外置式再生制动系统技术方案

外置式再生制动系统，是将运载工具的动能转化为弹性势能加以储存，再将储存的弹性势能转化为启动的动力，其编制储能弹簧组，建立制动—启动—储能系统的基本模式，并根据各运载工具特点设置和运用钢丝绳、启动连接器、阻拦连接器、绳索离合器、导向滑轮和导向滑槽等配置，形成基本的适用于各运载工具的再生制动系统。

【技术实现步骤摘要】
外置式再生制动系统
本专利技术涉及再生制动技术，尤其是大型运载工具的外置式再生制动系统。
技术介绍
目前，公开的再生制动技术，对于运载工具都有将动能转化为电能的，但或多或少都存在着局限性。如大型运载工具轨道车辆将动能转化为电能受速度影响，通常把制动后期的动能放弃掉，而飞机动能仅靠几个轮子也只能将部分动能转化成电能。随着全球经济的发展，各种大型运输工具的使用越来越多，也越来越频繁，这就造成了原本的制动能耗损失也就越来越大，这实际上是在加大能源生产和消费所产生的环境污染和二氧化碳排放，所以，将这些制动能耗回收二次利用很有必要。
技术实现思路
为了节约能源，也为了减少环境污染和二氧化碳排放，本专利技术提供一种适用性广、军民两用的外置式再生制动技术。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：运用恒力技术编制储能弹簧组，进而依据弹簧受力和弹力方向相反的特性，建立制动—启动—储能基本模式，并设置和运用钢丝绳索、阻拦连接器、启动连接器、绳索离合器、绳索分接器、伺服器、绳索滑槽、导向滑轮、导向滑槽等配置，由钢丝绳绕过导向滑轮进行转向调整，分别将阻拦连接器、启动连接器和储能弹簧组串接起来，形成最基本的适用于飞机多次起降的再生制动I型系统(如附图1)和最基本的适用于轨道车辆再生制动的S1型系统(如附图2)、适用于民航飞机多次起降的再生制动S2型系统(如附图3)、适用于航母舰载机单层甲板多次起降的再生制动S3a型系统(如附图4)、适用于航母舰载机双层甲板多次起降的再生制动的S3b型系统(如附图5)和适用于地下战斗机多次起降的再生制动的S4型系统(附图6)。其中，绳索离合器，用于轨道车辆的(如附图2)，其一端是在导向滑槽中和启动连接器连接成一体的往复滑行，其另一端用钢丝绳索绕过导向滑轮和储能弹簧组连接，导向滑槽中数根参与离合的钢丝绳索在滑槽两端都有各自的绳索桩(如图7)；用于飞机的(如附图1、附图3、附图4、附图5和附图6)，在各绳索滑槽中都有绳索离合器，其一端是和绳索分接器连接，再用钢丝绳索绕过导向滑轮和启动连接器连接，其另一端用钢丝绳索绕过导向滑轮和储能弹簧组连接，各绳索滑槽中数根参与离合的钢丝绳索在滑槽两端都有各自的绳索桩(如图8)。在制动初阶段，即在滑槽一端，绳索离合器分级逐步将滑槽中参与离合的钢丝绳索和绳索桩分离，同时与该分离的钢丝绳索连接，使制动力变大，拉动储能弹簧组由部分到全部进入储能工作；在制动后阶段，即在滑槽另一端，绳索离合器分级逐步将滑槽中参与离合的钢丝绳索和绳索桩连接，同时与该连接的钢丝绳索分离，使制动力由大变小，储能弹簧组由部分到全部脱离储能工作。绳索离合器返回时，也就是在启动初阶段，绳索离合器分级逐步将钢丝绳索和绳索桩分离，同时与该分离的钢丝绳索连接，使驱动力由小变大，储能弹簧组由部分到全部释能；在启动后阶段，绳索离合器分级逐步将钢丝绳和绳索桩连接，同时与该连接的钢丝绳分离，使驱动力由大变小，储能弹簧组由部分到全部脱离释能工作。在数根参与离合的钢丝绳索中，和绳索离合器先连接的在分离时先分离。对于飞机制动，绳索离合器在制动最后阶段都设有防滑装置，以防倒车。其中，绳索分接器，是用于飞机多次起降(如图1、图3、图4、图5、图6)，其一端用钢丝绳索经导向滑轮和启动连接器连接，同时另一端有选择性地和1号绳索滑槽、2号绳索滑槽和3号绳索滑槽中的绳索离合器连接并一起滑行再断开。显然，对于飞机起降，绳索滑槽越多，绳索离合器就越多，飞机连续起降的次数也就可以越多。其中，阻拦连接器，对于飞机着陆制动的是由阻拦索、导向滑轮和飞机着陆校正架组成，飞机着陆校正架由同轴双滑轮、滑轮支架和轮轨组成(如附图5)，其中同轴双滑轮是由两个滑轮共轴旋转，旋转方向可以相同也可以相反。将两个相同的同轴双滑轮轮轴对称固定在滑轮支架两端，轴心连线和滑轮支架平行，和轮轨平行；同轴双滑轮中稍大的滑轮沿轮轨滚动，稍小的滑轮在大滑轮中间作双滑轮的滑轮槽，钢丝绳索在该滑轮槽上拉动。由于飞机着陆时往往会有偏位着陆，在拉动阻拦索时会对两个同轴双滑轮产生拉力差异，使滑轮支架沿轮轨漂移，从而起到被动式校正飞机着陆，确保飞机按原来的惯性轨迹制动，以免发生重大安全事故。飞机着陆校正架尽量采用轻质牢固的材料制作，使校正速度更快些。其中，伺服器，是具体安排飞机着陆或起飞的操作工具，其沿伺服器的轨道往返滑行(如图1、图3、图4、图5、图6)。当有飞机要连续降落时，由伺服器将阻拦索和启动连接器连接，并将绳索分接器和绳索滑槽中的绳索离合器连接，与该绳索离合器连接的储能弹簧组准备储能；飞机降落后，绳索离合器被防滑功能固定在该绳索滑槽中，伺服器将绳索分接器与该绳索离合器分离，同时与其他绳索滑槽中的绳索离合器连接，准备第二次飞机降落储能。当飞机要连续起飞时，由伺服器将阻拦索和启动连接器脱离，并将绳索分接器与绳索滑槽中的绳索离合器连接，与该绳索离合器连接的储能弹簧组准备释放能量；当伺服器将该绳索离合器的防滑功能撤出时，飞机即启动，飞机起飞后伺服器将绳索分接器与该绳索滑槽中的绳索离合器分离，并使启动连接器回到启动时的位置，然后，伺服器再将绳索分接器与其他绳索滑槽中的绳索离合器连接，准备第二次飞机起飞。显然，绳索滑槽越多，绳索离合器就越多，而飞机可连续起降的次数就越多。需要指出的是：飞机会经常碰到要起飞而储能弹簧组却并未储存能量，遇到这种情况可提前用卷扬机或其他手段分别把各绳索滑槽中的钢丝绳从一端的绳索桩上拉至另一端的绳索桩上固定，使储能弹簧组获得弹性势能；还有，飞机还会经常碰到飞机要着舰而储能弹簧组却已经储满能量，遇到这种情况可提前用卷扬机或其他手段将其弹性势能转换成电能储存。但关于这些并不是本申请要叙述说明的内容。其中，储能弹簧组中的弹簧采用的是恒力弹簧技术，该技术的专利申请号为201310480832.3，是沿弹簧轴向运行的变圈径、变线径的螺旋弹簧，在这里采用的是由塔形螺旋压簧组成的橄榄形螺旋压簧和由盘形螺旋拉簧组成的圆柱型螺旋拉簧两种(如图9)，这两种螺旋弹簧相邻各圈的外圈内径大于里圈外径，所绕制的圈径和线径是同步由大变小而刚度是由小变大。在橄榄形螺旋压簧压缩过程中，弹簧丝各截面同步进入各自压并后的平面，所占用的空间很小但弹性行程很大；而圆柱型螺旋拉簧在拉伸过程中，弹簧丝各截面同步离开各自的平面，行程很大但回位复原后的空间很小。所以，该项恒力弹簧技术的刚度系数较小，并且通过加长弹簧长度可使其刚度线性特征更加平缓。但为了确保弹簧的稳定性和使用的长久性，在这里使用的弹簧各截面的螺旋角要比该技术所述的小。由于大型运输工具的惯性和速度较大，其制动和启动时相应地要求该恒力弹簧的初始力较大，所以，有必要对该项恒力弹簧技术的螺旋弹簧进行预压或预拉来提升其预应力，使其能在较高的应力范围内工作，而这并不会改变其刚度系数的原先特征。对圆柱形螺旋拉簧进行事先预拉制作，即将两个相同的旋角较小的塔形螺旋压簧叠加连接成橄榄形螺旋压簧，并将其两端相对压并成一对类似盘形螺旋拉簧，再将其里圈末端进行叠加连接，然后把数对这样的类似盘形螺旋拉簧叠加，并将叠加的各对相邻的外圈末端连接，同时把各对各自原来外圈末端的连接断开，从而形成有预应力的较长的圆柱形螺旋拉簧；对橄榄形螺旋拉簧进行事先预压制作，即将两个相同的螺旋角较大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外置式再生制动技术，是将运载工具的动能转化为弹性势能加以储存，再将储存弹性势能转化为启动的动力，其特征是：编制储能弹簧组，建立制动—启动—储能系统的基本模式，并设置和运用钢丝绳、启动连接器、阻拦连接器、绳索离合器、绳索分接器、伺服器、绳索滑槽、导向滑轮、导向滑槽等配置，从而形成基本的适用于飞机的I型再生制动系统和适用于轨道车辆的S1型再生制动系统以及适用于各种飞机的S2型、S3a型、S3b型、S4型再生制动系统。

【技术特征摘要】
1.外置式再生制动系统，其特征在于，包括：用于建立制动－启动－储能系统的基本模式的储能弹簧组、钢丝绳索、启动连接器、阻拦连接器、绳索离合器、绳索分接器、伺服器、绳索滑槽、导向滑轮、导向滑槽、制动跑道和启动跑道；所述储能弹簧组由数个板块状弹簧组组成，所述板块状弹簧组由H钢管弹簧组成，所述H钢管弹簧并列式串接，所述H钢管弹簧由B钢管弹簧和A钢管弹簧组成，所述B钢管弹簧和所述A钢管弹簧均由钢管、预压的橄榄形螺旋压簧和预拉的圆柱形螺旋拉簧组成，所述B钢管弹簧还包括滑轮，所述预压的橄榄形螺旋压簧和所述预拉的圆柱形螺旋拉簧串联式并接；所述橄榄形螺旋压簧由数个塔形螺旋压簧叠加连接并预压形成，所述圆柱形螺旋拉簧由数个塔形螺旋压簧压并叠加制作而成，所述橄榄形螺旋压簧中的塔形螺旋压簧的螺旋角大于所述圆柱形螺旋拉簧中的塔形螺旋压簧的螺旋角，所述橄榄形螺旋压簧受力压并后的形状与所述圆柱形螺旋拉簧的形状相同，所述圆柱形螺旋拉簧受力伸展后的形状与所述橄榄形螺旋压簧的形状相同；两个所述圆柱形螺旋拉簧中的塔形螺旋压簧叠加连接形成所述橄榄形螺旋压簧，两个所述圆柱形螺旋拉簧中的塔形螺旋压簧的里圈末端叠加连接，所述橄榄形螺旋压簧压制形成盘形螺旋拉簧，相邻的所述盘形螺旋拉簧的外圈末端连接制成所述圆柱形螺旋拉簧，所述橄榄形螺旋压簧中的两个相同的所述圆柱形螺旋拉簧中的塔形螺旋压簧的外圈末端断开。2.根据权利要求1所述的外置式再生制动系统，其特征在于，所述橄榄形螺旋压簧中的塔形螺旋压簧的圈数、变径弹簧丝、刚度、预压和预拉的行程和预应力对应地与所述圆柱形螺旋拉簧中的塔形螺旋压簧的圈数、变径弹簧丝、刚度、预压和预拉的行程和预应力相同。3.根据权利要求1所述的外置式再生制动系统，其特征在于，在所述A钢管弹簧中，所述橄榄形螺旋压簧与所述圆柱形螺旋拉簧相连且均位于所述钢管中，所述橄榄形螺旋压簧的一端与所述钢管的一端相连，所述圆柱形螺旋拉簧的一端与所述钢管的另一端相连；在所述B钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：卢军，
类型：发明
国别省市：上海;31