本发明涉及一种机械储能式汽车制动能量回收和释放装置，主要应用于汽车制动时动能的暂时存储、汽车起动或加速时能量的补充。
背景技术：
汽车制动时，通过制动器的制动盘和摩擦片的摩擦作用，汽车行驶动能转化成热能，直接造成能量的损耗。因此将汽车制动时的能量加以回收，再释放到汽车的动力系统具有很强的现实意义。目前存在的制动能的回收方式主要通过电机将汽车的机械能转换成电能、以电能的形式由电池储存，存在能量转换和效率低的问题，而且电池存在放电深度、使用寿命和污染环境的问题。为此，本发明提出一种机械储能式汽车制动能量回收和释放装置,能够将汽车制动时耗散的部分动能，经过两级齿轮传动和无级减速传动，以机械能的形式存储在高速旋转的储能飞轮中，在汽车起动或加速时，重新补充到汽车的动力系统中。
技术实现要素：
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种机械储能式汽车制动能量回收和释放装置，是一种齿轮传动-无级变速-齿轮传动-储能飞轮机构，可实现从汽车传动轴到储能飞轮之间的机械能转移。通过调节两级齿轮传动的齿数、无级变速装置的变速范围、储能飞轮的材料和几何尺寸，能够改变制动能量回收系统的储能量和工作范围。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种机械储能式汽车制动能量回收和释放装置，其特征在于：所述装置采用两级齿轮传动配合金属带式无级变速装置，当汽车制动时，动能由汽车传动轴向储能飞轮传递，利用储能飞轮的增速储存能量，实现制动能量的回收；当汽车重新起动或加速时，储能飞轮减速、储存的能量重新补充到汽车传动轴，实现能量的释放，并通过电磁离合器的和传动轴离合器的结合和断开，控制储能飞轮和汽车传动轴之间的连通和断开，从而实现能量回收和释放装置的启动或停止。
具体的，所述的机械储能式汽车制动能量回收和释放装置，其特征在于：包括汽车传动轴、传动轴离合器、第一级传动大齿轮、第一级传动小齿轮、电磁离合器、金属带式无级变速装置、第二级传动大齿轮、第二级传动小齿轮、储能飞轮；
汽车传动轴上设置有传动轴离合器，汽车传动轴与第一级传动大齿轮同轴连接，第一级传动大齿轮与第一级传动小齿轮相互啮合连接，第一级传动小齿轮和金属带式无级变速装置之间通过电磁离合器连接；
金属带式无级变速装置另一路与第二级传动大齿轮连接，第二级传动大齿轮和第二级传动小齿轮相互啮合连接，第二级传动小齿轮与储能飞轮同轴连接。
进一步的，第一级传动小齿轮上设置第一级传动支承轴，金属带式无级变速装置上设置有无级变速支承轴和第二级传动支承轴，第一级传动小齿轮通过第一级传动支承轴与电磁离合器连接；金属带式无级变速装置通过无级变速支承轴与电磁离合器连接；金属带式无级变速装置通过第二级传动支承轴与第二级传动大齿轮同轴连接。
进一步的，所述的机械储能式汽车制动能量回收和释放装置还包括储能飞轮支承轴，储能飞轮通过储能飞轮支承轴与第二级传动小齿轮同轴连接。
进一步的，所述两级齿轮传动的各齿轮齿数、储能飞轮材料、几何尺寸可变，实现不同储能量。
进一步的，所述金属带式无级变速装置传动比可变，可以改变储能飞轮的调速范围。
机械储能式汽车制动能量回收和释放装置的组成元件依次为：汽车传动轴—传动轴离合器—第一级传动大齿轮—第一级传动小齿轮—第一级传动支承轴—电磁离合器—金属带式无级变速装置—无级变速支承轴—第二级传动大齿轮—第二级传动支承轴—第二级传动小齿轮—储能飞轮—储能飞轮支承轴。
本发明的工作过程，汽车制动时：汽车传动轴→第一级传动大齿轮→第一级传动小齿轮→电磁离合器→金属带式无级变速装置→第二级传动大齿轮→第二级传动小齿轮→储能飞轮；汽车起动或加速时，储能飞轮→第二级传动小齿轮→第二级传动大齿轮→金属带式无级变速装置→电磁离合器→第一级传动小齿轮→第一级传动大齿轮→汽车传动轴。具体的：
当汽车制动时，装在汽车传动轴上的传动轴离合器断开，隔离汽车传动轴与汽车动力源之间的传递；同时，电磁离合器结合，连通汽车传动轴和储能飞轮之间的动力传递线路；调节金属带式无级变速装置的传动比，汽车传动轴上的动力和运动经过第一级传动大齿轮传递到第一级传动小齿轮，然后经过电磁离合器传递到金属带式无级变速装置，然后传递到第二级传动大齿轮、第二级传动小齿轮，传递到与第二级传动小齿轮同轴的储能飞轮，经过两级齿轮传动的加速，储能飞轮实现能量的存储。
当汽车起动或加速时，装在汽车传动轴上的传动轴离合器结合，汽车动力源的动力正常传到汽车传动轴；同时，电磁离合器结合，连通汽车传动轴和储能飞轮之间的动力传递线路；调节金属带式无级变速装置的传动比，储能飞轮储存的能量经过第二级传动小齿轮、第二级传动大齿轮、金属带式无级变速装置、电磁离合器、第一级传动小齿轮、第一级传动大齿轮，补充到汽车传动轴。
当汽车正常行驶时，传动轴离合器结合，同时电磁离合器断开，汽车动力源的动力正常传到汽车传动轴，而汽车传动轴的动力不会传到储能飞轮。
有益效果：本发明提供的机械储能式汽车制动能量回收和释放装置，通过两级齿轮传动和金属带式无级变速传动装置的联合作用，采用两次增速传递到储能飞轮，由高速旋转的储能飞轮以机械能的形式储存，实现汽车传动轴和储能飞轮之间的能量转移，且储能飞轮的储能量大小、工作转速范围均可调节。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图中：汽车传动轴1、轴承座2、轴承3、第一级传动大齿轮4、传动轴离合器5、第一级传动支承轴6、第一级传动小齿轮7、电磁离合器8、金属带式无级变速装置9、第二级传动大齿轮10、第二级传动支承轴11、储能飞轮12、储能飞轮支承轴13、第二级传动小齿轮14、无级变速支承轴15。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种机械储能式汽车制动能量回收和释放装置，包括汽车传动轴1、第一级传动大齿轮4、传动轴离合器5、第一级传动支承轴6、第一级传动小齿轮7、电磁离合器8、金属带式无级变速装置9、无级变速支承轴15、第二级传动大齿轮10、第二级传动支承轴11、第二级传动小齿轮14、储能飞轮12、储能飞轮支承轴13及各支承部位的轴承3和轴承座2；
汽车传动轴1上设置有传动轴离合器5，汽车传动轴1与第一级传动大齿轮4同轴连接，第一级传动大齿轮4与第一级传动小齿轮7相互啮合连接，第一级传动小齿轮7和金属带式无级变速装置9之间通过电磁离合器8连接；
金属带式无级变速装置9另一路与第二级传动大齿轮10连接，第二级传动大齿轮10和第二级传动小齿轮14相互啮合连接，第二级传动小齿轮14与储能飞轮12同轴连接。
进一步的，第一级传动小齿轮7上设置第一级传动支承轴6，金属带式无级变速装置9上设置无级变速支承轴15和第二级传动支承轴11，
第一级传动小齿轮7通过第一级传动支承轴6与电磁离合器8连接；
金属带式无级变速装置9通过无级变速支承轴15与电磁离合器8连接；
金属带式无级变速装置9通过第二级传动支承轴11与第二级传动大齿轮10同轴连接；
还包括储能飞轮支承轴13，储能飞轮12通过储能飞轮支承轴13与第二级传动小齿轮14同轴连接。
所述汽车传动轴1、第一级传动支承轴6、无级变速支承轴15、第二级传动支承轴11和储能飞轮支承轴13上均设置有轴承3和轴承座2。
机械储能式汽车制动能量回收和释放装置的组成元件依次为：汽车传动轴—传动轴离合器—第一级传动大齿轮—第一级传动小齿轮—第一级传动支承轴—电磁离合器—金属带式无级变速装置—无级变速支承轴—第二级传动大齿轮—第二级传动支承轴—第二级传动小齿轮—储能飞轮—储能飞轮支承轴。
本发明的工作原理如下：
汽车制动时：汽车传动轴→第一级传动大齿轮→第一级传动小齿轮→电磁离合器→金属带式无级变速装置→第二级传动大齿轮→第二级传动小齿轮→储能飞轮；
汽车制动时，装在汽车传动轴1上的传动轴离合器5断开，隔离汽车传动轴1与汽车动力源之间的传递。同时，电磁离合器8结合，连通汽车传动轴1和储能飞轮12之间的动力传递线路。调节金属带式无级变速装置9的传动比，汽车传动轴1上的动力和运动经过与之同轴的第一级传动大齿轮4传递到第一级传动小齿轮7，然后经过电磁离合器8传递到金属带式无级变速装置9，然后传递到第二级传动大齿轮10、第二级传动小齿轮14，传递到与第二级传动小齿轮14同轴的储能飞轮12，经过两级齿轮传动的加速，储能飞轮12实现能量的存储。
汽车起动或加速时，储能飞轮→第二级传动小齿轮→第二级传动大齿轮→金属带式无级变速装置→电磁离合器→第一级传动小齿轮→第一级传动大齿轮→汽车传动轴。
汽车起动或加速时，装在汽车传动轴1上的传动轴离合器5结合，汽车动力源的动力可以正常传到汽车传动轴1。同时，电磁离合器8结合，连通汽车传动轴1和储能飞轮12之间的动力传递线路。调节金属带式无级变速装置9的传动比，储能飞轮12储存的能量经过第二级传动小齿轮14、第二级传动大齿轮10、金属带式无级变速装置9、电磁离合器8、第一级传动小齿轮7、第一级传动大齿轮4，补充到汽车传动轴1。
汽车正常行驶时，传动轴离合器5结合，同时电磁离合器8断开，汽车动力源的动力可以正常传到汽车传动轴1，而汽车传动轴1的动力不会传到储能飞轮12。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。