机动车“刹车能”回收与利用的研究

王守民　王淑慧



机动车“刹车能”回收与利用的研究

王守民王淑慧

“节能减排，绿色环保”是本世纪人类最重要的研究课题之一。随着社会的发展，科技的进步，各种机动车的数量与日俱增，能源消耗量十分惊人。而石油、天然气等是不可再生资源，迟早要走向枯竭，所以世界各国的科技人员都在积极地开发利用各种新能源，如风能、水力、太阳能等，以延缓全球能源枯竭的时间。

所谓机动车“刹车能”是指高速行驶的车辆要减速或停车时所必须消耗的那部分动能。传统的方法是采用各种制动器（蹄式、带式、盘式等），使车辆的动能转化为摩擦热而消耗掉。这种方法，不仅浪费了能源，而且还缩短了制动器的使用寿命。如果设计一种能量回收转换装置（以下简称为回转器），在车辆需减速或刹车的同时将部分动能分流给回转器，转换成其它形式的能量并储存起来。当车辆的行驶阻力增大时（如爬坡、起步等），将该“回收能量”投入工作，与发动机构成冗驱机构，以帮助车辆克服峰值载荷。这种改进，不仅可节约大量燃料，减少排放，而且还能提高刹车性能，延长制动器的使用寿命。

一、动能回转器的组成、工作过程和工作原理

1.动能回转器的组成

在汽车传动轴上附加一摩擦轮和电磁离合器，使之与其后的动能回转器、储能器连接，共同组成动能回收器，如图所示：

2.动能回转器的工作过程

（1）车辆正常行驶时，动能回收器不工作（与传动轴分离）；

（2）当车辆下长坡、陡坡时，驾驶员操纵手柄使动能回收器投入工作，储存能量。此时车辆行驶阻力增大了，免去了“点刹车”；

（3）紧急停车时，动能回收器与刹车踏板联动同时投入工作，即储存了能量，又提高了刹车性能；

（4）当车辆爬坡或起步时，可将储存的能量反送给驱动轴，以减轻发动机的载荷。

3.动能回转器的工作原理

（1）将动能转换成弹性势能

通过传动机构，将车辆传动轴的旋转动能传递给大型卷簧（与钟表发条类似）使卷簧卷紧，储存能量，释放此能量时可增大驱动转矩。

（2）将动能转换成电能

将车辆传动轴与发动机连接，产生的电能由蓄电池储存，供其他用电器使用。

（3）将动能转换成液压或气压能

将车辆传动轴与液压油泵或空气压缩机连接，产生的高压油或压缩空气由储能器储存，供给液压、气压系统使用或通过液力马达驱动传动轴，增大驱动转矩。

二、经济技术分析

综上所述，“刹车能”的回收和循环利用具有重大的意义：不仅可节约大量的燃料，而且所转换的能量是完全无碳的“绿色环保”的能量，所以具有极高的推广、应用价值。

从技术角度讲，“回转器”的组成结构较简单，多数零部件可采用标准件，且占用的空间较小，适用的车型广泛，一般中、小型机械厂都能进行生产或安装，成本较低。

(作者单位：烟台南山学院)