[发明专利]一种半挂车辆的制动能量耦合系统

说明书

本发明提出了一种半挂车辆的制动能量耦合系统，属于工程汽车领域。该系统包括动力耦合模块、飞轮、飞轮制动器、变速/减速机构，动力耦合模块包括控制电机/液压马达、单排行星齿轮机构、减速齿轮Z₁及Z₂。行星架与挂车驱动桥连接从而输出动力；控制电机/液压马达与太阳轮连接；飞轮则通过减速齿轮Z₁及Z₂与齿圈连接；飞轮制动器与挂车制动器直接相连。车辆制动时，辅助挂车部分制动，同时起到回收制动能量的作用，车辆启动或爬坡时，通过释放回收的能量，辅助驱动挂车部分，减轻牵引车负载，辅助半挂车驱动。运用机电一体化的集成设计，建立控制电机/液压马达与单排行星齿轮机构组成的动力耦合模块，取代传统的动力电池‑电动/发电机系统，能量无需经过机械能‑电能‑机械能的多重转化，提高了能量输入输出的效率。本发明能够实现制动能量高效回收和利用，改善制动和驱动工况，提高车辆安全性能。

技术领域

本发明涉及一种半挂车辆的制动能量耦合系统，属于工程汽车领域。

背景技术

半挂车是现代运输行业中应用相当广泛的一种运输工具，主要由牵引车和挂车两部分组成。当今半挂车的挂车部分运动往往跟随牵引车部分的运动，没有主动制动和驱动功能，紧急制动过程中容易发生车辆折叠，造成交通事故。目前，在混合动力汽车领域，人们已经采用电动/发电机和动力电池系统完成了对制动能量的回收，但是在工程机械中，动力电池需占用很大空间，对于运输工具的挂车而言，无疑减小了运输空间，而且还会造成成本升高。

在运输路段下长坡，车辆需要频繁地减速，其中减速制动会导致车身动能通过摩擦以热量形式耗散，造成能量浪费。在城市运输路段，车辆需要频繁地加速减速，由于车辆本身质量大，造成频繁起动困难。而飞轮具有储能密度高、使用寿命长、性能稳定等特点，既能实现动能高效回收，又能在需要时提高车辆动力性，为了回收车辆制动能量，储能飞轮技术得以应用。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型制动能量耦合系统，实现车辆动能回收再利用，提高车辆安全性、动力性和经济性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种半挂车辆的制动能量耦合系统，该系统包括：牵引车、牵引车驱动轮、牵引车从动轮、制动能量耦合模块、飞轮、飞轮制动器、挂车车轮、挂车、挂车驱动桥、鞍座、牵引车驱动桥。所述制动能量耦合模块包括：单排行星齿轮机构、控制电机/液压马达、齿轮Z₁；所述单排行星齿轮机构包括：太阳轮、行星轮、行星架、齿圈、齿轮Z₂。所述行星架与所述挂车驱动桥连接从而输出动力；所述控制电机/液压马达与所述太阳轮连接；所述飞轮则通过所述齿轮Z₁及Z₂与所述齿圈连接；所述飞轮制动器与飞轮直接相连。

本发明的优点在于：车辆制动时，将回收制动能量，同时辅助挂车制动；车辆启动或爬坡时，通过释放回收的能量，辅助驱动挂车部分，减轻牵引车负载，辅助半挂车驱动，提高行车安全性，达到经济节能的效果。运用机电一体化的集成设计，建立控制电机/液压马达与单排行星齿轮机构组成的动力耦合模块，取代传统的动力电池-电动/发电机系统，能量无需经过机械能-电能-机械能的多重转化，提高了能量输入输出的效率。本发明能够实现制动能量高效回收和利用，改善制动和驱动工况，提高车辆安全性能。

附图说明

图1为半挂车辆的制动能量耦合系统示意图。

图中标记的含义为：

1—牵引车；2—牵引车驱动轮；3—牵引车从动轮；4—制动能量耦合模块；5—单排行星齿轮机构；6—行星架；7—齿圈；8—齿轮Z₁；9—飞轮；10—飞轮制动器；11—挂车车轮；12—挂车；13—挂车驱动桥；14—齿轮Z₂；15—行星轮；16—太阳轮；17—控制电机/液压马达；18—鞍座；19—牵引车驱动桥。

具体实施方式