一种二级汽车制动能量回收装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种二级汽车制动能量回收装置，包括：一中间传动机构、一活动锁止机构、两个弹簧储能机构G1～G2以及固定连接于汽车动力传动轴上的两个能量释放被动齿轮H1～H2和一能量收集主动齿轮。本发明汽车制动能量回收装置能够回收、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；同时，本发明利用制动踏板即可控制发条弹簧进行二级能量回收，并有效防止发条弹簧过载，能量转换效率高、响应快速性、无污染且结构简单。
【专利说明】一种二级汽车制动能量回收装置
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车能量转化【技术领域】，具体涉及一种二级汽车制动能量回收装置。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。而目前汽车的燃料主要为化石类燃料，如石油、天然气等。但据目前探明的石油和天然气资源测算，世界上可供开采的石油和天然气仅有数十年，石油和天然气将面临枯竭。因此，如何降低汽车的能源消耗就显得尤为重要。
[0004]通过对汽车制动能量进行回收，一方面，可以降低汽车制动时强制怠速所造成的燃料消耗较大；另一方面可通过回收的能量用于汽车的起步，可降低汽车起步时发动机燃料消耗(起步时发动机混合气较浓)。上述两方面作用可降低汽车的燃料消耗，达到汽车节能的目的。
[0005]从环境保护来看，内燃机燃烧后的主要有害成分包括碳氢化合物(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)及黒烟(C)。由于汽车制动时的强制怠速导致燃料燃烧不充分和汽车起步时混合气过浓导致燃料燃烧不充分，使汽车排放的上述废气量增加。因此通过采用汽车制动能量回收可以降低有害气体对环境的污染。
[0006]此外，由于汽车的制动能量回收系统大大减少了汽车行车制动器的使用，汽车行车制动器只在紧急制动的情况下使用，从而大大延长了汽车行车制动器的使用寿命，保证了汽车行驶的安全性；同时对于石棉基类制动器摩擦材料，减少了石棉粉尘对大气的污染；由于行车制动使用率降低，也降低了汽车制动时的制动噪声。
[0007]目前制动能量回收方式有飞轮、蓄电池、超级电容、液压、发条弹簧能量回收等方式。但这些方式都各有利弊，并未在汽车大量利用。现有关于发条弹簧的发明较少，同时相关发条弹簧能量回收装置存在发条弹簧易过载、倒车难、弹簧力不可变等缺点。
【发明内容】
[0008]针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种二级汽车制动能量回收装置，其利用制动踏板即可控制发条弹簧进行二级能量回收，并有效防止发条弹簧过载。
[0009]一种二级汽车制动能量回收装置，包括:一中间传动机构、一活动锁止机构、两个弹簧储能机构G1?G2以及固定连接于汽车动力传动轴上的两个能量释放被动齿轮H1?H2和一能量收集主动齿轮；
[0010]所述的能量收集主动齿轮位于两个能量释放被动齿轮H1?H2之间，所述的汽车动力传动轴分别通过能量释放被动齿轮H1、能量释放被动齿轮H2和能量收集主动齿轮与弹簧储能机构G1、弹簧储能机构G2和中间传动机构转动连接；所述的中间传动机构通过扭力限制器与活动锁止机构连接；
[0011]所述的活动锁止机构包括锁止轴以及安装于锁止轴上的两个中间主动齿轮K1?K2 ;两个中间主动齿轮K1?K2均通过电机与制动踏板连接，制动踏板触发电机带动两个中间主动齿轮K1?K2在锁止轴上平移，进而锁定两个弹簧储能机构G1?G2停止转动。
[0012]所述的中间主动齿轮K1和K2以花键形式安装于锁止轴上。
[0013]所述的中间传动机构包括中间轴以及固定连接于中间轴上的能量收集被动齿轮；所述的能量收集被动齿轮与能量收集主动齿轮啮合，所述的中间轴通过扭力限制器与锁止轴连接。
[0014]所述的弹簧储能机构G1或G2包括储能轴以及安装于储能轴上的发条弹簧、能量释放主动齿轮和中间被动齿轮；所述的能量释放主动齿轮与对应的能量释放被动齿轮啮入口 ο
[0015]所述的发条弹簧一端与储能轴固定连接，另一端与车身固定连接。
[0016]所述的中间被动齿轮与储能轴固定连接；所述的能量释放主动齿轮通过超越离合器安装于储能轴上。
[0017]当驾驶员踩动制动踏板时，制动踏板触发电机带动中间主动齿轮Κ1在锁止轴上平移直至与弹簧储能机构G1的中间被动齿轮啮合，其平移距离与制动踏板的踩踏深度正相关；进而随着制动踏板被越踩越深，制动踏板触发电机带动中间主动齿轮Κ2在锁止轴上平移直至与弹簧储能机构G2的中间被动齿轮啮合。
[0018]当两个中间主动齿轮Κ1?Κ2分别与对应的中间被动齿轮啮合后，两个中间主动齿轮Κ1?Κ2通过锁止器锁止于固定位置。
[0019]所述的锁止器与油门踏板连接；当驾驶员踩下油门踏板，所述的锁止器解锁，两个中间主动齿轮Κ1?Κ2脱离与对应的中间被动齿轮啮合。
[0020]所述的汽车动力传动轴、中间轴、储能轴和锁止轴的两端均通过轴承固定于车体内。
[0021]本发明中，当车辆正常行驶时，所述的中间主动齿轮不与中间被动齿轮相啮合；同时，因为超越离合器的作用，所述的动力传动轴也无法向所述的储能轴传递动力。当驾驶员踩制动踏板时，所述的发条弹簧开始回收能量；若此时两个发条弹簧所能吸收的能量已达到最大而车辆并未停止，则扭力限制器将开始滑转，不再增加传递的扭力。当车辆停车时，所述的锁止器锁止所述的两个中间主动齿轮Κ1?Κ2，使其处于与对应齿轮的啮合状态。当车辆开始启动，踩下油门踏板，锁止器停止工作，两个中间主动齿轮Κ1?Κ2分别脱离与对应齿轮的啮合，两个发条弹簧共同驱动动力传动轴旋转。
[0022]本发明汽车制动能量回收装置能够回收、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；同时，本发明利用制动踏板即可控制发条弹簧进行二级能量回收，并有效防止发条弹簧过载，能量转换效率高、响应快速性、无污染且结构简单。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及【具体实施方式】对本发明的技术方案进行详细说明。
[0025]如图1所示，本发明二级汽车制动能量回收装置，包括:动力传动轴1、第一能量释放被动齿轮2、能量收集主动齿轮3、第二能量释放被动齿轮4、能量收集被动齿轮5、扭力限制器6、第一中间主动齿轮7、锁止器8、第二中间主动齿轮9、超越离合器10、第一能量释放主动齿轮11、第一发条弹簧12、第一中间被动齿轮13、第二中间被动齿轮14、第二发条弹簧15、第二能量释放主动齿轮16、第一弹簧轴17、第二弹簧轴18、第一中间轴19、第二中间轴20 ;其中:
[0026]第一能量释放被动齿轮2、能量收集主动齿轮3、第二能量释放被动齿轮4和动力传动轴1固定连接；能量收集被动齿轮5与第一中间轴19固定连接；第一中间被动齿轮13与第一弹簧轴17固定连接；第二中间被动齿轮14与第二弹簧轴18固定连接；能量收集主动齿轮3与能量收集被动齿轮5常啮合，第一能量释放被动齿轮2与第一能量释放主动齿轮11常啮合，第二能量释放被动齿轮4与第二能量释放主动齿轮16常啮合；第一中间主动齿轮7和第二中间主动齿轮9以花键形式与第二中间轴20结合，第一中间主动齿轮7和第二中间主动齿轮9可轴向移动；第一能量释放主动齿轮11和第二能量释放主动齿轮16分别通过超越离合器与轴结合，致使当车辆前进时，动力传动轴1无法驱动第一弹簧轴17和第二弹簧轴18。
[0027]第一发条弹簧12和第二发条弹簧15均包括外壳和发条弹簧，外壳均固定于车身，发条弹簧两端分别连接对应的轴和外壳。
[0028]锁止器8可锁止第一中间主动齿轮7和第二中间主动齿轮9于固定位置。
[0029]当驾驶员逐渐向下踩制动踏板时，踏板触发一个直线电机推动第一中间主动齿轮7先从A位置向右移动直至与第一中间被动齿轮13啮合；而后随着踏板被越踩越深，踏板触发另一个直线电机推动第二中间主动齿轮9也从B位置向左移动直至与第二中间被动齿轮14啮合。
[0030]扭力限制器6连接第一中间轴19和第二中间轴20，并限制两者间可传递的最大扭力。
[0031]本实施方式中，当车辆正常行驶时，第一中间主动齿轮7不与第一中间被动齿轮13相啮合，第二中间主动齿轮9不与第二中间被动齿轮14相啮合；同时，因为超越离合器的作用，动力传动轴1也无法向第一弹簧轴17和第二弹簧轴18传递动力。当驾驶员踩制动踏板时，第一发条弹簧12和第二发条弹簧15开始回收能量；若此时两个弹簧所能吸收的能量已达到最大而车辆并未停止，则扭力限制器6将开始滑转，不再增加传递的扭力。当车辆停车时，锁止器8锁止第一中间主动齿轮7和第二中间主动齿轮9，使其处于与对应齿轮的啮合状态。当车辆开始启动，踩下油门踏板，锁止器8停止工作，第一中间主动齿轮7和第二中间主动齿轮9分别脱离与对应齿轮的啮合，第一发条弹簧12和第二发条弹簧15共同驱动动力传动轴1旋转。
[0032]本实施方式装置能够回收、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；同时，本实施方式利用制动踏板即可控制发条弹簧进行二级能量回收，并有效防止发条弹簧过载，能量转换效率高、响应快速性、无污染且结构简单。
[0033]上述的对实施例的描述是为便于本【技术领域】的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种二级汽车制动能量回收装置，其特征在于，包括:一中间传动机构、一活动锁止机构、两个弹簧储能机构Gl?G2以及固定连接于汽车动力传动轴上的两个能量释放被动齿轮Hl?H2和一能量收集主动齿轮； 所述的能量收集主动齿轮位于两个能量释放被动齿轮Hl?H2之间，所述的汽车动力传动轴分别通过能量释放被动齿轮Hl、能量释放被动齿轮H2和能量收集主动齿轮与弹簧储能机构Gl、弹簧储能机构G2和中间传动机构转动连接；所述的中间传动机构通过扭力限制器与活动锁止机构连接； 所述的活动锁止机构包括锁止轴以及安装于锁止轴上的两个中间主动齿轮Kl?K2 ;两个中间主动齿轮Kl?K2均通过电机与制动踏板连接，制动踏板触发电机带动两个中间主动齿轮Kl?K2在锁止轴上平移，进而锁定两个弹簧储能机构Gl?G2停止转动。
2.根据权利要求1所述的二级汽车制动能量回收装置，其特征在于:所述的中间主动齿轮Kl和K2以花键形式安装于锁止轴上。
3.根据权利要求1所述的二级汽车制动能量回收装置，其特征在于:所述的中间传动机构包括中间轴以及固定连接于中间轴上的能量收集被动齿轮；所述的能量收集被动齿轮与能量收集主动齿轮啮合，所述的中间轴通过扭力限制器与锁止轴连接。
4.根据权利要求1所述的二级汽车制动能量回收装置，其特征在于:所述的弹簧储能机构Gl或G2包括储能轴以及安装于储能轴上的发条弹簧、能量释放主动齿轮和中间被动齿轮；所述的能量释放主动齿轮与对应的能量释放被动齿轮啮合。
5.根据权利要求4所述的二级汽车制动能量回收装置，其特征在于:所述的发条弹簧一端与储能轴固定连接，另一端与车身固定连接。
6.根据权利要求4所述的二级汽车制动能量回收装置，其特征在于:所述的中间被动齿轮与储能轴固定连接；所述的能量释放主动齿轮通过超越离合器安装于储能轴上。
7.根据权利要求4所述的二级汽车制动能量回收装置，其特征在于:当驾驶员踩动制动踏板时，制动踏板触发电机带动中间主动齿轮Kl在锁止轴上平移直至与弹簧储能机构Gl的中间被动齿轮啮合，其平移距离与制动踏板的踩踏深度正相关；进而随着制动踏板被越踩越深，制动踏板触发电机带动中间主动齿轮K2在锁止轴上平移直至与弹簧储能机构G2的中间被动齿轮啮合。
8.根据权利要求7所述的二级汽车制动能量回收装置，其特征在于:当两个中间主动齿轮Kl?K2分别与对应的中间被动齿轮啮合后，两个中间主动齿轮Kl?K2通过锁止器锁止于固定位置。
9.根据权利要求8所述的二级汽车制动能量回收装置，其特征在于:所述的锁止器与油门踏板连接；当驾驶员踩下油门踏板，所述的锁止器解锁，两个中间主动齿轮Kl?K2脱离与对应的中间被动齿轮啮合。
【文档编号】B60K25/00GK104477148SQ201410691847
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】杨国青, 李红, 黄智奇, 邵开来, 吴朝晖 申请人:浙江大学, 江苏萝卜交通科技有限公司