專利名稱：風(fēng)電蓄能電動車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種電瓶啟動，行駛中依照風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理補(bǔ)充蓄電池能量的風(fēng)電蓄能電動車。
自從1886年德國工程師特利布·戴姆勒在眾多發(fā)明的基礎(chǔ)上，制成了人類第一輛四輪汽車之后，汽車就一直是以汽油機(jī)、柴油機(jī)為驅(qū)動力，以汽油、柴油為動力源的燃料汽車。燃料汽車具有功率大、速度快、行程遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是所有無軌電車、有軌電車和電瓶車所望塵莫及的，已成為現(xiàn)代城鎮(zhèn)郊及邊遠(yuǎn)地區(qū)交通、旅游和運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ?。但是，因為它是以液化燃料作為動力源，所以車輛啟動后產(chǎn)生的噪音和廢氣污染又成為一大公害，直接威脅著人們的身心健康。為了解決這些問題和從節(jié)能方面考慮，國外一些發(fā)達(dá)國家已陸續(xù)研制出太陽能車和依靠蓄電池電力驅(qū)動的電動車。這兩種車雖然都解決了燃料汽車的噪音和污染問題，然而，太陽能車行駛要受到天氣的制約，電動車除了在功率、速度、行程上不如燃料汽車外，行駛中隨著蓄電池電能的消耗，動力也會逐漸下降，而且每次充電既費(fèi)時，又費(fèi)力。如此兩相比較，上述兩種車的性能與燃料汽車差距頗大。所以，若要取代燃料汽車，則不但要解決噪音和污染問題，還要具備燃料汽車相同或近似的優(yōu)良性能。目前，國外正努力研制高效能蓄電池，以提高電動車的性能。
本發(fā)明的目的旨在節(jié)約能源，在電動車的基礎(chǔ)上，制造以蓄電池電力驅(qū)動，行駛中利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)補(bǔ)充蓄電池電能，延長蓄電池組的額定電壓時間，減少充電頻率，增加續(xù)駛里程，使其更加接近燃料汽車優(yōu)良性能的風(fēng)電蓄能電動車。
本發(fā)明以如下工作原理實現(xiàn)發(fā)明目的在前、后橋的垂直中心上方，四車輪輪輞內(nèi)側(cè)，緊固四臺由發(fā)電機(jī)和增速器組成的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，四臺水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸伸向四輪。在每個增速器軸端聯(lián)接一個萬向節(jié)，萬向節(jié)的另一端聯(lián)接在一個直徑小于車輪半徑、由兩個背錐相聯(lián)的雙圓錐外齒輪中心部位，該齒輪與車輪輪輞內(nèi)壁的雙圓錐內(nèi)齒輪相互嚙合，如此聯(lián)接后，當(dāng)蓄電池電力驅(qū)動車輛行駛時，車輪輪輞上的雙圓錐內(nèi)齒輪就會帶動與其相嚙合的雙圓錐外齒輪轉(zhuǎn)動，雙圓錐外齒輪通過相聯(lián)接的萬向節(jié)，帶動與萬向節(jié)相聯(lián)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸和發(fā)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，使四臺水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)揮出風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)發(fā)電的功能，不斷地向蓄電池補(bǔ)充電能。
本發(fā)明的風(fēng)電蓄能電動車以蓄電池電力驅(qū)動車輛行駛，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將車輪滾動產(chǎn)生的多(剩)余旋轉(zhuǎn)動力和行駛慣性動力，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌斔徒o蓄電池，用這種浮充方法，使風(fēng)電蓄能電動車蓄電池組的電壓和電流長期保持較穩(wěn)定狀態(tài)，能夠減少蓄電池的充電次數(shù)，極大地提高風(fēng)電蓄能電動車的功率和續(xù)駛里程。
下面結(jié)合附圖對風(fēng)電蓄能電動車作進(jìn)一步的詳述

圖1是四臺水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)布置圖;
圖2是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)與萬向節(jié)聯(lián)接圖;
圖3是車輪鋼圈剖視圖和左視圖;
圖4是雙圓錐外齒輪剖視圖和左視圖;
參照圖1。在風(fēng)電蓄能電動車前橋(1)和后橋(2)的垂直中心上方，在四車輪(3)內(nèi)側(cè)，緊固四臺由發(fā)電機(jī)(4)和增速器(5)組成的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。參照圖2。四臺水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(4)增速器(5)轉(zhuǎn)軸(6)上，均套裝一個有防塵罩的滾動軸承(7)，轉(zhuǎn)軸端(8)與萬向節(jié)叉的一端(9)制成棱形軸、套狀相互聯(lián)接，并用螺絲穿進(jìn)套孔(10)頂緊棱形軸端(8)，使兩部件緊密套(鉚、焊)接。萬向節(jié)突緣叉(11)形狀不變，聯(lián)接方法見后述。參照圖3。在四車輪(3)旁，沿車軸垂直中心線，兩個半圓形隔塵板(12)對合一起，被螺絲穿過螺孔(13)固定在車軸上。四車輪(3)鋼圈(14)上的輪輞凸緣(15)內(nèi)，制成滾動軸承(16)，隔塵板(12)周邊與滾動軸承(16)內(nèi)圈接合。在車軸垂直中心線上方，隔塵板對合處，是一個同發(fā)電機(jī)(4)增速器(5)轉(zhuǎn)軸(6)上的滾動軸承(7)外直徑大小相等的圓形孔(17)。在輪輞(18)內(nèi)壁(19)隔塵板(12)旁，是由兩個內(nèi)圓錐齒輪合制而成的一個雙圓錐內(nèi)齒輪(20)。在該齒輪凹處(21)，用內(nèi)方螺絲將雙圓錐內(nèi)齒輪(20)，安裝在輪輞(18)內(nèi)壁(19)上。參照圖4。與雙圓錐內(nèi)齒輪(20)嚙合的，是由兩個背錐(22)相聯(lián)接而制成的一個雙圓錐外齒輪(23)，其一側(cè)的中心部位的四個螺孔(25)，與萬向節(jié)突緣叉(11)用螺絲聯(lián)接起來。該齒輪的結(jié)構(gòu)分為中心軸和輪齒兩部分，其滾動聯(lián)接處(24)同自行車飛輪工作原理相同，即車輛前進(jìn)時，整個齒輪隨車輪一起轉(zhuǎn)動，而當(dāng)車輛倒車時只有輪齒隨車輪轉(zhuǎn)動，齒輪中心軸部分不轉(zhuǎn)動。風(fēng)電蓄能電動車水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)與其他機(jī)件聯(lián)接方法如上所述。當(dāng)風(fēng)電蓄能電動車在蓄電池電力驅(qū)動下行駛時，固定在車輪(3)輪輞(18)內(nèi)壁(19)的雙圓錐內(nèi)齒輪(20)也一起轉(zhuǎn)動，帶動雙圓錐外齒輪并通過相聯(lián)接的萬向節(jié)突緣叉(11)、萬向節(jié)叉端(9)，增速器轉(zhuǎn)軸(8)、(6)，帶動風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器軸轉(zhuǎn)動，從而使水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(4)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，向蓄電池輸入電能，實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
風(fēng)電蓄能電動車可以制成FD-A型電動車、FD-B型電動車兩種。FD-A型電動車是在每根車軸上靠車輪的內(nèi)上側(cè)，安裝兩臺風(fēng)力發(fā)電機(jī);FD-B型電動車是除前軸外，在每根車軸上靠車輪的內(nèi)上側(cè)安裝兩臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)。為減少在輸電過程中電能的損耗，可以將各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸電線串聯(lián)通向蓄電池組或采取風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電的方法(并聯(lián)輸電)，并在輸電線上分別接上由節(jié)壓器、節(jié)流器和斷流器組成的直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器(也可以采用改進(jìn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)充過放保護(hù)裝置和轉(zhuǎn)速控制裝置，用以保護(hù)蓄電池，使發(fā)電機(jī)工作平穩(wěn))。節(jié)壓器的作用是當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到限額后，自動使電壓不再隨轉(zhuǎn)速升高而升高，避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)串聯(lián)電壓過高充壞蓄電池極板。節(jié)流器的作用是自動控制發(fā)電機(jī)輸出的電流，使它不超過允許限度，保護(hù)發(fā)電機(jī)電樞不被燒壞。斷流器的作用是當(dāng)發(fā)電機(jī)串聯(lián)電壓超過蓄電池電壓而達(dá)到一定數(shù)值時，自動將兩個電源間的電路接通，保證發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電并向蓄電池充電;當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓時，自動將兩個電源間的電路切斷，以防蓄電池向發(fā)電機(jī)大量反向放電，燒壞電樞線圈。風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸套接上或做成齒輪，經(jīng)過傳動齒輪與后驅(qū)動橋橋殼內(nèi)的齒輪相嚙合，利用其多余動力使風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電。與上述同理，前軸做成后驅(qū)動橋式樣。但由于前輪具有轉(zhuǎn)向的功能，所以，將半軸在前輪轉(zhuǎn)向處斷為兩節(jié)，由萬向節(jié)聯(lián)接起來，使其在車輛直行或轉(zhuǎn)彎時，都能夠把車輪的旋轉(zhuǎn)動力，由半軸的一端傳遞到另一端(在此須注意車輪轉(zhuǎn)向角度要同萬向節(jié)的角度相同)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸通過一個齒輪箱得到半軸傳遞來的動力，帶動風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)不僅可以在機(jī)動車上同車輪聯(lián)接發(fā)電，也可以同列車、地鐵列車、拖拉機(jī)等所有機(jī)動車輛的車輪聯(lián)接，使其發(fā)電蓄能，亦可應(yīng)用在飛行器上，將飛行中的空氣阻力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌斔徒o蓄電池。用離合器裝置控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)與車輪離合，以便電動車在起步、加速等需大能量時，使兩部件分離，在較平穩(wěn)的速度行駛時，兩部件再嚙合，但如果選用高效低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則可以不需要離合器裝置(如選用2.5米/秒微風(fēng)即可發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因其發(fā)電時所需的動力很小，所以加上它不會增加能量的損耗，也不影響正常車速和功率，正如同一個普通人用繩子系在汽車上用力拉，汽車卻絲毫不用費(fèi)力，也不用加大油門就可以把人拉走一樣)。在應(yīng)用中，可以采用水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也可以采用立軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，兩者功能相同，只不過是聯(lián)接方法不同罷了。電動車若不采用四輪轉(zhuǎn)向，則后橋上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸就可以直接與兩背錐相聯(lián)的雙圓錐外齒輪聯(lián)接。如后橋上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸套接或做成齒輪，輪輞內(nèi)壁亦做成齒輪，使兩部件齒輪聯(lián)接傳遞動力。兩背錐相聯(lián)的雙圓錐外齒輪可做成如自行車飛輪的樣式，與車輪上相應(yīng)的齒孔相嚙合。若雙圓錐內(nèi)齒輪不做成一個整體，而是制成兩半圓部分則更加有利于裝卸維修。車輪輪輞凸緣內(nèi)的滾動軸承內(nèi)圈的寬度，應(yīng)略小于外圈，以免轉(zhuǎn)動時與其他部件產(chǎn)生摩擦。滾動軸承內(nèi)圈內(nèi)壁做成溝槽狀，使隔塵板邊緣進(jìn)入溝槽內(nèi)，會增加隔塵效果;隔塵板邊緣也可套上橡膠套，以增加與滾動軸承內(nèi)圈的密封性。風(fēng)力發(fā)電機(jī)外殼可做成能承重量的，將鋼板彈簧和減震器置于上面，也可另移別處。雙圓錐內(nèi)、外齒輪可以選用硬質(zhì)塑料做成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)可根據(jù)車輛的功率、重量和蓄電池組的電壓要求等因素來選擇?？蛇x用低車速、中速和高速發(fā)電幾種不同功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這樣，電動車及列車等上面的蓄電池就不僅在中、高速時，而且，在低車速時同樣能夠得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能。如桑塔納轎車車輪外直徑約630毫米，車輪周長約為1.978米。若車速為10公里/小時時，車輛移動時速是10000米/3600秒，約合2.777米/秒。該車輪旋轉(zhuǎn)一圈(車輪周長)是1.978米，用2.777米/秒除1.978米，得知車輪在單位時間轉(zhuǎn)了約1.4圈/秒。又因為，同風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器軸相聯(lián)的雙圓錐外齒輪的外直徑小于車輪半徑，所以，根據(jù)雙圓錐內(nèi)、外齒輪的齒數(shù)，就能夠計算出風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸及發(fā)電機(jī)每秒的轉(zhuǎn)數(shù)，再根據(jù)電動車各階段行程(如10公里/小時，20公里/小時……)中車輪的扭力和各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器軸作功時的扭力，計算出不影響電動車在正常行駛時允許附加的扭力，從而根據(jù)不同的需要來選擇所需功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電蓄能電動車，包括車體和供電裝置，其特征在于在車體上安裝至少一個無葉輪的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過齒輪與車體上的滾動部件配合而產(chǎn)生電能，該電能被輸回到供電裝置。
2.一種風(fēng)電蓄能電動車，包括車體和蓄電瓶。其特征在于在車體上安裝至少一個無葉輪的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過齒輪與車體上的滾動部件配合而產(chǎn)生電能，該電能被輸入蓄電瓶。所述滾動部件至少是前、后車軸(輪)和驅(qū)動橋齒輪之一。
全文摘要
本發(fā)明是在電動車的基礎(chǔ)上，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理設(shè)計出來的一種風(fēng)電蓄能電動車。該車以蓄電池電力驅(qū)動車輛行駛，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將車輪滾動所產(chǎn)生的多余動力，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茉佥斔徒o蓄電池。采用這種浮充方法，能夠延長蓄電池組的額定電壓時間，使電壓和電流長期保持較穩(wěn)定狀態(tài)，減少充電頻率，極大地提高電動車的功率和續(xù)駛里程。
文檔編號B60L8/00GK1074658SQ92100369
公開日1993年7月28日 申請日期1992年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月22日
發(fā)明者郭劍 申請人:郭劍