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技术领域

本发明属于节能设备领域，尤其是一种基于涡卷弹簧的汽车制动能量再利用装置。

背景技术

随着社会发展，汽车已经成为许多家庭不可或缺的交通工具，汽车能耗也已成为人们日 常生活能耗的主要组成部分之一。降低汽车油耗，也是人们越来越关心的问题，一般小汽车 的运行动力几乎完全由汽油发动机提供，在起动瞬间，油耗量竟可达到惊人的30L-40L/100km， 能量浪费严重；此时汽油不充分燃烧的可能性也大大提高，排放废气更多；这种工作模式下， 不仅不节能，还增加了废气排放。

频繁的制动和起动是汽车耗油的主要原因。汽车制动时，动能以热能的形式损失掉，起 动时耗油量比正常行驶耗油量大。

由此，各种汽车能源再利用装置出现在汽车上，经检索，发现若干篇与本专利内容相关 的专利文献，其中，公告号为CN203761115U的中国专利，提供了一种汽车能量回收装置，包 括磁体和带有线圈的金属杆，金属杆上设置有导轨，磁体套接在金属杆上且磁体通过导轨与 金属杆滑动连接，金属杆两端均设有用于位置磁体位置的限位块；金属杆还通过导线与汽车 上的蓄电池相连接。金属杆的数量为6个，两个限位块远离金属杆中心的一侧均设有安装孔， 金属杆通过安装孔与汽车地板固定连接且设在汽车地板下侧，其中4个金属杆与汽车长度方 向平行设置，2个与汽车长度方向垂直设置。汽车能量回收装置能将汽车行驶过程中产生的 多余的机械能转换为电能并存储再利用，节约了能源，减少了汽车的尾气排放。且本装置结 构简单，安装方便，实用性强。

另一篇公开号为CN103661354A的中国专利，提供了一种智能化的汽车能量回收系统，采 用外置模块化的组成结构，分为能量回收控制模块和能量存储模块，能量回收控制模块和能 量存储模块之间通过大功率电缆和控制电缆连接；能量回收控制模块包括汽车状态采集模块、 CPU控制模块、DC/DC能量输出模块、发电机控制单元；而能量存储模块由能量存储单元和电 压控制电路构成；能量回收系统各个单元之间通过工业控制总线连接。本发明能提高能量回 收深度，将节油效率提高到6％-10％的水平。能在车辆减速和加速过程中进行能量转换，可以 把车辆在怠速时多余的能量进行回收；从而一定程度上提高汽车的制动效能，降低刹车系统 的磨损。

另一篇公开号为CN102941845A的中国专利，提供了一种车辆能量回收装置。车轮后轴上 设有同步的传动齿轮一，齿轮一上连接有传动杆一，传动杆一的两端分别设有能够与齿轮一 啮合的齿轮二，传动杆一的另一端通过齿轮二连接有传动杆二，传动杆二通过齿轮三与传动 杆一连接，传动杆二的另一端通过离合器连接有转轮，离合器上设有能够控制其开或合的控 制杆。本发明的优点在于：转轮能够储存一定的动能，实现行驶中的汽车能量过多损失，一 定程度上能够起到节约能源的效果，降低汽车的使用成本。

经对比，上述专利与本专利申请有所不同。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种减少了发动机阻力和废气排放的基于涡 卷弹簧的汽车制动能量再利用装置。

本发明采用的技术方案是：

一种基于涡卷弹簧的汽车制动能量再利用装置，包括传动单元、移动单元，其中传动单 元包括制动锥齿轮、加速锥齿轮以及配合锥齿轮，制动锥齿轮、加速锥齿轮同轴镜像对称安 装在汽车车轮的驱动轴上，制动锥齿轮、加速锥齿轮的锥形部位相向设置，制动锥齿轮、加 速锥齿轮之间留有间隙，在该间隙内设置有一可分别与制动锥齿轮、加速锥齿轮啮合的配合 锥齿轮，该配合锥齿轮通过移动单元在制动锥齿轮、加速锥齿轮之间实现往复运动。

而且，所述移动单元包括底板、滑轨、储能箱以及输出轴，底板固装在汽车底盘上，在 底板上内嵌安装有滑轨，在滑轨上导向运行安装有一储能箱，该储能箱内置有涡卷弹簧以及 齿轮组，齿轮组中的首尾两个齿轮中的一个齿轮作为传动齿轮，该齿轮通过一输出轴与传动 单元的配合锥齿轮同轴安装，另一个齿轮的转轴上同轴套装涡卷弹簧。

而且，所述驱动单元为一液压缸，该液压缸固装在汽车底盘上，通过活塞杆驱动移动单 元的储能箱。

而且，所述管路控制单元包括触碰开关、电磁换向阀组、液压油箱以及连接管路，汽车 的油门踏板以及制动踏板分别安装触碰开关，液压油箱通过管路与驱动单元中的液压缸连接， 在该管路上安装有一套电磁换向阀组，电磁换向阀组通过控制电路与两个触碰开关连接。

而且，所述液压油箱设置在汽车底板或汽车底板上。

本发明优点和积极效果为：

1、本发明提供的基于涡卷弹簧的汽车制动能量再利用装置通过涡卷弹簧与锥齿轮的密切 配合，实现了动能回收与释放的适时切换。

2、本发明提供的基于涡卷弹簧的汽车制动能量再利用装置不仅减少了起动瞬间发动机的 出力，还减少了因为汽油不充分燃烧引起的废气排放，既节能又减排。

3、本发明提供的基于涡卷弹簧的汽车制动能量再利用装置本装置控制系统巧妙利用电磁 换向阀，实现了液压缸的双向利用，达到了对齿轮啮合时的汽车速度进行筛选的目的。

附图说明：

图1为本发明的设计结构原理图。

具体实施方式：

下面通过附图结合具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是 限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种基于涡卷弹簧的汽车制动能量再利用装置，包括传动单元、移动单元、驱动单元以 及管路控制单元，其中传动单元包括制动锥齿轮3、加速锥齿轮2以及配合锥齿轮4，制动锥 齿轮、加速锥齿轮同轴镜像对称安装在汽车车轮的驱动轴1上，制动锥齿轮、加速锥齿轮的 锥形部位相向设置，制动锥齿轮、加速锥齿轮之间留有间隙，在该间隙内设置有一可分别与 制动锥齿轮、加速锥齿轮啮合的配合锥齿轮，该配合锥齿轮通过移动单元在制动锥齿轮、加 速锥齿轮之间实现往复运动；

移动单元包括底板7、滑轨8、储能箱6以及输出轴5，底板固装在汽车底盘上，在底板 上内嵌安装有滑轨，在滑轨上导向运行安装有一储能箱，该储能箱内置有涡卷弹簧以及齿轮 组，齿轮组通过多个齿轮相互配合实现扭力的增加，齿轮组中的首尾两个齿轮中的一个齿轮 作为传动齿轮，该齿轮通过一输出轴与传动单元的配合锥齿轮同轴安装，另一个齿轮的转轴 上同轴套装涡卷弹簧，传动过程中，涡卷弹簧的正向和反向转动实现其能量的储存和释放， 储能箱由驱动单元驱动实现往复运动；

驱动单元为一液压缸10，该液压缸固装在汽车底盘上，通过柱塞杆9驱动移动单元的储 能箱；

管路控制单元包括触碰开关、电磁换向阀组、液压油箱以及连接管路，汽车的油门踏板 以及制动踏板分别安装触碰开关，该液压油箱可以设置在汽车底板或汽车底板上，液压油箱 通过管路与驱动单元中的液压缸连接，在该管路上安装有一套电磁换向阀组，电磁换向阀组 通过控制电路与两个触碰开关连接。

本发明的工作原理是：

通过踩踏油门踏板或者制动踏板来启动不同的触碰开关对电磁换向阀组进行控制，以完 成不同电磁换向阀的通断，从而实现液压油不同方向的输入输出回路，由此实现液压缸的双 向往复做功，最终实现储能箱的往复位移，带动配合锥齿轮分别与制动锥齿轮、加速锥齿啮 合。

当踩下制动踏板时，通过电磁换向阀组的配合实现液压缸对储能箱的平移，从而使配合 锥齿轮分别与制动锥齿轮啮合，配合锥齿轮受力，传动给齿轮组对涡卷弹簧蓄力；当踩下油 门踏板时，通过电磁换向阀组的配合实现液压缸对储能箱的反向平移，从而使配合锥齿轮分 别与加速锥齿轮啮合，涡卷弹簧通过传动给齿轮组对配合锥齿轮传动，配合锥齿轮对加速锥 齿轮发力，由此增加汽车驱动轴的动力。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不 脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本 发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。