基本信息
- 项目名称：
- 汽车刹车时的能量转换与利用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本设计将汽车制动过程中损失的动能转化为弹性势能并储存起来，为汽车再次行驶时提供辅助动力，是一种可回收与利用汽车刹车能量的装置，实现了能量的转化与利用，达到节能的目的。它由离合机构、变向机构、储能装置、电控系统四大部分组成，伴随制动过程自动完成能量的转化与再利用。
- 详细介绍：
- 汽车刹车带来的能量损失是不可估量的，若能够把汽车刹车前的动能转化为某种形式的能量储存起来，用于汽车再次启动时的助力，那将对能源的节约有着深远的意义。本设计意在把汽车行驶过程中制动时本该损失的动能转化为弹性势能并加以储存，是一种可回收与利用汽车刹车能量的装置，设有变向机构、离合机构、储能机构和电控系统。当汽车在开始减速滑行或刹车的时候，本装置就会把部分多余能量转化为弹性势能并加以储存和利用，构成整车动力驱动系辅助动力源，使得整车具有双动力驱动能力，从而达到节约燃油、降低排放的效益，以符合长远发展需要。 一、结构原理 1、离合机构 离合机构是由一组互相啮合的齿轮和一个离合器组成，作用是控制汽车传动系与本装置的结合与分离，并相互传递转矩。 2、变向机构 变向机构改变的是轴的旋转方向，相当于汽车变速器的前进档和挡车档。 3、储能机构 储能机构通过一对锥形齿轮与变相机构第二轴连接，相互传递转速和转矩。储能机构的核心是置于涡卷弹簧箱的涡卷弹簧。 4、电控系统 电控系统的作用是通过电路控制离合器的结合与分离、控制变速机构结合套的移动、控制卡子和监控弹力测试计。电控系统有两个按钮，由司机控制。 二、工作过程 1、汽车正常行驶 当汽车正常行驶时，离合器分离，装置不参加工作。 2、汽车制动 当汽车需要制动时，驾驶员按下电控系统的制动按钮，离合器结合，制动转矩通过一系列传动装置带动涡卷弹簧旋转，实现储能。此时分两种情况进行讨论：一是汽车制动直至汽车停止;二是汽车制动，速度只减小到某非零值。 3、汽车启动或加速 当需要使汽车启动时，驾驶员按下电控系统上的启动按钮，离合器结合，同时变向机构变向进入启动档位，涡卷弹簧的弹性势能得以释放，带动发动机飞轮启动。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品撰写的目的在于研究汽车刹车能量的利用方式，旨在从理论上探索其可行性。本设计的思路始于以弹簧为介质的机械能与弹性势能的相互转换，基于此思路从四个方面入手达到目的，即设计离合机构、变向机构、储能机构和电控系统分别达到装置的离合、方向的变换、能量的存储与利用、精准的控制。
科学性、先进性及独特之处
- 本设计涉及的理论依据是能量的存储与转换，但是在现实生活中尤其是在汽车工业方面，目前并没有这方面的设计，主要原因：一是汽车底盘的基本结构已经确定，在加入新的设计势必影响汽车的整体设计；而是汽车企业在考虑节能减排方面主要考虑燃油的经济型，注重燃烧效率，发动机的设计是研究的重点；三是损耗的能量在被利用方面还没有得到充分的认识。本设计实现了较好的节能减排目的，这正是其的特点与进步所在。
应用价值和现实意义
- 汽车制动时，驾驶员控制电控系统，使离合机构结合、变向机构入档、弹簧被拉伸，从而使得机械能转换为弹性势能，并储存在弹簧中。当汽车需要行进时，驾驶员通过控制电控系统使弹性势能得到释放，驱动汽车行驶。本装置原理简单，结构鲜明，能有效地利用汽车制动时损失的能量，达到节能减排的目的，具有较高的经济效益与发展潜力。
学术论文摘要
- 汽车刹车带来的能量损失是不可估量的，若能够把汽车刹车前的动能转化为某种形式的能量储存起来，用于汽车再次启动时的助力，那将对能源的节约有着深远的意义。本设计意在把汽车行驶过程中制动时本该损失的动能转化为弹性势能并加以储存，是一种可回收与利用汽车刹车能量的装置，设有变向机构、离合机构、储能机构和电控系统。当汽车在开始减速滑行或刹车的时候，本装置就会把部分多余能量转化为弹性势能并加以储存和利用，构成整车动力驱动系辅助动力源，使得整车具有双动力驱动能力，从而达到节约燃油、降低排放的效益，以符合长远发展需要。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 无
同类课题研究水平概述
- 无
