一种用于发条发动机的电磁涡流制动器的调温系统的制作方法

1.本实用新型属于发条发动机技术领域，尤其涉及一种用于发条发动机的电磁涡流制动器的调温系统。


背景技术：

2.自然界中存在着各式各样的能量，大至我们身边流动的空气和水，小至生物体内分子的运动，但是这些能量往往需要转换成相应的势能才能实现存储。如果把风能或者流水转换成电能，进而利用蓄电池转化为化学能进行存储，在需要的时候，则把化学能转化为电能并进一步转换为机械能。显然这种多步能量存储与释放的效率是作常低的。在很多情况下，人们也可以把这些能量是对外界所做的功(机械能)转化为弹性能进而存储起来。例如各种弹簧装置、玩具以及钟表的发条等。这种机械能与弹性能之间的转换是通过弹簧材料内部原子间距的变化来实现的。也就是说，当外力作用到弹簧的时候，弹簧材料的原子间距被拉长或缩短，从而将外力所做的功转换成了弹簧的弹性能；而当弹簧被释放的时候，弹簧材料内部的原子间距则会恢复到原始距离，从而将弹性能释放为对外界所做的功。尽管机械能与弹性能之间的转换可以几乎没有损耗，但是弹性变形的材料所能存储的能是密度相对很低。
3.随着西安交通大学丁向东等关于纳米弹簧的研究，设计出了以表面能为媒介，高效存储和释放机械能的新装置——纳米弹簧。与块体弹簧不同，纳米弹簧是通过表面原子的重构来实现能量的存储与释放的。该装置在加载和卸载过程中的表现就像手风琴一样：在加载过程中，车孪晶界向表面能高的孪晶取向移动，从而把外力所做的功转换为纳米装置的表面能而存储起来；在卸载的时候，在存储的表面能的驱动下，孪晶界移向表面较低的孪晶取向，从面将存储表面能转换为机械能。这种纳米弹簧具有显著优于块体弹簧的性能。以截面宽度为2.3nm的纳米弹簧为例，其存储的能量密度超过1000j/cm3。(是钟表发条的1600倍以上)，而且其能量转换效率高达98％，随着弹簧的横截面宽度的增大，装置的能量转换效率虽然有所减小，但是在纳米线的横截面宽度不大于5nm的条件下，其能量转换效率仍然可以保持在95％以上。
4.因此我们可以展望在不久的将来，纳米弹簧将在能量转换领域发挥巨大的作用，特别是在发动机技术领域，有望取代传统的发动机(如：内燃机、外燃机和电动机等)以及蓄电池。目前在相关现有技术中已经提出了采用纳米弹簧构建发条发电机。但是发条发电机在配置使用时还存在一些问题，需要其他辅助部件进行性能优化。例如，在专利cn108301994a中提出发条发动机，实现发条储能的高效转换；并且在备用发条盒处通过电磁涡流制动器调节发条力量。但是电磁涡流制动器在进行发条调节时产生的大量热量，对整个发条发动机带来损伤，影响其正常工作。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术方法的不足，本实用新型的目的在于提出一种用于发条发动机
的电磁涡流制动器的调温系统，能够调节发条发动机的电磁涡流制动器的温度，使其能够保证电磁涡流制动器的温度控制在发条发动机的适宜工作范围内，保证发条发动机正常运行。
6.为实现以上目的，本实用新型采用技术方案是：一种用于发条发动机的电磁涡流制动器的调温系统，基于具有电磁涡流制动器的发条发动机，包括：
7.冷却循环管道，冷却循环管道部分在电磁涡流制动器上布设，冷却循环管道循部分通向电磁涡流制动器的外部；
8.可控换热装置，在外部的冷却循环管道上设置有可控换热装置；
9.温度传感器，设置在电磁涡流制动器上；
10.和控制器，与温度传感器和换热装置电连接，接收温度传感器信号并控制可控换热装置运行工况。
11.进一步的是，所述可控换热装置包括：
12.电控阀，设置在外部的冷却循环管道上，且电控阀的电控端连接至控制器；
13.循环水泵，设置在冷却循环管道上，且循环水泵的电控端连接至控制器；
14.和换热器，换热器的换热端对向外部冷却循环管道，换热器电控端连接至控制器。
15.进一步的是，所述换热器包括：
16.散热翅片，散热翅片设置在外部冷却循环管道上；
17.和风扇，风扇的出风端对向散热翅片，且风扇的电控端连接至控制器。
18.进一步的是，所述散热翅片环向包裹在外部冷却循环管道的外壁上。
19.进一步的是，所述冷却循环管道盘绕在电磁涡流制动器的外表面上。
20.进一步的是，所述冷却循环管道穿插在电磁涡流制动器内部环绕。
21.进一步的是，在所述可控换热装置前端和后端均设置有温度传感器，且温度传感器输出信号传递至控制器。
22.进一步的是，具有电磁涡流制动器的发条发动机，包括：发条发动机的主动力输出轴上设有齿轮组，在所述齿轮组的轴上设置电磁涡流制动器。
23.进一步的是，在内部冷却循环管道上设置有蒸发器，所述可控换热装置包括压缩机和冷凝器，所述压缩机和冷凝器依次设置在外部冷却循环管道。
24.采用本技术方案的有益效果：
25.本实用新型利用冷却循环管道将冷却液在电磁涡流制动器和可控换热装置流动，冷却液吸收磁涡流制动器的热量，循环传递至可控换热装置，由可控换热装置散热后，将冷却后的冷却液返回至可控换热装置再次吸取热量。本实用新型能够调节发条发动机的电磁涡流制动器的温度，使其能够保证电磁涡流制动器的温度控制在发条发动机的适宜工作范围内，保证发条发动机正常运行。
附图说明
26.图1为本实用新型的一种用于发条发动机的电磁涡流制动器的调温系统的结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例中一种具体调温系统的结构示意图；
28.图3为本实用新型实施例中另一种具体调温系统的结构示意图；
29.其中，1是电磁涡流制动器，2是冷却循环管道，3是可控换热装置，4是温度传感器，5是发条发动机，6是主动力输出轴，7是齿轮组；31是电控阀，32是循环水泵，33是散热翅片，34是风扇。
具体实施方式
30.为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。
31.在本实施例中，参见图1-图2所示，一种用于发条发动机的电磁涡流制动器的调温系统，基于具有电磁涡流制动器的发条发动机5，包括：
32.冷却循环管道2，冷却循环管道2部分在电磁涡流制动器1上布设，冷却循环管道2部分通向电磁涡流制动器1的外部；
33.可控换热装置3，在外部的冷却循环管道2上设置有可控换热装置3；
34.温度传感器4，设置在电磁涡流制动器1上；
35.和控制器，与温度传感器4和换热装置电连接，接收温度传感器4信号并控制可控换热装置3运行工况。
36.作为上述实施例的优化方案，所述可控换热装置3包括：
37.电控阀31，设置在外部的冷却循环管道2上，且电控阀31的电控端连接至控制器；通过控制电控阀31调节冷却循环管道2内冷却液的流量，实现温度可控调节；
38.循环水泵32，设置在冷却循环管道2上，且循环水泵32的电控端连接至控制器；利用循环水泵32完成整个冷却循环管道2内的冷却液有效流通；
39.和换热器，换热器的换热端对向外部冷却循环管道2，换热器电控端连接至控制器。
40.其中，所述换热器包括：
41.散热翅片33，散热翅片33设置在外部冷却循环管道2上；
42.和风扇34，风扇34的出风端对向散热翅片33，且风扇34的电控端连接至控制器。
43.通过散热翅片33吸收冷却循环管道2内高温的冷却液的热量，并利用风扇34将散热翅片33的温度快速带走。
44.优选的，所述散热翅片33环向包裹在外部冷却循环管道2的外壁上。提高换热效果，加快换热速率。
45.优化实施例1，所述冷却循环管道2盘绕在电磁涡流制动器1的外表面上，适用性强，无需改变电磁涡流制动器1自身内部结构。
46.优化实施例2，所述冷却循环管道2穿插在电磁涡流制动器1内部环绕，提高降温效果。
47.作为上述实施例的优化方案，在所述可控换热装置3前端和后端均设置有温度传感器，且温度传感器输出信号传递至控制器。实时监测冷却循环管道2内冷却液的换热前后的温度，调节换热工况。
48.例如：换热开始后，当温度差异小于温差阈值，表明前后温度接近一致，无需再进行换热工作，则可以停止换热工作。
49.其中，具有电磁涡流制动器的发条发动机5，包括：发条发动机5的主动力输出轴6
上设有齿轮组7，在所述齿轮组7的轴上设置电磁涡流制动器1。
50.另一种，如图3所示，优化实施方式是：在内部冷却循环管道2上设置有蒸发器，所述可控换热装置3包括压缩机和冷凝器，所述压缩机和冷凝器依次设置在外部冷却循环管道2。
51.为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：
52.当温度传感器4检测到电磁涡流制动器1温度高于正常工作阈值时，由控制器控制可控换热装置3开启工作。由冷却循环管道2将冷却液在电磁涡流制动器1和可控换热装置3流动，冷却液吸收磁涡流制动器的热量，循环传递至可控换热装置3，由可控换热装置3散热后，将冷却后的冷却液返回至可控换热装置3再次吸取热量。
53.冷却循环管道2，冷却循环管道2部分在电磁涡流制动器1上布设，冷却循环管道2循部分通向电磁涡流制动器1的外部；
54.可控换热装置3，在外部的冷却循环管道2上设置有可控换热装置3；
55.温度传感器4，设置在电磁涡流制动器1上；
56.和控制器，与温度传感器4和换热装置电连接，接收温度传感器4信号并控制可控换热装置3运行工况。
57.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。