[实用新型]液压式车辆刹车动能回收系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的液压式车辆动能回收系统，可用于汽车、摩托车、电动车、自行车等各种车辆的刹车动能回收与再利用，可降低车辆在行驶过程中由于频繁刹车造成的能量损耗，提高能源利用率。

背景技术

随着科学技术不断进步，居民生活水平不断提高，汽车已经成为日常生活必备的出行工具。截止到2014年，世界汽车保有量达到8.5亿辆，其中中国汽车保有量达到2.6亿辆，并且呈不断增长趋势。伴随着庞大的汽车总量而日益凸显的是愈发严重的环境污染与能源匮乏问题，如何减少汽车的燃油消耗与污染物排放量，实现低碳环保出行，是摆在我们面前的一个迫切而又严峻的课题。

车辆在行驶过程中的能量损耗，绝大部分发生在车辆的刹车过程中，特别是在日益拥堵的城市道路上，随着频繁地刹车，汽车的动能通过刹车片的摩擦转化为热能，是一种极大的能量浪费，也因此，以刹车动能回收为课题，各国展开了广泛的研究，目前的研究方向主要有机械式刹车动能回收与电磁式刹车动能回收两个分支。

机械式刹车动能回收系统中较为著名的是应用在F1赛车上的飞轮式刹车动能回收装置，其技术原理是通过齿轮传动，将动能转化为飞轮的转动势能，当车辆重新起步时，飞轮再通过齿轮将能量反馈于传动轴驱动汽车前进。此项技术的缺点在于当踏下刹车时间过长时，飞轮长时间空转并与空气及轴承摩擦，能量损失较大，适用于赛道行驶中过弯时的短时刹车与再加速，不适合于现代城市道路上有较长停车时间的行驶状况；此外，飞轮储存能量的大小取决于飞轮的转速与自重，当飞轮转速过高时，与空气或轴承摩擦造成的能量损失明显增大，而当飞轮自重增大时，又会同时增加整车重量，反而降低了燃油经济性。由于此项技术的诸多缺点，使其并未能得到广泛地推广应用。

电磁式刹车动能回收系统的原理是通过发电机组，将动能转化为电能进行储存和再利用，此项技术的缺点在于发电量取决于磁场强弱与线圈绕数，磁场过强时会影响车内其他电子元件的运行与乘车人员健康，增加线圈绕数又会增加整车重量，因此目前仅应用于少数家用车型中，发电量也较小，仅能作为车内电器的辅助供电。

在此技术背景下，开发了液压式刹车动能回收系统，此系统相比于机械式与电磁式刹车动能回收系统，具有结构简单，能量转化率高，储存时间长，驱动平稳等优点，可以应用在任何类型车辆上，具有较为广泛的推广前景。

发明内容

为了将汽车刹车时损耗的动能进行回收和再利用，减少能量浪费，降低燃油消耗，发明了液压式车辆刹车动能回收系统。其特征是：液压式车辆刹车动能回收系统由制动离合器、液压泵、液压缸、液压马达、驱动离合器以及配套的单向阀、溢流阀、节流阀与换向阀组成，其中制动离合器和驱动离合器与汽车轮轴相联，是能量的输入和输出端口，液压缸安装于车辆悬挂与车身之间，可以将车身向上顶起。其技术原理是：当车辆制动时，车辆轮轴通过制动离合器带动液压泵向液压缸输油，液压缸伸长后将车身向上顶起，动能转化为重力势能；当制动结束车辆重新起步时，车身自重压缩液压缸将油排向液压马达，液压马达带动驱动离合器作用于车辆轮轴，驱动车辆前行，重力势能重新转化为动能。

附图说明

图1为液压式刹车动能回收系统的液压原理图；

图2为车辆正常行驶时回收系统不工作状态示意图；

图3为车辆制动时的能量回收过程示意图；

图4为车辆再起步时的能量再利用过程示意图；

图中01为车辆轮轴，02为传动齿轮，03为制动离合器，04为过滤器，05液压泵，06为溢流阀，07为节流阀，08为单向阀，09为液压缸，10为车身，11为换向阀，12为液压马达，13为驱动离合器。

具体实施方式

当车辆正常行驶时，制动离合器03与驱动离合器13均处于分离状态，液压式刹车动能回收系统处于不工作状态，如图2所示。

当司机踩下制动踏板，制动过程开始，制动离合器03结合，驱动离合器13分离，换向阀11切换到关闭状态，车轮的转动通过传动齿轮02传递给制动离合器，并带动液压泵05转动开始向液压缸09输油，液压缸09伸长后将车身10向上顶起，刹车动能被转化并储存为车身的重力势能，从而实现了能量的回收过程。在此过程中，过滤器04起到了清洁油路的作用，溢流08起到了压力保护的作用，节流阀07负责调节流量，保证液压缸09的平稳举升，单向阀负责阻断回流，保持液压缸的举升状态。车辆制动时的能量回收过程如图3所示。

当车辆重新起步时，制动离合器03分离，驱动离合器13结合，换向阀11切换到打开状态，车身10在自身重力影响下开始下降，同时压缩液压缸09将油排出，驱动液压马达12转动，通过驱动离合器13传递给齿轮组02，驱动车轮转动，从而实现了能量的再利用过程。在此过程中，节流阀起到了调节流量，保证动力平稳输出的功能。车辆再起步时的能量再利用过程如图4所示。