[发明专利]一种压簧式蓄能转换装置及其工作方法

权利要求书

1.一种压簧式蓄能转换装置，其特征在于：

包括蓄能转换单元(20)、双离合器传动箱(40)和电磁制动器(30)，

双离合器传动箱(40)与蓄能转换单元(20)一侧传动连接，蓄能转换单元(20)另一侧与电磁制动器(30)传动连接，

蓄能转换单元(20)包括蓄能转换单元壳体(20h)以及设于其内的滚珠丝杠(20a)、滚珠螺母(20b)、滑动板(20c)、蓄能弹簧(20f)和固定板(20g)，

在靠近电磁制动器(30)一侧的蓄能转换单元壳体(20h)上设有导轨(20e)；

所述固定板(20g)固设于靠近双离合器传动箱(40)一侧的蓄能转换单元壳体(20h)的一端，蓄能转换单元(20)内与固定板(20g)相对的一侧设有滑动板(20c)，滑动板(20c)的外周固定连接两个导块(20d)，导块(20d)滑动设置于导轨(20e)内，并沿导轨(20e)做直线运动，

蓄能弹簧(20f)置于固定板(20g)和滑动板(20c)之间；

滚珠丝杠(20a)的一端穿过固定板(20g)的中央通孔，并与双离合器传动箱(40)连接，

滚珠丝杠(20a)的另一端穿过滑动板(20c)的中央通孔，并与电磁制动器(30)连接，

滚珠螺母(20b)套装在滚珠丝杠(20a)的滚珠丝杠螺纹上，且与滑动板(20c)固定连接，

上述连接使得导块(20d)连同滑动板(20c)、滚珠螺母(20b)一起只能沿导轨(20e)作轴向往复直线运动，

所述电磁制动器(30)与电气控制装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种压簧式蓄能转换装置，其特征在于：

所述的双离合器传动箱(40)包括第一电磁离合器(41)和第二电磁离合器(42)，

第一电磁离合器(41)主动端固定连接第一齿轮轴(40f)，第一齿轮轴(40f)上固定安装第一齿轮(40a)，第一电磁离合器(41)的从动端固定连接第三齿轮轴(40h)，第三齿轮轴(40h)上固定安装第三齿轮(40c)，

第二电磁离合器(42)主动端固定连接第二齿轮轴(40g)，第二齿轮轴(40g)上固定安装第二齿轮(40b)，第二电磁离合器(42)的从动端固定连接第四齿轮轴(40j)，第四齿轮轴(40j)上固定安装第四齿轮(40e)，

在双离合器传动箱(40)内壁固定安装中间齿轮轴(40i)，中间齿轮轴(40i)安装中间齿轮(40d)，

所述第二齿轮(40b)与第一齿轮(40a)常啮合；中间齿轮(40d)沿其齿轮周向外侧与第三齿轮(40c)和第四齿轮(40e)常啮合，

所述第一电磁离合器(41)和第二电磁离合器(42)与电气控制装置电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种压簧式蓄能转换装置，其特征在于：

所述的滚珠丝杠(20a)的一端固定连接到电磁制动器(30)的电磁制动器制动盘(30a)上，滚珠丝杠(20a)的另一端固定连接到双离合器传动箱(40)的中间齿轮(40d)上。

4.根据权利要求1所述的一种压簧式蓄能转换装置，其特征在于：

所述的电磁制动器(30)为电磁失电制动器，即电磁制动器通电时，电磁制动器解除制动；电磁制动器断电时，电磁制动器保持制动。

5.根据权利要求1所述的一种压簧式蓄能转换装置，其特征在于：

所述的蓄能弹簧(20f)为包括至少两根弹簧套装在一起的弹簧组。

6.根据权利要求2所述的一种压簧式蓄能转换装置的工作方法，其特征在于，

包括如下步骤：

A、制动能量回收过程

当车辆前进过程中制动时，第一电磁离合器(41)和电磁制动器(30)处于通电接合工作状态，第二电磁离合器(42)不通电处于非工作状态，由于第一电磁离合器(41)通电接合，使得第一电磁离合器(41)主动端与第一电磁离合器(41)从动端接合在一起，第一齿轮轴(40f)与第三齿轮轴40h一起转动；

车辆制动所产生的惯性动力由第一齿轮轴(40f)的另一端即动力输入-输出端输入，经第一电磁离合器(41)、第三齿轮(40c)和中间齿轮(40d)传递至蓄能转换单元(20)，带动滚珠丝杠(20a)旋转，由于滚珠螺母(20b)、滑动板(20c)、导块(20d)三者连接为一体，且导块(20d)只能沿导轨(20e)作直线运动，所以滚珠螺母(20b)连同滑动板(20c)一起向靠近固定板(20g)的方向沿导轨(20e)作直线运动，使位于滑动板(20c)和固定板(20g)之间的蓄能弹簧(20f)压缩，将车辆的动能以弹簧弹性势能的形式储存到蓄能弹簧(20f)中；

B、制动能量释放过程：

当车辆在起步过程中释放蓄能器能量时，第二电磁离合器(42)、电磁制动器(30)通电，电磁制动器(30)处于解除制动工作状态，使滚珠丝杠(20a)可作旋转运动，同时第一电磁离合器(41)不通电接合处于非工作状态，由于第二电磁离合器(42)通电接合，使得第二电磁离合器(42)主动端与第二电磁离合器(42)从动端接合在一起，第二齿轮轴(40g)与第四齿轮轴(40j)一起转动；

在蓄能弹簧(20f)的压力作用下，滚珠螺母(20b)连同滑动板(20c)一起向远离固定板(20g)的方向沿导轨(20e)作直线运动，使滚珠丝杠(20a)作与制动能量回收过程相反的旋转运动，滚珠丝杠(20a)将动力经中间齿轮(40d)、第四齿轮(40e)、第二电磁离合器(42)、第二齿轮(40b)、第一齿轮(40a)传递至第一齿轮轴(40f)上，由第一齿轮轴(40f)的另一端即动力输入-输出端向外输出动力，此时，第一齿轮轴(40f)的旋转方向与车辆前进要求的驱动方向相同，蓄能转换单元(20)中储存的弹性势能转化为车辆的动能，驱动车辆行驶，直到完全释放蓄能弹簧(20f)存储的弹性势能为止；

C、制动能量保持过程：

当车辆处于非制动能量回收过程或处于非制动能量释放过程时，第一电磁离合器(41)、第二电磁离合器(42)和电磁制动器(30)均不通电，电磁制动器(30)处于制动状态，滚珠丝杠(20a)不旋转，蓄能弹簧(20f)的能量保持。