本发明涉及车辆传动,尤其涉及一种具备动能回收的汽车传动轴。
背景技术:
1、车辆传动轴常见安装于四驱车辆的中部,位于车身底部且沿着车身长度方向布置,其将发动机或发电机的动力通过传动轴传递至另一侧的驱动轮上。
2、车辆动能回收则是利用车辆的动能,在刹车或者无需驱动输入的时候,对车辆的动能进行能量转化后储存,从而实现低能耗、高续航的优点。
3、经检索,中国专利公开号为cn201800551u的专利,公开了液压式汽车动能回收装置,包括:车架,其特征是:所述的车架装有发动机,所述的发动机装有主动传动轴,所述的主动传动轴通过齿轮箱连接传动轴,所述的主动传动轴两端分别连接刹车片,其特征是:所述的传动轴连接油泵,所述的油泵通过油管连接液压泵,所述的油泵管连接液压油箱。
4、上述专利存在以下不足:其利用液压对刹车片的摩擦力进行动能回收,但是由于车辆的驱动源为发动机或电动机时,由于发动机具有冲程,其做功是间歇的,电动机也有磁场切换动作,所以在进行细化分析时,发动机与发电机的扭矩输出是间歇的,而非全连续状态,间歇的扭矩输出就会使得传动轴的传动间隙出现二阶的扭力震动,同样,在刹车阶段,由于刹车片的磨损程度不同、路面的动/静摩擦系数波动也会出现二阶扭力震动,这种震动会由于两个传动部件存在传动间隙而使得两个传动部件之间细微“碰撞”,这些碰撞能量大部分会以声音和热量的形式散发,从而导致扭矩损失,而上述专利无法对此部分的能量进行回收,所以还具有一定的局限性。
技术实现思路
1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种具备动能回收的汽车传动轴。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
3、一种具备动能回收的汽车传动轴,包括与车辆驱动源传动连接的驱动轴、与车辆驱动轮传动连接的从动轴、用于传动连接驱动轴与从动轴的过渡轴以及固定于车身的能量回收部,
4、所述驱动轴通过限位凸轴活动插接于过渡轴的内壁,且所述驱动轴与过渡轴的相对一侧分别设置有一组棘爪,两组棘爪相互咬合,连接于驱动轴的所述棘爪内壁两侧均设置有与另一组棘爪端面配合的压电陶瓷,两个所述压电陶瓷的相对一侧设置有固定于棘爪内壁的橡胶垫块,且所述压电陶瓷的发电端电性连接于能量回收部。
5、优选地:所述过渡轴的内壁开设有键状槽,从动轴的外壁焊接有键状凸起,键状凸起与键状槽间隙配合,且所述键状凸起的外壁固定有用于对过渡轴端面限位的限位卡簧。
6、进一步地:所述驱动轴的外壁设置有电联组件,所述电联组件包括转动连接于驱动轴外壁的防护壳以及两个位于防护壳内部且固定于驱动轴外壁的导电片,驱动轴与导电片之间相互绝缘,所述防护壳的一侧内壁固定有连接块,连接块与能量回收部固定连接,且连接块的内壁对称滑动连接有两个滚珠式电极头,滚珠式电极头的相对一侧设置有绝缘簧,两个滚珠式电极头分别滚动且电性导通配合于两个导电片的侧壁,滚珠式电极头与能量回收部连接,导电片与压电陶瓷连接。
7、在前述方案的基础上:所述能量回收部包括壳体以及多个固定于壳体内壁的储能蓄电池,滚珠式电极头与储能蓄电池的充电端子连接。
8、在前述方案中更佳的方案是:所述壳体的侧壁设置有启闭门组件,且壳体的内部设置有用于对启闭门组件启闭控制的启闭控制机构。
9、作为本发明进一步的方案:所述启闭门组件由多个转动连接于壳体内壁的门组成,所述启闭控制机构包括滑动架和活塞杆,所述滑动架滑动连接于壳体,滑动架的侧壁转动连接有多个连杆,连杆的另一端转动连接于门,所述活塞杆固定于滑动架的一侧,且活塞杆的端部固定有活塞,活塞的外壁滑动连接于固定于壳体的缸体,所述活塞的端面扣接有辅助簧,辅助簧的另一端扣接于缸体的内壁。
10、同时,所述缸体与活塞组成的封闭内腔内冲注有二氧化氮和四氧化二氮的混合气体。
11、作为本发明的一种优选的:所述能量回收部还包括固定于壳体底部的发电机构和辅助驱动机构,所述驱动轴的外壁通过齿轮组一传动配合于发电机构的输入轴,所述驱动轴的外壁通过齿轮组二传动配合于辅助驱动机构的输出轴。
12、同时,所述发电机构包括发电机壳和发电主轴,所述发电机壳固定于壳体的外壁,所述发电主轴传动配合于齿轮组一,所述发电主轴的外壁固定有发电机转子铁芯,发电机壳的内壁固定有多个相互串联且均与发电机转子铁芯配合的发电机定子绕组,且每个所述发电机定子绕组的一侧均电性连接有电极柱一;
13、所述辅助驱动机构包括辅助驱动主轴和电机壳,所述辅助驱动主轴固定于壳体的外壁,所述电机壳传动配合于齿轮组二,所述辅助驱动主轴的外壁固定有电机转子铁芯,电机壳的内壁固定有多个相互串联且均与电机转子铁芯配合的电机定子绕组,且每个所述电机定子绕组的一侧均电性连接有电极柱二;
14、所述壳体的内壁设置有模式控制机构,所述模式控制机构包括配重块以及两组分别固定于配重块两侧的弹性电极片一和弹性电极片二,所述配重块滑动连接于壳体的内壁,且配重块与壳体的滑动方向与车辆的行进方向平行,配重块的两端扣接有弹簧一,弹簧一的另一端扣接于壳体的内壁,所述弹性电极片一与电极柱一接触配合,所述弹性电极片二与电极柱二接触配合。
15、作为本发明的一种更优的方案:所述配重块的侧壁开设有多组卡槽,所述壳体的内壁两侧分别设置有一组与卡槽配合的弹性限位件;
16、所述弹性限位件包括滑动连接于壳体内壁的滑板以及固定于滑板端面且与卡槽限位配合的弧头卡杆,所述滑板的另一端扣接有弹簧二,弹簧二的另一端扣接于壳体的内壁。
17、本发明的有益效果为:
18、1.本发明,通过设置驱动轴与过渡轴,利用棘爪将驱动轴与过渡轴咬合配合,且同时利用压电陶瓷进行能量转化,从而能驱动或叉车过程中的二阶震动能量进行吸收转化,实现能量回收,同时设置橡胶垫块,其一方面能进行一定程度的震动缓冲,另一方面也能防止压电陶瓷受到较大的扭矩驱动时受损。
19、2.本发明,通过将整个传动轴设置为驱动轴、过渡轴、从动轴的组合形式,利用棘爪咬合实现驱动轴与过渡轴传动,利用键状槽与键状凸起的配合实现过渡轴与从动轴的传动,从而在保证可靠传动的基础上,也能便捷地对驱动轴、过渡轴、从动轴进行组合和拆卸。
20、3.本发明,通过设置电联组件,利用导电片与滚珠式电极头作为过渡,从而能使得防护壳与能量回收部相对旋转的同时,导电片与压电陶瓷之间的连接导线、滚珠式电极头与能量回收部之间的连接导线不会出现旋转缠绕问题,增加了安全性。
21、4.本发明,通过设置门,能利用门的旋转启闭来实现低温封闭保温和高温打开散热的功能,从而保证壳体内零部件的可靠工作,另外通过设置基于热胀冷缩的形式驱动,从而使得门根据壳体内的温度自动化启闭,无需传感器控制器等电气元件参与,灵敏高的同时也简化控制逻辑。
22、5.本发明,通过将气体设置为二氧化氮和四氧化二氮的混合气体,在温度变化时,一方面利用气体自身特征实现胀缩,另一方面也能利用化学平衡移动在促进胀缩,从而使得气体整体的胀缩系数增加,保证了控制的可靠性。
23、6.本发明通过设置发电机构和辅助驱动机构,其配合储能蓄电池,一方面能实现加速或者上坡过程中的辅助驱动,保证车辆行进具有足够的扭矩,另一方面也能在减速或者下坡过程中进行能量回收,增加节能效果。
24、7.本发明通过基于配重块的滑动实现发电机构与辅助驱动机构工作模式的调节,从而能使得车辆的加减速、上下坡的工况与发电机构启动或辅助驱动机构启动的模式自动匹配,无需电控,同时基于多个发电机定子绕组和电机定子绕组的设置,还能使得发电机构与功率与辅助驱动机构的功率与加减速速度、上下坡坡度自适应匹配调节。
25、8.本发明通过设置弹性限位件与卡槽,利用弹性限位件对卡槽的限位,从而能使得配重块一旦移动时,其会移动至下一个卡槽与弹性限位件配合方停止,从而可对配重块的工位进行可靠限位,增加发电机构与辅助驱动机构工作可靠性。
1.一种具备动能回收的汽车传动轴,包括与车辆驱动源传动连接的驱动轴(1)、与车辆驱动轮传动连接的从动轴(3)、用于传动连接驱动轴(1)与从动轴(3)的过渡轴(2)以及固定于车身的能量回收部(4),其特征在于,
2.根据权利要求1所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述过渡轴(2)的内壁开设有键状槽(10),从动轴(3)的外壁焊接有键状凸起(12),键状凸起(12)与键状槽(10)间隙配合,且所述键状凸起(12)的外壁固定有用于对过渡轴(2)端面限位的限位卡簧(11)。
3.根据权利要求1所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述驱动轴(1)的外壁设置有电联组件(5),所述电联组件(5)包括转动连接于驱动轴(1)外壁的防护壳(17)以及两个位于防护壳(17)内部且固定于驱动轴(1)外壁的导电片(13),驱动轴(1)与导电片(13)之间相互绝缘,所述防护壳(17)的一侧内壁固定有连接块(15),连接块(15)与能量回收部(4)固定连接,且连接块(15)的内壁对称滑动连接有两个滚珠式电极头(14),滚珠式电极头(14)的相对一侧设置有绝缘簧(16),两个滚珠式电极头(14)分别滚动且电性导通配合于两个导电片(13)的侧壁,滚珠式电极头(14)与能量回收部(4)连接,导电片(13)与压电陶瓷(7)连接。
4.根据权利要求3所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述能量回收部(4)包括壳体(27)以及多个固定于壳体(27)内壁的储能蓄电池(19),滚珠式电极头(14)与储能蓄电池(19)的充电端子连接。
5.根据权利要求4所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述壳体(27)的侧壁设置有启闭门组件(24),且壳体(27)的内部设置有用于对启闭门组件(24)启闭控制的启闭控制机构(23)。
6.根据权利要求5所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述启闭门组件(24)由多个转动连接于壳体(27)内壁的门(29)组成,所述启闭控制机构(23)包括滑动架(30)和活塞杆(31),所述滑动架(30)滑动连接于壳体(27),滑动架(30)的侧壁转动连接有多个连杆(28),连杆(28)的另一端转动连接于门(29),所述活塞杆(31)固定于滑动架(30)的一侧,且活塞杆(31)的端部固定有活塞(33),活塞(33)的外壁滑动连接于固定于壳体(27)的缸体(32),所述活塞(33)的端面扣接有辅助簧(34),辅助簧(34)的另一端扣接于缸体(32)的内壁。
7.根据权利要求6所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述缸体(32)与活塞(33)组成的封闭内腔内冲注有二氧化氮和四氧化二氮的混合气体。
8.根据权利要求4所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述能量回收部(4)还包括固定于壳体(27)底部的发电机构(21)和辅助驱动机构(26),所述驱动轴(1)的外壁通过齿轮组一(18)传动配合于发电机构(21)的输入轴,所述驱动轴(1)的外壁通过齿轮组二(25)传动配合于辅助驱动机构(26)的输出轴。
9.根据权利要求8所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述发电机构(21)包括发电机壳(35)和发电主轴(38),所述发电机壳(35)固定于壳体(27)的外壁,所述发电主轴(38)传动配合于齿轮组一(18),所述发电主轴(38)的外壁固定有发电机转子铁芯(37),发电机壳(35)的内壁固定有多个相互串联且均与发电机转子铁芯(37)配合的发电机定子绕组(36),且每个所述发电机定子绕组(36)的一侧均电性连接有电极柱一(39);
10.根据权利要求9所述的一种具备动能回收的汽车传动轴,其特征在于,所述配重块(42)的侧壁开设有多组卡槽(50),所述壳体(27)的内壁两侧分别设置有一组与卡槽(50)配合的弹性限位件(49);