CN1443675A - 汽车制动能和车轮振动能利用装置 - Google Patents

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Abstract

一种汽车制动能和车轮振动能利用装置，包括液压马达/泵、可控转换阀、贮能器、控制单元和贮液箱，所述的可控转换阀为三位双路阀门，其一侧的两个阀口C、D分别与液压马达/泵的两个液体进出口连接，另一侧的一个阀口A与贮液箱连接，并通过一个释压阀与贮能器连接，可控转换阀的另一阀口B与贮能器连接；该转换阀的第一位是C与D导通而A和B均封闭，第二位为A与C和B与D导通，第三位为A与D及B与C导通，贮能箱上连接有压力传感器，所述的液压马达/泵的轴与汽车的动力传动***连接，受控转换阀的控制端与控制单元的输出端连接，其输入端与汽车的制动信号、倒车信号和所述的压力传感器连接。

Description

汽车制动能和车轮振动能利用装置
技术领域
本发明涉及汽车节能装置，具体是将汽车制动的能量和在行驶中车轮的振动能量进行贮存并在行驶时再将其利用的装置。
背景技术
汽车在行驶中要不断地制动减速或停车，其车身会不断地颠簸使车轮上下振动。上述的制动能量和振动能量是汽车本身的动力所产生的能量，这些能量都白白地浪费掉。本人在中国实用新型专利(专利号为ZL01231816.7)中公开了一种汽车制动能能量贮存再利用装置，该装置利用发条作为贮能元件并采用机械传动方式与汽车的动力***传动离合，该装置虽能起到将制动能贮存和利用的作用，但是其结构复杂，机械传动可靠性差，贮能效率低。另外，该装置不能将车轮的振动能进行贮存。
发明内容
本发明的目的就是提供一种结构简单、传动和控制可靠，贮能效率高，并且可以贮存振动能量的汽车制动能和车轮振动能利用装置。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：包括液压马达/泵、可控转换阀、贮能器、控制单元和贮液箱，所述的可控转换阀为三位双路阀门，其一侧的两个阀口C、D分别与液压马达/泵的两个液体进出口连接，另一侧的一个阀口A与贮液箱连接，并通过一个释压阀与贮能器连接，可控转换阀的另一阀口B与贮能器连接；该转换阀的第一位是C与D导通而A和B均封闭，第二位为A与C和B与D导通，第三位为A与D及B与C导通，贮能箱上连接有压力传感器，所述的液压马达/泵的轴与汽车的动力传动***连接，受控转换阀的控制端与控制单元的输出端连接，其输入端与汽车的制动信号、倒车信号和所述的压力传感器连接。
所述的可控转换阀为滑阀式电磁驱动阀，它包括阀体、两个驱动线圈、阀芯、复位弹簧，环形的驱动线圈同轴并列位于阀体内的一端，阀芯由阀芯杆、衔铁和阀柱构成，在阀芯杆的一端有衔铁位于驱动线圈内，阀芯杆的另一端和中部间隔分布有三个凸缘阀柱，在其两端的阀柱端面与阀体内端之间各有一螺旋形复位弹簧；在阀体一侧有所述的阀口A和B，在另一侧有阀口C和D，在阀口C与D的内端之间有一∩形短路通道，其两个内口跨在所述的中间的阀柱处于第一位时的两端；阀口A的内端有两个口对应在中间的阀柱处于第一位时的两端内；阀口B内端有两个口分别对应两端的阀柱处于第一位时靠近内端处。
所述的贮液箱的接口内有过滤器。
还包括往复加压活塞式集能减振器，它包括缸体、活塞、活塞杆，在缸体的两端各有两个单向阀口，其中一个为单向入口，另一个为单向出口，活塞位于缸体内，其活塞杆穿出缸体一端，其外端及缸体相对端各有连接端，缸体两端的单向出口连接到所述贮能器，两端的单向入口与所述的贮液箱连接。
在所述的集能减振器的缸体两端的单向出口与贮能器连接处串联一个单向阀。
本发明采用液体作为能量传递媒介，能量传动可靠，容易控制，简化了结构。利用往复加压活塞式减振器连接在车轮与底盘之间，它将车体的振动能量转换成液压能贮存于贮能器内，从而达到可利用的目的。该装置有效地将汽车的制动和振动所消耗的能量贮存起来并利用于起动和行驶中，节能效果明显。
附图说明
图1是本发明的总体构成示意图；
图2是本发明液路转换阀的一个实施例的内部结构示意图及在三个控制位的状态图，其中：
a图是第一位，却同一端的两个阀口C与D导通，而另一端的两个阀口A和B全封闭，此时贮能器处于不贮能也不释放能量的状态；
b图是第二位，即两端的A与C及B与D之间分别导通的状态，亦即贮能的状态；
c图是第三位，即两端的A与D及B与C之间分别导通的状态，亦即释放能量的状态。
具体实施方式
参见图1，本发明包括液压马达/泵1、可控转换阀2、贮能器3、控制单元4、贮液箱5、集能减振器6。该实施例的可控转换阀2为电控三位双路阀门，其一侧的两个阀口C、D分别与液压马达/泵1的液体入口11和出口12连接，另一侧的一个阀口A与贮液箱5连接，并通过一个释压阀31与贮能器3连接，可控转换阀2的另一阀口B与贮能器3连接；该转换阀2的第一位是C与D导通而A和B均封闭，第二位为A与C及B与D导通，第三位为A与D和B与C导通。可控转换阀2的控制端与控制单元4的输出端连接，控制单元4的输入端分别与贮能器3上的压力传感器7，汽车制动信号及倒车信号连接。
在贮液箱5的接口内有过滤器51。用来滤去贮能介质中的杂质。
所述的集能减振器6为往复加压活塞式结构，它包括缸体61、活塞62、活塞杆63，在缸体61的两端各有两个单向阀口，每一端各有一个单向入口64、65和单向出口66和67，活塞62位于缸体61内，其活塞杆63穿出缸体61一端，其外端及缸体61相对端各有连接端631和611，用来与汽车车轮轴和车架连接。缸体61两端的单向出口66、67连接到所述贮能器3，在与贮能器3的连接处串联一个单向阀32。两端的单向入口64、65与所述的贮液箱5连接。
本发明的液压马达/泵1可采用叶片式或柱塞式液压马达，应具有马达和泵的两种功能。贮能器3可采用囊式蓄能器，如NXQ型系列，贮能器接口的释压阀31在其内部的压力达到一定值时自动释压，防止贮能器因超压而损坏。
参见图2，所述的可控转换阀2为滑阀式电磁驱动阀，它包括阀体21、两个驱动线圈22和23、阀芯24、复位弹簧25，环形的驱动线圈22、23同轴并列位于阀体21内的一端，在阀芯杆241的一端有衔铁26位于驱动线圈内，阀芯杆241的另一端和中部间隔分布有三个凸缘阀柱242，在其两端的阀柱端面与阀体21内端之间各有一螺旋形复位弹簧25；在阀体21一侧有两个阀口A和B，在另一侧有两个阀口C和D，在阀口C与D的内端之间有一∩形短路通道27，其两个内口跨在所述的中间的阀柱242处于第一位(a图所示)时的两端；阀口A的内端有两个口A1和A2对应在中间的阀柱242处于第一位(a图所示)时的两端内；阀口B内端有两个口B1和B2分别对应两端的阀柱242处于第一位(a图所示)时靠近内端处。
该阀的两个驱动线圈22和23在不通电时使阀门处于第一位(a图所示)，其中的一个线圈22通电时处于第二位(b图所示)，另一个线圈23通电时处于第三位(c图所示)。驱动线圈22和23的控制端分别与控制单元4的对应的输出端连接。
本发明在应用时其集能减振器6的缸体61的连接端611与汽车的车架相连，活塞杆端部的连接端631与汽车车轮轴的悬挂端相连。
所述的液压马达/泵1固定在汽车变速箱或驱动桥上，液压马达驱动轴13与汽车的传动***轴相连。该压力传感器也可用不同压力值的压力开关代替，以便在贮能压力达到一定高压值或释能到一定低压值时控制转换阀2的状态。
本发明的工作过程如下：
1、制动贮能过程：当踏下汽车制动踏板后，控制本发明的电控单元4接通转换阀2的第二位驱动线圈22，使转换阀处于图2b所示的第二位状态，即阀口A与C导通，B与D导通，此时液压马达/泵1是泵的功能，汽车动力轴带动液压泵1的轴转动，其液体从D通过B进入贮能器3内，将制动所耗能量变为弹性势能存入贮能器3内，参见图1中的实线箭头，被压入贮能器3的液体由贮液箱5给出经转换阀2的A-C通道补充到液压马达1内。但是在倒车制动时，利用倒车信号和控制单元4将转换阀2置于第一位，即处于既不贮能也不释能的状态。
2、振动能量集能过程：汽车在行驶过程中，由于路面起伏使车身不断巅簸车轮不停振动，汽车在转弯、制动、加速时车身姿势改变，这些情况都会不停的拉压集能减振器6内的活塞62，使其在缸体61内沿轴向运动，从而改变缸体内活塞62两侧的容积，容积加大的一端通过单向入口补充液体，同时另一端通过单向出口将液体压入贮能器3，活塞62向两端移动时都会将液体压入贮能器3，从而将这些动能转为弹性势能，同时使汽车减振。
3、释放能量(贮能的再利用)：在汽车解除制动后(非制动状态)，只要贮能器3内的贮存压力超过预定的上限值，压力传感器7就发出信号使电控单元4接通转换阀2的第三位驱动线圈23使其处于第三位，即D与A导通，B与C导通，此时贮能器3中的高压能量释放出来经过转换阀的B-C通道进入液压马达/泵1，此时它是马达的功能，高压液体在该泵内通过并带动其轴13转动，而后从转换阀的D-A通道流出并沿管路致贮液箱5内，参见图1中的虚线箭头。

Claims (5)

1、一种汽车制动能和车轮振动能利用装置，其特征在于：包括液压马达/泵、可控转换阀、贮能器、控制单元和贮液箱，所述的可控转换阀为三位双路阀门，其一侧的两个阀口C、D分别与液压马达/泵的两个液体进出口连接，另一侧的一个阀口A与贮液箱连接，并通过一个释压阀与贮能器连接，可控转换阀的另一阀口B与贮能器连接；该转换阀的第一位是C与D导通而A和B均封闭，第二位为A与C和B与D导通，第三位为A与D及B与C导通，贮能箱上连接有压力传感器，所述的液压马达/泵的轴与汽车的动力传动***连接，受控转换阀的控制端与控制单元的输出端连接，其输入端与汽车的制动信号、倒车信号和所述的压力传感器连接。
2、根据权利要求1所述的汽车制动能和车轮振动能利用装置，其特征在于：所述的可控转换阀为滑阀式电磁驱动阀，它包括阀体、两个驱动线圈、阀芯、复位弹簧，环形的驱动线圈同轴并列位于阀体内的一端，阀芯由阀芯杆、衔铁和阀柱构成，在阀芯杆的一端有衔铁位于驱动线圈内，阀芯杆的另一端和中部间隔分布有三个凸缘阀柱，在其两端的阀柱端面与阀体内端之间各有一螺旋形复位弹簧；在阀体一侧有所述的阀口A和B，在另一侧有阀口C和D，在阀口C与D的内端之间有一∩形短路通道，其两个内口跨在所述的中间的阀柱处于第一位时的两端；阀口A的内端有两个口对应在中间的阀柱处于第一位时的两端内；阀口B内端有两个口分别对应两端的阀柱处于第一位时靠近内端处。
3、根据权利要求1所述的汽车制动能和车轮振动能利用装置，其特征在于：所述的贮液箱的接口内有过滤器。
4、根据权利要求1、2或3所述的汽车制动能和车轮振动能利用装置，其特征在于：还包括往复加压活塞式集能减振器，它包括缸体、活塞、活塞杆，在缸体的两端各有两个单向阀口，其中一个为单向入口，另一个为单向出口，活塞位于缸体内，其活塞杆穿出缸体一端，其外端及缸体相对端各有连接端，缸体两端的单向出口连接到所述贮能器，两端的单向入口与所述的贮液箱连接。
5、根据权利要求4所述的汽车制动能和车轮振动能利用装置，其特征在于：在所述的集能减振器的缸体两端的单向出口与贮能器连接处串联一个单向阀。
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