专利名称：汽车制动能量回收、储存、二次牵引利用器的制作方法
汽车制动能羞回收、储存、二次牵引利用器
背景技术：
汽车拖拉机，坦克等交通工具，在交通运输中，当需要减速或停车时，由 驾驶员操纵制动装置，使旋转的刹车鼓与刹车蹄片产生压力，从而使旋转的刹 车鼓和静止的刹车蹄片产生摩擦力，此摩擦力使刹车鼓减速或直至停止旋转， 从而与之相连一体的车轮实现减速或停车。
由此可见，车辆在减速或停车时，车辆所具备的动能全部转化为刹车鼓和 刹车蹄片的摩擦力，摩擦力使刹车鼓和刹车蹄片产生磨损和发热，其热量散失 在外界大气中。
发明创造的目的；
是使车辆减速或停车时的动能不会全部转化为刹车鼓和刹车蹄片的磨损和 发热，其中绝大部分转化为液体的压强通过液压储能器，储存起来。当车辆需 要加速时，把储能器里的液压能及时转化为牵引力，从而实现有功制动。
技术方案
.汽车发动机的动力，经过变速箱，传动轴，传到后桥的主减速器。主减速
器是蜗轮和蜗杆成90。实现动力的减速传递。其中蜗杆就是与传动轴相连的主 动锥齿轮。蜗轮就是与半轴相连带动车轮旋转的盆齿。在原车主动锥齿论的工
作位置的背面。即主动锥齿轮轴心线向盆齿的圆心方向延长，直至与盆齿的 外圆线相交，在此位置再装一个主动锥齿轮。我们把原车装配的主动锥齿轮称
为"1号锥齿轮"。其盆齿对称的另一面再装一个主动锥齿轮称为"2号锥齿轮"。 2号锥齿轮的输出端通过一个电磁离合器与一个液压泵相连。制动时当驾驶员轻踏制动踏板时，首先通过網动踏板上的副踏板压縮复位弹簧，产生位移。使制 动踏板上的行程开关闭合，接通2号锥齿轮和液压泵之间的电磁离合器。液压 泵进入工作状态，共泵油的动能来自汽车的惯性，液压泵输出的压压油，通过 管路和电磁换向阀进入液压储能器中。当驾驶员松开制动踏板时，电磁离合器 断开，管路中的液压换向阀处于关闭状态。当汽车需要加速时，同上所述，驾 驶员轻踏加速踏板上的副踏板，加速副踏板压缩复位弹簧，产生位移。使加速 踏板上的荇程开关闭合。接通2号锥齿轮和液压泵之间的电磁离合器。同时， 接通电磁换向阀，使液压储能器中的压力油按原路返回到液压油泵。由于液压 油泵具有可逆性，此时，液压泵逆变为液压马达，推动2号主动锥齿轮旋转，
从而带动主减速器盆齿的旋转，实现动力的输出。 有益效果
本发明，能实现制动动能利用率达到80%。在提倡构建节约型社会，减少 温室气体排放，和石油短缺，油价飞涨的今天，具有战略性和社会性效益。试 想假如中国一天有--千万辆汽车在运行。每辆车都使用该产品，每辆车一天 能省1元钱，每天就为国家节省1千万元。假如煤炭为500元/吨。 一天可少烧 500万吨煤。
另外，还可以减少刹车鼓和制动蹄片的磨损，延长使用寿命。提高汽车在
长大下坡道时，由于制动蹄片发热，造成制动力下降，提高汽车制动安全性。
同时。避免牵引制动时，发动机的高速运转，造成发动机磨损过甚。因此延长 汽车大修里程。
同时，在牵引工况时，大大改善了后盆齿的受力环境从需要大扭矩，低转 速的单边受力。改变为双边同时受力。即1号锥齿轮来自发动机的动力和2号锥齿轮液压马达的动力。同时输出动力。即"前拉后推"。使后桥主减速器及其 轴承寿命大大延长。
在汽车启动亏电情况下，还可以用千斤顶，顶起任--一侧牵引轮。变速箱 挂入二档，接通此系统，来作为发动机的启动能源使用。 结合附图做进一步说明
以二汽产EQ140系列车型为例，说明本技术方案的动力传动图如(附
图1 )
所示
在附图1中零件顺每1~9都是现有车辆所具有的。在盆齿7的另一面，安 装2号主动锥齿轮1-1。锥齿轮轴！3。通过法兰盘和前端带有电磁离合器的液压 泵15相连。
当汽车牵引工况时，动力经传动轴1带动1号主动锥齿轮6旋转，1号主动 锥齿轮6和盆齿7为常啮合齿。因此，动力经1号主锥齿轮6传递到盆齿7后， 通过差速器行星齿轮10,传递到半轴8后。'由于半轴法盘用螺栓和车轮连接。 因此，半'轴8带动19旋转。此时，电磁离合器14处于断开状态。2号主动锥齿 轮11在盆齿7上为^转，动力不能传递到液压泵15上。
当汽车在制动工况时，由于变速箱在空档位置，l号主动锥齿轮在盆齿7上 为空转》汽车的动能通过盆齿7传递到2号主动锥齿轮11。由于离合器14处于 结合状态，因此，液压泵15处于工作状态，向储能器输入液压油，即液压泵15 工作时，消耗掉大量的汽车惯性动能，转变为储能器的液压能量。
当汽车在制动后，再次处于牵引工况时，1号主动锥齿轮和2号主动锥齿轮 同时处于工作状态，使盆齿7处于"前拉后推"之势。l号主动锥齿轮的动力是 发动机经变速箱，传动轴，传递过来的。2号主动锥齿轮是储能器中的高压油释放出来给液压泵，由于液压泵是动力可逆原件，此时，液压泵15变为动力远件 ——液压马达。通过闭合的，电磁离合器14传递给2号主动锥齿轮，来推动盆
齿7，通过半轴8实现动力输出。
具体实施方法
以二汽产EQ140为例加以说明
一、机械部分
1. 首先把原车上的后桥壳后盖去掉
2. 换上所加工的主减速器壳，我们称之谓2号主减速器壳(原车上前端 的称之谓1号主减速器壳)如(附图2)所示。2号主减速器壳的外形和内 部尺寸及结构与1号主减器壳一样。区别之处是把1号主减速壳后端的差速 器轴承底座(左右各一个)用机加工——线切割方法去掉即可。
3. 到液压泵制造厂定做与原车主动锥齿轮尾端花键相配合的液压泵。液 压泵前端安装法兰与液压泵主体之间要预留安装螺栓的余留尺寸。液压泵输 入轴上装之与其扭矩大小相匹配的电磁离合器。如(附图3 )所示。
4. 购实原车上的主动锥齿轮一个，和加工的2号主减速壳按原车装配1 号主动锥齿轮时的技术要求进行装配。然后把液压泵和2号主动锥齿轮前轴
承座相连接。如(附图4)所示。
5. 制造耐高压刚性连接油管，如(附图5')所示。
6. 制造一级、二级、三级液压储能器，如(附图6)所示。
7. 把一级、二级、三级分别安装到后桥壳两臂的前、上、后部，并用地 脚螺栓安装牢。共三级。每级并联两个储能器后，再分别串连为三级。共6 个储能器。如(附图7)所示。8.用高压油管和液压泵进出油口相连结。同一级别的两个储能器为并 联，级与级之间为串联。 一级、二级、三级储能器分别为低级、中级、高级 储能器。
二、液压部分如(附图8)所示
1. 当汽车在减速或停:乍工况时，由驾驶员轻踏制动副踏板时，给三位通 换向电磁阀4和液压泵6上的电磁离合器-个电信号。使电磁阀4向左移动， 接通右端油路。由于液压泵6上的电磁离合器闭合，汽车动能通过半轴一行 星齿轮一盆齿一主动锥齿轮一电磁离^"器一液庄泵。使液压泵工作，向外输 出高压油。顶开单向阀9，液压油首先压缩一级储能器里的复位弹簧。使活 寨向右移动.。一级储能器油压充满后，进入二级储能器。二级储能器充满后 进入三级储能器，三次储能器充满后，系统自动打开溢流阀，多余的油回油 箱。即刹车动能转化为液压能。
2. 当汽车减速或停车后进入加速工况时，由驾驶员轻踏加速副踏板时。 也给三位二通换向电磁阀4和液压泵6上的电磁离合器一个电信号。使电磁 阀4向右移动。接通左端油路储能器中的高压油分别从三级、二级、 一级贿 能器中依次进入液压泵中，由于液压泵为动力可逆元件，此时，液压泵逆变 为液压马达。同时，液压马达前端的电磁离合器闭合，使马达轴与2号主动 锥齿轮轴连为一体，动力经液压马达一电磁离合器一2号主动锥齿轮一盆齿 —行星齿轮一半轴一车轮。向外输出动力，即液压能转化为牵引动能。
三、电气部分
1. 主刹车踏板及副踏板如(附图9)。
2. 电气安全f^锁装置如(附图IO(1) .2号主动锥齿轮后面的电磁离合器，在驾驶室里装有手动闭合开关， 当需频繁点触刹车或长期低速运行时，可由驾驶员断开其电路，把此系统甩掉， 同时仪表盘有警灯提示。
(2) 在手刹管路中装一个气压开关或行程开关，当手刹在工作时，电磁离 合器电路处于断开状态，避免停车时误踩制动踏板，造成接通电磁离合器，引 起窜车。
(3) .在加速踏板上接入"于门"电路，只有在加速踏板工作后，即发动机 转速高于怠速运转时，向外输出动力，车辆行驶后，再踩制动踏板，2号电磁离 合器和电磁换向阀进入工作状态。一旦松开制动踏板后，再踩制动踏板，本系 统不会进入工作状态。即避免汽车在预见性制动减速的工况时，溜车后，在接 近目标停车吋，第二次踩制动踏板时，造成接通电路和液压系统后。其动能小 于第--次动能。这样会造成刹车冲撞甚至窜车。
(4) .此电路系统和点火钥匙的一档属于"于门"电路，当点火钥匙在关闭 时，此电路为非工作状态。
(5) .汽车在特长大下坡道时可接入液压制动状态，当车辆小于20km/h时， 自动断开电路，当大于20km/h时，自动闭合。
(6) .电路系统为一切故障导向安全。即。电磁离合器，电磁换向阀，当故 障时，为开放状态。
附圉图面说明
图l是动力传递示意图
图中标号l是传动轴；2是传动轴法兰盘；3是传动轴连接嫘栓；
4是1号主动锥齿轮轴5是1号主动锥齿轮圆锥滚柱承轴；6是1号主动锥齿轮；7是盆齿；8是半轴；9是盆齿圆锥滚柱轴承；10是 差速器行星齿轮；U是2号主动锥齿轮；12是2号主动锥齿轮轴承； 13是2号主动锥齿轮轴；14是电磁离合器；15是液压泵；16是液压 泵出油口； 17是液压泵进油口； 18是汽车运行方向；19是车轮
图2是2号主减速器壳。 图3是液压泵
图中标号11是2号主动锥齿轮；14是电磁离合器15是液压泵 16是液压泵出油品；.17是液压泵进油口 。 图4是后桥装配剖面图
图中标号1是2号主动锥齿轮；2是轴承调整螺母；3是圆锥滚 动轴承；4是1号主减速器壳；5是差速器壳；6是支承蟝栓；7是盆 齿;.8是进油道；9是调整垫片；10是防尘罩；11是叉形凸缘；12 是油封；13是圆锥轴承；H是调整垫片；15是轴承座；16是回油道； n是圆锥轴承；18是1号主动锥齿轮；19是圆柱轴承；20是行星齿 轮垫片；21是行星齿轮；22是电磁线图23是电磁离合器；24是液 压马达《
图5是钢性油管接头
图中标号i是紧固螺母；2是储能器；3是出油管喇叭口； 4是
油管奶头；5是油管 图6是液压储能器
图中标号l是进油口; 2是地脚孔；3是0形胶圈；4是活塞；5 是缸体；6是回位弹簧；7是回油口； g是缸体压盖；9是压盖嫘母；IO是溢油口。
图7是后桥^配立体效果图。
图8是液压动力传递图
图中标号1是三级储能器；2是二级储级器；3是一级储能器；4 是三位二通换向电磁阀；5是系统溢流阀；6是动力可逆液压泵；7 是液压油箱；8是单向阀。
图9是主副刹车踏板装配示意图
图中标号1是副刹车踏板；2是复位弹簧；3是主刹车踏板；4 是杀ii车总泵；5是刹车开关。 图10是电气原理图
图中标号l是电源闸刀；2是电瓶；3是点火锁；4是手刹器；5 是保险；6是转换开关；7是加速踏板控制器；8是加速踏板；9是制 动踏板控制器r 10是制踏板；11是2号主动锥齿轮；12是龟磁离合 器；13是液压泵；14是速度传感器15是液压制动指示灯。
10
权利要求
1. 汽车制动能量回收、储存、二次牵引利用器。其特征是从动力部件——盆齿上，巧妙的利用盆齿和主动锥齿啮合点的对称部位，安装可逆变的动力件。如液压泵或直流电机。在汽车制动工况时利用电气系统的控制，使液压泵输入轴上的电磁离合器闭合。液压泵进入工作工况，向外输出高压油，并把高压油储存在液压储能器中。当汽车在牵引工况时液压泵逆变为液压马达。储能器中的高压油，推动液压马达高速旋转，从而与之相连的2号锥齿轮带动从动盆齿旋转。实现动力的输出。由于，汽车传动轴上的1号主动锥齿轮，也在对外输出动力。使盆齿行成了“前拉后推”的状态，大大改善了盆齿及其轴承的受力状态。当安装可逆的动力件直流电机。其安装使用的技术特征是一样的。不同之处为1直流电动机前端不需要安装电磁离合器。2液压储能器变为电容器。但在电容器前端安装“直一交转换器”既可。以上两种技术目前社会上均为空白。现市场上的技术为当汽车进入制动工况时，依靠刹车蹄片和刹车毂产生摩擦阻力来制动。其结果将会导致刹车蹄片和刹车毂磨损并发热。
2. 凡采用在曲轴输出端以后，安装可逆变动力元件并回收制动能量,并在牵引工况时利用的。如在变速箱箱体上或传动轴，半轴，车轮上等。
全文摘要
本发明所属领域为汽车、拖拉机、坦克等交通运输业。需要解决目前市场上，车辆在制动时，其惯性力转变为刹车毂和刹车蹄片产生磨损和发热。造成材料和能源的浪费。本发明的技术特征是在主减速器中盆齿的后端，安装可逆变动力元件，如液压泵，直流电动机等。并回收，储存其能量，当牵引工况时，把此能量及时释放出来。其目的是节约燃油，延长车辆使用寿命。具体实施中，2号主动锥齿轮安装在2号主减速器壳上。把一、二、三级液压储能器用刚性油管和液压泵相连。最后，改造加速、制动踏板。在其原踏板上安装副踏板。按电器原理图安装电器元即可。
文档编号B60T1/10GK101497306SQ200810074349
公开日2009年8月5日 申请日期2008年2月3日 优先权日2008年2月3日
发明者姚建民 申请人:姚建民