渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]城市交通車輛由于其運(yùn)行工況需頻繁的制動和起動，而車輛的制動能量幾乎全部是以熱能的形式耗散掉的，這種情況不但會浪費(fèi)燃油，更會使車輛的制動系統(tǒng)產(chǎn)生熱衰退，降低制動器的使用壽命，影響了車輛的安全性。
[0003]傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)回收制動能量的方法有飛輪儲能、液壓蓄能器儲能、蓄電池儲能等，但以上方式均具有功率密度小或者效率低等問題。
[0004]機(jī)械儲能方式具有儲能容量大、效率高、成本低、無污染等優(yōu)點(diǎn)，為了回收利用制動能量，出現(xiàn)了利用機(jī)械裝置將動能轉(zhuǎn)化為勢能儲存并可將勢能轉(zhuǎn)化為動能利用的裝置，特別是一種使用平面渦卷彈簧作為基本儲能元件的儲能技術(shù)一一機(jī)械彈性儲能技術(shù)，可以通過傳動系統(tǒng)進(jìn)行儲能和助力。例如實(shí)用新型專利(CN 202243442 U)提供一了種渦卷彈簧式貨車制動能量回收利用裝置，實(shí)現(xiàn)了回收利用貨車的制動能量，但該裝置控制單元較多，且整體結(jié)構(gòu)較大，安裝不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種采用平面渦卷彈簧的儲能結(jié)構(gòu)，將飛輪制動時(shí)產(chǎn)生的慣性動能，直接轉(zhuǎn)換為儲能機(jī)構(gòu)中的彈性勢能，控制簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小的渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:
[0007]一種渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置，包括動力導(dǎo)入單元、傳動控制機(jī)構(gòu)、彈簧儲能機(jī)構(gòu)和限位控制機(jī)構(gòu)；其中，動力導(dǎo)入單元包括飛輪軸、飛輪、聯(lián)軸器、輸入輸出軸；飛輪軸上設(shè)置有飛輪，輸入輸出軸通過聯(lián)軸器與飛輪軸連接；傳動控制機(jī)構(gòu)包括第一輸出齒輪、第一禍簧軸、轉(zhuǎn)動盤、輸入齒輪、惰輪、傳動軸、外端齒輪、第一禍簧軸齒輪、第二禍簧軸齒輪、棘輪、棘爪、第二渦簧軸、第二輸出齒輪、單向軸承、轉(zhuǎn)動盤驅(qū)動氣缸和棘爪驅(qū)動氣缸；第一輸出齒輪和輸入齒輪固定設(shè)置在輸入輸出軸上；轉(zhuǎn)動盤通過軸承與第一渦簧軸轉(zhuǎn)動配合，惰輪通過軸承與傳動軸轉(zhuǎn)動配合，傳動軸的一端與轉(zhuǎn)動盤固連，外端齒輪固定設(shè)置在第一渦簧軸上，轉(zhuǎn)動盤驅(qū)動氣缸驅(qū)動轉(zhuǎn)動盤，并使其具有令惰輪與輸入齒輪和外端齒輪嚙合以及斷開嚙合的兩個(gè)位置狀態(tài)，第一渦簧軸和第二渦簧軸通過第一渦簧軸齒輪和第二渦簧軸齒輪的嚙合實(shí)現(xiàn)傳動，棘輪固定設(shè)置在第二渦簧軸上，并與棘爪的位置相配合，棘爪驅(qū)動氣缸驅(qū)動棘爪，并使其具有卡住惰輪和脫離惰輪的兩個(gè)位置狀態(tài)，第二輸出齒輪通過單向軸承設(shè)置在第一渦簧軸上，第二輸出齒輪與第一輸出齒輪嚙合；彈簧儲能機(jī)構(gòu)包括簧盒和平面渦卷彈簧；平面渦卷彈簧設(shè)置在簧盒內(nèi)，并均勻分布在兩根渦簧軸上，平面渦卷彈簧的內(nèi)端與渦簧軸連接，外端與簧盒連接，簧盒的位置固定；限位控制機(jī)構(gòu)包括絲杠齒輪、限位開關(guān)和絲杠，絲杠齒輪固定設(shè)置在絲杠的絲杠螺桿上，絲杠的絲杠螺母沿絲杠螺桿軸向的兩側(cè)分別設(shè)置有釋能限位開關(guān)和儲能限位開關(guān)，絲杠齒輪與第二渦簧軸齒輪嚙合，釋能限位開關(guān)與棘爪驅(qū)動氣缸連接以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，儲能限位開關(guān)與轉(zhuǎn)動盤驅(qū)動氣缸連接以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):
[0009](I)本發(fā)明采用了平面渦卷彈簧儲能機(jī)構(gòu)，避免了能量存儲和釋放時(shí)的多次轉(zhuǎn)換，提高了能量回收利用的效率。
[0010](2)本發(fā)明使用齒輪、轉(zhuǎn)動盤、復(fù)位彈簧和氣缸的組合代替輸入輸出軸上的兩個(gè)離合器，減少使用控制單元；且傳動機(jī)構(gòu)、儲能機(jī)構(gòu)獨(dú)立于輸入輸出軸之外，安裝比較方便。
[0011](3)本發(fā)明基本使用齒輪傳動，效率較高且結(jié)構(gòu)緊湊。
[0012](4)本發(fā)明使用了絲杠和限位開關(guān)組成限位控制機(jī)構(gòu)，回收能量時(shí)，有最大工作角度限位，超過最大回收圈數(shù)95%后，有開關(guān)使離合齒輪脫離；釋放能量時(shí)，扭簧旋轉(zhuǎn)最小角度限位，即有控制開關(guān)使棘爪卡住棘輪，這種控制方式簡單可靠。
[0013]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置的原理示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]結(jié)合圖1?圖3:
[0018]本發(fā)明一種渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置，包括動力導(dǎo)入單元、傳動控制機(jī)構(gòu)、彈簧儲能機(jī)構(gòu)和限位控制機(jī)構(gòu)；其中，動力導(dǎo)入單元包括飛輪軸1、飛輪2、聯(lián)軸器3、輸入輸出軸6 ;飛輪軸I上設(shè)置有飛輪2，輸入輸出軸6通過聯(lián)軸器3與飛輪軸I連接；傳動控制機(jī)構(gòu)包括第一輸出齒輪5、第一渦簧軸8、轉(zhuǎn)動盤10、輸入齒輪12、惰輪11、傳動軸13、外端齒輪14、第一渦簧軸齒輪15、第二渦簧軸齒輪16、棘輪17、棘爪19、第二渦簧軸27、第二輸出齒輪28、單向軸承29、轉(zhuǎn)動盤驅(qū)動氣缸30和棘爪驅(qū)動氣缸31 ;第一輸出齒輪5和輸入齒輪12固定設(shè)置在輸入輸出軸6上；轉(zhuǎn)動盤10通過軸承與第一渦簧軸8轉(zhuǎn)動配合，惰輪11通過軸承與傳動軸13轉(zhuǎn)動配合，傳動軸13的一端與轉(zhuǎn)動盤10固連，外端齒輪14固定設(shè)置在第一渦簧軸8上，轉(zhuǎn)動盤驅(qū)動氣缸30驅(qū)動轉(zhuǎn)動盤10，并使其具有令惰輪11與輸入齒輪12和外端齒輪14嚙合以及斷開嚙合的兩個(gè)位置狀態(tài)，第一渦簧軸8和第二渦簧軸27通過第一渦簧軸齒輪15和第二渦簧軸齒輪16的嚙合實(shí)現(xiàn)傳動，棘輪17固定設(shè)置在第二渦簧軸27上，并與棘爪19的位置相配合，棘爪驅(qū)動氣缸31驅(qū)動棘爪19，并使其具有卡住惰輪12和脫離惰輪11的兩個(gè)位置狀態(tài)，第二輸出齒輪28通過單向軸承29設(shè)置在第一渦簧軸8上，第二輸出齒輪28與第一輸出齒輪5嚙合；彈簧儲能機(jī)構(gòu)包括簧盒21和平面渦卷彈簧22 ;平面渦卷彈簧22設(shè)置在簧盒21內(nèi)，并均勻分布在兩根渦簧軸上，平面渦卷彈簧22的內(nèi)端與渦簧軸連接，外端與簧盒21連接，簧盒21的位置固定；限位控制機(jī)構(gòu)包括絲杠齒輪18、限位開關(guān)和絲杠，絲杠齒輪18固定設(shè)置在絲杠的絲杠螺桿25上，絲杠的絲杠螺母23沿絲杠螺桿25軸向的兩側(cè)分別設(shè)置有釋能限位開關(guān)20和儲能限位開關(guān)24，絲杠齒輪18與第二渦簧軸齒輪16嚙合，釋能限位開關(guān)20與棘爪驅(qū)動氣缸31連接以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，儲能限位開關(guān)24與轉(zhuǎn)動盤驅(qū)動氣缸30連接以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動。
[0019]輸入輸出軸6通過兩端的支座軸承4設(shè)置在裝置殼體7的底板上。
[0020]轉(zhuǎn)動盤10與裝置殼體7之間通過復(fù)位彈簧9連接。
[0021]棘爪19通過棘爪彈簧連接棘爪銷，棘爪銷固定在裝置殼體7上。
[0022]絲杠兩端通過絲杠支撐26設(shè)置在裝備殼體7上。
[0023]實(shí)施例:
[0024]一種渦卷彈簧式制動能量回收利用裝置，包括裝置殼體、動力導(dǎo)入單元、傳動控制機(jī)構(gòu)、彈簧儲能機(jī)構(gòu)和限位控制機(jī)構(gòu)；其中，動力導(dǎo)入單元包括飛輪軸1、飛輪2、聯(lián)軸器3、支座軸承4、輸入輸出軸6 ;飛輪軸I上設(shè)置有飛輪2，輸入輸出軸6通過兩端的支座軸承4設(shè)置在裝置殼體7的底板上，并通過聯(lián)軸器3與飛輪軸I連接；傳動控制機(jī)構(gòu)包括第一輸出齒輪5、第一渦簧軸8、復(fù)位彈簧9、轉(zhuǎn)動盤10、輸入齒輪12、惰輪11、傳動軸13、外端齒輪14、第一渦簧軸齒輪15、第二渦簧軸齒輪16、棘輪17、棘爪19、第二渦簧軸27、第二輸出齒輪28、單向軸承29、轉(zhuǎn)動盤驅(qū)動氣缸30和棘爪驅(qū)動氣缸31 ;第一輸出齒輪5和輸入齒輪12固定設(shè)置在輸入輸出軸6上；轉(zhuǎn)動盤10通過軸承與第一渦簧軸8轉(zhuǎn)動配合，惰輪11通過軸承與傳動軸13轉(zhuǎn)動配合，傳動軸13的一端與轉(zhuǎn)動盤10固連，轉(zhuǎn)動盤10與裝置殼體7之間通過復(fù)位彈簧9連接，外端齒輪14固定設(shè)置在第一渦簧軸8上，轉(zhuǎn)動盤驅(qū)動氣缸30驅(qū)動轉(zhuǎn)動盤10，并使其具有令惰輪11與輸入齒輪12和外端齒輪14嚙合以及斷開嚙合的兩個(gè)位置狀態(tài)，第一禍簧軸8和第二禍簧軸27通過第一禍簧軸齒輪15和第二禍簧軸齒輪16的