本發(fā)明涉及能量回收領(lǐng)域，特別涉及一種飛輪和蓄能器的機液復(fù)合能量回收系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的能量回收系統(tǒng)中，蓄能器雖能作為儲能元件，功率密度高，然而其能量密度低，飛輪作為儲能元件，功率密度低，然而其能量密度高，通常用于機械能的回收；

已有的機液復(fù)合儲能的方法，如中國發(fā)明專利申請，申請公布號：cn104776067a，是將飛輪和蓄能器做成一個元件，這種方法雖然也能夠進行能量回收，但樣機極難制造，且飛輪蓄能器密封性有待考量，成本高，不利于推廣；

現(xiàn)有的能量回收系統(tǒng)專利，申請公布號為cn103158545a的專利中，只用液壓蓄能器進行能量回收，而蓄能器體積有限，這使得能量回收有限；

申請公布號為cn102897012a的專利中，雖然既有飛輪又有蓄能器，但是汽車制動時，所有能量都先轉(zhuǎn)化成液壓能，一部分儲存到蓄能器中，另一部分再轉(zhuǎn)化成機械能轉(zhuǎn)化到飛輪中，即飛輪中的能量經(jīng)機械能—液壓能—機械能轉(zhuǎn)化得來，能量的重復(fù)轉(zhuǎn)化，大大降低了能量的利用率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種汽車制動能量回收系統(tǒng)，本發(fā)明將汽車制動的能量進行回收、儲存，從而達到汽車節(jié)能和環(huán)保的目的。

本發(fā)明是由傳動裝置和蓄能裝置組成，蓄能裝置連接在傳動裝置上；

傳動裝置包括發(fā)動機、第一離合器、減速器、傳動軸、驅(qū)動橋、車輪、齒輪箱、第二離合器和第三離合器，發(fā)動機、第一離合器、減速器通過軸依次連接，傳動軸連接在減速器后端，驅(qū)動橋設(shè)置在傳動軸后端，驅(qū)動橋兩端分別具有車輪，齒輪箱設(shè)置在傳動軸前端，第二離合器和第三離合器分別連接在齒輪箱上；

蓄能裝置包括液壓泵/馬達、開關(guān)閥、油箱、蓄能器、單向閥、溢流閥、第四離合器、第一錐齒輪、第二錐齒輪和飛輪，

液壓泵/馬達通過軸與第二離合器相連接，下端通過油管和油箱連接，上端通過油管連接在開關(guān)閥上，右側(cè)通過軸和第一錐齒輪相連接，蓄能器、單向閥、溢流閥分別通過油管與開關(guān)閥相連接，溢流閥左側(cè)具有進油口，右側(cè)具有排油口，排油口通過油管連接到油箱上，，第一錐齒輪通過軸與第四離合器相連接，第四離合器兩端分別連接第一錐齒輪和第二錐齒輪，飛輪通過軸與第三離合器相連接，第二錐齒輪與飛輪相連接；

所述飛輪和蓄能器通過齒輪箱，實現(xiàn)并聯(lián)，各自能夠獨立工作；

所述飛輪通過機械式連接能夠?qū)幽軅鬟f到液壓泵/馬達，液壓泵/馬達將機械能轉(zhuǎn)化成液壓能，進而儲存到蓄能器中。

本發(fā)明的工作原理及過程：

1)當飛輪和蓄能器分別儲能：

此狀態(tài)應(yīng)用于汽車制動或減速，與正常車輛相同，第二離合器、第三離合器、第四離合器斷開，第一離合器閉合，發(fā)動機扭矩經(jīng)過第一離合器，傳遞給減速器，經(jīng)過汽車傳動軸傳遞給驅(qū)動橋，進而帶動車輪旋轉(zhuǎn)；

飛輪儲能：汽車制動時，第一離合器、第二離合器、第四離合器斷開，第三離合器閉合，車體的動能依次經(jīng)過驅(qū)動橋、傳動軸和齒輪箱傳遞到第三離合器，最終傳遞給飛輪，飛輪儲存這部分機械能，轉(zhuǎn)速升高；

蓄能器儲能：汽車制動時，第一離合器、第三離合器、第四離合器斷開，第二離合器閉合，車體的動能依次經(jīng)過驅(qū)動橋、傳動軸和齒輪箱傳遞到第二離合器，然后傳遞到液壓泵/馬達，此時液壓泵/馬達作為液壓泵，能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗埽簤罕脧挠拖渲形?，開關(guān)閥打開，油經(jīng)過開關(guān)閥儲存到蓄能器中，蓄能器中液體增多，氣體被壓縮，進而儲存液壓能，當蓄能器充滿，油壓到達一定限度時，高壓油將通過溢流閥流入油箱；

2)飛輪與液壓蓄能器同時儲能：

此狀態(tài)應(yīng)用于汽車制動或減速，

此時相當于工作狀態(tài)中飛輪儲能和蓄能器儲能同時進行，即同時儲能，第一離合器、第四離合器斷開；

3)飛輪與液壓蓄能器分別供能：

此工作狀態(tài)應(yīng)用于汽車啟動或加速，飛輪和蓄能器此時都存有汽車減速或制動時的能量，飛輪和蓄能器的能量都是先傳遞到齒輪箱，然后到驅(qū)動橋，最終帶動車輪，汽車能夠啟動或加速；

飛輪供能：此時的過程為工作狀態(tài)中飛輪儲能的逆過程，第一離合器、第二離合器、第四離合器斷開，第三離合器閉合，飛輪中的動能經(jīng)過依次經(jīng)過第三離合器，齒輪箱，傳遞到驅(qū)動橋，帶動車輪旋轉(zhuǎn)；

蓄能器供能：此時的過程為工作狀態(tài)中蓄能器儲能的逆過程，第一離合器、第三離合器、第四離合器斷開，第二離合器閉合，蓄能器中釋放出高壓油經(jīng)過開關(guān)閥到液壓泵/馬達，此時液壓泵/馬達作為液壓馬達，能夠?qū)⒁簤耗苻D(zhuǎn)化為機械能，液壓馬達帶動第二離合器，將扭矩依次傳遞到齒輪箱、驅(qū)動橋和車輪，因此汽車能夠啟動或加速；

4)飛輪與液壓蓄能器同時供能：

此狀態(tài)應(yīng)用于汽車啟動或加速，此時相當于工作狀態(tài)中飛輪供能和蓄能器供能同時進行，即同時放能，第一離合器、第四離合器斷開；

5)飛輪給液壓蓄能器充能：

此狀態(tài)應(yīng)用于汽車勻速時，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速平穩(wěn)時，第一離合器、第二離合器、第三離合器斷開，第四離合器閉合，此時飛輪動能通過第二錐齒輪、第四離合器和第一錐齒輪傳遞到液壓泵/馬達，此時液壓泵/馬達作為液壓泵，能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，液壓泵從油箱中吸油，開關(guān)閥打開，液壓油經(jīng)過開關(guān)閥儲存到蓄能器中，儲存液壓能。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明在車輛啟動時或行駛過程中車輛制動、減速、加速時應(yīng)用，能夠?qū)囕v制動時損耗的機械能進行回收，回收時，飛輪能量密度高，能夠儲存大量能量，蓄能器功率密度高，能夠快速儲存能量。

首先，本發(fā)明通過齒輪箱將飛輪與蓄能器獨立開來，車輛制動或減速時，可以將一部分制動能量，即車體動能，直接儲存到飛輪中，作為飛輪的動能，相比現(xiàn)有的復(fù)合儲能系統(tǒng)，省去了機械能-液壓能-機械能的能量轉(zhuǎn)化，無疑提高了能量的利用率，當有大量能量需要儲存時，飛輪相比蓄能器更具優(yōu)勢。

其次，飛輪和蓄能器也能夠相互聯(lián)系，由于飛輪的能量因為摩擦容易損耗，而蓄能器能夠長時間儲能，本發(fā)明通過錐齒輪，離合器這些機械式傳動能夠使飛輪帶動液壓泵/馬達旋轉(zhuǎn)，通過液壓泵/馬達作為液壓泵工作，進而將飛輪動能轉(zhuǎn)變成液壓能儲存到蓄能器中，在汽車長時間勻速時，飛輪動能容易損耗，此時儲存到蓄能器中，避免了能量的浪費。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本發(fā)明是由傳動裝置1和蓄能裝置2組成，蓄能裝置2連接在傳動裝置1上；

傳動裝置1包括發(fā)動機11、第一離合器12、減速器13、傳動軸14、驅(qū)動橋15、車輪16、齒輪箱17、第二離合器18和第三離合器19，發(fā)動機11、第一離合器12、減速器13通過軸依次連接，傳動軸14連接在減速器13后端，驅(qū)動橋15設(shè)置在傳動軸14后端，驅(qū)動橋15兩端分別具有車輪16，齒輪箱17設(shè)置在傳動軸14前端，第二離合器18和第三離合器19分別連接在齒輪箱17上；

蓄能裝置2包括液壓泵/馬達21、開關(guān)閥22、油箱23、蓄能器24、單向閥25、溢流閥26、第四離合器27、第一錐齒輪28、第二錐齒輪29和飛輪201，

液壓泵/馬達21通過軸與第二離合器18相連接，下端通過油管和油箱23連接，上端通過油管連接在開關(guān)閥22上，右側(cè)通過軸和第一錐齒輪28相連接，蓄能器24、單向閥25、溢流閥26分別通過油管與開關(guān)閥22相連接，溢流閥27左側(cè)具有進油口，右側(cè)具有排油口，排油口通過油管連接到油箱23上，，第一錐齒輪28通過軸與第四離合器27相連接，第四離合器27兩端分別連接第一錐齒輪28和第二錐齒輪29，飛輪201通過軸與第三離合器19相連接，第二錐齒輪29與飛輪201相連接；

所述飛輪201和蓄能器24通過齒輪箱17，實現(xiàn)并聯(lián)，各自能夠獨立工作；

所述飛輪201通過機械式連接能夠?qū)幽軅鬟f到液壓泵/馬達21，液壓泵/馬達21將機械能轉(zhuǎn)化成液壓能，進而儲存到蓄能器24中。

本發(fā)明的工作原理及過程：

請參閱圖1所示，1)當飛輪和蓄能器分別儲能：

此狀態(tài)應(yīng)用于汽車制動或減速，與正常車輛相同，第二離合器18、第三離合器19、第四離合器27斷開，第一離合器12閉合，發(fā)動機11扭矩經(jīng)過第一離合器12，傳遞給減速器13，經(jīng)過汽車傳動軸14傳遞給驅(qū)動橋15，進而帶動車輪16旋轉(zhuǎn)；

飛輪儲能：汽車制動時，第一離合器12、第二離合器18、第四離合器27斷開，第三離合器19閉合，車體的動能依次經(jīng)過驅(qū)動橋15、傳動軸14和齒輪箱17傳遞到第三離合器19，最終傳遞給飛輪201，飛輪201儲存這部分機械能，轉(zhuǎn)速升高；

蓄能器儲能：汽車制動時，第一離合器12、第三離合器19、第四離合器27斷開，第二離合器18閉合，車體的動能依次經(jīng)過驅(qū)動橋15、傳動軸14和齒輪箱17傳遞到第二離合器18，然后傳遞到液壓泵/馬達21，此時液壓泵/馬達21作為液壓泵，能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，液壓泵從油?3中吸油，開關(guān)閥22打開，油經(jīng)過開關(guān)閥22儲存到蓄能器24中，蓄能器24中液體增多，氣體被壓縮，進而儲存液壓能，當蓄能器24充滿，油壓到達一定限度時，高壓油將通過溢流閥26流入油箱23；

2)飛輪與液壓蓄能器同時儲能：

此狀態(tài)應(yīng)用于汽車制動或減速，

此時相當于工作狀態(tài)1中飛輪儲能和蓄能器儲能同時進行，即同時儲能，第一離合器12、第四離合器27斷開；

3)飛輪與液壓蓄能器分別供能：

此工作狀態(tài)應(yīng)用于汽車啟動或加速，飛輪201和蓄能器24此時都存有汽車減速或制動時的能量，飛輪201和蓄能器24的能量都是先傳遞到齒輪箱17，然后到驅(qū)動橋15，最終帶動車輪16，汽車能夠啟動或加速；

飛輪供能：此時的過程為工作狀態(tài)1中飛輪儲能的逆過程，第一離合器12、第二離合器18、第四離合器27斷開，第三離合器19閉合，飛輪201中的動能經(jīng)過依次經(jīng)過第三離合器19，齒輪箱17，傳遞到驅(qū)動橋15，帶動車輪16旋轉(zhuǎn)；

蓄能器供能：此時的過程為工作狀態(tài)1中蓄能器儲能的逆過程，第一離合器12、第三離合器19、第四離合器27斷開，第二離合器18閉合，蓄能器24中釋放出高壓油經(jīng)過開關(guān)閥22到液壓泵/馬達21，此時液壓泵/馬達21作為液壓馬達，能夠?qū)⒁簤耗苻D(zhuǎn)化為機械能，液壓馬達帶動第二離合器18，將扭矩依次傳遞到齒輪箱17、驅(qū)動橋15和車輪16，因此汽車能夠啟動或加速；

4)飛輪與液壓蓄能器同時供能：

此狀態(tài)應(yīng)用于汽車啟動或加速，此時相當于工作狀態(tài)3中飛輪供能和蓄能器供能同時進行，即同時放能，第一離合器12、第四離合器27斷開；

5)飛輪給液壓蓄能器充能：

此狀態(tài)應(yīng)用于汽車勻速時，當發(fā)動機11轉(zhuǎn)速平穩(wěn)時，第一離合器12、第二離合器18、第三離合器19斷開，第四離合器27閉合，此時飛輪201動能通過第二錐齒輪29、第四離合器27和第一錐齒輪28傳遞到液壓泵/馬達21，此時液壓泵/馬達21作為液壓泵，能夠?qū)C械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗埽簤罕脧挠拖?3中吸油，開關(guān)閥22打開，液壓油經(jīng)過開關(guān)閥22儲存到蓄能器24中，儲存液壓能。