑轮模块的每次旋转，带动所述活塞完成一个完整的周期。
气缸(12)完全反向，气缸(12)中的活塞(13)由曲柄(14)的销(15)驱动，销(15)之间同样间隔180°。这样，具有内移位的元件例如活塞(13)连杆(18)和回转杆等一直与它们的配对体(pair)保持180°的间隔，实现了质量的均匀分布和总成的平衡。
从图2中可以看到，这种质量的均匀、平衡分布对于奇数个的气缸也是有效的，虽然在这种情况之下平衡是群体的形式，而不是成对的形式。气缸(12)之间间隔120°，它们的活塞(13)由销(15)驱动，销(15)之间也间隔120°，因此，在旋转时，它们保持质量的均匀分布，具有恒定的平衡。
组成平衡旋转压缩机的必需元件，即气缸盖(120)、止回阀盖、空气入口和排放管都位于气缸(12)的上部。压缩空气出口(121)通过压缩机的前轴和旋转点(19)连接到合适的容器。
图8示出了在机动车辆中回收能量的装置的第一实施例中所用的压缩机的其它形式，其中，曲柄(14)和回转杆(16)的下部(a)位于密封的中心腔室中；回转杆(16)的外部(b)以及连杆(18)和活塞(13)在另一个腔室，这两个室由回转杆(16)的旋转轴(17)分开。这种安排便于每个腔室的润滑，在活塞(13)前向运动时，能够通过止回阀(123)从气缸(12)的后腔室抽出空气；在活塞返回时，能够将空气注入到压缩腔室。
采用具有可伸展曲柄的压缩机的机动车辆中的能量回收装置(图4、5、6和7)，主要包括以下部分：滑轮模块(21)、气缸(22)、活塞(23)、回转杆(26)、连杆(28)和具有单个销(25)的曲柄(24)，曲柄(24)由气压或水动驱动而进行圆周运动。通过齿轮、带子或其他工具(222)与车辆的传动轴连接的滑轮模块(21)旋转时，它的所有元件(气缸、活塞、连杆和回转杆)也随之旋转，曲柄相对于车辆体系保持固定。曲柄(24)包括连接到气缸的轴，这两根轴具有孔(212)，驱动媒介通过孔(212)流到气缸，与销(15)连接的杆(213)滑动到气缸的内部。
从图6A可以看到，当压缩机的曲柄(24)伸出时，轮滑模块(11)以及所有元件的旋转带动回转杆(26)的内臂进行角位移，由于曲柄(24)相对于车辆体系保持固定，该运动由回转杆(26)的外臂转移到活塞(23)，呈现交替的线性运动形式。在图6B中，当压缩机的曲柄(24)缩回时，与车辆的传动轴连接的滑轮模块(11)发生旋转，但是回转杆(26)和活塞(23)不运动。压缩空气入口通过压缩机的前轴和旋转点(29)将空气送到合适的容器。
正如已经提到的，在滑轮模块(21)的旋转中，活塞保持在空档位置，杆保持在缩回状态。启动制动器时，压力发送到气缸(22)，杆和销(25)伸展，活塞(23)被销(25)和回转杆(26)的角位移所驱动，以交替的线性轨道运行到它们的极限。所述伸展度由杆上开出的两个凹槽(214)限定。固定到驱动气缸(22)的凸缘(lug)在所述凹槽中滑动，与此同时，所述凹槽保持销(25)的方向。杆的位置由控制阀确定，所述控制阀包括活塞(216)和活塞(217)，其中，活塞(216)由制动器驱动，活塞(217)调节空气存储系统中的最大压力。还提供了螺线管(218)，在系统需要最小压力的情况下会激活螺线管(218)。螺线管(218)通过压力开关独立于制动器的状态来驱动系统。
曲柄(24)和回转杆(26)的内部都位于密封的中心腔室中，所述回转杆(26)的外部以及连接杆(28)和活塞在另外的腔室，这两个腔室由所述回转杆(26)的旋转轴(27)分开。这种安排便于每个腔室的润滑，在活塞(23)前向运动时，能够通过止回阀(123)从气缸(22)的后腔室抽出空气；在活塞返回时，能够将空气注入到压缩腔室。
图7示出了控制曲柄的阀门的运作。在图7A中，启动制动器时，压力发送到阀门的活塞216。阀门的移动允许系统的气压或液压通过活塞(217)转到调节系统空气压力的气缸(211)；允许气缸(24)的销(25)所连接的杆(214)连接到它的运动限位，导致回转曲柄(26)的角位移并线性地移动活塞(23)。在图7B中，当制动器释放时，系统中没有压力，活塞通过它的弹力件恢复原位，系统的压力被切断，气缸的排气管复原，这样，由活塞中的空气所施加的压力使得曲柄处于其静止位置。在系统中需要维持最小的空气压力时，提供由螺线管控制的、可通过压力开关触发的活塞(218)。图7C示出了具有单个销(25)的可伸展曲柄(24)，所述曲柄(24)包括与车辆结构连接的轴(210)、驱动气缸(211)、杆(213)、用于限制和确定曲柄(214)方向和限定凸缘的凹槽。
上面对本发明的特点以及实施方式进行了充分的描述。需要声明的是，可以对本发明的形状、材料进行一定的变化以提供不会从本质上改变所要求的特征变形。

Claims (7)

1、一种机动车辆中的能量回收装置，其特征在于，包括平衡旋转压缩机，所述旋转压缩机的滑轮模块(11)包含两个或多个气缸(12)和曲柄(14)，所述曲柄(14)具有一个或多个销(15)；当启动由离合器与驱动轴连接的制动器时，总成旋转，曲柄(14)相对于体系或者支撑物保持固定；所述旋转开始后，回转杆(16)的内臂“a”在曲柄(14)的销(15)上滑动，曲柄(14)是固定的，这样使得回转杆(16)相对于它的轴(17)倾斜；这种角运动通过外臂“b”和连杆(18)转移到活塞(13)；这样，所述滑轮模块(11)的每次旋转，带动所述活塞(13)完成一个完整的周期。
2、根据权利要求1所述的机动车辆中的能量回收装置，其特征在于，在所有的销(15)的间隔角度与气缸(13)相应的角度相同的情况下，每个销(15)能对至少一个活塞起作用。
3、根据权利要求1所述的机动车辆中的能量回收装置，其特征在于，在所述平衡旋转压缩机中，曲柄(14)和回转杆(16)的内臂(a)可位于密封的中心腔室中，回转杆(16)的外部(b)以及连杆(18)和活塞(13)在另一个室，该两个室被回转杆(16)的旋转轴(17)分开，从而便于每个腔室的润滑；当活塞(13)前向运动时，能够通过止回阀(123)从气缸(12)的后腔室抽出空气；当活塞返回时，能够通过排气管(124)将空气注入到压缩腔室。
4、根据权利要求1所述的机动车辆中的能量回收装置，其特征在于，所述旋转压缩机包括可伸展的曲柄，其中包含滑轮模块(21)、气缸(22)、活塞(23)、回转杆(26)、连杆(28)和具有单个销(25)的曲柄(24)，曲柄(24)由气压或水力驱动而进行圆周运动。
5、根据权利要求4所述的机动车辆中的能量回收装置，其特征在于，通过齿轮、带子或其他工具(222)与车辆的传动轴连接的滑轮模块(21)旋转时，滑轮模块(21)的所有元件(气缸、活塞、连杆和回转杆)也随之旋转，曲柄相对于车辆体系保持固定；曲柄(24)包含有连接到气缸(211)的轴，二者都具有孔(212)，驱动介质通过孔(212)流到气缸，与销(15)连接的杆(213)滑动到气缸(211)的内部；杆(213)的运动受凹槽(214)和限制凸缘(215)的限制。
6、根据权利要求5所述的机动车辆中的能量回收装置，其特征在于，启动制动器时，压力传送到阀门的活塞216；阀门的移动允许系统的气压或液压通过活塞(217)转移到调节系统空气压力的气缸(211)；允许曲柄(24)的销(25)所连接的杆(214)运行到它的运动界限，导致回转曲柄(26)的角位移，回转曲柄(26)线性地移动活塞(23)；当制动器释放时，系统中没有压力，活塞通过它的弹力件恢复原位，系统的压力被切断，气缸的排气管复原，这样，由活塞中的空气所施加的压力使得曲柄处于其静止位置；在系统中需要维持最小的空气压力时，提供由螺线管控制的、可通过压力开关触发的活塞(218)。
7、一种平衡旋转压缩机，其特征在于，每个气缸的活塞由销驱动，为保持主体的平衡，所述销的间隔角度与所述活塞的间隔角度相同；在总成旋转时，所述主体(活塞、连杆和回转杆)在内部移动；两个或多个活塞能对每个销起作用；通过反转止回阀的方向可将所述平衡旋转压缩机用作真空泵。
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