專利名稱：汽車儲能式剎車盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種汽車儲能裝置，在以往的汽車剎車裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將固 定盤固定在輪輞或者是剎車盤上，就可將此裝置完美地并入鼓式剎車或盤式剎車系統(tǒng)中， 發(fā)揮其功效。在固定盤上加工有卡槽并安裝磁控閥，增加了一個固定殼，其中裝有內(nèi)外磁固 圈和彈性曲片，并在固定殼內(nèi)側(cè)加工有卡槽也裝有磁控閥。通過芯片處理各個傳感器的數(shù) 據(jù)，通過磁控閥控制內(nèi)外磁固圈在剎車盤卡槽與固定殼卡槽間滑動，使兩者在相對靜止與 相對轉(zhuǎn)動間轉(zhuǎn)變，從而使連接兩者的彈性曲片完成彈性勢能的收集與釋放。
背景技術(shù)：
汽車的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了混合動力的時(shí)代，在這個新的領(lǐng)域，日本的油電混合混合 動力系統(tǒng)和歐洲的飛輪動能回收系統(tǒng)，在國際上都已占據(jù)了領(lǐng)先的地位，國內(nèi)在汽車節(jié)能 環(huán)保上一直把精力投入在電動汽車上，混合動力方面至今還是空白，我開發(fā)的儲能式剎車 盤在較少改變汽車結(jié)構(gòu)原有布局的情況下完成將普通汽車向節(jié)能汽車的轉(zhuǎn)變。只要將固定 盤固定在輪輞或者是剎車盤上，就可將此裝置完美地并入鼓式剎車或盤式剎車系統(tǒng)中，發(fā) 揮其功效。
三、發(fā)明內(nèi)容
結(jié)構(gòu)裝配
本發(fā)明裝置包括5個系統(tǒng)
1、滾動系統(tǒng)
包括結(jié)構(gòu)1輪胎2輪輞4固定螺栓5固定盤
固定盤通過固定螺栓固定在輪輞上或者是剎車盤。
2、固定系統(tǒng)
包括結(jié)構(gòu)3輪軸6固定殼
輪軸、固定殼、制動鉗均固定在汽車地盤上。
3、儲能系統(tǒng)
包括結(jié)構(gòu)7外磁固圈8彈簧圈9內(nèi)磁固圈
彈簧圈是由8條彈性曲片構(gòu)成，由內(nèi)向外逆時(shí)針彎曲構(gòu)成，兩端分別固定在內(nèi)外磁固圈上。(因?yàn)閺椈扇Φ慕Y(jié)構(gòu)在畫剖面圖時(shí)會使圖面顯得比較亂，所以在畫剖面圖時(shí)用一
條細(xì)線代替。如圖三所示)磁固圈是由機(jī)械強(qiáng)度高，磁性強(qiáng)的材料制成。4、滑動系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)7外磁固圈8彈簧圈9內(nèi)磁固圈11卡槽12磁控閥卡槽是在固定盤和固定殼上為防止與磁固圈接觸時(shí)發(fā)生滑動的槽溝，槽溝內(nèi)的齒 紋與磁固圈上的齒紋相吻合，內(nèi)外槽溝的尺寸與內(nèi)外磁固圈尺寸為間隙配合。磁控閥安裝 在卡槽底部。5、控制系統(tǒng)
包括結(jié)構(gòu)12磁控閥14減速壓力傳感器15加速壓力傳感器16處理芯片分別安裝在剎車踏板與加速踏板的壓力傳感器，傳感器將接受的壓力信號轉(zhuǎn)化為 電信號來控制磁控閥，磁控閥通過改變磁極來產(chǎn)生對磁固圈的引力或斥力，從而使磁固圈 在制動盤的卡槽與固定殼的卡槽間固定和滑動。制動鉗仍是由剎車踏板通過液壓傳動裝置 控制。(以上結(jié)構(gòu)參照圖一、二、三、四)
四

1、各圖紙名稱圖一裝配結(jié)構(gòu)簡單示意二儲能式剎車盤結(jié)構(gòu)示意三儲能彈簧結(jié)構(gòu)四能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)放大五磁固圈與磁控閥的配合原理圖(勻速行駛或靜止?fàn)顟B(tài))圖六磁固圈與磁控閥的配合原理圖(減速行駛狀態(tài))圖七磁固圈與磁控閥的配合原理圖(加速行駛狀態(tài))圖八防止磁固圈自轉(zhuǎn)原理圖(卡齒與卡槽形狀)圖九磁控閥控制系統(tǒng)原理十儲能式剎車盤立體視圖2、標(biāo)注名稱1輪胎2輪輞3輪軸4固定螺栓5固定盤6固定殼7外磁性固定圈(簡 稱外磁固圈)8彈簧圈9內(nèi)磁性固定圈(簡稱內(nèi)磁固圈)11卡槽12磁控閥13a固 定盤卡槽內(nèi)卡齒13b外磁固圈齒槽13c固定殼卡槽內(nèi)卡齒14減速壓力傳感器15加 速壓力傳感器16處理芯片
五具體實(shí)施例方式(一 )主機(jī)構(gòu)工作原理為(如圖九所示)需要減速時(shí)踩踏減速踏板，減速壓力傳感器14將信號傳給處理芯 片16，處理芯片16控制各個磁控閥12使外磁固圈7被推進(jìn)固定盤的卡槽跟隨車輪一起轉(zhuǎn) 動，而內(nèi)磁固圈9仍在固定殼的卡槽內(nèi)不動，從而使連接內(nèi)外磁固圈的彈簧圈8被壓縮，將 汽車的動能轉(zhuǎn)化為儲存在彈簧圈8的勢能。需要加速時(shí)踩踏加速踏板，加速壓力傳感器15 將信號傳給處理芯片16，處理芯片16控制各個磁控閥12使內(nèi)磁固圈9被推進(jìn)固定盤的卡 槽，而外磁固圈7在固定殼的卡槽內(nèi)不動，從而使連接內(nèi)外磁固圈的彈簧圈8中的能量得以 釋放，使彈性勢能轉(zhuǎn)化為汽車的動能。在勻速行駛時(shí)，內(nèi)外磁固圈受磁控閥控制均被固定在 固定殼的卡槽內(nèi)不動，保持彈性勢能不損失。1、減速工作原理當(dāng)需要減速時(shí)，輕微踩下剎車踏板，因壓力較小，制動鉗對剎車盤的作用較小，而 壓力傳感器接受到信號，將信號傳給磁控閥，使儲能裝置先于剎車系統(tǒng)發(fā)揮作用，即在剎車 系統(tǒng)發(fā)揮作用前，儲能系統(tǒng)已經(jīng)將車的動能轉(zhuǎn)化為儲能器中的彈性勢能儲存起來，汽車的速度便有所下降，起到了減速作用。當(dāng)需要緊急剎車時(shí)，將剎車踏板塌下，液壓傳動裝置控 制制動鉗發(fā)揮作用，則按照傳統(tǒng)方式將車停下來。因用壓力傳感器接受剎車踏板的信號，所 以不會因?yàn)榘惭b能量儲存系統(tǒng)而對原來的剎車系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響，不需要駕駛員做任何剎 車習(xí)慣的改變，更不會延長了剎車距離，降低制動效果。2、儲能工作原理上一段從宏觀角度講述了這套裝置的減速工作原理，下面講一下儲能原理。
儲能階段主要是由內(nèi)外磁固圈在固定盤卡槽與固定殼卡槽間滑動完成的，由于內(nèi) 外磁固圈是由彈性曲片連接而成，所以通過改變作用力的方向，在軸方向上，內(nèi)外磁固圈可 以少量滑動，從而完成儲能與釋能。在車輛勻速行駛或者靜止時(shí)，受芯片控制各個磁控閥產(chǎn)生如(圖五)的磁場，根據(jù) “異性相吸同性相斥”的原理，內(nèi)外磁固圈均因受磁力作用而被推向固定殼，因相互間齒紋 作用而使內(nèi)外磁固圈不發(fā)生轉(zhuǎn)動，與固定殼保持相對靜止?fàn)顟B(tài)。減速制動時(shí)，塌下制動踏板，芯片收到剎車壓力傳感起傳來的信號，使各個磁控閥 產(chǎn)生如(圖六)的磁場，外磁固圈被推進(jìn)固定盤的卡槽，而使外磁固圈跟隨車輪一起轉(zhuǎn)動 (圖四中為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，圖八中為6跟隨著5向上運(yùn)動)，而內(nèi)磁固圈此時(shí)仍被固定在固定 殼上保持靜止，從而使彈性曲片發(fā)生形變，阻礙外磁固圈轉(zhuǎn)動，使汽車的動能轉(zhuǎn)化為彈性曲 片的彈性勢能。當(dāng)制動踏板松開時(shí)，芯片收不到剎車壓力傳感起傳來的信號，則使各個磁控 閥恢復(fù)到初始狀態(tài)，則外磁固圈又被推回到固定殼的卡槽中，這樣一個減速儲能過程就完 成了。3、加速工作原理完成了能量的收集之后，剩下的任務(wù)就是要把儲存的能量在需要的時(shí)候釋放出 來。與減速控制系統(tǒng)相似，加速控制系統(tǒng)也是由加速踏板控制加速壓力傳感器和進(jìn)氣量來 完成。當(dāng)塌下加速踏板時(shí)，進(jìn)氣量增大，ECU接受到信號后，經(jīng)過計(jì)算來控制噴油量使車加 速，與此同時(shí)加速壓力傳感器將壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號傳給芯片，芯片控制各個磁控閥產(chǎn) 生如(圖七)的磁場，而使內(nèi)磁固圈被推入固定盤的卡槽內(nèi)，從而使在剎車時(shí)外磁固圈逆時(shí) 針轉(zhuǎn)動所儲存的彈性勢能得以釋放，彈性曲片促使內(nèi)磁固圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，帶動固定盤逆時(shí) 針轉(zhuǎn)動，對車產(chǎn)生向前的推動力。便達(dá)到了用較少的油獲得更大加速的目的。( 二)配合機(jī)構(gòu)工作原理為了使主機(jī)構(gòu)工作正常，必須設(shè)計(jì)配合機(jī)構(gòu)來輔助主機(jī)構(gòu)。配合機(jī)構(gòu)主要包括固 定盤卡齒、磁固圈、固定殼卡齒相互間隙，卡槽與卡尺形狀設(shè)計(jì)，自鎖裝置，以及ECU芯片對 于特殊事件的應(yīng)急反應(yīng)等。1、間隙尺寸因?yàn)閮δ芷鞯哪芰渴占c釋放是依靠平移內(nèi)外磁固圈使卡槽、卡齒相互嚙合、分 離來完成的，輪輞在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的必須要保證卡槽與卡齒的準(zhǔn)確嚙合與分離，所以必須要 控制好固定盤卡齒、磁固圈、固定殼卡齒相互的間隙，如果過大會給磁控閥控制平移帶來困 難，而且磁固圈在滑動過程中會發(fā)生太多的轉(zhuǎn)動而使儲存的能量流失，如果過小，在劇烈的 震動中會發(fā)生車輪卡死狀態(tài)，造成危險(xiǎn)。經(jīng)計(jì)算研究，如(圖八)所示固定盤卡齒、磁固 圈、固定殼卡齒相互間隔2mm。這樣只有磁固圈在正中間位置時(shí)才與兩個卡槽都不接觸，因 為磁固圈受到平衡力作用的時(shí)間極短，而且相互間隔距離很小，使磁固圈在滑動過程中損失的旋轉(zhuǎn)量很小，即可保證最小的能量損失。2、卡齒與卡槽現(xiàn)在以(圖八)所示為例講解卡齒與卡槽的工作原理。當(dāng)13a與13b相嚙合時(shí)， 即外磁固圈6進(jìn)入固定盤5的卡槽內(nèi)，為減速階段。外磁固圈跟隨固定盤運(yùn)動(在圖八中 為向上運(yùn)動)。當(dāng)減速階段結(jié)束時(shí)，外磁固圈受力向固定殼7的卡槽內(nèi)運(yùn)動，因三者在裝配 時(shí)留有間隙，外磁固圈不能在離開固定盤的卡槽的同時(shí)進(jìn)圖固定殼的卡槽內(nèi)，因此外磁固 圈會有少量順時(shí)針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動后恰好使固定殼上卡槽的卡齒進(jìn)入外磁固圈上的卡槽，阻止 外磁固圈自轉(zhuǎn)。如圖所示卡齒與卡槽的形狀設(shè)計(jì)是為了更好地完成卡齒與卡槽的嚙合與分 離。齒槽的設(shè)計(jì)特征為前角為80°，后角45°，圓角處理。這樣的角度設(shè)計(jì)既滿足了嚙合 時(shí)強(qiáng)壓力的需要，又使分離時(shí)簡單易行。3、ECU工作狀態(tài)控制因?yàn)閮δ軓椈砂惭b的旋轉(zhuǎn)方向以及卡槽與卡齒的設(shè)計(jì)方向所限，所以在倒車時(shí)無 法儲能，此時(shí)ECU芯片不會發(fā)出儲能指令。因?yàn)閮δ軓椈傻淖畲笮巫兂叨鹊认拗?，不同型?的儲能器會有其自身的儲能極限，當(dāng)汽車在長時(shí)間處于下坡狀態(tài)時(shí)，儲能器達(dá)到其儲能極 限，極限壓力傳感器會將信息傳給芯片，芯片在此狀態(tài)下不再發(fā)出儲能指令，此時(shí)踏下剎車 踏板將只會帶動傳統(tǒng)剎車機(jī)構(gòu)而不會再向儲能器發(fā)出發(fā)出指令。在儲能器將其儲存能量全 部釋放后，EOT芯片處理原理將與儲滿時(shí)同理。當(dāng)汽車在顛簸路面行駛時(shí)，車輪會發(fā)生劇烈震動，可能使磁固圈與固定殼的卡齒 與卡槽分離，發(fā)生意外，所以在勻速行駛時(shí)，ECU芯片會控制自鎖裝置，鎖住磁固圈，為防止 磁固圈從固定殼上彈出，保證正常行駛的安全。
權(quán)利要求
本發(fā)明屬于一種汽車儲能裝置，在以往的汽車剎車裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將固定盤固定在輪輞或者是剎車盤上，就可將此裝置完美地并入鼓式剎車或盤式剎車系統(tǒng)中，發(fā)揮其功效。在固定盤上加工有卡槽并安裝磁控閥，增加了一個固定殼，其中裝有內(nèi)外磁固圈和彈性曲片，并在固定殼內(nèi)側(cè)加工有卡槽也裝有磁控閥。通過芯片處理各個感應(yīng)器的數(shù)據(jù)，通過磁控閥控制內(nèi)外磁固圈在剎車盤卡槽與固定殼卡槽間滑動，使兩者在相對靜止與相對轉(zhuǎn)動間轉(zhuǎn)變，從而使連接兩者的彈性曲片完成彈性勢能的收集與釋放。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的汽車儲能裝置，其特征是將固定盤固定在輪輞或者是剎車盤 上，就可將此裝置完美地并入鼓式剎車或盤式剎車系統(tǒng)中，發(fā)揮其功效。固定盤上加工有卡 槽，卡槽內(nèi)卡齒，卡槽后安裝有磁控閥。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的汽車儲能裝置，其特征是配有固定殼，用來保護(hù)內(nèi)部的儲能 器并為其提供固定支撐。儲能器內(nèi)外磁固圈和彈簧圈構(gòu)成。內(nèi)外磁固圈邊緣有齒槽，固定 殼內(nèi)有卡槽，卡槽內(nèi)卡齒，卡槽后安裝有磁控閥。
4.根據(jù)權(quán)力要求1、2、3所述的汽車儲能裝置，其特征是齒槽的設(shè)計(jì)為前角為80。，后角 45。，圓角處理?？X與卡槽形狀相同?？X與卡槽尺寸大小依據(jù)不同型號的儲能器而定。
5.根據(jù)權(quán)力要求1所述的汽車儲能裝置，其特征是芯片處理各個感應(yīng)器的數(shù)據(jù)，通過 磁控閥控制內(nèi)外磁固圈在剎車盤卡槽與固定殼卡槽間滑動，使兩者在相對靜止與相對轉(zhuǎn)動 間轉(zhuǎn)變，從而使連接兩者的彈性曲片完成彈性勢能的收集與釋放。
6.根據(jù)權(quán)力要求1、5所述的汽車儲能裝置，其特征是需要減速時(shí)踩踏減速踏板，減速 壓力感應(yīng)器14將信號傳給處理芯片16，處理芯片16控制各個磁控閥12使外磁固圈7被 推進(jìn)固定盤的卡槽跟隨車輪一起轉(zhuǎn)動，而內(nèi)磁固圈9仍在固定殼的卡槽內(nèi)不動，從而使連 接內(nèi)外磁固圈的彈簧圈8被壓縮，將汽車的動能轉(zhuǎn)化為儲存在彈簧圈8的勢能。需要加速 時(shí)踩踏加速踏板，加速壓力感應(yīng)器15將信號傳給處理芯片16，處理芯片16控制各個磁控 閥12使內(nèi)磁固圈9被推進(jìn)固定盤的卡槽，而外磁固圈7在固定殼的卡槽內(nèi)不動，從而使連 接內(nèi)外磁固圈的彈簧圈8中的能量得以釋放，使彈性勢能轉(zhuǎn)化為汽車的動能。在勻速行駛 時(shí)，內(nèi)外磁固圈受磁控閥控制均被固定在固定殼的卡槽內(nèi)不動，保持彈性勢能不損失。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種汽車儲能裝置，在以往的汽車剎車裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，將固定盤固定在輪輞或者是剎車盤上，就可將此裝置完美地并入鼓式剎車或盤式剎車系統(tǒng)中，發(fā)揮其功效。在固定盤上加工有卡槽并安裝磁控閥，增加了一個固定殼，其中裝有內(nèi)外磁固圈和彈性曲片，并在固定殼內(nèi)側(cè)加工有卡槽也裝有磁控閥。通過芯片處理各個感應(yīng)器的數(shù)據(jù)，通過磁控閥控制內(nèi)外磁固圈在剎車盤卡槽與固定殼卡槽間滑動，使兩者在相對靜止與相對轉(zhuǎn)動間轉(zhuǎn)變，從而使連接兩者的彈性曲片完成彈性勢能的收集與釋放。
文檔編號B60C19/00GK101875346SQ20091001492
公開日2010年11月3日 申請日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者刁建偉 申請人:刁建偉