一种热能回收制动毂

文档序号:630486 发布日期:2021-05-11 浏览:37次 >En<

阅读说明:本技术 一种热能回收制动毂 (Heat recovery brake hub ) 是由 毛竹君 魏超 徐贤 魏运河 李栋彬 曹丹领 李青春 鲁辉 李端午 仵阳 罗兴兵 于 2020-12-21 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种热能回收制动毂,其包括:制动毂本体;防尘罩,其密封设置在所述制动毂本体上,并且之间形成交换腔体;进气管,其设于所述防尘罩上,并与所述交换腔体连通,所述进气管用于向所述交换腔体导入车辆行驶过程中的冷空气;排气管,其设于所述防尘罩上,并与所述交换腔体连通;转动排气件,其设置在所述排气管内;发电机,其设置在所述制动毂本体上,并与所述转动排气件传动连接;当冷空气进入交换腔体时,冷空气吸收所述制动毂本体的热量成为热空气,热空气从所述排气管排出,并带动所述转动排气件转动,以使所述发电机发电。在回收过程中空气受热较快,空气持续的通入可以持续进行散热和能量的回收,不会间断,使热量迅速的排出。(The application relates to a heat recovery brake hub, it includes: a brake hub body; a dust cover sealingly disposed on the brake hub body and forming an exchange cavity therebetween; the air inlet pipe is arranged on the dust cover and communicated with the exchange cavity, and the air inlet pipe is used for introducing cold air in the vehicle running process into the exchange cavity; the exhaust pipe is arranged on the dustproof cover and is communicated with the exchange cavity; a rotary exhaust member disposed within the exhaust pipe; the generator is arranged on the brake hub body and is in transmission connection with the rotary exhaust piece; when cold air enters the exchange cavity, the cold air absorbs the heat of the brake hub body to become hot air, the hot air is exhausted from the exhaust pipe, and the rotary exhaust piece is driven to rotate, so that the generator generates electricity. The air is heated more rapidly in the recovery process, and the continuous introduction of the air can continuously dissipate heat and recover energy without interruption, so that the heat is rapidly discharged.)

一种热能回收制动毂

技术领域

本申请涉及汽车制动技术领域,特别涉及一种热能回收制动毂。

背景技术

目前汽车采用盘式制动或鼓式制动,其原理均是利用摩擦力的持续作用,汽车的动能会转变为摩擦的热能,这部分热量会散失到大气中,污染环境、使刹车片过热进而失效,同时也是一种能源浪费。

在一些相关技术中,在制动部位设置内能回收的发电装置,发电装置包括封闭的防尘罩、发电机和汽轮机,将制动盘与制动片完全罩住,防尘罩由制动盘与制动片接触的导热材料和中间的水以及外层的绝热材料三层封闭组成,中间部分连通汽轮机的叶片,用导热材料收集制动时产生的热量以加热水产生高压蒸汽,高压蒸汽推动汽轮机叶片,将热能转化为动能从而带动发电机发电,达到节能环保,并散热保护刹车片的目的;但是其必须将水加热形成蒸汽后才能推动汽轮机叶片,加热成水蒸气的这一过程需要一定的时间,导致回收效率低,并且这一过程中虽然水转换成了水蒸气,但是热能排出的效率较慢,制动装置的散热性较差;另外由于水的阻力会影响制动安全,以及水的密封对整个防尘罩的制作工艺要求极高。

在一些相关技术中,汽车制动或下坡时,在整车控制器的控制下,由机械连接器将制动产生的动能或势能转换为机械能,一部分机械能通过液压系统转化为液压能储存,另一部分通过电动机或发电机转换为电能,储存在电池和超级电容器中;但是,通过电机反转回收动能,制动产生的热能被直接耗散,热能回收效率较小。

发明内容

本申请实施例提供一种热能回收制动毂,以解决相关技术中利用水吸收热量产生高压蒸汽回收能量的装置在进行热能回收时散热效果较差的问题。

提供了一种热能回收制动毂,其包括:

制动毂本体;

防尘罩,其密封设置在所述制动毂本体上,并且与所述制动毂本体之间形成交换腔体;

进气管,其与所述交换腔体连通,并用于将空气导入所述交换腔体内以吸热;

排气管,其与所述交换腔体连通,并用于供所述交换腔体内的空气排出;

转动排气件,其设置在所述排气管内,并用于在空气的作用下转动;

发电机,其与所述转动排气件传动连接,并用于在所述转动排气件的驱动下发电。

一些实施例中,所述进气管和排气管位于交换腔体的同侧,且位于防尘罩的上部;

所述进气管位于所述防尘罩内的部分延伸至所述交换腔体的底壁;

所述排气管位于所述防尘罩内的部分延伸至所述交换腔体的顶壁。

一些实施例中,所述进气管和排气管位于交换腔体的异侧,所述进气管与所述交换腔体的底壁连通,所述排气管与所述交换腔体的顶壁连通。

一些实施例中,所述转动排气件为第一涡轮。

一些实施例中,所述进气管内设有与所述第一涡轮的叶片角度相反的第二涡轮;

所述进气管和排气管之间设有传动结构,所述第二涡轮通过所述传动结构带动所述第一涡轮转动。

一些实施例中,所述发电机还连接有电源,以使所述发电机驱动所述第一涡轮和第二涡轮转动。

一些实施例中,所述传动结构包括蜗杆,所述蜗杆的两端分别与所述第二涡轮和第一涡轮啮合。

一些实施例中,所述进气管上设有止流结构,所述止流结构用于防止空气回流。

一些实施例中,所述进气管的进气口设有第一防尘网;所述排气管的排气口设有第二防尘网。

一些实施例中,所述进气管和排气管上均设有弹性防护套。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括:

本申请实施例提供了一种热能回收制动毂,基于制动毂本体与防尘防尘罩形成的交换腔体,设置进气管和排气管使冷的空气进入到交换腔体内,使冷的空气吸收制动时制动毂本体的热量,变成热的空气排出,热的空气排出时将带动排气管内的转动排气件转动,转动排气件的转动驱使发电机发电,从而在对制动毂散热的同时进行能量的回收,在回收过程中空气受热较快,只要一直保证空气持续的通入就可以持续进行散热和能量的回收,不会间断,使热量迅速的排出,再加上受热的空气使交换腔体内压强升高,也加速空气流动,加快转动排气件的转动和散热,因此,在保证热回收的同时,散热性较好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的交换腔体的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的转动结构的示意图;

图3为本申请实施例提供的制动毂本体和防尘罩连接的结构示意图。

图中:1、制动毂本体;2、防尘罩;20、交换腔体;3、进气管;31、第一防尘网;4、排气管;41、第二防尘网;5、转动排气件;6、发电机;7、止流结构;8、第二涡轮;9、传动结构;91、蜗杆;92、蜗杆轴承;10、弹性防护套。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种热能回收制动毂,其能解决相关技术中利用水吸收热量产生高压蒸汽回收能量的装置在进行热能回收时散热效果较差的问题。

请参阅图1和图2,一种热能回收制动毂,包括制动毂本体1、防尘罩2、进气管3、排气管4、转动排气件5和发电机6;防尘罩2密封固定连接在制动毂本体1上,防尘罩2和制动毂本体1之间形成交换腔体20;

进气管3和排气管4均设置在防尘罩2上,并与交换腔体20连通,排气管4的内部设置有可以转动的转动排气件5;进气管3将车辆行驶过程中的冷空气沿车辆行驶方向导入交换腔体20中,冷空气吸收制动毂本体1制动时的热量,变成热空气从排气管4中排出,使交换腔体20的内部压强增大,加快热空气从排气管4排出,从而将热量排出,防止刹车片过热进而失效,同时热空气排出的过程中并带动转动排气件5转动;

发电机6固定安装在制动毂本体1上,并且与转动排气件5传动连接,具体为转动排气件5竖直设置在排气管4内,并与发电机6的轴连接,发电机6的轴穿过排气管4与转动排气件5连接,并且其与排气管4做密封处理,转动排气件5的转动带动发电机6的轴转动,从而使发电机6转动进行发电,在这个过程中,将要排出的热能的部分能量以及空气流动能量的先转化为机械能,再转化为电能,实现热能和空气流动能量的回收,其中热能使交换腔体20内的压强升高,加速空气流动,使转动排气件5的转动加快,转变成转动排气件5的机械能时,转动的转动排气件5能够加快热空气的排出,进而增强散热的效果。

通过以上的设置,利用流动的空气进行吸热,吸热后的空气的将热能排出,由于空气受热快,流动的空气可以快速吸收热量并排出,只要一直保证空气持续的通入就可以持续进行散热,不会间断,从而防止刹车片过热,同时热能和空气流动能量转化成电能进行回收;从而解决了利用水吸收热量产生高压蒸汽回收能量的装置在进行热能回收时散热效果较差的问题,并且避免了由于水蒸气的存在,导致水的阻力会影响制动安全,以及避免了水的密封对整个防尘罩的制作工艺要求。

在一些优选的实施例中,为加强空气流动的效果,对进气管3和排气管4的位置和延伸至交换腔体20的长度进行了设计,具体如下:

第一种,进气管3和排气管4位于交换腔体20的同侧,且位于防尘罩2的上部,进气管3位于防尘罩2内的部分延伸至交换腔体20的底壁;排气管4位于防尘罩2内的部分延伸至交换腔体20的顶壁;这种设置的考虑到,热空气是向上流动的,所以,此结构可将冷空气从交换腔体20底部受热然后从其上部排出,使吸热的更充分,并且热量排出方向沿气体的流向,排出更为快速,加快散热的效果。

第二种,进气管3和排气管4位于交换腔体20的异侧,进气管3与所述交换腔体20的底壁连通,排气管4与交换腔体20的顶壁连通,此种方式也能够达到热量排出方向沿气体的流向,排出更为快速,加快散热的效果。

在一些优选的实施例中,为更一步加强空气流动的速度,提高散热效率和能量回收效率,在进气管3和排气管4位于同侧的结构设计上增加了一下的结构:

转动排气件5为第一涡轮,在进气管3内设有与述第一涡轮的叶片角度相反的第二涡轮8;进气管3和排气管4之间设有传动结构9,第二涡轮8通过传动结构9带动第一涡轮转动,第一涡轮的叶片角度相反的第二涡轮8保证进气和排气同时进行;

其利用同样的流动的空气,增加能量回收效率,增设第二涡轮8,第二涡轮8转动时转动排气件5也转动,使转化的机械能具有两部分组成,加快转动排气件5的转动,从而提高能量回收效率,并且在通过同样的空气下,进气处的第二涡轮8的设置加快了进气的空气流通速度和流量,第二涡轮8和第一涡轮的设置分别从进气部分和排气部分加快空气流速和对流,加快热量的排出,并且同时进行带动发电机6转动,即加强了散热效果,也提高了能量回收效率。

如图2所示,进一步的,传动结构9包括蜗杆91,蜗杆91的两端分别与第二涡轮8和第一涡轮啮合,蜗杆91通过蜗杆轴承92安装,以上结构简单,并且传动稳定,不需要设置复杂结构,极易维修。

进一步的,防尘罩2将制动毂本体1盖住并密封连接,以防止车辆行驶过程中的泥沙和污泥进入制动毂内部,进而影响制动的效果。

在一些优选地实施例中,当交换腔体20内的空气温度和压力较高或进气口空气压力较小时,空气流速效,散热不及时,因此设计了以下结构:

另外设置了电源,电源与发电机6连接,电源给发电机6供电,以驱动转动排气件5转动,并带动第二涡轮8转动,从而排出热量,降低交换腔体20内的温度,避免空气流速过小,交换腔体内的压力不足时,导致散热不及时,温度过高影响制动效果。以上的设置,增加了本制动毂的使用范围,增强其通用性,此方式的散热和回收能量的散热不能够同时进行,只能选择其中一种放式进行散热。

在一些优选地实施例中,为防止通入交换腔体20内的空气回流,因此在进气管3上设置了止流结构7,止流结构7可为单向阀,避免空气从进气处回流;在使用时,空气不会回流,使热量及时排出,保证散热的稳定性。

在一些优选地实施例中,在进气管3的进气口设有第一防尘网31;排气管4的排气口设有第二防尘网41,用于防止沙石进入防尘罩2内,造成堵塞,影响热量排出。

在一些优选地实施例中,所述进气管3和排气管4上均设有弹性防护套10,防止在使用的过程中与车辆其他部件发生碰撞,使其损坏损坏,优选地,弹性防护套10为耐高温的橡胶材料,增强其使用的寿命,在高温环境下更为适用。

本身申请的原理:

(1)通过以上的设置,利用流动空气进行吸热,吸热后的空气的将热能排出,由于空气受热快,流动的空气可以快速吸收热量并排出,只要一直保证空气持续的通入就可以持续进行散热,不会间断,从而防止刹车片过热;同时热空气排出的过程中并带动转动排气件5转动,使发电机6发电,热能和空气流动能量转化成电能进行回收,其中热能加速空气流动,使转动排气件5的转动加快,转变成转动排气件5的机械能时,转动排气件5的能够加快热空气的排出,增强散热的效果。

在本申请的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是,在本申请中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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