[發(fā)明專利]一種彈簧儲能式汽車制動能量回收裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310210159.1
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103264638A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝竹生;史國棟;袁祖浩;許黃龍;曾曉鵬;李琦;張子寧
• 申請（專利權(quán)）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于汽車安全節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

汽車在制動時，一般利用車輪制動器將汽車的勢能和動能轉(zhuǎn)化為熱能，車輪制動器是根據(jù)摩擦原理制成的。在汽車長時間連續(xù)制動時，制動器的熱負荷非常大，使得制動鼓（盤）的溫度大幅度升高，從而使摩擦因數(shù)下降、磨損加大，結(jié)果使制動器失去或部分失去制動效能。在傳統(tǒng)能源日漸緊張的背景下，新型高效節(jié)能汽車已經(jīng)成為研究開發(fā)的重點，制動能量回收是其中的重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)有內(nèi)燃機汽車沒有制動能量回收功能，正在推廣的電動汽車多采用電機發(fā)電原理回收制動能量，但低速制動時回收率低，因此設(shè)計既安全又高效的制動能量回收裝置十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種汽車制動能量回收裝置，利用彈簧儲能盡可能多的回收汽車制動能量。

一種彈簧儲能式汽車制動能量回收裝置，包括制動踏板位置傳感器、扭桿彈簧、聯(lián)軸器、閉式離心離合器、常閉式電磁離合器、轉(zhuǎn)速傳感器、發(fā)電機、扭桿彈簧轉(zhuǎn)角傳感器、軸承、齒輪對一、齒輪對二及控制器，所述彈簧儲能式汽車制動能量回收裝置安裝在汽車的驅(qū)動橋之前，從傳動軸獲取動力，所述扭桿彈簧一端固定在機體上，另一端通過聯(lián)軸器與齒輪對一相連，所述轉(zhuǎn)角傳感器安裝在齒輪的軸上，用于檢測扭桿彈簧的扭轉(zhuǎn)角，閉式離心離合器的從動端與齒輪對一的軸剛性連接，閉式離心離合器的主動端與齒輪對二的軸、發(fā)電機的輸入軸剛性連接，所述齒輪對二的軸與常閉式電磁離合器的從動端剛性連接，常閉式電磁離合器的主動端從汽車驅(qū)動橋之前的傳動軸獲取動力，轉(zhuǎn)速傳感器測量汽車的行駛速度，制動踏板位置傳感器安裝在汽車制動踏板軸上，檢測汽車的制動狀態(tài)，控制器是單片機控制系統(tǒng)，接收制動踏板位置傳感器的制動信號、轉(zhuǎn)角傳感器的扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角信號及轉(zhuǎn)速傳感器的車速信號，控制常閉式電磁離合器的接合與分離、發(fā)電機的發(fā)電與不發(fā)電空轉(zhuǎn)。所述發(fā)電機在控制器的控制下，正常行駛時發(fā)電機不發(fā)電，無負載空轉(zhuǎn)，設(shè)定車速以下非制動行駛時常閉式電磁離合器分離。駕駛員踩下制動踏板時，控制器控制發(fā)電機發(fā)電，系統(tǒng)輸出電能給蓄電池充電，回收制動能量，當汽車制動且車速降低到設(shè)定值時，閉式離心式離合器接合，扭桿彈簧被加載儲能，解除制動或者扭桿彈簧達極限扭轉(zhuǎn)角時，電磁離合器分離，扭桿彈簧釋放能量帶動發(fā)電機發(fā)電，再一次回收能量。發(fā)電機發(fā)電及扭桿彈簧加載吸收機械能產(chǎn)生的制動力是有別于車輪制動器的非摩擦式制動力，安全高效。

附圖說明

圖1為?本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖1：1——制動踏板位置傳感器，2——扭桿彈簧，3——聯(lián)軸器，4、6、10、12——齒輪，5——閉式離心離合器，7——常閉式電磁離合器，8——轉(zhuǎn)速傳感器，9——發(fā)電機，11——轉(zhuǎn)角傳感器，13——軸承，14——制動踏板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖1，詳細說明一種彈簧儲能式汽車制動能量回收裝置的具體實施方式。

圖1所示，一種彈簧儲能式汽車制動能量回收裝置,包括制動踏板位置傳感器1、扭桿彈簧2、聯(lián)軸器3、閉式離心離合器5、常閉式電磁離合器7、轉(zhuǎn)速傳感器8、發(fā)電機9、轉(zhuǎn)角傳感器11、軸承13、齒輪對4和12、齒輪對6和10。所述扭桿彈簧2一端固定在機體上，另一端通過聯(lián)軸器3與齒輪12相連，所述轉(zhuǎn)角傳感器11安裝在齒輪12的軸上，用于檢測扭桿彈簧2的扭轉(zhuǎn)角，齒輪12與齒輪4嚙合，閉式離心離合器5的從動端與齒輪4的軸剛性連接，閉式離心離合器5的主動端與齒輪10的軸、發(fā)電機9的輸出軸剛性連接，閉式離心離合器5是一機械裝置，當主動端的轉(zhuǎn)速低于設(shè)定轉(zhuǎn)速時，離合器自動接合傳遞轉(zhuǎn)矩且有過載保護功能，高于設(shè)定轉(zhuǎn)速時，離合器自動分離。所述齒輪10與齒輪6嚙合，齒輪6的軸與常閉式電磁離合器7的從動端剛性連接，常閉式電磁離合器7的主動端從汽車驅(qū)動橋之前的傳動軸獲取動力，常閉式電磁離合器7不通電時接合，通電時分離，轉(zhuǎn)速傳感器8測量汽車的行駛速度，制動踏板位置傳感器1安裝在汽車制動踏板軸上，檢測汽車的制動狀態(tài)，控制器是單片機控制系統(tǒng)，接收制動踏板位置傳感器1的制動信號、轉(zhuǎn)角傳感器11的扭桿彈簧扭轉(zhuǎn)角信號及轉(zhuǎn)速傳感器8的車速信號，控制常閉式電磁離合器7的接合與分離。汽車正常行駛時，駕駛員未踩制動踏板14，如果轉(zhuǎn)速傳感器8測得的車速高于設(shè)定車速，控制器不給常閉式電磁離合器7通電，常閉式電磁離合器7處于接合狀態(tài)，發(fā)電機9運轉(zhuǎn)，但控制器未給發(fā)電機9施加負載，發(fā)電機9處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時閉式離心離合器5分離，扭桿彈簧2不受力；如果轉(zhuǎn)速傳感器8測得的車速低于設(shè)定車速，控制器給常閉式電磁離合器7通電，常閉式電磁離合器7處于分離狀態(tài)以防止閉式離心離合器5自動接合使扭桿彈簧2加載產(chǎn)生制動力，影響正常行駛。當駕駛員踩下制動踏板14時，制動踏板位置傳感器1采集到制動信號并傳輸給控制器，控制器不給常閉式電磁離合器7通電，常閉式電磁離合器7處于接合狀態(tài)，發(fā)電機9運轉(zhuǎn)，控制器控制發(fā)電機9發(fā)電，輸出的電能給蓄電池充電并吸收機械能產(chǎn)生非摩擦式的制動力，實現(xiàn)制動能量回收；當汽車制動至速度低于閉式離心離合器5的設(shè)定速度時，發(fā)電機轉(zhuǎn)速下降，吸收的機械能也減少，閉式離心離合器5自動接合，扭桿彈簧2被加載儲能，解除制動或者扭桿彈簧2達極限扭轉(zhuǎn)角時，控制器給常閉式電磁離合器7通電，常閉式電磁離合器7分離，扭桿彈簧2釋放能量驅(qū)動電機9發(fā)電，再一次回收能量。扭桿彈簧2釋放能量完畢后，常閉式電磁離合器7斷電，又處于接合狀態(tài)，如此循環(huán)地回收汽車制動能量。