王守民　王淑慧

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機(jī)動(dòng)車“剎車能”回收與利用的研究

王守民王淑慧

“節(jié)能減排，綠色環(huán)?！笔潜臼兰o(jì)人類最重要的研究課題之一。隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，各種機(jī)動(dòng)車的數(shù)量與日俱增，能源消耗量十分驚人。而石油、天然氣等是不可再生資源，遲早要走向枯竭，所以世界各國的科技人員都在積極地開發(fā)利用各種新能源，如風(fēng)能、水力、太陽能等，以延緩全球能源枯竭的時(shí)間。

所謂機(jī)動(dòng)車“剎車能”是指高速行駛的車輛要減速或停車時(shí)所必須消耗的那部分動(dòng)能。傳統(tǒng)的方法是采用各種制動(dòng)器（蹄式、帶式、盤式等），使車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦熱而消耗掉。這種方法，不僅浪費(fèi)了能源，而且還縮短了制動(dòng)器的使用壽命。如果設(shè)計(jì)一種能量回收轉(zhuǎn)換裝置（以下簡稱為回轉(zhuǎn)器），在車輛需減速或剎車的同時(shí)將部分動(dòng)能分流給回轉(zhuǎn)器，轉(zhuǎn)換成其它形式的能量并儲(chǔ)存起來。當(dāng)車輛的行駛阻力增大時(shí)（如爬坡、起步等），將該“回收能量”投入工作，與發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成冗驅(qū)機(jī)構(gòu)，以幫助車輛克服峰值載荷。這種改進(jìn)，不僅可節(jié)約大量燃料，減少排放，而且還能提高剎車性能，延長制動(dòng)器的使用壽命。

一、動(dòng)能回轉(zhuǎn)器的組成、工作過程和工作原理

1.動(dòng)能回轉(zhuǎn)器的組成

在汽車傳動(dòng)軸上附加一摩擦輪和電磁離合器，使之與其后的動(dòng)能回轉(zhuǎn)器、儲(chǔ)能器連接，共同組成動(dòng)能回收器，如圖所示：

2.動(dòng)能回轉(zhuǎn)器的工作過程

（1）車輛正常行駛時(shí)，動(dòng)能回收器不工作（與傳動(dòng)軸分離）；

（2）當(dāng)車輛下長坡、陡坡時(shí)，駕駛員操縱手柄使動(dòng)能回收器投入工作，儲(chǔ)存能量。此時(shí)車輛行駛阻力增大了，免去了“點(diǎn)剎車”；

（3）緊急停車時(shí)，動(dòng)能回收器與剎車踏板聯(lián)動(dòng)同時(shí)投入工作，即儲(chǔ)存了能量，又提高了剎車性能；

（4）當(dāng)車輛爬坡或起步時(shí)，可將儲(chǔ)存的能量反送給驅(qū)動(dòng)軸，以減輕發(fā)動(dòng)機(jī)的載荷。

3.動(dòng)能回轉(zhuǎn)器的工作原理

（1）將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成彈性勢能

通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將車輛傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能傳遞給大型卷簧（與鐘表發(fā)條類似）使卷簧卷緊，儲(chǔ)存能量，釋放此能量時(shí)可增大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

（2）將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能

將車輛傳動(dòng)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)連接，產(chǎn)生的電能由蓄電池儲(chǔ)存，供其他用電器使用。

（3）將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成液壓或氣壓能

將車輛傳動(dòng)軸與液壓油泵或空氣壓縮機(jī)連接，產(chǎn)生的高壓油或壓縮空氣由儲(chǔ)能器儲(chǔ)存，供給液壓、氣壓系統(tǒng)使用或通過液力馬達(dá)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸，增大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩。

二、經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析

綜上所述，“剎車能”的回收和循環(huán)利用具有重大的意義：不僅可節(jié)約大量的燃料，而且所轉(zhuǎn)換的能量是完全無碳的“綠色環(huán)?！钡哪芰?，所以具有極高的推廣、應(yīng)用價(jià)值。

從技術(shù)角度講，“回轉(zhuǎn)器”的組成結(jié)構(gòu)較簡單，多數(shù)零部件可采用標(biāo)準(zhǔn)件，且占用的空間較小，適用的車型廣泛，一般中、小型機(jī)械廠都能進(jìn)行生產(chǎn)或安裝，成本較低。

(作者單位：煙臺(tái)南山學(xué)院)