CN103192817B - 一种制动能量的回收利用装置及应用其的汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动能量的回收利用装置及应用其的汽车，涉及混合动力汽车技术领域，为了充分回收利用汽车的制动能量，以提高汽车的动力性和经济性。该装置包括：传动齿轮、同步环、驱动齿轮、传动单元、连接单元、输出齿轮、能将机械能和液压能相互转换的能量储存单元和用于判断能量储存单元中的液压能是否达到饱和并能带动连接单元运动的电控单元；传动齿轮和驱动齿轮设于汽车半轴上，同步环设于传动齿轮和驱动齿轮之间；传动单元通过能量储存单元与连接单元的一端连接，连接单元的另一端与电控单元连接；输出齿轮与能量储存单元连接。

Description

一种制动能量的回收利用装置及应用其的汽车

技术领域

本发明涉及混合动力汽车技术领域，尤其涉及一种制动能量的回收利用装置及应用其的汽车。

背景技术

近年来，人们的环保意识越来越强。汽车尾气作为污染环境的一大杀手，引起各国的广泛关注。因此，各国纷纷制定降低排放的法规。与此同时，如何充分利用制动能量和废气能量提高汽车动力性和经济性以降低尾气排放，成为业界研究焦点。

在利用废气能量领域，人们已经发明了涡轮增压器，利用废气能量提高汽车的动力性和经济性，降低尾气排放，并已得到广泛应用。在利用制动能量领域，目前还没有相关产品得到广泛应用以将制动能量充分回收利用，导致汽车的动力性和经济性较差。

发明内容

本发明的实施例提供一种制动能量的回收利用装置及应用其的汽车，为了充分回收利用汽车的制动能量，以提高汽车的动力性和经济性。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种制动能量的回收利用装置，包括传动齿轮、同步环、驱动齿轮、传动单元、连接单元、输出齿轮、能将机械能和液压能相互转换的能量储存单元和用于判断所述能量储存单元中的液压能是否达到饱和并能带动所述连接单元运动的电控单元；所述传动齿轮和所述驱动齿轮设于汽车半轴上，所述同步环设于所述传动齿轮和所述驱动齿轮之间；所述传动单元通过所述能量储存单元与所述连接单元的一端连接，所述连接单元的另一端与所述电控单元连接；所述输出齿轮与所述能量储存单元连接。

优选地，所述的能量储存单元包括第一活塞、保持腔、蓄能器、储能腔、第二活塞；所述第一活塞一端与所述传动单元连接；所述第二活塞一端与所述输出齿轮连接；所述保持腔是由所述第一活塞和所述蓄能器所形成的内部装有液体的密闭腔室；所述储能腔是由所述第二活塞和所述蓄能器所形成的内部装有液体的密闭腔室；所述蓄能器与所述连接单元的一端连接。

其中，所述蓄能器为储能阀。

优选地，所述传动单元为蜗轮蜗杆结构，蜗杆一端与所述第一活塞连接。

其中，所述传动单元为齿轮齿条结构，齿条一端与所述第一活塞连接。

优选地，所述连接单元为弹簧，在所述能量储存单元储能过程中，所述弹簧处于压紧状态。

其中，所述连接单元为一直杆。

优选地，所述的制动能量的回收利用装置，还包括两个轴承，所述轴承设在所述汽车半轴的两端。

优选地，所述液体为液压油。

一种汽车，包括上述的制动能量的回收利用装置。

本发明实施例提供的制动能量的回收利用装置及应用其的汽车中，由于该装置能够较好地将制动能量回收并储存，且在汽车需要动力驱动时将储存的能量释放，达到了回收利用制动能量的目的，从而提高了汽车的动力性和经济性，同时降低了汽车尾气的排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例提供的一种制动能量的回收利用装置的方框图；

图2为本发明实施例提供的一种制动能量的回收利用装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种制动能量的回收利用装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明实施例提供了一种制动能量的回收利用装置，如图1所示，包括传动齿轮11、同步环12、驱动齿轮13、传动单元14、连接单元15、输出齿轮16、能将机械能和液压能相互转换的能量储存单元17和用于判断能量储存单元17中的液压能是否达到饱和并能带动连接单元15运动的电控单元18；传动齿轮11和驱动齿轮13设于汽车半轴19上，同步环12设于传动齿轮11和驱动齿轮13之间；传动单元14通过能量储存单元17与连接单元15的一端连接，连接单元15的另一端与电控单元18连接；输出齿轮16与能量储存单元17连接。

当汽车刹车时，上述制动能量回收利用装置开始工作，即储存制动能量。此时，使同步环12向左移动，将传动齿轮11和传动单元14连接。差速器(图中未示出)与该制动能量回收利用装置连接，使得发动机动力输出端输出的扭矩通过差速器传至传动齿轮11，再经传动单元14把动力传递给能量储存单元17。能量储存单元17将传动单元14传递的机械能转换成液压能，并储存该液压能，达到将制动能量回收的目的。

电控单元18可以判断能量储存单元17中的液压能是否达到饱和，当液压能处于能量饱和状态时，同步环12向右移动，这样传动单元14将会与传动齿轮11分离。

当汽车需要动力驱动时，能量储存单元17中的液压能释放。具体过程是：使同步环12继续向右移动，将驱动齿轮13和输出齿轮16啮合，电控单元18带动连接单元15向移动以使能量储存单元17中的液压能释放，能量储存单元17将液压能转换成机械能，使得能量储存单元17中的液压能释放，并将动力通过输出齿轮16传递至驱动齿轮13，以驱动汽车。实现回收的制动能量的利用。

由于上述制动能量的回收利用装置，能够较好地将制动能量回收并储存，且在汽车需要动力驱动时将储存的能量释放，达到了回收利用制动能量的目的，从而提高了汽车的动力性和经济性，同时降低了汽车尾气的排放。

上述实施例提供的制动能量的回收利用装置中，如图2所示，能量储存单元17可以包括第一活塞21、保持腔22、蓄能器23、储能腔24、第二活塞25；第一活塞21一端与传动单元14连接；第二活塞25一端与输出齿轮16连接；保持腔22是由第一活塞21和蓄能器23所形成的内部装有液体的密闭腔室；储能腔24是由第二活塞25和蓄能器23所形成的内部装有液体的密闭腔室；蓄能器23与连接单元15的一端连接。

当汽车刹车时，上述制动能量回收利用装置开始工作，即储存制动能量。此时，使同步环12向左移动，将传动齿轮11和传动单元14连接。差速器(图中未示出)与该制动能量回收利用装置连接，使得发动机动力输出端输出的扭矩通过差速器传至传动齿轮11，再经传动单元14把动力传递给能量储存单元17中的第一活塞21。第一活塞21受力向右运动，向保持腔22中的液体做功，此时蓄能器23关闭且位置不动，使得保持腔22中的液体具有液压能，即传动单元14传递的来自于发动机扭矩的机械能转换成了保持腔22中液体的液压能，能量储存单元17储存该液压能，达到将制动能量回收的目的。

电控单元18可以判断保持腔22中液体的液压能是否达到饱和，当液体的液压能处于能量饱和状态时，同步环12向右移动，这样传动单元14将会与传动齿轮11分离。

当汽车需要动力驱动时，保持腔22中液体的液压能释放。具体过程是：使同步环12继续向右移动，将驱动齿轮13和输出齿轮16啮合，电控单元18带动连接单元15向右移动，此时蓄能器23随连接单元15向右移动，且蓄能器23开启，这样保持腔22中的液体压力降低即保持腔22中的液体释放液压能，且液体能够通过蓄能器23流入到储能腔24中，流入到储能腔24中的液体具有液压能，将推动第二活塞25运动，即保持腔22中的液体的液压能转换为第二活塞25的机械能，第二活塞25运动将带动与其连接的输出齿轮16转动，输出齿轮16将动力传递至驱动齿轮13，以驱动汽车。实现回收的制动能量的利用。

现有技术中有些汽车采用飞轮蓄能装置对制动能量回收利用，飞轮蓄能装置将汽车的制动能量转化为飞轮的动能。但由于飞轮蓄能装置结构复杂、成本高、占用空间较大，且飞轮的工作环境要求比较苛刻，因此导致飞轮蓄能装置不能广泛应用于汽车行业中。

而本实施例中的制动能量的回收利用装置，结构相对简单制造成本较低，布置紧凑、体积较小因此所占空间也较小，便于广泛应用于汽车行业中。

上述实施例提供的制动能量的回收利用装置中，蓄能器23可以为储能阀。蓄能阀开启和关闭易于控制，便于操作。

上述实施例提供的制动能量的回收利用装置中，传动单元14可以为蜗轮蜗杆结构，蜗杆一端与第一活塞21连接。蜗轮转动时，与其啮合的蜗杆将产生直线运动，蜗杆的运动将带动第一活塞21的运动。蜗轮蜗杆结构传递动力平稳、可靠。

上述实施例提供的制动能量的回收利用装置中，传动单元14也可以为齿轮齿条结构，齿条一端与所述第一活塞21连接。齿轮转动时，与其啮合的齿条将产生直线运动，齿条的运动将带动第一活塞21的运动。齿轮齿条结构传递动力精确、可靠、平稳。

上述实施例提供的制动能量的回收利用装置中，连接单元15可以为弹簧，在能量储存单元17储能过程中，弹簧处于压紧状态。处于压紧状态的弹簧具有弹力，在能量储存单元17储能过程中，第一活塞21对保持腔22中的液体做功，蓄能器23将受到液体的压力，而蓄能器23的另一侧的弹簧施加给蓄能器23一个与保持腔22中液体压力相反的力，使得蓄能器23位置不发生变化。从而使保持腔22中的液体的液压能不损失。

而当保持腔22中液体的液压能释放后，弹簧能够释放弹性势能，带动第一活塞21回位。当然，连接单元15也可以为一直杆。

上述实施例提供的制动能量的回收利用装置中，如图3所示，还可以包括两个轴承31，轴承31设在汽车半轴19的两端，用于支承汽车半轴19，使得半轴19的承重性能更好。

上述实施例提供的制动能量的回收利用装置中，所述的液体可以为液压油。液压油具有良好的热稳定性和高承载能力。

本发明实施例还提供了一种汽车，包括上述述的制动能量的回收利用装置。由于上述制动能量的回收利用装置，能够将制动能量回收并储存，且在汽车需要动力驱动时将储存的能量释放，达到了充分利用制动能量的目的，因此提高了汽车的动力性和经济性，降低汽车排放。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种制动能量的回收利用装置，其特征在于，包括传动齿轮、同步环、驱动齿轮、传动单元、连接单元、输出齿轮、能将机械能和液压能相互转换的能量储存单元和用于判断所述能量储存单元中的液压能是否达到饱和并能带动所述连接单元运动的电控单元；

所述传动齿轮和所述驱动齿轮设于汽车半轴上，所述同步环设于所述传动齿轮和所述驱动齿轮之间；所述传动单元通过所述能量储存单元与所述连接单元的一端连接，所述连接单元的另一端与所述电控单元连接；所述输出齿轮与所述能量储存单元连接；

所述的能量储存单元包括第一活塞、保持腔、蓄能器、储能腔、第二活塞；

所述第一活塞一端与所述传动单元连接；所述第二活塞一端与所述输出齿轮连接；

所述保持腔是由所述第一活塞和所述蓄能器所形成的内部装有液体的密闭腔室；

所述储能腔是由所述第二活塞和所述蓄能器所形成的内部装有液体的密闭腔室；

所述蓄能器与所述连接单元的一端连接。

2.根据权利要求1所述的制动能量的回收利用装置，其特征在于，所述蓄能器为储能阀。

3.根据权利要求2所述的制动能量的回收利用装置，其特征在于，所述传动单元为蜗轮蜗杆结构，蜗杆一端与所述第一活塞连接。

4.根据权利要求2所述的制动能量的回收利用装置，其特征在于，所述传动单元为齿轮齿条结构，齿条一端与所述第一活塞连接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制动能量的回收利用装置，其特征在于，所述连接单元为弹簧，在所述能量储存单元储能过程中，所述弹簧处于压紧状态。

6.根据权利要求1-4任一项所述的制动能量的回收利用装置，其特征在于，所述连接单元为一直杆。

7.根据权利要求1-4任一项所述的制动能量的回收利用装置，其特征在于，还包括两个轴承，所述轴承设在所述汽车半轴的两端。

8.根据权利要求1-4任一项所述的制动能量的回收利用装置，其特征在于，所述液体为液压油。

9.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的制动能量的回收利用装置。