CN204567327U - 一种比例可控刹车能回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种比例可控刹车能回收装置，包括由导油管、柱塞缸、柱销、轴承座、轴承、复位弹簧组成的位置控制机构，和由传动轴、长键、转子、转子磁极、定子、定子线圈组成换能电机，以及用来进行电能回收的刹车开关、调理电路、缓冲电容、蓄电池组成的能量回收电路；通过所述柱塞缸推动所述转子沿轴向滑动改变所述定子线圈中的感应电动势，从而使车轮轴上的自动力矩可控；通过所述调理电路和所述缓冲电容对转换的电能进行回收和存储，并为所述蓄电池充电。本实用新型通过换能电机和调理电路对刹车能进行回收，减少机械摩擦，提高能量回收率，并调节转子位置控制刹车制动力矩，提高刹车稳定性。

Description

一种比例可控刹车能回收装置

技术领域

本实用新型属于机电设备技术领域，涉及一种比例可控刹车能回收装置，应用于汽车刹车制动系统中，通过位置可调的电机转子将刹车能转换为电能进行回收，并可通过改变转子位置控制制动力矩大小。

背景技术

随着汽车的普及，汽车行驶带来能源消耗、空气污染、安全隐患等问题也越来越突出，汽车刹车制动系统是涉及到这些方面的重要环节。汽车在高速行驶时自身储备了大量的动能，在刹车制动过程中，为降低车速乃至停止，需要将这些动能通过车轮与地面、刹车片与刹车鼓之间的摩擦力转换为热能消耗掉。有研究表明，汽车在以100Km/h的初始速度刹车时，90％左右的动能通过刹车片与刹车鼓之间的摩擦力消耗。这不仅造成大量的能量损耗，而且使摩擦片发热损耗，造成制动性能降低，带来严重的安全隐患。若改变制动方式，将车体动能转换为电能进行回收可以大大降低汽车对能源的消耗和污染物的排放，而且摩擦力小、发热量少，安全性能提高。然而现有技术尚不能有效实现这一功能，如文件CN201210369168公开的技术可以回收自身装置中质量块存储的能量，而不能回收车体的动能。因此，开发高效的刹车能回收系统具有重要的社会和经济意义。

实用新型内容

本实用新型要旨在解决现有刹车系统靠摩擦力制动带来的磨损与能量浪费问题，提供一种比例可控刹车能回收装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种比例可控刹车能回收装置，包括由导油管、柱塞缸、柱销、轴承座、轴承、复位弹簧组成 的位置控制机构，和由传动轴、长键、转子、转子磁极、定子、定子线圈组成换能电机，以及用来进行电能回收的刹车开关、调理电路、缓冲电容、蓄电池组成的能量回收电路。

优选的，所述导油管一端连接汽车刹车泵，另一端连接所述柱塞缸入口，所述柱塞缸的柱塞伸出端通过所述柱销与所述轴承座上的销孔连接，所述轴承座内槽与所述轴承外圈配合，从而形成从所述柱塞缸到所述轴承的联动结构。

优选的，所述传动轴与汽车轮轴同步转动，其圆周表面开有键槽，所述键槽内安装所述长键，所述转子中心轴孔与所述传动轴松配合，所述转子中心孔内开键槽，且与所述长键松配合，使所述转子可与所述传动轴同步转动，且能沿所述传动轴滑动，所述转子圆周方向安装所述转子磁极，所述转子靠近所诉柱塞缸的一侧端面上有轴承安装台阶，与所述轴承内圈配合，从而与位置控制机构形成机械连接，所述转子另一侧端面与所述复位弹簧端面接触，所述复位弹簧安装在所述传动轴上，并位于所诉传动轴弹簧座与所述转子之间，所述定子与车体固定，并且与所述转子同轴，所述定子内槽安装所述定子线圈。

优选的，所述定子线圈引出线通过所述刹车开关连接有调理电路，所述调理电路输出端连接缓冲电容与蓄电池。

优选的，所述刹车开关为常开型，受刹车踏板控制。

优选的，所述缓冲电容与所述蓄电池并联。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

本实用新型通过换能电机对刹车能量进行回收和利用，减少刹车片的磨损，减小了行车的安全隐患，回收过程中机械摩擦小，提高了能量利用率。本实用新型采用柱塞缸和复位弹簧控制换能电机定子在传动轴上的位置，改变感应电动势和制动力矩，控制简单可靠，稳定性高。

本实用新型采用电压调理电路和缓冲电容对转换的得到的电能进行回收存储，避免蓄电池充电能力不够引起的能量浪费，回收效率高。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

图1为本实用新型的机械机构原理图；

图2为本实用新型转子端面图；

图3为轴承座剖面图；

图4为转子最大行程时结构图；

图5为本实用新型电路原理图。

具体实施方式

参照图1至图3，一种比例可控刹车能回收装置，包括由导油管1、柱塞缸2、柱销3、轴承座4、轴承5、复位弹簧6组成的位置控制机构，和由传动轴7、长键8、转子9、转子磁极10、定子11、定子线圈12组成换能电机，以及用来进行电能回收的刹车开关13、调理电路14、缓冲电容15、蓄电池16组成的能量回收电路。

所述导油管1一端连接汽车刹车泵，另一端连接所述柱塞缸2入口，所述柱塞缸2的柱塞201伸出端通过所述柱销3与所述轴承座4上的销孔401连接，所述轴承座内槽402与所述轴承5的外圈501配合，从而形成从所述柱塞缸2到所述轴承5的联动结构。

所述传动轴7与汽车轮轴同步转动，其圆周表面开有键槽701，键槽701内安装所述长键8，所述转子9的中心轴孔901与所述传动轴7松配合，所述转子9的中心孔901内开键槽902，且与所述长键8松配合，使所述转子9可与所述传动轴7同步转动，且能沿所述传动轴7滑动，所述转子9圆周方向安装所述 转子磁极10，所述转子9靠近所诉柱塞缸2的一侧端面上有轴承安装台阶903，与所述轴承5的内圈502配合，从而与位置控制机构形成机械连接，所述转子9另一侧端面与所述复位弹簧10端面接触，所述复位弹簧10安装在所述传动轴7上，并位于所诉传动轴7弹簧座702与所述转子9之间，所述定子11与车体固定，并且与所述转子9同轴，所述定子内槽1101安装所述定子线圈12。

所述定子线圈12引出线通过所述刹车开关13连接有调理电路14，所述调理电路14输出端连接缓冲电容15与所述蓄电池16。

所述刹车开关13为常开型，受刹车踏板控制。

所述缓冲电容15与所述蓄电池16并联。

工作原理：本实用新型所述的一种比例可控刹车能回收装置发电机原理，将车体动能转换为电能进行回收存储，并通过所述转子9沿轴向位置的调整，控制所述定子线圈12上产生的感应电动势，从而控制作用在车轮轴上的制动力矩。车辆在正常行驶过程中，驾驶员不踩刹车，刹车泵处于初始位，所述柱塞缸2的柱塞201不伸出，所述转子9处于最右端且随所述传动轴7一起转动，所述刹车开关13断开，所述定子线圈12中只产生感应电动势，而没有感应电流，所述转子9对车轮轴不产生制动力矩。当驾驶员踩刹车开始制动时，所述刹车开关13被触发闭合，能量回收电路导通，所述定子线圈12中产生感应电流，同时在所述转子9上产生制动力矩，使车速降低。

另一方面，根据电磁感应定律，所述定子线圈12上产生的感应电动势与线圈中磁通变化率dΦ/dt成正比。参照图4，在相同的转速下，所述转子9位置越靠左，所述转子磁极10与所述定子线圈12在轴向重合度越高，就会产生越大的dΦ/dt，相应的感应电动势、感应电流以及制动力矩也越大。因此，制动力矩与所述转子9位置成正比。所述转子9位置可通过所述柱塞缸2推动改变。当 驾驶员踩下刹车，导通能量回收电路后，踩下刹车踏板越深，刹车泵通过所述导油管1推动所述柱塞2、轴承3、转子9的位置越靠左，所述定子线圈12上产生的感应电动势、感应电流也越大，制动力矩也越大。

参照图5所述定子线圈12将感应电动势传输至调理电路14，进行整流、滤波、电压调整后输出至所述缓冲电容15，并给所述蓄电池16充电。由于刹车过程较短，能量回收功率很大，往往超过所述蓄电池16充电承载能力，因此所述缓冲电容15可以快速吸收调整电路传输的能力，可以在刹车结束后继续为所述蓄电池16充电。

刹车制动结束后，驾驶员松开刹车踏板，所述转子9在所述复位弹簧6作用下回到初始位置，同时通过所述轴承3、所述轴承座4推动所述柱塞缸2复位。同时，刹车开关13也断开。

本系统作为汽车刹车制动的辅助系统使用，在车辆行驶过程中减少刹车的使用；在需要时，可以将所述刹车开关13断开，则本系统不在起作用。除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims (6)

1.一种比例可控刹车能回收装置，其特征在于：包括由导油管、柱塞缸、柱销、轴承座、轴承、复位弹簧组成的位置控制机构，和由传动轴、长键、转子、转子磁极、定子、定子线圈组成换能电机，以及用来进行电能回收的刹车开关、调理电路、缓冲电容、蓄电池组成的能量回收电路。

2.根据权利要求1所述的比例可控刹车能回收装置，其特征在于：所述导油管一端连接汽车刹车泵，另一端连接所述柱塞缸入口，所述柱塞缸的柱塞伸出端通过所述柱销与所述轴承座上的销孔连接，所述轴承座内槽与所述轴承外圈配合，从而形成从所述柱塞缸到所述轴承的联动结构。

3.根据权利要求1所述的比例可控刹车能回收装置，其特征在于：所述传动轴与汽车轮轴同步转动，其圆周表面开有键槽，所述键槽内安装所述长键，所述转子中心轴孔与所述传动轴松配合，所述转子中心孔内开键槽，且与所述长键松配合，使所述转子可与所述传动轴同步转动，且能沿所述传动轴滑动，所述转子圆周方向安装所述转子磁极，所述转子靠近所述柱塞缸的一侧端面上有轴承安装台阶，与所述轴承内圈配合，从而与位置控制机构形成机械连接，所述转子另一侧端面与所述复位弹簧端面接触，所述复位弹簧安装在所述传动轴上，并位于所述传动轴弹簧座与所述转子之间，所述定子与车体固定，并且与所述转子同轴，所述定子内槽安装所述定子线圈。

4.根据权利要求1所述的比例可控刹车能回收装置，其特征在于：所述定子线圈引出线通过所述刹车开关连接有调理电路，所述调理电路输出端连接缓冲电容与蓄电池。

5.根据权利要求4所述的一种比例可控刹车能回收装置，其特征在于：所述刹车开关为常开型，受刹车踏板控制。

6.根据权利要求4所述的一种比例可控刹车能回收装置，其特征在于：所述缓冲电容与所述蓄电池并联。