专利名称：汽车制动动能损耗利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种汽车制动时动能损耗的利用装置。
当今汽车工业飞速发展，新车型不断涌现，但随之而来的能源危机被人们所耽忧。设计师们努力探寻着如何提高燃料燃烧热效率以及最大限度地降低动力传递过程中的机械损耗等节能措施，使汽车的经济性有了很大的提高。但观察目前道路上行驶的各类汽车，当遇有情况需要制动时，使汽车原有动能的大部分，甚至全部地转化成了车轮与地面，制动器等装置的摩擦热及其它形式的无用功白白浪费掉。这不仅浪费燃料而且也加剧发动机、离合器、变速器等机件摩损，同时也增大驾驶员劳动强度。
本实用新型的目的是将汽车制动时所消耗的一部分动能贮存起来，当解除制动准备继续行驶时，贮存的能量自动释放出来，协助主动力源发动机产生使汽车前进的动力。
本实用新型技术解决方案是在汽车左、右驱动轮上方，设置由工作气压控制的摩擦轮机构。汽车制动时，摩擦轮在工作气压作用下，与驱动轮表面接触(接触时刻比原车轮制动器作用时刻略迟)，由于惯性作用，车轮制动器不可能使驱动轮即刻不转，利用驱动轮短暂的旋转，驱动摩擦轮转动。摩擦轮上缠绕着有可绕其来回牵拉的钢丝绳。通过钢丝绳拉动齿条，齿条另一端连接在由拉力弹簧和扭力弹簧组合而成的贮能系统上。齿条的位移引起弹簧弹性变形，使汽车制动时原有动能的一部分转化为拉力弹簧和扭力弹簧的弹性势能。当制动解除时(摩擦轮与驱动轮自动脱离)，弹性势能释放出来，通过齿条——齿轮机构及其它传动装置，将动力传给驱动桥内的减速器被动圆锥齿上，产生使汽车前进的扭矩。
本实用新型的优点，就在于其装用汽车后，能使原汽车在制动时的动能损失，一部分转变为推动汽车前进的动力，在一定程度上节省汽车制动后由静止或低速状态向中速过渡时所需的燃料消耗和降低发动机等机件的磨损，同时由于采用了另设摩擦轮工作贮气筒，继动阀等装置，使装用本实用新型后的汽车仍能保持原有的制动效果。另外，由于在驾驶室内安装了摩擦轮工作气管路分离开关，此分离开关能起到暂时停用和重新恢复本实用新型工作的作用，以避免汽车在下陡坡，通过行人密集路段，倒车等需要制动的情况下，本实用新型的所贮能量对行车安全带来的不利影响。
以下结合附图对本实用新型作进一步阐述。
图1为摩擦轮工作气管路。图2为摩擦轮工作机构。
图3为摩擦轮气室总成。图4为摩擦轮。
图5为联动机构。图6为齿条一齿轮机构。
图7为贮能弹簧系。图8为齿轮传动机构。
图9为装配平面示意图。
图10为定向离合器机构图。
参照
图1，以本实用新型的摩擦轮工作气管路装用东风EQ140－1型汽车为例。虚线部分表示原汽车气管路，实线部分即表示摩擦轮工作气管路。
a、为空气压缩机；b、为单向阀；c、为湿贮汽筒；d、为安全阀；e、为放水阀；f、为取气阀；g、为后回路贮气筒；h、为前回路贮气筒；i、为双腔制动阀；j、为快放阀；k、为后制动室；l、为前制动室；m、为双向阀；n、为气压调节器；o、为气压表；p、气压表；5、为摩擦轮气室总成；F、为挂车制动阀；Q、为气喇叭刮雨器。
摩擦轮工作气路管，主要由分离开关(1)，摩擦轮工作贮气筒(2)，继动阀(3)，波形管(4)，以及铁管螺纹联接头等部件组成。其中，分离开关(1)，继动阀(3)，摩擦轮工作贮气筒(2)均选用原汽车标准件。
铁管(48)用三通接头联接于后制动管(Y)处，然后用螺纹联接头通过分离开关(1)联接于继动阀(3)上腔(49)。铁管(50)两头均带有螺纹联接头，一头接通摩擦轮工作贮气筒(2)，一头与继动阀(3)下腔进气口(51)联接，继动阀(3)下腔出气口(52)通过带有螺纹联接头的铁管(53)、三通接头(54)分两路各与波形管(4)用螺纹联接头接通。再通过波形管(4)与摩擦轮气室(8)用螺纹联接头接通。
制动时，压缩空气从后制动管(Y)处进入，经分离开关(1)进入继动阀上腔(49)。使摩擦轮工作贮气筒(2)与摩擦轮气室(8)联通，贮气筒(2)中的压缩空气经继动阀下腔(51)、(52)，波形管(4)等，进入摩擦轮气室(8)，推动摩擦轮(6)向外伸出。
解除制动时，作用在继动阀上腔(49)的气压下降，摩擦轮气室(8)中的压缩空气通过继动阀(3)排气口排到大气中，摩擦轮(6)在回位弹簧(7)作用下，回到平衡位置。
如在制动时要求摩擦轮(6)不向外伸出，只要拨动安装在驾驶室内的分离开关(1)，断开后制动管路(Y)处与继动阀上腔(49)的通路，摩擦轮气室(8)中就无压缩空气进入，摩擦轮(6)在回位弹簧(7)作用下，始终处于平衡位置。
设置波形管(4)的目的，就是在压缩空气进入摩擦轮气室(8)的过程中起到阻尼作用，使得制动时摩擦轮(6)与驱动轮(S)的接触时刻比原车轮制动器作用时刻略为迟缓，以确保汽车在高速制动时，本实用新型的工作安全。
参照
图1、2、3、4，摩擦轮工作机构主要由摩擦轮(6)、摩擦轮轴(46)，活塞推杆总成(10)〈包括活塞推杆(56)，推杆调节螺杆(14)，推杆叉(12)等〉，活塞(9)，回位弹簧(7)及气室外壳(47)等部件组成。摩擦轮(6)与摩擦轮轴(46)之间通过滚动轴承组成运动副，两端用螺栓将推杆叉(12)紧固于摩擦轮轴(46)上。
活塞推杆(56)与推杆调节螺杆(14)之间通过带有固紧螺母(15)的左、右旋内外螺纹联接。推杆叉接杆(55)与推杆叉(12)用螺母连接。推杆定位支架(16)一端用螺栓固定于支架(11)上，另一端与活塞推杆(56)组成轴向移动副。活塞(9)与活塞推杆(56)焊接于一体。回位弹簧(7)位于活塞(9)与气室外壳(47)之间。支架(11)上端用卡箍固定气室外壳(47)，下端与板簧(W)一起，用U型螺栓(U)紧固于驱动桥(t)上。
制动时，活塞(9)在压缩空气作用下，克服回位弹簧(7)的阻力，推动活塞推杆总成(10)及摩擦轮(6)下行，且使摩擦轮(6)与驱动轮(S)表面以一定的正压力相接触，使摩擦轮(6)获得转动力矩。
解除制动时，活塞(9)上部气室(8)中气压下降，摩擦轮(6)在回位弹簧(7)的作用下离开驱动轮(S)表面。
参照图5，联动机构主要由大滚轮(19)，缓冲扭簧(21)，小滚轮轴(45)，小滚轮(20)等部件组成。
钢丝绳(13)缠绕在摩擦轮(6)中部和大滚轮(19)之间。大滚轮轴(57)与大滚轮(19)加工成一体，一端固定于车架轴承支座(58)上，另一端与缓冲扭簧(21)联接。缓冲扭簧(21)另一端与小滚轮轴(45)联接。小滚轮轴(45)与小滚轮(20)焊接在一起(小滚轮轴(45)也可分段加工，然后用螺栓连接在一起，以利拆装方便)。小滚轮轴(45)中部固定于车架轴承支座(22)上，小滚动(20)上缠绕有钢丝绳(59)，钢丝绳(59)的另一端与齿条(18)连接。
摩擦轮(6)转动时，通过钢丝绳(13)使大滚轮(19)转动，大滚轮(19)通过缓冲扭簧(21)，小滚轮轴(45)带动小滚轮(20)转动，从而通过钢丝绳(59)拉动齿条(18)运动。
参照图6、7，齿条一齿轮机构及贮能弹簧系主要由齿条(18)，齿条被动齿(23)，齿轴(24)，拉力弹簧(25)，扭力弹簧轴(26)，扭力弹簧(27)等部件组成。
齿条(18)安置于导轨(60)上。齿条被动齿(23)与齿轴(24)加工成一体，齿轴(24)上端与车架轴承支座(62)组成运动副。齿条(18)与齿条被动齿(23)相互啮合。齿条(18)尾端与拉力弹簧(25)连接。拉力弹簧(25)另一端通过钢丝绳(61)与扭力弹簧轴(26)连接，钢丝绳(61)缠绕于扭力弹簧轴(26)上，扭力弹簧轴(26)两端各与扭力弹簧(27)连接，扭力弹簧(27)另一端连接在车架(63)上。
汽车正常行驶过程中，齿条(18)不发生位移，弹簧系处于平衡位置。
制动时，钢丝绳(59)拉动齿条(18)运行〈与齿条(18)啮合的齿条被动齿(23)和齿轴(24)也相应发生旋转〉。齿条(18)位移使拉力弹簧(25)扭力弹簧(27)产生出较大的弹性势能。
当制动解除时，拉力弹簧(25)与扭力弹簧(27)在弹性势能作用下，试图回复到原平衡位置，通过齿条(18)，齿条被动齿(23)传递，使齿轴(24)，产生与汽车制动时相反的旋向。
参照图8，齿轮传动机构主要由齿轴(31)、(38)、(40)，万向联轴器(28)，伸缩节(29)，大传动齿(32)，小传动齿(39)，大圆锥齿(34)，小圆锥齿(37)，圆锥主动齿(41)等部件组成。
齿轴(24)与齿轴(31)通过万向联轴器(28)和伸缩节(29)连接。齿轴(31)与大传动齿(32)加工成一体。大传动齿(32)与小传动齿(39)常啮合。小传动齿(39)与齿轴(38)加工成一体。大圆锥齿(34)与小圆锥齿(37)相互啮合，且轴线相交成90°。齿轴(40)与圆锥主动齿(41)加工成一体。圆锥主动齿(41)与减速器被动圆锥齿(42)常啮合。大、小圆锥齿(34)、(37)的内圈分别与齿轴(38)、(40)构成类似棘瓜棘轮机构的定向离合器。齿轴(31)以下的转动机构均安装于改型后的驱动桥后盖(33)内。
汽车正常行驶过程中，减速器被动圆锥齿(42)驱动圆锥主动齿(41)与齿轴(40)转动，而小圆锥齿(37)不转。
汽车制动时，齿轴(24)通过万向联轴器(28)、伸缩节(29)带动齿轴(31)及大传动齿(32)转动，大传动齿(32)驱动小传动齿(39)及齿轴(38)转动，而大圆锥齿(34)不转。这样就使汽车在正常行驶和制动两种情况下，大、小圆锥齿(34)、(37)处于空负荷状态。
解除制动后，拉力弹簧(25)和扭力弹簧(27)在弹性势能作用下，将回复力作用下齿条(18)，通过齿轮转动机构及定向离合器(35)、(36)，及圆锥主动齿(41)等，将与汽车前进方向相同的扭矩传给减速器被动圆锥齿(42)上，以协助发动机输出扭矩推动汽车前进。
参见图8、图9。
缓冲扭簧(21)的强、刚度大于拉力弹簧(25)和扭力弹簧(27)组合而成弹簧系强、刚度，使汽车制动时，既能减轻摩擦轮工作机构所受的冲击载荷，又能避免解除制动后，钢丝绳回复过多。
在贮能过程中，采取以钢丝绳“小轮”带“大轮”的传动方式，以使贮能弹簧系在有限的位移内尽量多贮能。
在释放弹性势能过程中，采取以“大齿”带“小齿”的传动方式，使贮能弹簧系在有限的位移内，尽量保持较长的时间配合发动机对驱动轮作功。
在制动过程中当拉力弹簧(25)，扭力弹簧(27)等机件接近强度极限时，允许摩擦轮(6)能在驱动轮(S)表面有适量“打滑”以卸载〈可通过调节摩擦轮(6)对驱动轮(S)表面的接触正压力大小来实现)。
权利要求1.一种汽车制动动能损耗利用装置，其特征在于在汽车左、右驱动轮(S)的上方，设置由工作气压控制的摩察轮气室总成(5)，摩擦轮(6)上缠绕有钢丝绳(13)，钢丝绳(13)的另一端缠绕在联动机构的大滚轮(19)上，驱动桥上方的齿条一齿轮机构的前端通过钢丝绳(59)与联动机构的小滚轮(20)相连，后端和贮能弹簧系相连，位于经改型后的驱动桥后盖(33)内的齿轮传动机构由万向联轴器(28)和齿条--齿轮机构连接，齿轮传动机构的圆锥主动齿(41)与减速器被动圆锥齿(42)常啮合。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于摩擦轮气室总成(5)由气室外壳(47)与包容其内的活塞(9)，回间弹簧(7)，活塞推杆总成(10)和摩擦轮(6)组成。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于活塞推杆总成(10)由推杆调节螺杆(14)的上、下螺纹用固紧螺母(15)旋接活塞推杆(56)和推杆叉接杆(55)，及用螺母紧固在推杆叉接杆(55)上的推杆叉(12)构成。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于摩擦轮(6)与两头带有螺纹的摩擦轮轴(46)之间通过滚动轴承组成运动副，推杆叉(12)用螺母紧固于摩擦轮轴(46)两端。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于联动机构由大滚动(19)，大滚轮轴(57)，小滚轮(20)，小滚轮轴(45)和缓冲扭簧(21)组成。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于缓冲扭簧(21)的两头分别连接在大滚轮(19)和小滚轮轴(45)上，小滚轮(20)安装在小滚轮轴(45)的中部。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于大滚轮轴(57)和大滚轮(19)加工成一体。
8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于小滚轮轴(45)可分成若干段，用螺栓连接在一起。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于齿条——齿轮机构由齿条(18)和齿条被动齿(23)、齿轴(24)加工成一体的齿条被动齿(23)啮合而成。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于贮能弹簧系由拉力弹簧(25)、钢丝绳(61)、扭力弹簧轴(26)和扭力弹簧(27)组成。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于拉力弹簧(25)前后两头分别连接在齿条(18)和缠绕在扭力弹簧轴(26)上的钢丝绳(61)上，扭力弹簧(27)两头分别连接车架(63)和扭力弹簧轴(26)。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于齿轮传动机构由万向联轴器(28)、伸缩节(29)、齿轴(31)、(38)、(40)、大传动齿(32)、小传动齿(39)、大圆锥齿(34)、小圆锥齿(37)及圆锥主动齿(41)组成。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于大传动齿(32)与小传动齿(39)啮合，大圆锥齿(34)与小圆锥齿(37)啮合，圆锥主动齿(41)与减速器被动圆锥齿(42)啮合。
14.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于齿轴(31)与大传动齿(32)、齿轴(38)与小传动齿(39)、齿轴(40)与圆锥主动齿(41)各加工成一体。
15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于齿轴(38)与齿轴(40)的轴线相交成90°。
16.根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于大、小圆锥齿(34)、(37)与齿轴(38)、(40)之间装有定向离合器(35)、(36)。
17.根据权利要求1所述的装置，其特征在于摩擦轮工作气压由摩擦轮工作气管路提供。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于摩擦轮工作气管路的组成是进气铁管(48)接在后制动管(Y)处，经分离开关(1)接在继动阀(3)的上腔，继动阀(3)下腔的进、出口分别连接摩擦轮工作贮气筒(2)和波形管(4)，波形管(4)的另一头与摩擦轮气室总成(5)相通。
19.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于摩擦轮气室总成(5)由安装在板簧(W)上的支架(11)支撑。
专利摘要本实用新型提供了一种汽车制动时动能损耗的利用装置。
现有汽车制动时，其原有动能的大部分甚至全部地转化成车轮与地面，制动器等装置的摩擦热等形式而损耗掉。本实用新型能将制动时所消耗动能的一部分贮存起来，待制动解除重新启动时，贮存的能量自动释放出来，协助主动力源发动机产生使汽车前进的动力，既降低了燃料消耗，又减轻了汽车的机件磨损，同时又减轻了驾驶员的劳动强度。
文档编号B60T1/10GK2128219SQ9122836
公开日1993年3月17日 申请日期1991年10月29日 优先权日1991年10月29日
发明者徐卫平 申请人:徐卫平