本發明涉及一種機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置，主要應用于汽車制動時動能的暫時存儲、汽車起動或加速時能量的補充。

背景技術：

汽車制動時，通過制動器的制動盤和摩擦片的摩擦作用，汽車行駛動能轉化成熱能，直接造成能量的損耗。因此將汽車制動時的能量加以回收，再釋放到汽車的動力系統具有很強的現實意義。目前存在的制動能的回收方式主要通過電機將汽車的機械能轉換成電能、以電能的形式由電池儲存，存在能量轉換和效率低的問題，而且電池存在放電深度、使用壽命和污染環境的問題。為此，本發明提出一種機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置,能夠將汽車制動時耗散的部分動能，經過兩級齒輪傳動和無級減速傳動，以機械能的形式存儲在高速旋轉的儲能飛輪中，在汽車起動或加速時，重新補充到汽車的動力系統中。

技術實現要素：

目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供了一種機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置，是一種齒輪傳動-無級變速-齒輪傳動-儲能飛輪機構，可實現從汽車傳動軸到儲能飛輪之間的機械能轉移。通過調節兩級齒輪傳動的齒數、無級變速裝置的變速范圍、儲能飛輪的材料和幾何尺寸，能夠改變制動能量回收系統的儲能量和工作范圍。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置，其特征在于：所述裝置采用兩級齒輪傳動配合金屬帶式無級變速裝置，當汽車制動時，動能由汽車傳動軸向儲能飛輪傳遞，利用儲能飛輪的增速儲存能量，實現制動能量的回收；當汽車重新起動或加速時，儲能飛輪減速、儲存的能量重新補充到汽車傳動軸，實現能量的釋放，并通過電磁離合器的和傳動軸離合器的結合和斷開，控制儲能飛輪和汽車傳動軸之間的連通和斷開，從而實現能量回收和釋放裝置的啟動或停止。

具體的，所述的機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置，其特征在于：包括汽車傳動軸、傳動軸離合器、第一級傳動大齒輪、第一級傳動小齒輪、電磁離合器、金屬帶式無級變速裝置、第二級傳動大齒輪、第二級傳動小齒輪、儲能飛輪；

汽車傳動軸上設置有傳動軸離合器，汽車傳動軸與第一級傳動大齒輪同軸連接，第一級傳動大齒輪與第一級傳動小齒輪相互嚙合連接，第一級傳動小齒輪和金屬帶式無級變速裝置之間通過電磁離合器連接；

金屬帶式無級變速裝置另一路與第二級傳動大齒輪連接，第二級傳動大齒輪和第二級傳動小齒輪相互嚙合連接，第二級傳動小齒輪與儲能飛輪同軸連接。

進一步的，第一級傳動小齒輪上設置第一級傳動支承軸，金屬帶式無級變速裝置上設置有無級變速支承軸和第二級傳動支承軸，第一級傳動小齒輪通過第一級傳動支承軸與電磁離合器連接；金屬帶式無級變速裝置通過無級變速支承軸與電磁離合器連接；金屬帶式無級變速裝置通過第二級傳動支承軸與第二級傳動大齒輪同軸連接。

進一步的，所述的機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置還包括儲能飛輪支承軸，儲能飛輪通過儲能飛輪支承軸與第二級傳動小齒輪同軸連接。

進一步的，所述兩級齒輪傳動的各齒輪齒數、儲能飛輪材料、幾何尺寸可變，實現不同儲能量。

進一步的，所述金屬帶式無級變速裝置傳動比可變，可以改變儲能飛輪的調速范圍。

機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置的組成元件依次為：汽車傳動軸—傳動軸離合器—第一級傳動大齒輪—第一級傳動小齒輪—第一級傳動支承軸—電磁離合器—金屬帶式無級變速裝置—無級變速支承軸—第二級傳動大齒輪—第二級傳動支承軸—第二級傳動小齒輪—儲能飛輪—儲能飛輪支承軸。

本發明的工作過程，汽車制動時：汽車傳動軸→第一級傳動大齒輪→第一級傳動小齒輪→電磁離合器→金屬帶式無級變速裝置→第二級傳動大齒輪→第二級傳動小齒輪→儲能飛輪；汽車起動或加速時，儲能飛輪→第二級傳動小齒輪→第二級傳動大齒輪→金屬帶式無級變速裝置→電磁離合器→第一級傳動小齒輪→第一級傳動大齒輪→汽車傳動軸。具體的：

當汽車制動時，裝在汽車傳動軸上的傳動軸離合器斷開，隔離汽車傳動軸與汽車動力源之間的傳遞；同時，電磁離合器結合，連通汽車傳動軸和儲能飛輪之間的動力傳遞線路；調節金屬帶式無級變速裝置的傳動比，汽車傳動軸上的動力和運動經過第一級傳動大齒輪傳遞到第一級傳動小齒輪，然后經過電磁離合器傳遞到金屬帶式無級變速裝置，然后傳遞到第二級傳動大齒輪、第二級傳動小齒輪，傳遞到與第二級傳動小齒輪同軸的儲能飛輪，經過兩級齒輪傳動的加速，儲能飛輪實現能量的存儲。

當汽車起動或加速時，裝在汽車傳動軸上的傳動軸離合器結合，汽車動力源的動力正常傳到汽車傳動軸；同時，電磁離合器結合，連通汽車傳動軸和儲能飛輪之間的動力傳遞線路；調節金屬帶式無級變速裝置的傳動比，儲能飛輪儲存的能量經過第二級傳動小齒輪、第二級傳動大齒輪、金屬帶式無級變速裝置、電磁離合器、第一級傳動小齒輪、第一級傳動大齒輪，補充到汽車傳動軸。

當汽車正常行駛時，傳動軸離合器結合，同時電磁離合器斷開，汽車動力源的動力正常傳到汽車傳動軸，而汽車傳動軸的動力不會傳到儲能飛輪。

有益效果：本發明提供的機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置，通過兩級齒輪傳動和金屬帶式無級變速傳動裝置的聯合作用，采用兩次增速傳遞到儲能飛輪，由高速旋轉的儲能飛輪以機械能的形式儲存，實現汽車傳動軸和儲能飛輪之間的能量轉移，且儲能飛輪的儲能量大小、工作轉速范圍均可調節。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖；

圖中：汽車傳動軸1、軸承座2、軸承3、第一級傳動大齒輪4、傳動軸離合器5、第一級傳動支承軸6、第一級傳動小齒輪7、電磁離合器8、金屬帶式無級變速裝置9、第二級傳動大齒輪10、第二級傳動支承軸11、儲能飛輪12、儲能飛輪支承軸13、第二級傳動小齒輪14、無級變速支承軸15。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更進一步的說明。

如圖1所示，一種機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置，包括汽車傳動軸1、第一級傳動大齒輪4、傳動軸離合器5、第一級傳動支承軸6、第一級傳動小齒輪7、電磁離合器8、金屬帶式無級變速裝置9、無級變速支承軸15、第二級傳動大齒輪10、第二級傳動支承軸11、第二級傳動小齒輪14、儲能飛輪12、儲能飛輪支承軸13及各支承部位的軸承3和軸承座2；

汽車傳動軸1上設置有傳動軸離合器5，汽車傳動軸1與第一級傳動大齒輪4同軸連接，第一級傳動大齒輪4與第一級傳動小齒輪7相互嚙合連接，第一級傳動小齒輪7和金屬帶式無級變速裝置9之間通過電磁離合器8連接；

金屬帶式無級變速裝置9另一路與第二級傳動大齒輪10連接，第二級傳動大齒輪10和第二級傳動小齒輪14相互嚙合連接，第二級傳動小齒輪14與儲能飛輪12同軸連接。

進一步的，第一級傳動小齒輪7上設置第一級傳動支承軸6，金屬帶式無級變速裝置9上設置無級變速支承軸15和第二級傳動支承軸11，

第一級傳動小齒輪7通過第一級傳動支承軸6與電磁離合器8連接；

金屬帶式無級變速裝置9通過無級變速支承軸15與電磁離合器8連接；

金屬帶式無級變速裝置9通過第二級傳動支承軸11與第二級傳動大齒輪10同軸連接；

還包括儲能飛輪支承軸13，儲能飛輪12通過儲能飛輪支承軸13與第二級傳動小齒輪14同軸連接。

所述汽車傳動軸1、第一級傳動支承軸6、無級變速支承軸15、第二級傳動支承軸11和儲能飛輪支承軸13上均設置有軸承3和軸承座2。

機械儲能式汽車制動能量回收和釋放裝置的組成元件依次為：汽車傳動軸—傳動軸離合器—第一級傳動大齒輪—第一級傳動小齒輪—第一級傳動支承軸—電磁離合器—金屬帶式無級變速裝置—無級變速支承軸—第二級傳動大齒輪—第二級傳動支承軸—第二級傳動小齒輪—儲能飛輪—儲能飛輪支承軸。

本發明的工作原理如下：

汽車制動時：汽車傳動軸→第一級傳動大齒輪→第一級傳動小齒輪→電磁離合器→金屬帶式無級變速裝置→第二級傳動大齒輪→第二級傳動小齒輪→儲能飛輪；

汽車制動時，裝在汽車傳動軸1上的傳動軸離合器5斷開，隔離汽車傳動軸1與汽車動力源之間的傳遞。同時，電磁離合器8結合，連通汽車傳動軸1和儲能飛輪12之間的動力傳遞線路。調節金屬帶式無級變速裝置9的傳動比，汽車傳動軸1上的動力和運動經過與之同軸的第一級傳動大齒輪4傳遞到第一級傳動小齒輪7，然后經過電磁離合器8傳遞到金屬帶式無級變速裝置9，然后傳遞到第二級傳動大齒輪10、第二級傳動小齒輪14，傳遞到與第二級傳動小齒輪14同軸的儲能飛輪12，經過兩級齒輪傳動的加速，儲能飛輪12實現能量的存儲。

汽車起動或加速時，儲能飛輪→第二級傳動小齒輪→第二級傳動大齒輪→金屬帶式無級變速裝置→電磁離合器→第一級傳動小齒輪→第一級傳動大齒輪→汽車傳動軸。

汽車起動或加速時，裝在汽車傳動軸1上的傳動軸離合器5結合，汽車動力源的動力可以正常傳到汽車傳動軸1。同時，電磁離合器8結合，連通汽車傳動軸1和儲能飛輪12之間的動力傳遞線路。調節金屬帶式無級變速裝置9的傳動比，儲能飛輪12儲存的能量經過第二級傳動小齒輪14、第二級傳動大齒輪10、金屬帶式無級變速裝置9、電磁離合器8、第一級傳動小齒輪7、第一級傳動大齒輪4，補充到汽車傳動軸1。

汽車正常行駛時，傳動軸離合器5結合，同時電磁離合器8斷開，汽車動力源的動力可以正常傳到汽車傳動軸1，而汽車傳動軸1的動力不會傳到儲能飛輪12。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出：對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。