CN105570352A - 一种机动车辆制动换能装置 - Google Patents

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孙作玉
王晖
芦伟鹏
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Guangzhou University
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D61/00—Brakes with means for making the energy absorbed available for use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
    • B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
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Abstract

本发明涉及汽车的技术领域，更具体地，涉及一种机动车辆制动换能装置。一种机动车辆制动换能装置，包括液压***和外部连接装置，所述的外部连接装置包括车轮装置、液压泵、离合器，车轮装置通过离合器与液压泵连接；所述的液压***包括与液压泵连接的油路，油路上设有阀门机构，油路的两端部分别连接油箱和储能器。本发明相对于传统汽车制动***，本发明能够将制动所损耗的能量转化为汽车再启动的动力，能够大大降低汽车工作的能耗。本发明可与传统制动***配合，合理使用。在制动过程中，本装置能够将车辆运动的动能转化为液压能，并储存起来；在加速过程中，本装置能够利用储存的能量，使汽车加速，从而取代了传统车辆加速过程中所损耗的能量。

Description

一种机动车辆制动换能装置
技术领域
本发明涉及汽车的技术领域，更具体地，涉及一种机动车辆制动换能装置。
背景技术
车辆制动是使驾驶者根据道路和交通等情况，借以使路面对车轮施加一定的力，对车辆进行一定程度的强制制动来满足驾驶者的行驶需求。
在制动***中的制动器就是用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，目前可分为鼓式和盘式两种。
鼓式刹车是由液压***将装置于刹车鼓内之刹车片往外推，使刹车片与随着车轮转动的刹车鼓之内面发生摩擦，而产生刹车的效果。踩下刹车踏板时，脚的施力会使刹车总泵内的活塞将刹车油往前推去并在油路中产生压力。压力经由刹车油传送到每个车轮的刹车分泵活塞，刹车分泵的活塞再推动刹车片向外，使刹车片与刹车鼓的内面发生摩擦，并产生足够的摩擦力去降低车轮的转速，以达到刹车的目的。
盘式刹车以静止的刹车盘片，夹住随着轮胎转动的刹车碟盘以产生摩擦力，使车轮转动速度降低的装置。当踩下刹车踏板时，刹车总泵内的活塞会被推动，而在刹车油路中建立压力。压力经由刹车油传送到刹车卡钳上之刹车分泵的活塞，刹车分泵的活塞在受到压力后，会向外移动并推动刹车片去夹紧刹车盘，使得刹车片与刹车盘发生摩擦，以降低车轮转速，好让汽车减速或停止。
上述两种刹车***的基本原理均是以刹车片接触滚动车轮，对其施加阻碍其滚动前进的摩擦阻力，从而对车辆进行减速，其实则是将汽车运动的动能转化为内能，内能以热能的形式散发到空气中。
这一过程，主要有两个缺点：
1、摩擦所产生的热能使刹车片、轮胎表面局部温度上升，对两者造成一定的损伤；
2、在制动过程中，车辆动能通过摩擦转化成热能，造成能量损失。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种机动车辆制动换能装置，在车辆制动过程中，将车辆运动的动能转化为液压能并储存起来；在车辆启动过程中，利用储存的液压能使车辆提速。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种机动车辆制动换能装置，其中，包括液压***和外部连接装置，所述的外部连接装置包括车轮装置、液压泵、离合器，车轮装置通过离合器与液压泵连接；
所述的液压***包括与液压泵连接的油路，油路上设有阀门机构，油路的两端部分别连接油箱和储能器。
所述的阀门机构包括单向阀和二位二通阀。
本发明中，车轮装置内设有车轮齿轮，液压泵内设有液压泵齿轮，车轮齿轮与液压泵齿轮在离合器的控制下实现离合，并通过无级变速器合理调节液压负载的大小，从而控制制动力矩的大小，达到合理制动和平稳启动的目的。
所述液压***，其主要目的在于：在制动过程中，将汽车动能转化为液压能，并储存起来；当车辆加速启动时，利用储存能量驱动车辆启动并加速。
所述液压***具有三种状态：
1、非工作状态
离合器使车轮齿轮与液压泵齿轮分离，液压泵没有动力，液压***处于非工作状态。
2、车辆制动状态
当车辆制动时，离合器使车轮齿轮与液压泵齿轮啮合，车轮齿轮驱动液压泵工作，液压***二位二通阀处于右位。一方面，油箱中的液压油在液压泵的驱动下，经油路输送至储能器中，从而实现能量的储存。另一方面，储能器中油压升高，高油压阻止齿轮泵转动，从而实现制动目的。
3、车辆启动状态
离合器使车辆轮子齿轮与齿轮泵齿轮啮合，液压***二位二通阀处于左位，储能器液压油释放，并带动液压马达工作，带动车轮转动，同时液压油经过油路流回油箱。
进一步的，所述的单向阀数量为4个。所述的二位二通阀数量为2个。
与现有技术相比，有益效果是：本发明相对于传统汽车制动***，本发明能够将制动所损耗的能量转化为汽车再启动的动力，能够大大降低汽车工作的能耗。本发明可与传统制动***配合，合理使用。
在制动过程中，本装置能够将车辆运动的动能转化为液压能，并储存起来；
在加速过程中，本装置能够利用储存的能量，使汽车加速，从而取代了传统车辆加速过程中所损耗的能量，节约了能源；
另外，该装置能减轻摩擦热能对轮胎的损伤。
附图说明
图1是本发明外部连接装置示意图。
图2是本发明车辆制动状态框架示意图。
图3是本发明车辆启动状态框架示意图。
图4是本发明车辆制动速度时间示意图。
图5是本发明车辆启动速度时间示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
如图1－3所示，一种机动车辆制动换能装置，其中，包括液压***和外部连接装置，外部连接装置包括车轮装置1、液压泵2、离合器3，车轮装置1通过离合器3与液压泵2连接；
液压***包括与液压泵2连接的油路9，油路9上设有阀门机构，油路9的两端部分别连接油箱8和储能器5。
阀门机构包括单向阀6和二位二通阀7。
本发明中，如图1所示，车轮装置1内设有车轮齿轮，液压泵2内设有液压泵齿轮，车轮齿轮与液压泵齿轮在离合器的控制下实现离合，并通过无级变速器合理调节液压负载的大小，从而控制制动力矩的大小，达到合理制动和平稳启动的目的。
液压***，其主要目的在于：在制动过程中，将汽车动能转化为液压能，并储存起来；当车辆加速启动时，利用储存能量驱动车辆启动并加速。
所述液压***具有三种状态：
1、非工作状态
离合器使车轮齿轮与液压泵齿轮分离，液压泵没有动力，液压***处于非工作状态。
2、车辆制动状态
如图2所示，当车辆制动时，离合器使车轮齿轮与液压泵齿轮啮合，车轮齿轮驱动液压泵工作，液压***二位二通阀7处于右位。一方面，油箱8中的液压油在液压泵2的驱动下，经油路9输送至储能器5中，从而实现能量的储存。另一方面，储能器5中油压升高，高油压阻止齿轮泵转动，从而实现制动目的。
3、车辆启动状态
如图3所示，离合器使车辆轮子齿轮与齿轮泵齿轮啮合，液压***二位二通阀7处于左位，储能器5液压油释放，并带动液压马达工作，带动车轮转动，同时液压油经过油路9流回油箱8。
进一步的，所述的单向阀数量为4个。所述的二位二通阀数量为2个。
本制动换能装置适用于制动主要阶段与启动主要阶段（如图4、图5所示），故本制动换能装置应配合传统制动***使用。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种机动车辆制动换能装置，其特征在于，包括液压***和外部连接装置，所述的外部连接装置包括车轮装置（1）、液压泵（2）、离合器（3），车轮装置（1）通过离合器（3）与液压泵（2）连接；
所述的液压***包括与液压泵（2）连接的油路（9），油路（9）上设有阀门机构，油路（9）的两端部分别连接油箱（8）和储能器（5）。
2.根据权利要求1所述的一种机动车辆制动换能装置，其特征在于：所述的阀门机构包括单向阀（6）和二位二通阀（7）。
3.根据权利要求2所述的一种机动车辆制动换能装置，其特征在于：所述的单向阀（6）数量为4个。
4.根据权利要求3所述的一种机动车辆制动换能装置，其特征在于：所述的二位二通阀（7）数量为2个。
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