CN203449940U - 汽车制动能回收转化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种汽车制动能回收转化系统，包括汽车电脑、蓄能器、压力传感器、液压马达、多片式离合器、刹车踏板位置传感器、主油路电磁阀、液压泵、减压阀、方向阀、液压油油箱；当汽车电脑接收到刹车信号时，其驱动主油路电磁阀打开，蓄能器中的液压油经减压阀进入多片式离合器而使其与液压马达相结合，车轮动能带动液压马达工作而将液压油泵入蓄能器中；当汽车电脑接收到起步信号时，其驱动主油路电磁阀打开，蓄能器中的液压油一路进入多片式离合器使其与液压马达相结合，另一路进入液压马达以驱动其工作从而带动主减速器转动以实现汽车起步。本实用新型能够回收、存储汽车刹车（制动）时的制动能并转化利用该制动能，达到节能减排目的。

Description

汽车制动能回收转化系统

技术领域

本实用新型涉及一种用于回收并转化汽车动能、以达到节能目的系统。

背景技术

随着世界能源的日趋紧张以及人们环保意识的日益增强，汽车的耗能日益受到人们的重视。降低能源的消耗，保护环境已经成为世界各国科技发展的重要课题之一。

由于汽车庞大的拥有量，因而其对能源的消耗是惊人的，对环境的影响也是巨大的。现有的汽车在刹车（制动）时，其传动轴旋转的动能是没有进行收集再利用的，使得这部分能量被浪费掉而没有被充分利用，不符合当今节能减排的要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够回收、存储汽车制动时的制动能并充分转化利用该制动能的汽车制动能回收转化系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是： 一种汽车制动能回收转化系统，设置于汽车中并与其变速箱体或桥壳相连接，用于回收所述的汽车在刹车时的动能并将该动能转化为汽车在起步时所需的动能，所述的汽车动能通过设置于变速箱体或桥壳中的主减速器、传动轴，将动力输出至车轮，其特征在于：其包括汽车电脑、用于存储具有压力的液压油的蓄能器、检测所述的蓄能器中的压力的蓄能器压力传感器、液压马达、安装在所述主减速器与液压马达之间用于两者进行分离与结合的多片式离合器、检测所述的汽车的刹车踏板的位置的刹车踏板位置传感器、主油路电磁阀、液压泵、减压阀、方向阀、存储有液压油的液压油油箱；

所述的主油路电磁阀、液压泵、减压阀、液压马达、调速阀和方向阀，分别具有进油端以及出油端；

    所述的蓄能器压力传感器与所述的汽车电脑相连接并将检测获得的压力信号传递给所述的汽车电脑；所述的刹车踏板位置传感器与所述的汽车电脑相连接并将检测获得的位置信号传递给所述的汽车电脑；所述的汽车电脑与所述的主油路电磁阀、所述的液压泵分别相连接；

所述的蓄能器的出油端与所述的主油路电磁阀的进油端相连接，所述的主油路电磁阀的出油端与所述的减压阀的进油端相连接，所述的主油路电磁阀的出油端还经与所述的汽车电脑相连接的方向阀与所述的液压马达的进油端相连接，所述的方向阀控制液压马达进出油口，所述的液压泵的出油端和所述的减压阀的出油端分别与所述的多片式离合器相连接，所述的液压油油箱经所述的方向阀而与所述的液压马达的进油端相连接，所述的液压马达的出油端经所述的方向阀与所述的蓄能器相连接；

所述的汽车制动能回收转化系统具有蓄能工况和动力输出工况；当所述的汽车电脑接收到所述刹车踏板位置传感器的制动信号时，所述的汽车制动能回收转化系统进入所述的蓄能工况，若所述的蓄能器压力传感器检测到所述蓄能器中具有一定压力的液压油时，所述的汽车电脑驱动所述主油路电磁阀打开，所述蓄能器中的液压油经过减压阀进入所述的多片式离合器中而使所述的多片式离合器与所述的液压马达相结合，若所述的蓄能器压力传感器检测到所述蓄能器中没有液压油时，所述的汽车电脑驱动所述液压泵，使得所述液压油油箱中的液压油进入所述的多片式离合器中而使所述的多片式离合器与所述的液压马达相结合，所述的车轮动能经主减速器与多片式离合器，带动所述的液压马达工作而将所述的液压油油箱中的液压油经所述的方向阀泵入所述的蓄能器中；当所述的汽车电脑接收到所述刹车踏板位置传感器的起步信号时，所述的汽车制动能回收转化系统进入所述的动力输出工况，所述的汽车电脑驱动所述主油路电磁阀打开，所述蓄能器中的液压油一路经过所述减压阀进入所述的多片式离合器中而使所述的多片式离合器与所述的液压马达相结合，所述的蓄能器中的液压油另一路经过所述的方向阀进入液压马达以驱动液压马达工作从而带动所述的主减速器转动以实现汽车起步。

优化地，所述的液压马达为内曲线径向柱塞液压马达，包括相配合的定子和转子及转子内的活塞，所述的转子内的活塞底部安装有弹簧，当转子旋转，使活塞与所述的定子相贴靠。

    优化地，它还包括设置在所述的多片式离合器与液压油油箱之间的用于驱动所述的多片式离合器与液压马达相脱离的泄压阀，所述的泄压阀由汽车电脑控制，所述的泄压阀的进油端与所述的多片式离合器相连接，所述的泄压阀的出油端与所述的液压油油箱的进油端相连接，所述的多片式离合器、所述的泄压阀、所述的液压油油箱依次相连接构成泄压油路。

优化地，所述的主油路电磁阀与方向阀之间设置有调速阀，所述的调速阀至少分为两路，一路与所述的主油路电磁阀连接，一路与所述的方向阀相连接，所述的汽车电脑在蓄能工况和动力输出工况中控制调速阀，使流经调速阀的液压油流量可变。

优化地，所述的主油路电磁阀与调速阀之间还设置有单向阀，所述的单向阀与所述的调速阀相连接，且所述的主油路电磁阀为N位N通的控制阀，当所述的汽车制动能回收转化系统处于蓄能工况，所述的主油路电磁阀接通蓄能器至主油路电磁阀至减压阀方向的油路，接通蓄能器至主油路电磁阀至单向阀的油路，关闭蓄能器至主油路电磁阀至调速阀方向的油路；当所述的汽车制动能回收转化系统处于动力输出工况时，所述的主油路电磁阀接通蓄能器至主油路电磁阀至减压阀方向的油路，接通蓄能器至主油路电磁阀至调速阀方向的油路，关闭蓄能器至主油路电磁阀至单向阀的油路。

优化地，所述的动力输出工况油路上还包括油温传感器和液压油冷却器，所述的液压油冷却器具有进油端和出油端，所述的液压油冷却器的进油端与所述的方向阀相连接，所述的液压油冷却器的出油端与所述的液压油油箱的相连接，从所述的液压马达排出的液压油经所述的油温传感器进行温度检测，若油温过高，所述的液压油经由液压油冷却器进入所述的液压油油箱，若油温正常，所述的液压油直接进入所述的液压油油箱。

优化地，所述的蓄能工况油路上还设置有具有进油端和出油端的溢流阀。所述的溢流阀的出油端与所述的液压油油箱相连接，所述的蓄能器出油端、所述的溢流阀、所述的液压油油箱依次相连接构成溢油油路，当所述的蓄能器中的液压油超过其设定值，多余的液压油经过所述的溢流阀回流至所述的液压油油箱。

优化地，所述的汽车电脑还与汽车档排杆输出的倒挡信号相连接，所述的汽车电脑根据所述的倒档信号改变所述的方向阀切换方向从而实现倒档状况下的蓄能工况和动力输出工况运行。

优化地，所述的变速箱体或桥壳中设置有两组所述的多片式离合器和所述的液压马达。

优化地，所述的液压泵、液压油冷却器、液压油油箱与现有汽车上的液压泵、液压油冷却器、液压油油箱可共用。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的汽车制动能回收转化系统能够回收、存储汽车制动时的制动能并充分转化利用该制动能，达到节能减排的目的，符合当今的时代需求。

附图说明

附图1为本实用新型的汽车制动能回收转化系统的电源开关的示意图。

附图2为本实用新型的实施例一的变速箱体或桥壳在多片式离合器与液压马达相分离时的剖视示意图。

附图3为本实用新型的实施例一的变速箱体或桥壳在多片式离合器与液压马达相结合时的剖视示意图。

附图4为本实用新型的实施例一的在蓄能工况下的工作原理图。

附图5为本实用新型的实施例一的在动力输出工况下的工作原理图。

附图6为本实用新型的实施例二的变速箱体或桥壳的剖视示意图。

以上附图中：1、变速箱体或桥壳；2、主减速器；3、多片式离合器；4、液压马达；5、半轴；6、定子；7、转子；8、弹簧；9、汽车的电源开关；10、手刹；11、汽车电脑；12、蓄能器；13、蓄能器压力传感器；14、刹车踏板位置传感器；15、主油路电磁阀；16、液压泵；17、减压阀；18、液压油油箱；19、泄压阀；20、调速阀；21、溢流阀；22、方向阀；23、油温传感器；24、液压油冷却器；25、单向阀。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例一：一种汽车制动能回收转化系统，设置于汽车中并与其变速箱体或桥壳1相连接，用于回收汽车在制动时的动能并将该动能转化为汽车在起步时所需的动能。其中，变速箱体或桥壳1内设置有主减速器2以及一组多片式离合器3和液压马达4。多片式离合器3套设在主减速器上，而液压马达4为内曲线径向柱塞液压马达4，其由相配合的定子6、转子7和转子内的活塞构成，并具有进油端和出油端，转子7套设在半轴5上，其既可以起到马达的作用，还可以起到泵的作用。转子内活塞的底部安装有弹簧8，该弹簧8使得转自在旋转时能够紧贴内曲线定子6。

该汽车制动能回收转化系统的电源开关由汽车的电源开关9以及手刹10构成，如附图1所示。当汽车的电源开关9断开时，系统失电，无论手刹10是否拉起均无效；而当汽车的电源开关9接通时，若手刹10放下，则系统的电源开关接通电源，若手刹10拉起，则系统的电源开关关闭电源。

参见附图2至附图5所示。该汽车制动能回收转化系统包括汽车电脑11、用于存储具有压力的液压油的蓄能器12、检测蓄能器12中的压力的蓄能器压力传感器13、检测汽车的刹车踏板的位置的刹车踏板位置传感器14、主油路电磁阀15、液压泵16、减压阀17、存储有液压油的液压油油箱18、泄压阀19、调速阀20、溢流阀21。其中，主油路电磁阀15、液压泵16、减压阀17、泄压阀19、调速阀20、溢流阀21、单向阀25分别具有进油端以及出油端。

蓄能器压力传感器13与汽车电脑11相连接并将检测获得的压力信号传递给汽车电脑11。刹车踏板位置传感器14与汽车电脑11相连接并将检测获得的位置信号传递给汽车电脑11。汽车电脑11与主油路电磁阀15、液压泵16、减压阀17、调速阀20分别相连接。汽车电脑11还连接有档排杆所产生的倒挡信号。

蓄能器12的出油端与主油路电磁阀15的进油端相连接，主油路电磁阀15的出油端与减压阀17的进油端相连接，主油路电磁阀15的出油端还经与汽车电脑11相连接的方向阀22等与变速箱体或桥壳1中的液压马达4的进油端相连接，而主油路电磁阀15与方向阀22之间还设置有进油端和出油端并与汽车电脑11相连接的调速阀20，调速阀20的进油端与主油路电磁阀15的出油端相连接，调速阀20的出油端与方向阀22相连接。液压泵16的出油端和减压阀17的出油端分别与变速箱体或桥壳1中的多片式离合器3相连接，液压油油箱18经方向阀22而与液压马达4的进油端相连接，液压马达4的出油端经方向阀22分别与蓄能器12和液压油油箱18相连接，其中，液压马达4与蓄能器12相连接的路径上还设置有调速阀20，单向阀25，主油路电磁阀15，单向阀25的进油端与调速阀20相连接，单向阀25的出油端与主油路电磁阀15相连接。而液压马达4与液压油油箱18相连接的路径上还设置有油温传感器23和液压油冷却器24，液压油冷却器24具有进油端和出油端，一路与液压油油箱18相连接，另一路与方向阀相连接。

泄压阀19的进油端与多片式离合器3相连接，泄压阀19的出油端与液压油油箱18相连接，多片式离合器3、泄压阀19、液压油油箱18依次相连接构成泄压油路。

蓄能器12还具有出油端，出油端与溢流阀21的进油端相连接，溢流阀21的出油端与液压油油箱18相连接，蓄能器12、溢流阀21、所述的液压油油箱18依次相连接构成溢油油路。

上述方案中，液压油油箱18可以用汽车的变速器油箱共用，液压油冷却器24可以与汽车的自动变速箱油液冷却器共用，液压泵16可以与汽车的自动变速器液压泵16共用。

该汽车制动能回收转化系统具有两种工况：蓄能工况和动力输出工况，其具体的工作过程如下所述。

当系统电源接通，多片式离合器3和液压马达4处于相分离的状态，如附图2所示。当汽车刹车（制动）时，参见附图4所示，汽车制动能回收转化系统进入蓄能工况。具体地说，当汽车在行驶过程中刹车时，驾驶员踩下刹车踏板。这时刹车踏板位置传感器14检测到这一动作并产生位置信号传递给汽车电脑11。同时，蓄能器压力传感器13检测蓄能器12中的压力并将相应的压力信号也传递给汽车电脑11。若蓄能器12中具有一定压力的液压油，汽车电脑11再传递控制信号给主油路电磁阀15、减压阀17，使得蓄能器12中具有一定压力的液压油经过主油路电磁阀15和减压阀17进入到多片式离合器3中，并进一步使得多片式离合器3和液压马达4相结合；若蓄能器12中无液压油，则汽车电脑11驱动液压泵16，使得与液压泵16相连接的液压油油箱18内的液压油进入多片式离合器3中，并进一步使得多片式离合器3和液压马达4相结合；通过上述两种方式使得多片式离合器3实现液压马达4与变速箱体或桥壳1中的主减速器2结合后，使得仍在转动的主减速器5通过多片式离合器3带动液压马达4转动工作，此时，液压马达4的转子7底部的弹簧8紧贴定子6。而液压马达4起到泵的作用而将液压油油箱18中的液压油依次经过方向阀22、液压马达4、方向阀22、调速阀20，单向阀25，主油路电磁阀15泵入蓄能器12中，从而将半轴5的动能转化为液压油的压力并存储在蓄能器12中。若蓄能器12中的油压达到预设值，则多余的液压油经过溢流阀21所在的溢油油路排入液压油油箱18中。此时，蓄能器压力传感器13仍检测蓄能器12中的压力并将压力信号传递给汽车电脑11，汽车电脑11根据该压力信号产生对主油路电磁阀15、减压阀17、液压泵16，泄压阀19的控制而把与多片式离合器3连接的油路切断，多片式离合器3通过泄压阀19所在的泄压油路进行泄压并复位，与液压马达4相分离，即使得主减速器2与液压马达4相分离，不再将半轴5的动能转换并存储至蓄能器12中，上述蓄能工况过程参见图中箭头所示。

而当汽车起步时，参见附图5所示，汽车制动能回收转化系统进入动力输出工况。具体地说，当汽车起步时，驾驶员松起刹车踏板，刹车踏板位置传感器14检测到刹车踏板的位置并产生相应的位置信号传递给汽车电脑11，并且汽车电脑11通过蓄能器压力传感器13读取蓄能器12中的压力信号判断液压能是否可以输出。若可以输出，则在汽车起步时，蓄能器12中的液压油经主油路电磁阀15分流，一部分经减压阀17进入多片式离合器3中而使多片式离合器3与液压马达4相结合，另一部分液压油经调速阀20、方向阀22进入液压马达4，由于进入液压马达4中的液压油具有一定的压力，其驱动液压马达4转子转动，在液压马达4的带动下，与其相结合的多片式离合器3同步转动，继而带动汽车主减速器并带动半轴5转动，从而为汽车起步提供动能。在这一过程中，汽车电脑11控制调速阀20，而调速阀20则可控制流经其自身的液压油的流量，从而达到调节液压马达4转速的目的。由液压马达4流出的液压油经方向阀22后至油温传感器23中检测其温度。若油温达不到油温传感器23的设定值，则其可以不经液压油冷却器24而直接回流至液压油油箱18中；若油温超过油温传感器23的设定值，则液压油要经液压油冷却器24中冷却后再回流至液压油油箱18中。上述动力输出工况过程参见图中箭头所示。若驾驶员把车挂入倒档，则汽车电脑11读取倒挡信号，并通过控制方向阀22来控制液压马达4的进油和出油方向，从而改变其旋转方向。

实施例二：当需要大扭矩输出（如大型拖车）时，可以在变速箱体或桥壳1中设置有两组多片式离合器3和液压马达4，如附图6所示，即在主减速器2的两侧各安装一组多片式离合器3和液压马达4。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车制动能回收转化系统，设置于汽车中并与其变速箱体或桥壳相连接，用于回收所述的汽车在刹车时的动能并将该动能转化为汽车在起步时所需的动能，所述的汽车动能通过设置于变速箱体或桥壳中的主减速器、传动轴，将动力输出至车轮，其特征在于：其包括汽车电脑、用于存储具有压力的液压油的蓄能器、检测所述的蓄能器中的压力的蓄能器压力传感器、液压马达、安装在所述主减速器与液压马达之间用于两者进行分离与结合的多片式离合器、检测所述的汽车的刹车踏板的位置的刹车踏板位置传感器、主油路电磁阀、液压泵、减压阀、方向阀、存储有液压油的液压油油箱；

所述的主油路电磁阀、液压泵、减压阀、液压马达、调速阀和方向阀，分别具有进油端以及出油端；

    所述的蓄能器压力传感器与所述的汽车电脑相连接并将检测获得的压力信号传递给所述的汽车电脑；所述的刹车踏板位置传感器与所述的汽车电脑相连接并将检测获得的位置信号传递给所述的汽车电脑；所述的汽车电脑与所述的主油路电磁阀、所述的液压泵分别相连接；

所述的蓄能器的出油端与所述的主油路电磁阀的进油端相连接，所述的主油路电磁阀的出油端与所述的减压阀的进油端相连接，所述的主油路电磁阀的出油端还经与所述的汽车电脑相连接的方向阀与所述的液压马达的进油端相连接，所述的方向阀控制液压马达进出油口，所述的液压泵的出油端和所述的减压阀的出油端分别与所述的多片式离合器相连接，所述的液压油油箱经所述的方向阀而与所述的液压马达的进油端相连接，所述的液压马达的出油端经所述的方向阀与所述的蓄能器相连接；

所述的汽车制动能回收转化系统具有蓄能工况和动力输出工况；当所述的汽车电脑接收到所述刹车踏板位置传感器的制动信号时，所述的汽车制动能回收转化系统进入所述的蓄能工况，若所述的蓄能器压力传感器检测到所述蓄能器中具有一定压力的液压油时，所述的汽车电脑驱动所述主油路电磁阀打开，所述蓄能器中的液压油经过减压阀进入所述的多片式离合器中而使所述的多片式离合器与所述的液压马达相结合，若所述的蓄能器压力传感器检测到所述蓄能器中没有液压油时，所述的汽车电脑驱动所述液压泵，使得所述液压油油箱中的液压油进入所述的多片式离合器中而使所述的多片式离合器与所述的液压马达相结合，所述的车轮动能经主减速器与多片式离合器，带动所述的液压马达工作而将所述的液压油油箱中的液压油经所述的方向阀泵入所述的蓄能器中；当所述的汽车电脑接收到所述刹车踏板位置传感器的起步信号时，所述的汽车制动能回收转化系统进入所述的动力输出工况，所述的汽车电脑驱动所述主油路电磁阀打开，所述蓄能器中的液压油一路经过所述减压阀进入所述的多片式离合器中而使所述的多片式离合器与所述的液压马达相结合，所述的蓄能器中的液压油另一路经过所述的方向阀进入液压马达以驱动液压马达工作从而带动所述的主减速器转动以实现汽车起步。

2.根据权利要求1所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：所述的液压马达为内曲线径向柱塞液压马达，包括相配合的定子和转子及转子内的活塞，所述的转子内的活塞底部安装有弹簧，当转子旋转，使活塞与所述的定子相贴靠。

3.根据权利要求1所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：它还包括设置在所述的多片式离合器与液压油油箱之间的用于驱动所述的多片式离合器与液压马达相脱离的泄压阀，所述的泄压阀由汽车电脑控制，所述的泄压阀的进油端与所述的多片式离合器相连接，所述的泄压阀的出油端与所述的液压油油箱的进油端相连接，所述的多片式离合器、所述的泄压阀、所述的液压油油箱依次相连接构成泄压油路。

4.根据权利要求1所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：所述的主油路电磁阀与方向阀之间设置有调速阀，所述的调速阀至少分为两路，一路与所述的主油路电磁阀连接，一路与所述的方向阀相连接，所述的汽车电脑在蓄能工况和动力输出工况中控制调速阀，使流经调速阀的液压油流量可变。

5.根据权利要求4所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：所述的主油路电磁阀与调速阀之间还设置有单向阀，所述的单向阀与所述的调速阀相连接，且所述的主油路电磁阀为N位N通的控制阀，当所述的汽车制动能回收转化系统处于蓄能工况，所述的主油路电磁阀接通蓄能器至主油路电磁阀至减压阀方向的油路，接通蓄能器至主油路电磁阀至单向阀的油路，关闭蓄能器至主油路电磁阀至调速阀方向的油路；当所述的汽车制动能回收转化系统处于动力输出工况时，所述的主油路电磁阀接通蓄能器至主油路电磁阀至减压阀方向的油路，接通蓄能器至主油路电磁阀至调速阀方向的油路，关闭蓄能器至主油路电磁阀至单向阀的油路。

6.根据权利要求1所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：所述的动力输出工况油路上还包括油温传感器和液压油冷却器，所述的液压油冷却器具有进油端和出油端，所述的液压油冷却器的进油端与所述的方向阀相连接，所述的液压油冷却器的出油端与所述的液压油油箱的相连接，从所述的液压马达排出的液压油经所述的油温传感器进行温度检测，若油温过高，所述的液压油经由液压油冷却器进入所述的液压油油箱，若油温正常，所述的液压油直接进入所述的液压油油箱。

7.根据权利要求1所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：所述的蓄能工况油路上还设置有具有进油端和出油端的溢流阀，所述的溢流阀的出油端与所述的液压油油箱相连接，所述的蓄能器出油端、所述的溢流阀、所述的液压油油箱依次相连接构成溢油油路，当所述的蓄能器中的液压油超过其设定值，多余的液压油经过所述的溢流阀回流至所述的液压油油箱。

8.根据权利要求1所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：所述的汽车电脑还与汽车档排杆输出的倒挡信号相连接，所述的汽车电脑根据所述的倒档信号改变所述的方向阀切换方向从而实现倒档状况下的蓄能工况和动力输出工况运行。

9.根据权利要求1所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：所述的变速箱体或桥壳中设置有两组所述的多片式离合器和所述的液压马达。

10.根据权利要求6所述的汽车制动能回收转化系统，其特征在于：所述的液压泵、液压油冷却器、液压油油箱与现有汽车上的液压泵、液压油冷却器、液压油油箱可共用。

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