[发明专利]能量转换装置以及轨道车辆

说明书

本发明属于一种能量回收技术领域，特别涉及一种能量转换装置以及轨道车辆。该装置包括：驱动单元；转动轴，用于和所述驱动单元连接，在所述驱动单元的驱动下，所述转动轴顺时针或逆时针转动；切换单元，用于将所述转动轴的顺时针或逆时针转动，切换为发电机的输入轴的单向转动；发电机，用于将经其输入轴输入的机械能转换为电能。该轨道车辆包括上述能量转换装置。本发明的能量利用率、能量回收效率和机械结构的可靠性会得到显著的提升。

技术领域

本发明属于一种能量回收技术领域，特别涉及一种能量转换装置以及轨道车辆。

背景技术

轨道车辆，尤其是轨道货车，在运营时，基本没有受电网提供其电力需求。尽管机车车辆可以提供一定的电能以供拖车使用，但由于轨道车辆拖车节数很多，且铁路货车具有运行条件恶劣，编组频繁等特点，使得牵引机车供电线路布置存在困难，牵引机车通过电缆向其它拖车供电的方式难以实施。而传统的安装蓄电池供电的方式，需要定期维护和更换蓄电池，使其不满足车辆用电的需求，并不可行。因此，在铁路货车上安装发电装置是解决该问题的一个研究方向。

现有的轨道车辆车载发电装置有轴端发电装置、太阳能电池、风力发电、轴承发电和压电材料发电等多种方案。

在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术中至少存在以下问题：

现有技术中，轴端发电装置是通过皮带轮将车轴的转动力矩传递到发电机输入端，该装置结构复杂，体积大，对运用检修要求较高；同时，该种轴端发电装置从本身来讲仍然是将货车本身的能量转化为电能，而并不是回收利用耗散的能量；对于太阳能和风力发电在轨道车辆上的应用，恶劣的作业条件和多变的天气条件，限制了它们在铁路上的实际应用，且能力利用率低；而轴承发电装置加剧了轴承温度的升高，直接影响到了轴承的寿命。

因此，需对现有技术改进。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种能量利用率及能量回收效率高的能量转换装置以及轨道车辆。

本发明的技术方案为：

一方面，本发明提供了一种能量转换装置，其特征在于，所述装置包括：

驱动单元；

转动轴，用于和所述驱动单元连接，在所述驱动单元的驱动下，所述转动轴顺时针或逆时针转动；

切换单元，用于将所述转动轴的顺时针或逆时针转动，切换为发电机的输入轴的单向转动；

发电机，用于将经其输入轴输入的机械能转换为电能。

进一步地，所述切换单元包括：

第一单向离合器以及第二单向离合器，间隔相对设置在所述转动轴上，并可选择性地和所述转动轴传动连接；

第一锥齿轮，固定套装在所述第一单向离合器上；

第二锥齿轮，固定套装在所述第二单向离合器上；

第三锥齿轮，所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮相对啮合在所述第三锥齿轮的齿面上，所述第三锥齿轮和所述发电机的输入轴连接。

更进一步地，所述切换单元还包括：

增速齿轮箱，所述第三锥齿轮和所述发电机的输入轴通过所述增速齿轮箱连接。

优选地，所述驱动单元包括：

齿条；

驱动轮，所述驱动轮固定套装在所述转动轴上，且所述驱动轮和所述齿条相啮合。

进一步地，所述驱动单元还包括：

导轨，所述齿条可移动地设置在所述导轨上，以对齿条的往返运动提供导向。