[實用新型]一種綠色剎車蓄能利用裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201620192654.3
• 申請日: 2016-03-14
• 公開（公告）號: CN206513519U
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 李言欽;鄭祥龍;和樂為
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F03G1/00
• 分類號: F03G1/00;B60T1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于一種用于需主動剎車的軸類驅動機械（如汽車，工程機械，及電梯等）的制動蓄能裝置，可以實現(xiàn)剎車過程中能量的自動存儲，并在啟動過程中釋放加以利用。其與航母艦載機阻攔索有類似的作用，而這里則將剎車能在車啟動或加速時再加以利用，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。本實用新型以車輛中的應用進行說明，其它應用對象類似。

背景技術

如今，汽車的廣泛普及在為人們的生活帶來便利的同時，也引發(fā)了十分嚴峻的能源危機和環(huán)境污染。尤其是車輛在剎車時，由于車身質量大，使其自身具有的大量動能白白浪費，而起步時，又需要更多的能量來提速，且起步過程中由于加速度大，燃料的不充分燃燒也會引起大量額外污染氣體的生成和能源的浪費。霧霾的主要來源正是這種不完全燃燒產(chǎn)生的大量煙黑顆粒，同時也產(chǎn)生更多NOx、CO等有毒有害氣體。這種情形在擁堵的市區(qū)尤為明顯，頻繁的剎車起步不僅浪費能源，而且會加速零部件的磨損，縮短發(fā)動機壽命。而電梯是經(jīng)常升降和停啟的設備，其啟動電流大相應明顯大于額定工作電流，如通過本實用新型回收其剎車能量并在啟動時利用同樣可以實現(xiàn)有效的節(jié)能減排。

目前的剎車蓄能裝置，可分為兩類：一類是將動能轉換為電能^[1-4]，但這種方式可提供的制動力有限，且轉換率不高；另一類是將動能直接轉化為發(fā)條式彈簧的彈性勢能^[5-7]，這種方式能量轉換率高，但發(fā)條式彈簧可提供彈性力有限，不適合用于大質量設備的制動和起步。本裝置利用特定傳動部件將動能轉化為柱形彈簧的彈性勢能，由于柱形彈簧易實現(xiàn)較大的剛度，提供足夠的力矩，從而可以克服上述缺點，以用于車輛、電梯等較大質量設備的剎車能回收和利用。另外，本實用新型采用一中轉齒輪實現(xiàn)彈簧蓄能與釋能過程間的轉換，而上述相關文獻[5,6]中采用的是離合器，[7]中通過變換發(fā)條彈簧內外端固定點實現(xiàn)蓄能與放能過程的轉換，相比之下本實用新型采用的方式在可靠的前提下結構相對簡單，且彈簧可提供的彈力大，同時，不經(jīng)過不同能量形式的轉換，損失減少，可靠性較高。

[1] 榮鈺. 剎車發(fā)電機[P]. 中國: CN 201726237 U. 2011-01-26.

[2] 孫長敬. 車輛剎車能量回收裝置[P]. 中國: CN 102913401 B. 2015-01-14.

[3] 王文暉. 新型剎車發(fā)電裝置主體結構[P]. 中國: CN 102257705 B. 2014-08-20.

[4] 段得秀. 一種汽車剎車發(fā)電與用電裝備[P]. 中國: CN 203543680 U. 2014-04-16.

[5] 曹國杰. 剎車蓄能節(jié)油加速器[P]. 中國: CN 201900998 U, 2011-07-20.

[6] 雷新國. 剎車能量回收彈射裝置[P]. 中國: CN 201670215 U, 2010-12-15.

[7] 高洪光. 車輪儲能助力器[P]. 中國: CN 101885367 B. 2013-11-06。

實用新型內容

本實用新型的目的在于剎車制動時可以將機械的動能轉化為彈簧的彈性勢能儲存起來，而在起步時，又可以將勢能釋放，為起步助力。

本實用新型的具體構造及各部件的運作方式如下所述：

蓄能座由彈簧和座板（1）、支撐桿（23）組成，其中支撐桿用于保持系統(tǒng)的剛度并為彈簧的縮放提供軌道。彈簧座的一端固定于車體，另一端隨彈簧自由伸縮。這里蓄能座自由端朝向或背向車輛前進的方向均可。

傳動和鎖死機構由左右卡環(huán)（7、19）、傳動輪（8、17）及中間傳動環(huán)（15）和繩索（2）組成。左右兩側各一軸套（4、21）套于軸上并固定于車體，且不影響軸的自由轉動。左右卡環(huán)及左右傳動輪分別安裝于左右軸套上，卡環(huán)與軸套采用鍵連接，以保證其可以左右平移而不發(fā)生轉動，傳動輪可繞軸套自由轉動，卡環(huán)向中間移動即與相應側傳動輪咬合，此時傳動輪便被固定，不可再轉動。傳動輪的內側卷筒用來卷繞繩索，可通過其對繩索的收放拉動彈簧蓄能座。兩側繩索分別固定卡死于彈簧座自由端座板，見圖3。車軸（20）的中央設置一加粗部分，中間傳動環(huán)（15）套于該部分，并與其采取鍵連接，可隨軸做同步轉動并可沿軸向在鍵長范圍內平移，左移與左傳動輪（17）咬合，右移與傳動輪（8）咬合，位于中間位置時與二者均脫開。齒輪組主要由加工在兩側傳動輪（8、17）上的輪齒和同軸傳動的齒輪組（3、22）及換向齒輪（6）組成，通過選擇合適的傳動比而使左右傳動輪（8、17）反向等轉速轉動，從而使裝置在蓄、放能階段均能提供兩個相反的轉向。