车辆制动能量的收集与释放装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种车辆制动能量的收集与释放装置，包括：主动轴，与车辆的工作轴相连接；棘轮，通过第一单向轴承连接在主动轴上；棘轮制动部件，与车辆的油门联动；控制圈，通过一根控制杆与车辆的刹车装置连接并能在控制杆的带动下直线运动；外轮，位于控制圈内且与控制圈之间设有制动部件，外轮上设有中心孔；内轮，通过第二单向轴承支承在外轮的中心孔中，内轮的内圆周上设有内齿轮；小齿轮，固定安装在主动轴上且位于内齿轮的内部，小齿轮的外径小于内齿轮的内径；储能部件，连接在内轮与棘轮之间。该装置结构简单、成本低廉且应用范围广泛。
【专利说明】车辆制动能量的收集与释放装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种车辆制动能量的收集与释放装置。
【背景技术】
[0002]针对车辆制动时的能量的收集与释放，目前主要有Fl赛车上使用的KERS (即动能回收系统)。现有的KERS包括飞轮动能回收系统和电池-电机动能回收系统。其中，飞轮动能回收系统由一套高转速飞轮、两套固定传动比齿轮组、一台无级变速箱和一套离合器构成，当赛车在制动时，车身动能会通过无级变速箱传入飞轮，此时处于真空盒中的飞轮被驱动并高速旋转积蓄能量，而当赛车在加速时，飞轮积蓄的能量则通过无级变速箱反向释放能量，并在主变速箱的输出端与引擎动力汇合后，作为推动力传递给后轴(即工作轴)。电池-电机动能回收系统是将制动时的能量转换成电能并加以利用。这些系统不仅结构复杂、价格昂贵，而且应用范围较小。
实用新型内容
[0003]鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种结构相对简单的车辆制动能量的收集与释放装置，用于克服现有技术的上述缺陷。
[0004]为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种车辆制动能量的收集与释放装置，所述装置包括以下部件:主动轴，与车辆的工作轴相连接；棘轮，通过第一单向轴承连接在所述主动轴上；棘轮制动部件，与车辆的油门联动；控制圈，通过一根控制杆与车辆的刹车装置连接并能在所述控制杆的带动下直线运动；外轮，位于所述控制圈内且与所述控制圈之间设有制动部件，所述外轮上设有中心孔；内轮，通过第二单向轴承支承在所述外轮的中心孔中，所述内轮的内圆周上设有内齿轮；小齿轮，固定安装在所述主动轴上且位于所述内齿轮的内部，所述小齿轮的外径小于所述内齿轮的内径；储能部件，连接在所述内轮与所述棘轮之间。
[0005]优选地，所述外轮的外圆周上设有外齿轮，所述制动部件上设有与所述外齿轮相啮合的制动齿，所述制动齿可伸缩。
[0006]优选地，所述外轮的外圆周上还设有外圆柱面，所述控制圈上设有多个滚轮与所述外圆柱面滚动配合。
[0007]优选地，所述外轮上的所述外齿轮有两个，所述外圆柱面位于两个所述外齿轮之间。
[0008]优选地，所述储能部件为拉簧，所述拉簧上连接有测力传感器，所述控制杆上还设有能改变控制杆长度的伸缩装置。
[0009]优选地，所述伸缩装置为双作用油缸。
[0010]优选地，所述棘轮沿圆周分布多个拉簧固定柱，所述拉簧沿径向连接在所述内轮与所述拉簧固定柱之间。
[0011]如上所述，本实用新型的车辆制动能量的收集与释放装置结构简单、成本低廉且应用范围广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型车辆制动能量的收集与释放装置的结构示意图。
[0013]图2为本实用新型车辆制动能量的收集与释放装置的主视图。
[0014]图3为本实用新型车辆制动能量的收集与释放装置的侧视图。
[0015]图4为本实用新型装置中制动齿缩回时的结构示意图。
[0016]图5为本实用新型装置中伸缩装置伸长时的结构示意图。
[0017]附图标记说明
[0018]I主动轴11小齿轮
[0019]2棘轮21拉簧固定柱
[0020]3棘轮制动部件41第一单向轴承
[0021]42第二单向轴承5内轮
[0022]51内齿轮6储能部件
[0023]7外轮71外齿轮
[0024]72外圆柱面 8控制圈
[0025]81制动部件 82制动齿
[0026]83滚轮91控制杆
[0027]92伸缩装置
【具体实施方式】
[0028]以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0029]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0030]如图1至图3所示，本实用新型提供一种车辆制动能量的收集与释放装置，该装置包括以下部件:主动轴1，与车辆的工作轴相连接；棘轮2，通过第一单向轴承41连接在主动轴I上；棘轮制动部件3，与车辆的油门联动；控制圈8，通过一根控制杆91与车辆的刹车装置连接并能在控制杆91的带动下直线运动；外轮7，位于控制圈8内且与控制圈8之间设有制动部件81，外轮7上设有中心孔；内轮5，通过第二单向轴承42支承在外轮7的中心孔中，内轮5的内圆周上设有内齿轮51 ;小齿轮11，固定安装在主动轴I上且位于内齿轮51的内部，小齿轮11的外径小于所述内齿轮51的内径；储能部件6，连接在内轮5与棘轮2之间。
[0031]在本实施方式中，在外轮7的外圆周上设有两个外齿轮71，并在两个外齿轮71之间形成有外圆柱面72，控制圈8上设有多个滚轮83 (图中为4个)与外圆柱面72滚动配合。而且在制动部件81上设有与外齿轮71相啮合并可伸缩的制动齿82，从而当需要对外轮7进行制动时，制动齿82伸出并卡住外齿轮71，而当不需要对外轮7进行制动时，所述制动齿82缩回对外齿轮71进行让位。
[0032]进一步地，在本实施方式中储能部件6为拉簧，并且在棘轮2上沿圆周分布有多个拉簧固定柱21 (图中为4个)，使得拉簧沿径向连接在内轮5与拉簧固定柱21之间。并且在拉簧上连接有测力传感器(未图示)，并在控制杆91上设有能改变控制杆91长度的伸缩装置92，所述伸缩装置92可为双作用油缸，从而当测力传感器检测到的拉簧受到的力大于预设值时，伸缩装置92进行伸缩运动使得改变控制杆91的长度。
[0033]以下，对本实施方式中车辆制动能量的收集与释放装置的工作原理进行简单说明。
[0034]车辆正常行驶时，棘轮制动部件3对棘轮2进行制动，控制圈8上的制动部件81对外轮7进行制动，即制动齿82处于伸出状态，并且小齿轮11不与内齿轮51啮合，并假设与车辆的工作轴相连接的主动轴I逆时针旋转，即在图2所示的主视图中主动轴I以及小齿轮11逆时针旋转。
[0035]车辆刹车时，与刹车装置相连的控制杆91向上移动并带动控制圈8、外轮7以及内轮5向上移动，使得内轮5的内齿轮51与主动轴I上的小齿轮11啮合，从而主动轴I带动内轮5逆时针旋转，此时由于棘轮制动部件3的制动使得棘轮2静止不动，因此作为储能部件6的拉簧被拉长，车辆制动能量的收集与释放装置开始收集能量。
[0036]车辆结束刹车时，控制杆91向下移动回到原位，内齿轮51断开与小齿轮11的啮合而结束能量的收集。此时棘轮2处于被制动状态，而且由于外轮7处于被制动状态且第二单向轴承42仅允许内轮5逆时针旋转，因此内轮5不能够向顺时针旋转，由此拉簧维持被拉长的状态，即能量被储存在了拉簧中。
[0037]车辆加速或起动时，与车辆的油门联动的棘轮制动部件3解除对棘轮2的制动，此时拉簧拉动棘轮2逆时针旋转，并且由于第一单向轴承41的特性，棘轮2带动与车辆的工作轴相连的主动轴I逆时针旋转，该旋转方向与车辆正常行驶时车辆工作轴的旋转方向一致，从而将拉簧中储存的能量转换为车辆向前的动力以辅助车辆本身的驱动装置(如发动机)进行加速或起动，车辆制动能量的收集与释放装置完成能量的释放。
[0038]车辆倒车时，与车辆的工作轴相连的主动轴I顺时针旋转，由于第一单向轴承41的特性以及由于棘轮制动部件3不能限制棘轮2的顺时针旋转(附图中例示的棘轮2和棘轮制动部件3构成棘轮机构；棘轮制动部件3和棘轮2也可以为非棘轮机构，则此时需要棘轮制动部件3解除对棘轮2的制动)，因此主动轴I将会带动棘轮2顺时针旋转。此时如果内轮5不能顺时针旋转则有可能会导致拉簧受损或被拉断，因此需要制动部件81上的制动齿82缩回(可参考图4)解除对外轮7的制动，使得内轮5、第二单向轴承42以及外轮7能够被棘轮2和拉簧带动而整体顺时针旋转。
[0039]另外，如果收集能量时拉簧被拉的过长，则也会导致拉簧受损或被拉断，因此当连接于拉簧的测力传感器检测到拉簧所受到的力大于预设值时，伸缩装置92进行伸长(可参考图5)使得内轮5的内齿轮51向下移动而断开与小齿轮11的啮合。
[0040]本实用新型的车辆制动能量的收集与释放装置由于结构简单、成本低廉也可以应用于自行车等人力交通工具上，其应用范围广泛。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0041]上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属【技术领域】中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种车辆制动能量的收集与释放装置，其特征在于，包括以下部件: 主动轴(1)，与车辆的工作轴相连接； 棘轮(2 )，通过第一单向轴承(41)连接在所述主动轴(I)上； 棘轮制动部件(3)，与车辆的油门联动； 控制圈(8)，通过一根控制杆(91)与车辆的刹车装置连接并能在所述控制杆(91)的带动下直线运动； 外轮(7)，位于所述控制圈(8)内且与所述控制圈(8)之间设有制动部件(81)，所述外轮(7)上设有中心孔； 内轮(5)，通过第二单向轴承(42)支承在所述外轮(7)的中心孔中，所述内轮(5)的内圆周上设有内齿轮(51)； 小齿轮(11)，固定安装在所述主动轴(I)上且位于所述内齿轮(51)的内部，所述小齿轮(11)的外径小于所述内齿轮(51)的内径； 储能部件(6 )，连接在所述内轮(5 )与所述棘轮(2 )之间。
2.根据权利要求1所述的车辆制动能量的收集与释放装置，其特征在于，所述外轮(7)的外圆周上设有外齿轮(71)，所述制动部件(81)上设有与所述外齿轮(71)相啮合的制动齿(82)，所述制动齿(82)可伸缩。
3.根据权利要求2所述的车辆制动能量的收集与释放装置，其特征在于，所述外轮(7)的外圆周上还设有外圆柱面(72)，所述控制圈(8)上设有多个滚轮(83)与所述外圆柱面(72)滚动配合。
4.根据权利要求3所述的车辆制动能量的收集与释放装置，其特征在于，所述外轮(7)上的所述外齿轮(71)有两个，所述外圆柱面(72)位于两个所述外齿轮(71)之间。
5.根据权利要求1所述的车辆制动能量的收集与释放装置，其特征在于，所述储能部件(6)为拉簧，所述拉簧上连接有测力传感器，所述控制杆(91)上还设有能改变控制杆(91)长度的伸缩装置(92)。
6.根据权利要求5所述的车辆制动能量的收集与释放装置，其特征在于，所述伸缩装置(92)为双作用油缸。
7.根据权利要求5所述的车辆制动能量的收集与释放装置，其特征在于，所述棘轮(2)沿圆周分布多个拉簧固定柱(21)，所述拉簧沿径向连接在所述内轮(5)与所述拉簧固定柱(21)之间。
【文档编号】B60T1/10GK203637793SQ201320815538
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】谢其君 申请人:上海市杨浦高级中学