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辅助减速蓄能装置

时间:[2018-08-08]  来源:TRIZ

一、项目研究意义

车用永磁式缓速器是近年发展起来的一种新型节能和环保辅助制动装置,是整车制动系统的一个主要组成部分。它对节约能源、减少噪声和粉尘的污染也具有重要意义。现在汽车制动方式主要是以通过摩擦产热来耗散车轮的动能,从而达到减速目的,但这种方式所耗散的能量是巨大的,因此本作品针对能源耗散问题进行了深入研究,开发了一套自行车模拟装置。

二、目前国内外现状

汽车节能问题成为国内及国际的研究重点课题,减速的制动动能的利用也成为研究主要方向之一。据估计,平均买辆车日刹车能耗大约为500KJ,全球的汽车保有量已达10亿辆,汽车刹车能耗总量相当庞大,而这些能量都通过热能散失,造成能源的浪费。

三、创新点

1、装置自身不消耗能量,还可以把车辆的动能转化成电能收集、再利用,实现高效节能的目的。

2、能够实现有效缓速,对汽车的制动效果有辅助作用,同时减少刹车盘的磨损,减少汽车制动事故的发生。

3,普遍适用型。针对旋转机械普遍试用。

四、运用TRIZ理论设计方案

本装置为一种新型永磁式减速蓄能系统,包括:永磁铁,线圈,控制部件,整流电路。自行车在减速过程中的动能全部通过摩擦产生热耗散掉,从而实现减速。这其中的自行车减速过程的动能应为废弃的能量,应用TRIZ理论中的变害为利原理,是否可将汽车减速过程有害的动能通过利用,从而得到实现呢?自行车车轮减速方式有:摩擦产热耗散动能;通过涡轮效应产热;液压式。动能转化为可利用的能量方式:飞轮蓄能;线圈感应产生电能等。利用TRIZ理论中的嵌套原理,两种方式中的能会同时达到利用目的。将两者中的有利因素进行整合,将涡轮制动形式与线圈感应功能进行整合,可以利用线圈与磁铁相互作用,实现减速与蓄能的目的。闭合的线圈对磁铁产生感应的制动力矩,使车轮转速降低,同时闭合线圈中产生感应电流导出,获得电能。实现变废为宝的目的,同时也能辅助制动系统。

以车轮减速过程的较高动能为物质S1,磁铁线圈为物质S2,两者之间建立物质—场模型。利用TRIZ理论中的物质与场的标准两者间的相互作用的场为F1,通过控制两者间的作用的场,来实现装置的功能。装置中是利用制动控制开关来实现对两者间的场的控制。当制动开关闭合,线圈闭合产生磁场,覆盖在磁铁上,产生旋转力矩作用,实现减速控制的功能。

运用TRIZ理论中的系统整合理论,将制动控制开关与线圈整合,并将线路中的电流与整流电路进行融合,从而实现该装置的整体构造。

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