飛輪動能回收系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種飛輪動能回收系統，包括，輸入輸出軸、行星齒輪部件、中間軸、兩檔變速部件、飛輪軸、飛輪、構架、殼體、微控制器、輸入輸出軸轉速傳感器、行星齒輪部件齒圈轉速傳感器、飛輪軸轉速傳感器和電源，在微控制器的控制下，通過對齒圈外圈輪鎖定部件、同步輪執行器和調速電機的操作，實現行星齒輪部件和兩檔變速部件的傳動轉速比的調節功能，從而實現本實用新型專利技術飛輪動能回收系統的能量蓄入、能量保持或能量釋放功能。

Flywheel kinetic energy recovery system

The utility model discloses a flywheel kinetic energy recovery system, including an input output shaft, a planetary gear component, an intermediate shaft, a two gear shift unit, a flywheel shaft, a flywheel, a frame, a shell, a micro controller, an input output shaft speed sensor, a planetary gear component gear ring speed sensor, a flywheel shaft speed sensor and electricity. Under the control of the micro controller, the adjustment function of the transmission speed ratio of the planetary gear components and the two gear variable parts is realized through the operation of the lock parts of the outer ring wheel of the gear ring, the synchronizing wheel actuator and the speed regulating motor, so as to realize the energy storage, energy retention or energy release of the utility model for the new type of flywheel kinetic energy recovery system. Function.

【技術實現步驟摘要】
飛輪動能回收系統
本技術涉及一種動能回收系統，特別涉及一種飛輪蓄能式動能回收系統。
技術介紹
飛輪是蓄存能量和調節速度的公知裝置。在包括汽車在內的車輛上，大的飛輪典型地安裝到曲軸上。飛輪慣性起到消除內部燃燒過程的脈沖屬性并防止速度波動傳遞到變速器及動力傳動系統的氣體部件上的作用。飛輪的其他用途也是公知的。例如，飛輪用于調節電網頻率。當需要的電力高時，發電機速度降低，引起供給的AC電力的頻率的降低。在峰值需求，飛輪系統可以提供功率，降低發電機上的負載。這將發電機的速度保持增加并且維持了AC電力的頻率。另外，基于飛輪的輔助動力單元(APU)可以在電力設備應用中使用。在醫院，如果失去電網電力，則基于飛輪的APU可用于提供緊急電力以橋接電網電力損失與發電機啟動資金的缺口。類似的，在斷電面前，緊急的計算機系統可以是保持供電。一種叫做動能回收系統(KERS)的飛輪系統在被應用在世界一級方程式錦標賽(F1)競技比賽的車輛中，例如，通過回收否則在制動中被浪費的能量，KERS可以在一定的時間內提供額外一定的能量。一種公知的系統由英國Flybrid提供，該系統通常包括飛輪模塊、無極變速箱模塊、傳動機構和輸入輸出傳動軸，系統提供60KW并且可以在飛輪中儲存最高速度為60000RPM的400KJ的動能。在該系統中，其中的無極變速器模塊為由英國Tortrak公司技術的無限變速式無極變速器(IVT)。由傳統的變速器提供的傳動比的范圍會比輸入輸出傳動軸與飛輪之間速度比的期望范圍小，所以如何解決輸入輸出傳動軸和飛輪之間的速度比的大比例調節的問題，是飛輪動能回收系統的亟待解決的問題。需要一種飛輪動能回收系統，其包括輸入輸出傳動軸和飛輪之間的變速器。本技術滿足該需求。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種具有輸入輸出軸和飛輪之間大比例調節功能的飛輪動能回收系統。為了解決上述問題，本技術采用以下技術措施：一種飛輪動能回收系統，包括，輸入輸出軸、行星齒輪部件、中間軸、兩檔變速部件、飛輪軸、飛輪、構架、殼體、微控制器、輸入輸出軸轉速傳感器、行星齒輪部件齒圈轉速傳感器、飛輪軸轉速傳感器和電源，其中微控制器、輸入輸出軸轉速傳感器、行星齒輪部件齒圈轉速傳感器、飛輪軸轉速傳感器和電源連接。輸入輸出軸、中間軸和飛輪軸的軸心線處于重合狀態，輸入輸出軸、中間軸和飛輪軸依據前中后循序的位置關系放置，輸入輸出軸、中間軸和飛輪軸通過軸承放置在構架上及殼體內，其中輸入輸出軸一端延伸出殼體，用于實現動能的輸入或輸出功能。行星齒輪部件包括行星輪架、行星輪、中心輪、齒圈、蝸桿齒輪軸、調速電機、齒圈外圈輪、齒圈外圈輪鎖定部件，其中齒圈外圈輪鎖定部件和調速電機與微控制器及電源連接；在行星齒輪部件中，行星輪架固定在輸入輸出軸的末端，行星輪通過行星輪軸固定在行星輪架上，中心輪放置在行星輪的中間位置，中心輪固定在中間軸的前端，齒圈放置在行星輪的外緣，齒圈外圈輪放置在齒圈的外圍，蝸桿齒輪軸和調速電機橫放在齒圈和齒圈外圈輪之間，蝸桿齒輪軸與調速電機連接齒圈和齒圈外圈輪，蝸桿齒輪軸上的蝸桿齒輪與齒圈外緣的蝸輪齒處于嚙合狀態；齒圈外圈輪鎖定部件放置在齒圈外圈輪上，其一端固定在殼體上；齒圈外圈輪鎖定部件使用卡鉗對齒圈外圈輪實施操作，其工作方式有以下三種：分離操作；鎖定操作；頻點制動操作，頻點制動操作類似于汽車中剎車防抱死系統(ABS)的工作模式，當實施頻點制動操作時，其制動的時長和制動的頻率均由微控制器控制。在微控制器的控制下，行星齒輪部件中的蝸桿齒輪軸、調速電機、齒圈外圈輪和齒圈外圈輪鎖定部件通過調速電機和齒圈外圈輪鎖定部件的工作，并作用于蝸桿齒輪軸，可以實現對齒圈的轉速限制功能，進一步的，可以實現對行星齒輪部件傳動比的調節功能；在微控制器的控制下，齒圈外圈輪鎖定部件對齒圈外圈輪實施鎖定操作后，且調速電機處于停止工作狀態時，行星齒輪部件依據其結構，從其前端輸入輸出軸至后端中間軸的傳動為升速傳動，其轉速比為2～10倍之間，優選的，轉速比為5倍；在微控制器的控制下，通過調速電機及齒圈外圈輪鎖定部件對齒圈實施轉速限制操作后，可以實現行星齒輪部件在其固定傳動比范圍內實施傳動比的調節功能，依據齒圈的轉動速度值，從其前端輸入輸出軸至后端中間軸轉速比的調節范圍為0～2與0～10之間，優選的，轉速比的調節范圍為0～5之間；在微控制器的控制下，當齒圈外圈輪鎖定部件對齒圈外圈輪實施分離操作時，行星齒輪部件的前端輸入輸出軸與后端中間軸之間的轉動互不干涉。兩檔變速部件由前級齒輪、動能釋放齒輪、動能輸入齒輪、同步輪和同步輪執行器組成，其中同步輪執行器與微控制器及電源連接；前級齒輪中的內輪固定在中間軸上，前級齒輪的外輪、動能釋放齒輪的外輪和動能輸入齒輪的外輪固定在變速齒輪軸上，動能釋放齒輪的內輪通過軸承套放在中間軸的末端，動能輸入齒輪的內輪通過軸承套放在飛輪軸上，動能釋放齒輪內輪和動能輸入齒輪內輪相向一側有同步齒環，變速齒輪軸通過軸承放置在構架上；同步輪固定在飛輪軸的前端，并放置在動能釋放齒輪內輪和動能輸入齒輪內輪的之間，同步輪的兩側有同步齒環和同步環，在微控制器的控制和同步輪執行器的操作下，同步輪可以在飛輪軸上前后位移，并使同步輪嚙合于動能釋放齒輪的內輪或嚙合于動能輸入齒輪的內輪，實現兩檔傳動和變速功能；依據兩檔變速部件的結構，在同步輪嚙合動能輸入齒輪的內輪時，從前端中間軸至后端飛輪軸的傳動為升速傳動，其轉速比為25～10倍之間，優選的，其轉速比為20倍；在同步輪嚙合動能釋放齒輪的內輪時，從前端飛輪軸至后端中間軸的傳動為降速傳動，其轉速比為0.1～0.8之間，優選的，其轉速比為0.5。在微控制器的控制和同步輪執行器的操作下，當同步輪處于動能釋放齒輪內輪和動能輸入齒輪內輪兩者的中間位置，且并未與兩者中的任意一者嚙合時，此時，兩檔變速部件處于“空檔”狀態；飛輪固定在飛輪軸的末端，飛輪可以以飛輪軸軸心旋轉，用于儲蓄動能；飛輪由金屬和其他復合材料制成。殼體分割組成兩個獨立腔室，分別為第一腔室和第二腔室，第一腔室用于放置飛輪，第二腔室用于放置行星齒輪部件和兩檔變速部件；第一腔室為真空腔室或半真空腔室。以下內容表述本系統動能回收操作方法：1.能量蓄入操作：當系統響應需要動能蓄入的外部請求，且動能從輸入輸出軸處輸入時，在微控制器的控制下，通過同步輪執行器對同步輪實施嚙合于動能輸入齒輪內輪的操作，通過輸入輸出軸轉速傳感器、齒圈輪轉速傳感器和飛輪軸轉速傳感器，分別獲取輸出輸出軸轉速值、齒圈輪轉速值和飛輪軸轉速值，微控制器計算獲取在輸入輸出軸及飛輪對應轉速下行星齒輪部件的傳動比值，通過對齒圈外圈輪鎖定部件和調速電機的操作，使齒圈的轉動符合需要的轉動速度值，實現行星齒輪部件的傳動符合需要的傳動比值，此時，從輸入輸出軸處輸入的動能經由行星齒輪部件、中間軸、兩檔變速部件和飛輪軸，傳遞到飛輪處，使飛輪轉動，從而實現飛輪能量的蓄入操作；2.能量保持操作：微控制器通過齒圈外圈輪鎖定部件對齒圈外圈輪實施分離操作，并使調速電機處于關閉狀態后，通過同步輪執行器對同步輪的操作，實現兩檔變速部件處于“空檔”狀態；此時，動能在兩檔變速部件處的中斷傳遞，那么無論輸入輸出軸的轉速增加還是減少，都無法對飛輪本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種飛輪動能回收系統，其特征在于，包括，輸入輸出軸、行星齒輪部件、中間軸、兩檔變速部件、飛輪軸、飛輪、構架、殼體、微控制器、輸入輸出軸轉速傳感器、行星齒輪部件齒圈轉速傳感器、飛輪軸轉速傳感器和電源，其中微控制器、輸入輸出軸轉速傳感器、行星齒輪部件齒圈轉速傳感器、飛輪軸轉速傳感器和電源連接。

【技術特征摘要】
1.一種飛輪動能回收系統，其特征在于，包括，輸入輸出軸、行星齒輪部件、中間軸、兩檔變速部件、飛輪軸、飛輪、構架、殼體、微控制器、輸入輸出軸轉速傳感器、行星齒輪部件齒圈轉速傳感器、飛輪軸轉速傳感器和電源，其中微控制器、輸入輸出軸轉速傳感器、行星齒輪部件齒圈轉速傳感器、飛輪軸轉速傳感器和電源連接。2.根據權利要求1所述的飛輪動能回收系統，其特征在于，所述輸入輸出軸、中間軸和飛輪軸的軸心線處于重合狀態，輸入輸出軸、中間軸和飛輪軸依據前中后循序的位置關系放置，輸入輸出軸、中間軸和飛輪軸通過軸承放置在構架上及殼體內，輸入輸出軸一端延伸出殼體，用于實現動能的輸入或輸出功能。3.根據權利要求1所述的飛輪動能回收系統，其特征在于，所述行星齒輪部件包括行星輪架、行星輪、中心輪、齒圈、蝸桿齒輪軸、調速電機、齒圈外圈輪、齒圈外圈輪鎖定部件，其中齒圈外圈輪鎖定部件和調速電機與微控制器及電源連接；在行星齒輪部件中，行星輪架固定在輸入輸出軸的末端，行星輪通過行星輪軸固定在行星輪架上，中心輪放置在行星輪的中間位置，中心輪固定在中間軸的前端，齒圈放置在行星輪的外緣，齒圈外圈輪放置在齒圈的外圍，蝸桿齒輪軸和調速電機橫放在齒圈和齒圈外圈輪之間，蝸桿齒輪軸與調速電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王國偉，
申請(專利權)人：王國偉，
類型：新型
國別省市：浙江,33