一种火车车厢的刹车能回收系统技术方案

本发明专利技术属于火车节能技术领域，尤其涉及一种火车车厢的刹车能回收系统，它包括进气道、冷气通道、空气风扇、换热器、发电机构、变速箱、压缩制冷模块，其中空气风扇转动通过进气道吸收空气，空气在进气道一部分热能转化为动能，空气温度下降；压缩制冷模块中具有制冷剂，制冷剂经过换热器将冷量传递给空气，空气通过冷气通道流入车厢。空调室中具有变速箱，在火车刹车时，通过控制端口控制各个车厢的变速箱，火车的动能输入到变速箱中，之后经过发电机构转为电能，电能能够在火车临时停车时给予空调用电，如果刹车能回收能量不够空调所需电能，可以只驱动空气风扇，将外部空气输送到车厢，以提供新鲜空气和降温，具有较高的使用价值。

Braking energy recovery system of railway carriage

The invention belongs to the technical field of train energy saving, especially relates to a train braking energy recovery system, it includes the air inlet, air passage, air fan, heat exchanger, power mechanism, gearbox, compression refrigeration module, wherein the air fan rotational absorption air through the inlet, the air inlet part into the kinetic energy in the heat, air drop in temperature; compression refrigeration module has a refrigerant, the refrigerant passes through the heat exchanger will be transferred to the cold air, the air through the air passage into the car. With a gearbox in the air conditioning room, when the train brakes, the control port transmission control in each carriage, train the kinetic energy input to the gearbox, after the power into electricity, electricity can provide air conditioning electricity in the train when the temporary parking brake energy recovery, if the energy is not enough electricity required for air conditioning can, can only drive the air fan, conveying the external air into the train, to provide fresh air and cooling, has higher use value.

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术属于火车节能
，尤其涉及一种火车车厢的刹车能回收系统。
技术介绍
目前火车夏天在行驶过程中都会开放空调，乘客会感觉很舒适，但是在火车站临时停车时，空调往往因为电力原因暂时关闭，当遇到临时停车时间较长时，整个火车车厢中空气环境异常闷热，甚至出现中暑的情况，临时停车的空调电力如何提供，从机车输送过来嘛，这样会额外耗费很多能量，铁路部门一般不会这样做，所在临时停车中如何获取能量来供电空调的研究是很重要的。我们知道火车的重量很大，行驶中的火车具有很大的动能，刹车时为了能够保证顺利刹停，火车刹车通过空气控制空气刹车机构对火车进行气刹，整个行驶的动能完全被浪费掉，关于刹车时火车动能的回收目前常采用的技术是通过发电机回收电能，可是火车动能之大，为了充分回收动能就需要很大程度通过变速箱提高发电机的输入转速，可能需要将火车转轴的转速提高10-20倍甚至更多，可是变速箱的传动比很大时要求整个机构非常大，加上润滑整个结构将会非常复杂，其成本将会很高，如果在每节车厢上安装，将是一笔不小的费用，所以专利技术一种小尺寸大传动比的变速器将是很有必要的。本专利技术设计一种火车车厢的刹车能回收系统解决如上问题。
技术实现思路
为解决现有技术中的上述缺陷，本专利技术公开一种火车车厢的刹车能回收系统，它是采用以下技术方案来实现的。一种火车车厢的刹车能回收系统，其特征在于：它包括车厢、座椅、车轮、进气道、冷气通道、冷气出口、空调室、冷气管、热气管、空气风扇、换热器、制冷剂管、发电机构、变速箱、控制端口、压缩制冷模块、车轮传动轴、锥齿轮组，其中两组车轮安装在车厢底部，车厢中安装有座椅，在车厢一端安装有空调室，车厢顶部具有进气道，进气道下端安装有冷气通道，空调室内安装有压缩制冷模块，压缩制冷模块上端安装有换热器，换热器上端安装有空气风扇，压缩制冷模块中的制冷剂通过制冷剂管流进换热器中并从另一端的制冷剂管流回到压缩制冷模块中；进气道的空气通过热气管、空气风扇流入到换热器中并从另一端通过冷气管流到冷气通道中，之后通过冷气通道底部的冷气出口流入到车厢中；变速箱安装在空调室中，车轮转轴通过锥齿轮组经过车轮传动轴与变速箱连接，变速箱上还安装有控制端口，发电机构安装在变速箱上端；进气道横截面积从入口处开始到热气管处逐渐减小，冷气通道的横截面积从冷气管处到冷气通道末端逐渐减小。上述变速箱包括输入轴、输入轴套、输入轴套支撑、固定杆、施压弹簧端盖、施压弹簧、固定头、动力圆板、传动单元、滑轴、控制弹簧、输出轴、输入轴伸缩外壳、第一导块、第一导槽、滑轴导轨、输出轴套、输出轴套支撑，其中输入轴套通过输入轴套支撑安装在固定杆上，输入轴安装在输入轴套中，施压弹簧端盖安装在输入轴上，两个第一导块对称地安装在输入轴一端的外缘面上；输入轴伸缩外壳内部对称的开有两个第一导槽，通过两个第一导槽与第一导块的配合安装在输入轴上，动力圆板安装在输入轴伸缩外壳一端，施压弹簧安装在输入轴和输入轴伸缩外壳上，且两端分别与施压弹簧端盖和动力圆板连接；滑轴上对称安装有两根滑轴导轨，滑轴两端分别通过一个固定头安装在固定杆两端，滑轴上依次等距地安装有四个传动单元，在滑轴上四个传动单元之间各安装有一个控制弹簧；输出轴套通过输出轴套支撑安装在固定杆上，输出轴安装在输出轴套中；动力圆板通过四个传动单元驱动输出轴转动。上述传动单元包括切换滑环、内环齿转环、内环齿端面、内环齿、滑齿、第一卡环、第二卡环、往复弹簧、第二导块、传动轴、第二导槽、传动轴伸缩外壳、传动圆板、内环齿支撑、内环齿支撑环、中间齿、中间齿转环、中间齿支撑、中间齿转轴、切换支撑、切换卡环、滑环导槽，其中内环齿支撑环安装在内环齿侧面且内环齿支撑环与内环齿同心，内环齿支撑环安装在内环齿转环中，内环齿转环通过内环齿支撑安装在固定杆上；第一卡环和第二卡环依次安装在传动轴上，两个第二导块对称地安装在传动轴一端，滑齿安装在传动轴上，在传动轴的第一卡环和第二卡环之间安装有切换卡环，切换卡环通过切换支撑安装有切换滑环，切换滑环内部对称地开有两个滑环导槽，切换滑环通过两个滑环导槽与两个滑轴导轨的配合而安装在滑轴上，传动轴还穿过内环齿支撑环内孔，滑齿位于内环齿内部，传动轴伸缩外壳内部对称的开有两个第二导槽，通过两个第二导槽与第二导块的配合安装在传动轴上，传动圆板安装在传动轴伸缩外壳一端，往复弹簧安装在传动轴和传动轴伸缩外壳上，且两端分别与第二卡环和传动圆板连接；中间齿转轴安装在中间齿转环中，中间齿转环通过中间齿支撑安装在固定杆上，中间齿安装在中间齿转轴上，中间齿与内环齿内齿和滑齿均啮合。上述动力圆板与其最近的传动单元的传动轴一端接触摩擦，两个传动单元之间，前一个传动单元的传动圆板与后一个传动单元的传动轴一端接触摩擦，最后一个传动单元传动圆板与输出轴一端接触摩擦，控制弹簧安装在相邻传动单元的切换滑环之间。作为本技术的进一步改进，上述施压弹簧为压缩弹簧。作为本技术的进一步改进，上述控制弹簧为压缩弹簧。作为本技术的进一步改进，上述与输入轴最近的传动单元中的切换滑环上还安装有切换块。作为本技术的进一步改进，上述输入轴伸缩外壳和传动轴伸缩外壳上均安装有限位环。相对于传统的火车节能技术，本专利技术中空气风扇转动通过进气道吸收新鲜空气，新鲜空气在进气道中流动过程中，因为进气道收缩，一部分热能转化为动能，经过进气道空气的温度会有少量的下降；压缩制冷模块中具有制冷剂，制冷剂经过换热器将冷量传递给空气，被降温的空气通过冷气通道流入车厢，同样，在流动过程中，冷气通道也在收缩，能够一定程度上少量对空气进一步降温。空调室中具有变速箱，在火车刹车时，火车的动能经过车轮转轴、车轮传动轴输入到变速箱中，之后经过发电机构转为电能，电能能够在火车临时停车时给予空调用电，如果刹车能回收能量不够空调运动所需电能，可以只驱动空气风扇，将外部空气输送到车厢，可以通过空气流动的方式提供新鲜空气和降温，具有较高的使用价值。相对于传统的变速机构，本专利技术中的变速箱输入轴通过输入轴套安装在固定杆上，输入轴作为主动轴将能量传动到输入轴伸缩外壳上，一方面通过第一导块和第一导槽的配合输入轴伸缩外壳随着输入轴旋转，另一方面输入轴伸缩外壳可以在输入轴上沿着输入轴轴线移动，施压弹簧起到维持输入轴伸缩外壳相对于输入轴的相对位置的作用，另外起到在圆板与后部传动轴之间保持所需的预紧力的作用。传动单元中一个内环齿通过中间齿与滑齿啮合，切换滑环、切换支撑和切换卡环可以沿着滑轴移动，同时通过第一卡环和第二卡环带动传动轴沿着滑轴移动，当传动轴一端从内环齿支撑环中伸出时，前方的圆板将会通过摩擦带动传动轴转动，此时传动轴与前方圆板的转速相同，传动轴伸缩外壳同样是靠往复弹簧施压于传动轴，使其之间保持一定的压力；通过控制切换滑环的移动能够使传动轴不伸出内环齿支撑环，此时前方的圆板将会与内环齿支撑环端面接触摩擦，进而驱动内环齿，内环齿通过中间齿驱动滑齿转动，滑齿带动传动轴转动，但此时传动轴与前方圆板的转速发生了变化，传动轴的速度提高了，实现了变速目的；另外四个传动单元初始状态中传动轴伸出内环齿支撑环的长度是不一样的，目的是保证每个传动单元的传动的变化是依次变化。本专利技术中设计了四个传动单元，传动单元之间为串联关系，因此可以获得较高的传动比。每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种火车车厢的刹车能回收系统，其特征在于：它包括车厢、座椅、车轮、进气道、冷气通道、冷气出口、空调室、冷气管、热气管、空气风扇、换热器、制冷剂管、发电机构、变速箱、控制端口、压缩制冷模块、车轮传动轴、锥齿轮组，其中两组车轮安装在车厢底部，车厢中安装有座椅，在车厢一端安装有空调室，车厢顶部具有进气道，进气道下端安装有冷气通道，空调室内安装有压缩制冷模块，压缩制冷模块上端安装有换热器，换热器上端安装有空气风扇，压缩制冷模块中的制冷剂通过制冷剂管流进换热器中并从另一端的制冷剂管流回到压缩制冷模块中；进气道的空气通过热气管、空气风扇流入到换热器中并从另一端通过冷气管流到冷气通道中，之后通过冷气通道底部的冷气出口流入到车厢中；变速箱安装在空调室中，车轮转轴通过锥齿轮组经过车轮传动轴与变速箱连接，变速箱上还安装有控制端口，发电机构安装在变速箱上端；进气道横截面积从入口处开始到热气管处逐渐减小，冷气通道的横截面积从冷气管处到冷气通道末端逐渐减小；上述变速箱包括输入轴、输入轴套、输入轴套支撑、固定杆、施压弹簧端盖、施压弹簧、固定头、动力圆板、传动单元、滑轴、控制弹簧、输出轴、输入轴伸缩外壳、第一导块、第一导槽、滑轴导轨、输出轴套、输出轴套支撑，其中输入轴套通过输入轴套支撑安装在固定杆上，输入轴安装在输入轴套中，施压弹簧端盖安装在输入轴上，两个第一导块对称地安装在输入轴一端的外缘面上；输入轴伸缩外壳内部对称的开有两个第一导槽，通过两个第一导槽与第一导块的配合安装在输入轴上，动力圆板安装在输入轴伸缩外壳一端，施压弹簧安装在输入轴和输入轴伸缩外壳上，且两端分别与施压弹簧端盖和动力圆板连接；滑轴上对称安装有两根滑轴导轨，滑轴两端分别通过一个固定头安装在固定杆两端，滑轴上依次等距地安装有四个传动单元，在滑轴上四个传动单元之间各安装有一个控制弹簧；输出轴套通过输出轴套支撑安装在固定杆上，输出轴安装在输出轴套中；动力圆板通过四个传动单元驱动输出轴转动；上述传动单元包括切换滑环、内环齿转环、内环齿端面、内环齿、滑齿、第一卡环、第二卡环、往复弹簧、第二导块、传动轴、第二导槽、传动轴伸缩外壳、传动圆板、内环齿支撑、内环齿支撑环、中间齿、中间齿转环、中间齿支撑、中间齿转轴、切换支撑、切换卡环、滑环导槽，其中内环齿支撑环安装在内环齿侧面且内环齿支撑环与内环齿同心，内环齿支撑环安装在内环齿转环中，内环齿转环通过内环齿支撑安装在固定杆上；第一卡环和第二卡环依次安装在传动轴上，两个第二导块对称地安装在传动轴一端，滑齿安装在传动轴上，在传动轴的第一卡环和第二卡环之间安装有切换卡环，切换卡环通过切换支撑安装有切换滑环，切换滑环内部对称地开有两个滑环导槽，切换滑环通过两个滑环导槽与两个滑轴导轨的配合而安装在滑轴上，传动轴还穿过内环齿支撑环内孔，滑齿位于内环齿内部，传动轴伸缩外壳内部对称的开有两个第二导槽，通过两个第二导槽与第二导块的配合安装在传动轴上，传动圆板安装在传动轴伸缩外壳一端，往复弹簧安装在传动轴和传动轴伸缩外壳上，且两端分别与第二卡环和传动圆板连接；中间齿转轴安装在中间齿转环中，中间齿转环通过中间齿支撑安装在固定杆上，中间齿安装在中间齿转轴上，中间齿与内环齿内齿和滑齿均啮合；上述动力圆板与其最近的传动单元的传动轴一端接触摩擦，两个传动单元之间，前一个传动单元的传动圆板与后一个传动单元的传动轴一端接触摩擦，最后一个传动单元传动圆板与输出轴一端接触摩擦，控制弹簧安装在相邻传动单元的切换滑环之间；上述车轮传动轴与变速箱中的输入轴连接，变速箱中的输出轴与发电机构里的发电机输入轴连接。...

【技术特征摘要】
1.一种火车车厢的刹车能回收系统，其特征在于：它包括车厢、座椅、车轮、进气道、冷气通道、冷气出口、空调室、冷气管、热气管、空气风扇、换热器、制冷剂管、发电机构、变速箱、控制端口、压缩制冷模块、车轮传动轴、锥齿轮组，其中两组车轮安装在车厢底部，车厢中安装有座椅，在车厢一端安装有空调室，车厢顶部具有进气道，进气道下端安装有冷气通道，空调室内安装有压缩制冷模块，压缩制冷模块上端安装有换热器，换热器上端安装有空气风扇，压缩制冷模块中的制冷剂通过制冷剂管流进换热器中并从另一端的制冷剂管流回到压缩制冷模块中；进气道的空气通过热气管、空气风扇流入到换热器中并从另一端通过冷气管流到冷气通道中，之后通过冷气通道底部的冷气出口流入到车厢中；变速箱安装在空调室中，车轮转轴通过锥齿轮组经过车轮传动轴与变速箱连接，变速箱上还安装有控制端口，发电机构安装在变速箱上端；进气道横截面积从入口处开始到热气管处逐渐减小，冷气通道的横截面积从冷气管处到冷气通道末端逐渐减小；上述变速箱包括输入轴、输入轴套、输入轴套支撑、固定杆、施压弹簧端盖、施压弹簧、固定头、动力圆板、传动单元、滑轴、控制弹簧、输出轴、输入轴伸缩外壳、第一导块、第一导槽、滑轴导轨、输出轴套、输出轴套支撑，其中输入轴套通过输入轴套支撑安装在固定杆上，输入轴安装在输入轴套中，施压弹簧端盖安装在输入轴上，两个第一导块对称地安装在输入轴一端的外缘面上；输入轴伸缩外壳内部对称的开有两个第一导槽，通过两个第一导槽与第一导块的配合安装在输入轴上，动力圆板安装在输入轴伸缩外壳一端，施压弹簧安装在输入轴和输入轴伸缩外壳上，且两端分别与施压弹簧端盖和动力圆板连接；滑轴上对称安装有两根滑轴导轨，滑轴两端分别通过一个固定头安装在固定杆两端，滑轴上依次等距地安装有四个传动单元，在滑轴上四个传动单元之间各安装有一个控制弹簧；输出轴套通过输出轴套支撑安装在固定杆上，输出轴安装在输出轴套中；动力圆板通过四个传动单元驱动输出轴转动；上述传动单元包括切换滑环、内环齿转环、内环齿端面、内...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸悦，吴敏军，林春苗，陈冲，
申请(专利权)人：杭州市萧山区高级技工学校，
类型：发明
国别省市：浙江;33