專利名稱：一種能量轉換裝置及帶有此裝置的汽車的制作方法
技術領域：
本發明屬于能量轉換技術領域，尤其涉及一種汽車的能量回收及釋放裝置。
背景技術：
隨著技術的不斷發展，人們生活水平的不斷提高，汽車早已成為很多人日常出行 必不可少的交通工具，但是汽車在現實的行駛過程中能量卻有著很大程度的損失和浪費， 如汽車行駛過程的中剎車、減速的慣性，機械運動的慣性及怠速時的能量等。現有的大部分 燃油汽車對這些能量的利用都沒有采取相應的措施，導致這些能量白白浪費；目前由于環 境因素的制約，混合動力汽車及電動汽車大肆發展，其中，部分混合動力及電動汽車在設計 的過程中采用了能量回饋工作模式，即在車輛減速、怠速或者剎車的時候能夠把車輪的動 能利用發電機轉化為電能儲存到蓄電池中，從而為蓄電池充電。由于此能量的轉化形式單 一，因此一種新形式的能量轉裝置及帶有此裝置的汽車應運而生。
發明內容
本發明的一個目的在于提供一種能量轉換裝置，可以把工作部件的機械能轉化為
液體或者氣體介質的勢能，然后可以再把液體或者氣體介質的勢能再轉化為機械能。 本發明的另一個目的是提供一種含有上述能量轉換裝置的汽車，能夠有效利用汽
車減速、怠速及下坡過程中的慣性能量，把它們轉化為氣體或者液體介質的勢能，等到汽車
進行啟動、加速或者上坡等需要助力時再把介質的勢能轉化為傳動部件的機械能從而釋放出去。 本發明所采用的技術方案是 提供一種能量轉換裝置，包括能量傳遞機構，能量儲存機構及控制機構，其中，所 述能量傳遞機構一端與所述能量儲存機構相連，所述控制機構控制能量傳遞機構把外部的 機械能輸入能量儲存機構及把能量儲存機構中的能量輸出給工作部件。 提供一種汽車，包括傳動軸，其中，所述汽車還包括上述的能量轉換裝置，所述能 量轉換裝置與所述傳動軸相連接并能進行動力傳遞。。 采用這樣的技術方案以后，當車輛在減速、怠速或者下坡滑行時，通過能量轉換裝 置可以把車輛的慣性機械能轉化為液體或者氣體介質的勢能儲存起來，然后在車輛啟動、 加速或者上坡需要助力時可以通過控制機構再把所儲存的勢能轉化為傳動部件的機械能 釋放出去，達到助力的效果，而且這種能量駐華裝置可以根據其結構安裝在汽車底盤的不 同部位并能和傳動軸相互配合傳動，適合不同底盤結構的汽車，具有很大的實用性。
圖1是本發明一種實施例的結構示意圖；
圖2是本發明另一種實施例的結構示意圖。
為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附
圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以 解釋本發明，并不用于限定本發明。 實施例一 如圖1所示，一種能量轉換裝置，包括能量傳遞機構，能量儲存機構及控制機構，
所述能量傳遞機構一端與所述能量儲存機構相連，所述控制機構控制能量傳遞機構把外部
的機械能輸入能量儲存機構及把能量儲存機構中的能量輸出給工作部件。 所述能量傳遞機構為一組傳動組件l，此傳動組件1可以為齒輪傳動組、帶傳動
組、鏈傳動組、擺線傳動組等，優選為齒輪傳動組，所述齒輪傳動組1包括一輸出齒輪2。所
述齒輪傳動組1內含有齒輪鎖止機構，所述能量轉裝置可以通過所述齒輪鎖止機構對所述
齒輪傳動組1進行鎖止或者解鎖。 所述能量儲存機構包括活塞軸13，固定在所述活塞軸13 —端的活塞11及套在所 述活塞軸13上的缸體10，所述活塞軸13的另一端固定，所述缸體10內充有流體介質，所述 缸體10可以沿所述活塞軸13做軸向運動。所述缸體10上設有齒條結構14，所述齒條16 可以與所述輸出齒輪2相嚙合并且所述輸出齒輪2可以通過齒條16帶動缸體10沿所述活 塞軸13作軸向運動。 在所述能量轉換裝置進行能量收集時，所述控制機構控制所述能量傳遞機構與外 部傳動工作部件相結合，外部工作部件的機械能通過傳動機構把能量傳遞到所述能量傳遞 機構的輸入端，從而可以驅動齒輪轉動進而通過所述齒輪組1驅動輸出齒輪2轉動，所述輸 出齒輪2與所述缸體10上的齒條16相嚙合并把能量傳遞給缸體10，使所述缸體10沿所述 活塞桿13作軸向運動，這樣通過活塞11及缸體10的作用，所述缸體10內部的液體或者氣 體介質被壓縮將外部工作部件的機械能轉化為介質的勢能，從而可以把外部可利用的多余 機械能轉化為介質的勢能暫時儲存起來。因每個油缸或者汽缸都有其工作時允許的最高壓 力值，所以當所述缸體10內介質的壓力達到所述缸體10的額定壓力時，所述控制機構控制 所述能量傳遞機構脫離外部傳動部件并鎖死所述齒輪傳動組1 在所述能量轉換裝置進行能量釋放時，所述控制機構控制所述能量傳遞機構結合 外部傳動部件并解鎖齒輪傳動組1，由于所述活塞軸13被固定，所述高勢能的壓縮介質推 動所述缸體10作軸向運動，所述缸體10通過所述齒條16帶動所述輸出齒輪2轉動，將所 述能量儲存機構中介質的勢能傳到所述能量傳遞機構，所述能量傳遞機構把接收到的介質 的勢能轉化為傳動部件的機械能并輸出給所述傳動部件，并且當所述介質的勢能釋放完畢 時，所述控制機構控制所述能量傳遞機構脫離外部傳動部件。這里所述的是能釋放完畢是 指，缸體10內部的介質不能再繼續推動所述缸體10做軸向運動的時候。
實施例二 如圖2所示，一種能量轉換裝置，包括能量傳遞機構，能量儲存機構及控制機構，
所述能量傳遞機構一端與所述能量儲存機構相連，所述控制機構控制能量傳遞機構把外部
的機械能輸入能量儲存機構及把能量儲存機構中的能量輸出給工作部件。 所述能量傳遞機構為一組傳動組件l，此傳動組件1可以為齒輪傳動組、帶傳動
組、鏈傳動組、擺線傳動組等，優選為齒輪傳動組，所述齒輪傳動組1包括一輸出齒輪2。所
4述齒輪傳動組1內含有齒輪鎖止機構，所述能量轉裝置可以通過所述齒輪鎖止機構對所述 齒輪傳動組1進行鎖止或者解鎖。 所述能量儲存機構包括活塞軸13，固定在所述活塞軸13 —端的活塞11及套在所 述活塞軸13上的缸體IO，所述缸體10固定，所述缸體10內充有流體介質，所述活塞11及 活塞軸13可以沿所述缸體10做軸向運動。所述活塞軸13上設有齒條結構16，所述齒條 16可以與所述輸出齒輪2相嚙合并且所述輸出齒輪2可以通過齒條16帶動所述活塞軸13 沿所述缸體10作軸向運動。 在所述能量轉換裝置進行能量收集時，所述控制機構控制所述能量傳遞機構與外 部傳動工作部件相結合，外部工作部件的機械能通過傳動機構把能量傳遞到所述能量傳遞 機構的輸入端，從而可以驅動齒輪轉動進而通過所述齒輪組1驅動輸出齒輪2轉動，所述輸 出齒輪2與所述活塞軸13上的齒條16相嚙合并把能量傳遞給所述活塞軸13，使所述活塞 11沿所述缸體10作軸向運動，這樣通過活塞11及缸體10的作用，所述缸體10內部的液體 或者氣體介質被所述活塞11壓縮將外部工作部件的機械能轉化為介質的勢能，從而可以 把外部可利用的多余機械能轉化為介質的勢能暫時儲存起來。因每個油缸或者汽缸都有其 工作時允許的最高壓力值，所以當所述缸體10內介質的壓力達到所述缸體10的最高工作 壓力時，所述控制機構控制所述能量傳遞機構脫離外部傳動部件并鎖死所述齒輪傳動組l
在所述能量轉換裝置進行能量釋放時，所述控制機構控制所述能量傳遞機構結合 外部傳動部件并解鎖齒輪傳動組1，由于所述缸體10被固定，所述高勢能的壓縮介質推動 所述活塞11作軸向運動進而推動所述活塞軸13作軸向運動，所述活塞軸13通過所述齒條 16帶動所述輸出齒輪2轉動，將所述能量儲存機構中介質的勢能傳到所述能量傳遞機構， 所述能量傳遞機構把接收到的介質的勢能轉化為傳動部件的機械能并輸出給所述傳動部 件，并且當所述介質的勢能釋放完畢時，所述控制機構控制所述能量傳遞機構脫離外部傳 動部件。這里所述的是能釋放完畢是指，缸體10內部的介質不能再繼續推動所述活塞11 做軸向運動的時候。 對于以上所述兩種實施例，作為更進一步的改進，在所述缸體10上設有安全閥9， 當所述缸體10內的壓力超過其額定壓力時，所述安全閥9開啟以保護所述缸體10因壓力 過大而造成的損壞。 —種汽車，包括傳動軸3、帶有殼體的減速機構15及車輪8，所述傳動軸3通過所 述減速機構15與所述車輪8連接，其中，所述汽車還包括一如上所述的能量轉換裝置，所述 能量轉換裝置與所述傳動軸3相連接并能進行動力傳遞。 所述汽車還包括有設有同步器12的轉軸4以及空套在轉軸4上的從動齒輪14，所 述同步器12固定設置在所述轉軸4上并可隨所述轉軸4 一起轉動，所述同步器12可以結合 或者脫離所述從動齒輪14，所述傳動軸3上設有主動齒輪5，所述主動齒輪5與所述傳動軸 3 —起轉動，所述主動齒輪5與所述從動齒輪14常嚙合，當所述同步器12與所述從動齒輪 14相脫離時，所述主動齒輪5可以帶動所述從動齒輪14在所述轉軸4上空轉；當所述同步 器12與所述從動齒輪14相結合時，所從動齒輪14與所述轉軸4固連為一體，所述主動齒輪 5驅動所述從動齒輪14轉動，從而帶動所述轉軸4轉動。所述轉軸4的輸出端與所述能量 傳遞機構的輸入端連接并帶動所述齒輪傳動組1轉動從而把動力傳遞給所述輸出齒輪2。
所述汽車還包括動力源7，離合器6，所述動力源輸出動力通過所述離合器6、所述
5傳動軸3及所述減速機構15傳遞到所述車輪8上從而驅動車輛運行。所述動力源可以為 汽油發動機、柴油發動機或者電機。 當車輛減速，怠速或者下坡時，所述能量轉換裝置的控制裝置控制所述同步器12 與所述從動齒輪14嚙合，車輪8的機械能通過所傳動軸3、主動齒輪5、從動齒輪14及轉軸 4輸入所述能量傳遞機構，并通過所述能量儲存機構將機械能傳遞給所述能量儲存機構并 轉化為介質的勢能。當所述缸體10內介質的壓力達到所述缸體10的額定壓力時，所述控 制機構控制所述同步器12脫離所述從動齒輪14并鎖死所述齒輪傳動組1。
當車輛啟動，加速或者上坡時，所述能量轉換裝置的控制機構控制所述同步器12 與所述從動齒輪14嚙合，所述缸體10中的介質推動缸體10或者活塞軸13作軸向運動，進 而所述能量傳遞機構通過轉軸4、從動齒輪14及主動齒輪15帶動傳動軸3轉動，從而驅動 車輪8轉動，從而起到一定的助力作用。 以上所述能量轉換裝置的活塞軸13或者缸體10固定在所述減速機構15的殼體 上。 通過以上技術方案，當車輛在減速、怠速或者下坡滑行時，通過能量轉換裝置可以 把車輛的慣性機械能轉化為液體或者氣體介質的勢能儲存起來，然后在車輛啟動、加速或 者上坡需要助力時可以通過控制機構再把所儲存的勢能轉化為傳動部件的機械能釋放出 去，達到助力的效果，而且這種能量駐華裝置可以根據其結構安裝在汽車底盤的不同部位 并能和傳動軸相互配合傳動，適合不同底盤結構的汽車，具有很大的實用性。
權利要求
一種能量轉換裝置，包括能量傳遞機構，能量儲存機構及控制機構，其特征在于，所述能量傳遞機構一端與所述能量儲存機構相連，所述控制機構控制能量傳遞機構把外部的機械能輸入能量儲存機構及把能量儲存機構中的能量輸出給工作部件。
2. 根據權利要求1所述的能量轉換裝置，其特征在于，所述能量傳遞機構為一組傳動 組件，所述傳動組件包括一帶有輸出齒輪(2)的齒輪傳動組(l)，所述齒輪傳動組(1)內設 有齒輪鎖止機構，所述能量轉裝置可以通過所述齒輪鎖止機構對所述齒輪傳動組(1)進行 鎖止或者解鎖。
3. 根據權利要求2所述的能量轉換裝置，其特征在于，所述能量儲存機構包括活塞軸 (13)，固定在活塞軸(13) —端的活塞(11)及套在所述活塞軸(13)上的缸體(IO)，所述缸 體(10)內充有流體介質，所述缸體(10)可以沿所述活塞軸(13)做軸向運動。
4. 根據權利要求3所述的能量轉換裝置，其特征在于，所述活塞軸(13)固定，所述缸體 (10)上帶有齒條(16)，所述輸出齒輪(2)通過所述齒條(16)與所述缸體(10)相嚙合，所 述輸出齒輪(2)能夠通過所述齒條(16)帶動缸體(10)沿所述固定支桿(13)做軸向運動。
5. 根據權利要求3所述的能量轉換裝置，其特征在于，所述缸體(10)固定，所述活塞軸(13) 上設有齒條(16)，所述輸出齒輪(2)通過所述齒條(16)與所述活塞軸(13)相嚙合， 所述輸出齒輪(2)能夠通過所述齒條(16)帶動所述活塞軸(13)沿所述缸體(10)做軸向 運動。
6. 根據權利要求3所述的能量轉換裝置，其特征在于，所述缸體(10)上設有安全閥(9)。
7. —種汽車，包括傳動軸(3)，其特征在于，所述汽車還包括一如權利要求l-6任意一 項所述的能量轉換裝置，所述能量轉換裝置與所述傳動軸(3)相連接并能進行動力傳遞。
8. 根據權利要求7所述的汽車，其特征在于，所述能量傳遞機構一端與所述能量儲存 機構相連，所述能量傳遞機構另一端與所述傳動軸(3)相連接。
9. 根據權利要求8所述的汽車，其特征在于，所述汽車還包括設有同同步器(12)的轉 軸(4)以及空套在轉軸(4)上的從動齒輪(14)，所述同步器(12)固定設置在所述轉軸(4) 上并可以與所述從動齒輪(14)結合或著脫離，所述傳動軸(3)上設有主動齒輪(5)，所述主 動齒輪(5)與所述從動齒輪(14)常嚙合。
10. 根據權利要求9所述的汽車，其特征在于，當車輛減速，怠速或者下坡時，所述能量轉換裝置的控制裝置控制所述同步器(12)與 所述從動齒輪(14)嚙合，車輪(8)的機械能通過所傳動軸(3)、主動齒輪(5)、從動齒輪(14) 及轉軸(4)輸入所述能量傳遞機構，并通過能量儲存機構將機械能轉化為介質的勢 能；當車輛啟動，加速或者上坡時，所述能量轉換裝置的控制機構控制所述同步器(12)與 所述從動齒輪(14)嚙合，所述缸體(10)中的介質推動缸體(10)或者活塞軸(13)軸向運 動，進而所述能量傳遞機構通過轉軸(4)、從動齒輪(14)及主動齒輪(15)帶動傳動軸(3) 轉動，從而驅動車輪(8)轉動。
11. 根據權利要求io所述的汽車，其特征在于，所述汽車還包括一帶有殼體的減速機構(15)，所述活塞軸(13)的一端或者缸體(10)固定在所減速機構(15)的殼體上。
全文摘要
一種能量轉換裝置，包括能量傳遞機構，能量儲存機構及控制機構，其中，所述能量傳遞機構一端與所述能量儲存機構相連，所述控制機構控制能量傳遞機構把外部的機械能輸入能量儲存機構及把能量儲存機構中的能量輸出給工作部件。一種汽車，包括傳動軸、減速機構及車輪，所述傳動軸通過所述減速機構與車輪連接，其中，所述汽車還包括上述的能量轉換裝置。以上技術方案后，可以實現收集汽車空擋或者減速時的能量從而給汽車啟動、加速或者上坡時提供助力的目的。
文檔編號B60K25/10GK101734155SQ200810217698
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者付多智 申請人:比亞迪股份有限公司