| 专利名称： | 一种弹簧制动蓄能汽车起步器 | ||
| 专利名称(英文)： | A spring brake energy-storage automobile starting device | ||
| 专利号： | CN201610110499.0 | 申请时间： | 20160229 |
| 公开号： | CN105667467A | 公开时间： | 20160615 |
| 申请人： | 河南师范大学 | ||
| 申请地址： | 453007 河南省新乡市牧野区建设东路46号 | ||
| 发明人： | 赵旭; 王天兴; 纪向辉; 杨米米 | ||
| 分类号： | B60T1/10; B60K17/04 | 主分类号： | B60T1/10 |
| 代理机构： | 新乡市平原专利有限责任公司 41107 | 代理人： | 路宽 |
| 摘要： | 本发明公开了一种弹簧制动蓄能汽车起步器，由壳体及设置于壳体内部的传动机构、能量收集与利用机构和制动锁能机构组成，由传动机构将车辆传动轴的动能传递给能量收集与利用机构，并将能量收集与利用机构收集的能量传递给车辆以驱动车辆起步，由能量收集与利用机构完成能量的输入、收集和输出，实现能量的充分利用。本发明体积较小、易于安装、成本低廉且使用方便，能够方便地安装在汽车上并投入使用。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a spring brake energy-storage automobile start, is fixed to the shell is composed of a shell and the interior of the transmission mechanism, energy collection and utilization mechanism and the brake lock can mechanism, of the vehicle by a transmission mechanism of the kinetic energy of the drive shaft is transferred to the energy collection and utilization mechanism, and the energy collection and utilization mechanism collection of energy transfer start to the vehicle in order to drive the vehicle, the energy collection and utilization mechanism to complete the input of energy, collection and output, full use of the energy. The volume of this invention is relatively small, easy to install, low cost and easy to use, can be conveniently installed and put into use on the car. | ||
1.一种弹簧制动蓄能汽车起步器，其特征在于该弹簧制动蓄能汽车起步器由壳体及设置于壳体内部的传动机构、能量收集与利用机构和制动锁能机构组成，其中传动机构包括驱动轴A、电磁离合器C和驱动轴B，该传动机构通过设置于驱动轴A和驱动轴B上的轴承固定于壳体上，驱动轴A的一端通过相互啮合的齿轮与车辆传动轴相连，驱动轴A的另一端与电磁离合器C的输入侧相连，电磁离合器C的输出侧与驱动轴B的一端相连，该驱动轴B上设有正反转传感器；能量收集与利用机构包括变速器A、电磁离合器A、弹簧、电磁离合器B、变速器B、棘轮组和转轴，该能量收集与利用机构通过设置于变速器A输入轴前端的轴承、设置于弹簧外侧的弹簧固定架、设置于棘轮组转轴末端的轴承及设置于转轴两端的轴承固定于壳体上，变速器A的输入轴通过相互啮合的齿轮与驱动轴B的另一端相连，变速器A的输出轴与电磁离合器A的输入侧相连，电磁离合器A的输出侧通过传输轴与弹簧制动盘固定连接，弹簧制动盘与弹簧转轴的一端固定连接，该弹簧转轴的另一端固定连接有弹簧制动盘，弹簧转轴的中部与弹簧的内缘固定连接，弹簧转轴上设有圈数传感器，弹簧的外缘与弹簧固定架固定连接，连接于弹簧转轴另一端的弹簧制动盘通过传输轴与电磁离合器B的输入侧相连，电磁离合器B的输出侧与变速器B的输入轴相连，变速器B的输出轴与棘轮组相连，变速器B输出轴上设有转速传感器A，棘轮组转轴上设有转速传感器B，棘轮组转轴通过相互啮合的齿轮与转轴的一端相连，转轴的另一端通过相互啮合的齿轮与驱动轴B的另一端相连；制动锁能机构包括液压缸、液压推杆和步进电机，该制动锁能机构通过设置于液压缸上的支架和电机支架固定于壳体上，液压缸的末端设有与弹簧制动盘相对的活塞B，该活塞B上分别设有制动摩擦片，液压缸的前端设有活塞A，该活塞A与液压推杆固定连接，步进电机固定于电机支架上，步进电机转轴上的齿轮与液压推杆上的齿条相啮合，液压缸通过输油管与储油箱相连，该储油箱上设有输油孔。
2.根据权利要求1所述的弹簧制动蓄能汽车起步器，其特征在于：所述的弹簧制动蓄能汽车起步器还包括控制系统，该控制系统由中央处理器、信号输入模块、动作输出模块、控制模块和电源电路模块组成，中央处理器的输入端分别通过线路与信号输入模块中的圈数传感器、正反转传感器、转速传感器A和转速传感器B电性连接，中央处理器的输出端分别通过线路与动作输出模块中的电磁离合器A、电磁离合器B、电磁离合器C和步进电机电性连接，中央处理器的电源端依次通过线路与控制模块中的控制按钮电路和控制按钮电性连接，电源电路模块中的电源通过电源适配器分别为控制模块、信号输入模块和动作输出模块提供电能。
3.根据权利要求1所述的弹簧制动蓄能汽车起步器，其特征在于：所述的转轴输入端处的齿轮半径大于转轴输出端处的齿轮半径。
1.一种弹簧制动蓄能汽车起步器，其特征在于该弹簧制动蓄能汽车起步器由壳体及设置于壳体内部的传动机构、能量收集与利用机构和制动锁能机构组成，其中传动机构包括驱动轴A、电磁离合器C和驱动轴B，该传动机构通过设置于驱动轴A和驱动轴B上的轴承固定于壳体上，驱动轴A的一端通过相互啮合的齿轮与车辆传动轴相连，驱动轴A的另一端与电磁离合器C的输入侧相连，电磁离合器C的输出侧与驱动轴B的一端相连，该驱动轴B上设有正反转传感器；能量收集与利用机构包括变速器A、电磁离合器A、弹簧、电磁离合器B、变速器B、棘轮组和转轴，该能量收集与利用机构通过设置于变速器A输入轴前端的轴承、设置于弹簧外侧的弹簧固定架、设置于棘轮组转轴末端的轴承及设置于转轴两端的轴承固定于壳体上，变速器A的输入轴通过相互啮合的齿轮与驱动轴B的另一端相连，变速器A的输出轴与电磁离合器A的输入侧相连，电磁离合器A的输出侧通过传输轴与弹簧制动盘固定连接，弹簧制动盘与弹簧转轴的一端固定连接，该弹簧转轴的另一端固定连接有弹簧制动盘，弹簧转轴的中部与弹簧的内缘固定连接，弹簧转轴上设有圈数传感器，弹簧的外缘与弹簧固定架固定连接，连接于弹簧转轴另一端的弹簧制动盘通过传输轴与电磁离合器B的输入侧相连，电磁离合器B的输出侧与变速器B的输入轴相连，变速器B的输出轴与棘轮组相连，变速器B输出轴上设有转速传感器A，棘轮组转轴上设有转速传感器B，棘轮组转轴通过相互啮合的齿轮与转轴的一端相连，转轴的另一端通过相互啮合的齿轮与驱动轴B的另一端相连；制动锁能机构包括液压缸、液压推杆和步进电机，该制动锁能机构通过设置于液压缸上的支架和电机支架固定于壳体上，液压缸的末端设有与弹簧制动盘相对的活塞B，该活塞B上分别设有制动摩擦片，液压缸的前端设有活塞A，该活塞A与液压推杆固定连接，步进电机固定于电机支架上，步进电机转轴上的齿轮与液压推杆上的齿条相啮合，液压缸通过输油管与储油箱相连，该储油箱上设有输油孔。
2.根据权利要求1所述的弹簧制动蓄能汽车起步器，其特征在于：所述的弹簧制动蓄能汽车起步器还包括控制系统，该控制系统由中央处理器、信号输入模块、动作输出模块、控制模块和电源电路模块组成，中央处理器的输入端分别通过线路与信号输入模块中的圈数传感器、正反转传感器、转速传感器A和转速传感器B电性连接，中央处理器的输出端分别通过线路与动作输出模块中的电磁离合器A、电磁离合器B、电磁离合器C和步进电机电性连接，中央处理器的电源端依次通过线路与控制模块中的控制按钮电路和控制按钮电性连接，电源电路模块中的电源通过电源适配器分别为控制模块、信号输入模块和动作输出模块提供电能。
3.根据权利要求1所述的弹簧制动蓄能汽车起步器，其特征在于：所述的转轴输入端处的齿轮半径大于转轴输出端处的齿轮半径。
翻译：技术领域
本发明属于汽车节能装置技术领域，具体涉及一种弹簧制动蓄能汽车起步器。
背景技术
在城市道路中，几乎每个十字路口都设置有红绿灯，并且由于城市交通拥挤，汽车在城市路面行驶时，经常会出现“制动-起步-再制动-再起步”的情况，而汽车在制动的过程中，制动片与制动盘摩擦使汽车制动，摩擦产生的能量以热能的形式散失，无法得以重新利用，而汽车在起步的过程中也是十分耗油的。
公开号为CN101857013A的专利公开了一种同轴渐开线弹簧制动蓄能器，该蓄能器系统启动后，制动脱离弹簧盘架，因弹簧力的作用向顺时针方向转动并通过动棘轮推动凸轮机构使离合器断开，此时弹簧内圈由于定棘轮的作用成为支点使弹簧外圈推动弹簧盘架、动棘轮、凸轮销、凸轮槽端头、斜齿离合器B、花键和转轴同向转动，释放弹簧扭矩。然而该专利存在以下不足之处：（1）如何将弹簧的弹性势能锁住，在需要的时候释放；（2）汽车驱动轴的转速非常快，直接带动弹簧蓄能并不合适；（3）根据弹簧材料的不同，弹簧达到最大蓄能后如何处置；（4）弹簧储存起来的弹性势能通过何种方式传送到汽车驱动轴使汽车行驶；（5）汽车在倒车的时候能否适用；（6）当汽车驱动轴的转速大于弹簧的转速时，该装置会阻碍汽车的正常行驶。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种体积较小、易于安装、成本低廉且使用方便的弹簧制动蓄能汽车起步器，该装置由传动机构将车辆传动轴的动能传递给能量收集与利用机构，并将能量收集与利用机构收集的能量传递给车辆以驱动车辆起步，由能量收集与利用机构完成能量的输入、收集和输出，实现能量的充分利用。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种弹簧制动蓄能汽车起步器，其特征在于该弹簧制动蓄能汽车起步器由壳体及设置于壳体内部的传动机构、能量收集与利用机构和制动锁能机构组成，其中传动机构包括驱动轴A、电磁离合器C和驱动轴B，该传动机构通过设置于驱动轴A和驱动轴B上的轴承固定于壳体上，驱动轴A的一端通过相互啮合的齿轮与车辆传动轴相连，驱动轴A的另一端与电磁离合器C的输入侧相连，电磁离合器C的输出侧与驱动轴B的一端相连，该驱动轴B上设有正反转传感器；能量收集与利用机构包括变速器A、电磁离合器A、弹簧、电磁离合器B、变速器B、棘轮组和转轴，该能量收集与利用机构通过设置于变速器A输入轴前端的轴承、设置于弹簧外侧的弹簧固定架、设置于棘轮组转轴末端的轴承及设置于转轴两端的轴承固定于壳体上，变速器A的输入轴通过相互啮合的齿轮与驱动轴B的另一端相连，变速器A的输出轴与电磁离合器A的输入侧相连，电磁离合器A的输出侧通过传输轴与弹簧制动盘固定连接，弹簧制动盘与弹簧转轴的一端固定连接，该弹簧转轴的另一端固定连接有弹簧制动盘，弹簧转轴的中部与弹簧的内缘固定连接，弹簧转轴上设有圈数传感器，弹簧的外缘与弹簧固定架固定连接，连接于弹簧转轴另一端的弹簧制动盘通过传输轴与电磁离合器B的输入侧相连，电磁离合器B的输出侧与变速器B的输入轴相连，变速器B的输出轴与棘轮组相连，棘轮组转轴通过相互啮合的齿轮与转轴的一端相连，转轴的另一端通过相互啮合的齿轮与驱动轴B的另一端相连；制动锁能机构包括液压缸、液压推杆和步进电机，该制动锁能机构通过设置于液压缸上的支架和电机支架固定于壳体上，液压缸的末端设有与弹簧制动盘相对的活塞B，该活塞B上分别设有制动摩擦片，液压缸的前端设有活塞A，该活塞A与液压推杆固定连接，步进电机固定于电机支架上，步进电机转轴上的齿轮与液压推杆上的齿条相啮合，液压缸通过输油管与储油箱相连，该储油箱上设有输油孔。
进一步限定，所述的弹簧制动蓄能汽车起步器还包括控制系统，该控制系统由中央处理器、信号输入模块、动作输出模块、控制模块和电源电路模块组成，中央处理器的输入端分别通过线路与信号输入模块中的圈数传感器、正反转传感器、转速传感器A和转速传感器B电性连接，中央处理器的输出端分别通过线路与动作输出模块中的电磁离合器A、电磁离合器B、电磁离合器C和步进电机电性连接，中央处理器的电源端依次通过线路与控制模块中的控制按钮电路和控制按钮电性连接，电源电路模块中的电源通过电源适配器分别为控制模块、信号输入模块和动作输出模块提供电能。
进一步限定，所述的转轴输入端处的齿轮半径大于转轴输出端处的齿轮半径。
本发明的运行过程为：
（一）制动蓄能：电磁离合器C闭合，电磁离合器A闭合，电磁离合器B分离，制动锁能装置不工作、弹簧制动盘可自由旋转。汽车传动轴正转，带动驱动轴A和驱动轴B反转，依次带动变速器A和电磁离合器A正转，变速器A将转速减小、扭矩增大后，最终带动弹簧转轴转动，从而带动弹簧蓄能。
（二）放能驱动：电磁离合器C闭合（在状态一的情况下，电磁离合器C不需动作），电磁离合器A分离，电磁离合器B闭合，制动锁能装置不工作，弹簧制动盘可自由旋转。弹簧反转，带动弹簧转轴反转，变速器B将传来的转速增大、扭矩减小、效率提高后传递给棘轮组，棘轮组通过齿轮、转轴将动能传递给汽车传动轴，使汽车传动轴正转，从而使汽车起步。当转速传感器B传出的速度大于转速传感器A传出的速度时，电磁离合器C分离，该装置停止工作。
以下四种状态达到条件时自动工作，无需人工操作：
（三）弹簧蓄能达到最大：当圈数传感器传出的信号表示弹簧蓄能达到最大时，电磁离合器A分离，电磁离合器B分离，电磁离合器C分离，制动锁能装置将弹簧制动盘抱死，汽车的动能转化为弹性势能储存在弹簧里。
（四）车已停止，但弹簧蓄能未达到最大：当圈数传感器传出的信号表示圈数大于零，并且正反转传感器传出的信号表示驱动轴未转动，此时，电磁离合器A分离，电磁离合器B分离，电磁离合器C闭合（保持原状态，无需动作），制动锁能装置将弹簧制动盘抱死。汽车的动能转化为弹性势能储存在弹簧里。
（五）该装置驱动轴的转速小于汽车传动轴的转速：当转速传感器B传出的速度大于转速传感器A传出的速度时，电磁离合器C分离，该装置停止工作。
（六）倒车：当正反转传感器传出的信号为正转时，表示倒车，此时电磁离合器C分离，该装置停止工作。
本发明体积较小、易于安装、成本低廉且使用方便，由传动机构将车辆传动轴的动能传递给能量收集与利用机构，并将能量收集与利用机构收集的能量传递给车辆以驱动车辆起步，由能量收集与利用机构完成能量的输入、收集和输出，实现能量的充分利用，能够方便地安装在汽车上并投入使用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的内部结构示意图；
图3是本发明中弹簧蓄能装置的结构示意图；
图4是本发明中制动锁能装置的结构示意图；
图5是本发明的线路模块图。
图中：1、弹簧，2、弹簧固定盘，3、弹簧转轴，4、弹簧制动盘，5、变速器A，6、变速器B，7、电磁离合器A，8、电磁离合器B，9、电磁离合器C，10、棘轮组，11、驱动轴A，12、驱动轴B，13、转轴，14、齿轮，15、轴承，16、输油孔，17、输油管，18、储油箱，19、步进电机，20、电机支架，21、液压推杆，22、活塞A，23、活塞B，24、制动摩擦片，25、圈数传感器，26、正反转传感器，27、转速传感器A，28、转速传感器B，29、壳体。
具体实施方式
结合附图详细描述本发明的具体内容。一种弹簧制动蓄能汽车起步器，由壳体29及设置于壳体29内部的传动机构、能量收集与利用机构和制动锁能机构组成，其中传动机构包括驱动轴A11、电磁离合器C9和驱动轴B12，该传动机构通过设置于驱动轴A11和驱动轴B12上的轴承固定于壳体29上，驱动轴A11的一端通过相互啮合的齿轮与车辆传动轴相连，驱动轴A11的另一端与电磁离合器C9的输入侧相连，电磁离合器C9的输出侧与驱动轴B12的一端相连，该驱动轴B12上设有正反转传感器26，正反转传感器26用于传递车辆传动轴是否转动（车辆是否行使）、正转或反转（车辆后退或前进）信号；能量收集与利用机构包括变速器A5、电磁离合器A7、弹簧1、电磁离合器B8、变速器B6、棘轮组10和转轴13，该能量收集与利用机构通过设置于变速器A5输入轴前端的轴承、设置于弹簧1外侧的弹簧固定架2、设置于棘轮组10转轴末端的轴承及设置于转轴13两端的轴承固定于壳体29上，变速器A5的输入轴通过相互啮合的齿轮与驱动轴B12的另一端相连，变速器A5的输出轴与电磁离合器A7的输入侧相连，电磁离合器A7的输出侧通过传输轴与弹簧制动盘4固定连接，弹簧制动盘4与弹簧转轴3的一端固定连接，弹簧转轴3的另一端固定连接有弹簧制动盘4，弹簧转轴3的中部与弹簧1的内缘固定连接，弹簧转轴3上设有圈数传感器25，该圈数传感器25用于传递弹簧转轴3所转圈数的信号，弹簧1的外缘与弹簧固定架2固定连接，连接于弹簧转轴3另一端的弹簧制动盘4通过传输轴与电磁离合器B8的输入侧相连，电磁离合器B8的输出侧与变速器B6的输入轴相连，变速器B6的输出轴与棘轮组10相连，变速器B6输出轴上设有转速传感器A，棘轮组10转轴上设有转速传感器B，棘轮组10转轴通过相互啮合的齿轮与转轴13的一端相连，转轴13的另一端通过相互啮合的齿轮与驱动轴B12的另一端相连，转轴13输入端处的齿轮半径大于转轴13输出端处的齿轮半径；制动锁能机构包括液压缸、液压推杆21和步进电机19，该制动锁能机构通过设置于液压缸上的支架和电机支架20固定于壳体29上，液压缸的末端设有与弹簧制动盘4相对的活塞B23，该活塞B23上分别设有制动摩擦片24，液压缸的前端设有活塞A22，该活塞A22与液压推杆21固定连接，步进电机19固定于电机支架20上，步进电机19转轴上的齿轮与液压推杆21上的齿条相啮合，液压缸通过输油管17与储油箱18相连，该储油箱18上设有输油孔16。
所述的弹簧制动蓄能汽车起步器还包括控制系统，该控制系统由中央处理器、信号输入模块、动作输出模块、控制模块和电源电路模块组成，中央处理器的输入端分别通过线路与信号输入模块中的圈数传感器、正反转传感器、转速传感器A和转速传感器B电性连接，中央处理器的输出端分别通过线路与动作输出模块中的电磁离合器A、电磁离合器B、电磁离合器C和步进电机电性连接，中央处理器的电源端依次通过线路与控制模块中的控制按钮电路和控制按钮电性连接，电源电路模块中的电源通过电源适配器分别为控制模块、信号输入模块和动作输出模块提供电能。
本发明的操作过程为：当遇到红灯或者堵车情况，车需要暂时停下来时，将按钮调至功能一（制动蓄能），车逐渐减速，同时弹簧蓄能；车准备启动时，将按钮调至功能二（放能驱动），该装置使车起步。本发明有六种工作状态，前两种工作状态（制动蓄能、放能驱动）需要人工通过按钮控制，其余四种工作状态是自动完成的。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
