CN102555819A

CN102555819A - 有混合动力—传动装置的汽车及其车外动力接入装置

Info

Publication number: CN102555819A
Application number: CN2010105881820A
Authority: CN
Inventors: 杨福顺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-14
Filing date: 2010-12-14
Publication date: 2012-07-11
Anticipated expiration: 2030-12-14
Also published as: CN106114628A; CN102555819B

Abstract

本发明提供了一：能够利用汽车内、外的空气、风力、水流水力、阳光、热电材料等资源条件以产生动力的部件，并将动力接入、成为此采用混合动力-传动装置的电动汽车的飞轮式电动机-发电机的动力源之一；不但更少耗油、少污染，而且更方便于让各类驾车人无论是在城乡、野外、大漠、江河山溪都可随意出行，不愁无电；二、其前排座椅有来自特别减震的后半部车身的刚性吊杆的保护而减少前冲力，安全气囊最先会从真空袋里紧急释放一层遇空气膨胀的柔性棉胎保护乘员的脸、面、胸不受或少受气囊释放时冲力撞伤。

Description

有混合动力—传动装置的汽车及其车外动力接入装置

技术领域：

本发明属于混合动力电动汽车，具有多种动力来源及其传动方式。

背景技术：

中国发明专利031149685和2008100039260提供了混合动力一传动装置，其具有飞轮式电动机整体结构包括发电机等部件，得以实现机械动力和电力皆可作为车辆的动力源传入传出，此装置的潜力和优点尚不止于此。

发明目的：

本发明采用该“混合动力-传动装置”，目的在于配合该装置的性能和特点，针对汽车内部、外部环境条件包括空气、水力、风力、阳光热电材料等等，提供能够利用它们以相应地产生各种动力的部件，并且将各种动力接入车辆成为汽车的动力源之一；目的也在于提供在车辆相撞时能更好的保护乘车人员的安全的汽车结构和部件(座椅、安全气囊)等等。

技术方案(结合附图作说明)：

所谓车外动力，指的是车外的空气、水力、风力、阳光等资源可以被本发明的装置所利用而构成的车辆动力源，本发明也采用了利用“软轴”可弯曲的特点，设计了在车辆相撞时更安全一些的车身后半部以及更能保护特别是前座乘车人不受或少受撞伤的座椅，以增进本发明的汽车对乘车人员的安全性、经济性和实用性。

一、本发明的电动汽车能够利用风力作动力并引入车内的结构，它有一个安装在车内并可与飞轮式电动机-发电机的动力传入齿轮相连的固定式增速齿轮箱，可活动式地在使用前临时由人工安装并固定在车顶上的风轮机叶片、传动轴及齿轮、支架以及车内的可互相搭接传动或可折叠的轻便的传动轴及其齿轮(斜齿、平齿及其组合等等)、轴承、圆筒式外保护层、包复在各杆连接处的可拆合和锁定的外壳；以车内的飞轮式电动机-发电机作为发电部件和/或机械动力部件。

二、实现利用空气作驱动力的部件结构是：空气经由装在靠近车内的飞轮式电动机-发电机的传动齿轮处的空气压缩机(可选用泵、涡轮机式叶片、螺杆式压缩机等)经过管道内的单向空气阀进入车内的专用压缩空气储气箱，箱的容积依据车型用途而确定。

按需要有控制地将储气箱内的压缩空气由一排或若干个带有电加热器以加热空气的喷嘴集中喷出至涡轮机的叶片上使之旋转，为了更紧凑的利用车内空间可以让空气压缩机的吸气口靠近涡轮机叶片室的下部的适当大容量的空气腔内的气流导气出流槽口；在腔壁还可有特设的应急空气排气口。

三、如上所述，在车内装有一只固定的增速齿轮箱，其传动齿轮与能经由电磁离合器与飞轮式电动机-发电机相连的主驱动轴上的传动齿轮常咬合；另一方面也在车内地板下应消费者的车型选择要求而实施固定地安装一套与车内的上述固定式安装着的增速齿轮箱的传动齿轮相连的传动轴及其齿轮，同时该箱内的某个传动齿轮可用人工拨动拨叉该变其传动状态至空档，连接处的齿轮也可在平时可拆下备用，直到需用时才由人工手动装上。至于在车外则是使用多个、多种或多节轻便的杆式传动轴，各传动轴或杆之间的连接节点处可用包在外壳内的传动用万向节或传动齿轮或联轴节或软轴(可在各个方向弯曲至90度贴靠在地面，而且无噪音)等部件联结各杆，该外壳壳体上的突出部可具有用于临时插入地下的桩锚用于固定各节点，其最下端部是一个可放入水流里面的内有水轮机叶片的圆筒，该叶片受水力推动而带动传动轴旋转；再将这些组装连接起来的传动杆的最上端部用手工连接至车身后部下方软轴之后的那段驱动轴，该段驱动轴前有传动轴，例如万向节、软轴(柔性的可弯曲的)等等，因而可以有所弯曲至90度以触靠近地面，该软轴之前的传动轴一直延伸到上述的车内的固定地安装着的增速齿轮箱的齿轮处，可用人工用手将两者的齿轮推至相咬合的状况，再在轴承外的位置用紧固件固定住该传动轴外壳；平时，该增速齿轮箱的一个传出齿轮与主驱动轴上的一个齿轮常咬合(该主驱动轴上的这个齿轮用轴承与主驱动轴相结合，并可经由电磁离合器将飞轮电动机-发电机与该齿轮所在的部件相联结而被带动旋转)。由此实现在停车时将水轮机的驱动力经过增速传入到车内的动力系统，以车内的飞轮式电动机-发电机作为发电部件和/或机械动力。

四、可采用常规的平板式或薄膜式太阳光电池板，将其发出的电流用电缆线引至给蓄电池充电，尤其是可携带选用在外面停车时可临时摊放在地面上的薄膜阳光电池板，为车辆提供移动式电能。

五、还可使用热电材料进行发电，例如将二硅化铁(带状)，装在贴靠于发动机壳体表面，将其受热发出的电力同样引至车内的蓄电池充电。

飞轮可选用各种合适材料(例如各种金属的、碳纤维的、化学聚合物复合材料的等等)组成飞轮本体，其形状可以有变化，以满足高转速的强韧性和耐久性要求。必要时，飞轮可组成彼此相隔一定的距离的几段，为此需要在相对于这些飞轮的各个面的位置装设足够的相应的直线电机初级装置，通电后就能驱动飞轮(该飞轮即是直线电机次级性质的电动机)。为平衡大质量高速旋转的飞轮的扭力，可以在车内与飞轮轴延伸方向上的适当位置设置与飞轮旋转方向相反的转动部件，例如发动机的驱动轴，经由一组变向齿轮达成此要求。

为了充分发挥该混合动力传动装置中的“软轴”可向各个方向弯曲而且安静无机械传动的噪音的特点及其对于提高该汽车安全性的优点，措施如下：

1、本发明将其软轴设立在汽车的中部，允许在车辆受严重撞击时，尽管有车体承力结构的吸震阻挡，软轴之后的驱动轴仍有前冲力存在，可能会前冲一小段距离，由于软轴是柔性可弯曲的，撞后会恢复原状，所以这不会损坏驱动轴；尤其是它不会在车辆车头相撞时，将汽车前半部的冲力传给汽车后半部，为此，2、相应地，在中部的连接前后两半部车体的结构件相连接处及其前后附近位置的承力结构框架内，设置含有能够起缓冲和吸收冲击力的减震器，它包括诸如液体减震弹簧和常规钢质弹簧的来自前半部车身框架的内筒和来自后半部车身框架的外筒，在外筒体的外表面沿车身纵向装有多根强韧的较粗的直径约大于5毫米的拉力弹簧，该拉簧的根部在后半车身的外筒体表面，该拉簧向前延伸并且穿过紧贴在前半车身内筒外表面的环状排列的多个作为外筒端部的环里，触靠在该内筒外表面；再用钢质外壳将拉力弹簧连同所述的包含有几种缓冲性减震弹簧的内筒和外筒一起包复住。如此，当两车相撞时，虽然位于前半部车身结构的内筒向车身后方有一股冲力作用，该力会受到正在前冲的设在后半车身结构上的外筒外表面的拉簧的反方向的牵拉，于是此车后半部车体所受的冲击力会更少些，因为多根拉力弹簧可与内、外筒体里的液体弹簧等等一起发挥减少汽车对乘车人员的冲击力的作用。

2、为了减少特别是容易受伤的前座人员在车辆相撞时所受到的冲击力，本发明设计了一种特别的吊挂着的前排座椅，其具体状态是在后半部车身的车内的天花板结构下表面每隔一段距离牢固地固定安装前后至少几个吊环筒，又以车内后排座位的下方的车身承力结构上固定着的弹簧盒或弹簧堆为根部而设置一左一右两根刚性拉杆，拉杆的根部固定地植根于这些被限制住方位而不能任意移位的弹簧盒里，将一左一右的两根刚性拉杆分别沿车身内部或内壁表面向上、向前或向后以便穿过并且搁置在车内天花板下的吊环筒里，可按图示方向向前或转弯沿车身内壁表面上行或下行延伸到达前排座椅并沿车身横向地在每个座椅靠背位置处装设至少一根垂直吊杆向下延伸到椅面水平位置，用此刚性拉杆吊拉支撑住座椅的椅面和靠背的承力结构，既可承受人体，又使该座椅不能触及座椅下的属于前半部车身结构的该处车内地板和结构。在此拉杆的每相隔一定距离的若干处可以用一组有缓冲性的强力弹簧代替作为拉杆使用。如此，在车辆相撞有前冲力时，上方在吊环筒里的拉杆或吊杆会略向前移动，座椅实际上是与后半部车身结构的应力、受力状况一致的，因而该前座乘员相比常规座椅上的前座乘员所受的冲击力要少。很明显，车身前半部受到的撞击力大于后半部所受到的撞击力，车头还可设有气囊袋等等的吸能的应力吸震结构。该一整个拉杆是被限制、被挡住的，不能向前移动的，只有拉杆里的几小段刚性弹簧能在受力后呈缓冲性放松拉长。

3、在安全气囊袋的最表面，设一层袋子，袋内有棉花胎(或类似于棉被、棉垫，厚软效果的各种材料)，厚片状或条团状的，象棉被内胎那样用极细的软细线互相牵连着，并且适当地抽掉该袋内的相当多的空气，使此袋体积变小变薄，适合安放作为气囊袋最早释出的部分，在该袋的上、下表面纵横皆有多个细条状位置上是有来自周围的胶粘索带粘着袋面，当气囊袋紧急释放弹出时，由于粘着处的粘着力，该一定真空度的袋子的表面首先迅速地从各个方向上被扯破拉开到周围旁边，于是袋内的棉花等材料在弹入空中后，仍互相牵连的棉花片、团触及大量空气而膨胀形成厚而软的对人体脸面的保护层，因而能减少气囊袋释放时对人体的急速撞击力。

附图说明

附图1是装有混合动力装置的汽车的原型样车的部件布置图，图中的“1”是车头，车身宽约≤1.8米；“2”是发动机；“3”是驱动轴；“4”是飞轮式电动机；“16”是离合器；“5”是电磁离合器；“6”是涡轮机及其叶片，其下方或侧下方有增速齿轮箱(“10”)；“7”是前门；“8”是气流喷嘴；“9”是风力发电机的筒式立柱；“10”是增速齿轮箱；“11”是后轮；“12”是后排座椅的位置；“13”是后轮轴；“14”水轮机专用的或活动式安装的传动轴；“15”是传动件(如万向节)；“16”是主驱动轴上的轴向离合器；“17”是发电机；“18”是空气压缩机；“19”是前轮；“20”是前座椅面；“21”是后门；“23”是轴承；“22”是经由轴承“23”与主驱动轴相连接的齿轮，该齿轮体与涡轮机(“6”)所在的部件是联动的，属于同一个整体结构，一起通过电磁离合器(“5”)与飞轮式电动机结合或分离，进行传动。

附图2是应用本发明各项措施的车身结构和部件侧视图。

附图2中的“1”是车头；“22”是直接吊挂前排座椅的刚性不弯曲的吊杆；“23”是车顶；“24”是“25”吊环筒对车顶承力结构处的连接件，“26”是车内上方或车顶天花板下的刚性吊杆；“27”是自下方向上的刚性吊杆；“28”是后半部车身；“29”是位于下方的刚性吊杆；“30”是刚性吊杆的置于弹簧盒(“31”)之内的根部；“32”是车身底部表面；“33”是作为刚性吊杆一部分的前排座椅的框架；“20”前座椅在此框架。

附图3是可活动式地组合安装在车内的风轮机结构，图中的“32”车内地板，“34”是装在车顶上方的风轮机的轴；“35”是“34”的支架；“36”是设置在车顶位置的承力结构；“37”是紧固件；“38”是包含轴承的连接固定件；“39”是轴内的通孔里的作为软轴组成部分的一束多股拉索；“40”是轴承；“41”轴的下方固定用部件；“42”是花键；“43”是下方的紧固件；“44”是下方的紧固件；“45”是传动齿轮(作为增速齿软轮的一部分)；“46”和“47”分别是两个轴端面之间的每对互相交错的拉索(如“39”)之一；“48”是在轴的外表面互相连接两段轴作传动的拉索(也是一对两股互相交错配置的)；“49”是该段“软轴”的外壳。

附图4是前、后两半部车身承力结构的连接处的减震结构或减震器，它既受力，又减震或减低后半部车身所受的冲力。

图中的“50”是注液体弹簧工质的注液口；“51”是拉簧的在外筒“68”外表面的根；“52”是一圈捆住外筒的钢索(有多圈，如图所示)；“53”是翅片；“54”也是钢索；“55”是空心的外筒筒体；“56”是代表省略画出的翅片组；“57”是外壳；“59”是固定在外筒端部的环；“60”是内筒筒体；“61”是伸入外筒内的内筒体；“62”与“55”同；“63”是内筒空心部分的底部；“64”是液体弹簧的液体工质；“65”是环列在外筒外表面的根(与“51”同)；“66”是外筒空心部分的底；“67”是钢索(与“70”同)；“68”是支持外筒的后半部车身承力结构；“69”与“70”同。

附图5是用于吊拉前、后排座椅的刚性吊杆，其中的“1”是前头；“19”是前轮；“33”是前排座椅；“3”是表示其下有垂直的拉杆；“75”是代表前后两半部车身的联接处的界限；“26”是刚性拉杆；“25”是由拉杆沿车身纵向穿过的吊环筒；“11”是后轮；“71”是拉簧；“29”单线条表示在下方水平位置上的吊杆；“72”是固定于后车身承力结构的弹簧盒；“73”是吊杆的根部，它被盒内的各个方向上的弹簧压着；“74”是盒内的弹簧；“76”是汽车外壳。

最佳实施例

1、即使在不具备或不启动发动机动力的情况下利用压缩空气产生的驱动力可以与蓄电池的电力一起产生更大的功率，驱动飞轮式电动机-发电机以驱动汽车行驶。在日常行驶时，包括在需要汽车减速或滑行时，可以让电磁离合器与飞轮相结合，从而得以带动空气压缩机充气给储气箱，同时在需要时可以随时用带有电加热气加热空气的喷嘴放出压缩空气，驱动涡轮机叶片等等部件旋转产生驱动力，从而进一步将驱动力经过飞轮式电动机产生对汽车的前进驱动力并且发电。

2、居家过夜或在野外，在汽车停车或缺油、蓄电池缺电时，可利用风力发电机给车内的蓄电池充电，从而得以驱动汽车到达目的地。至于尺寸不大、不高的三弯叶片环型直径约一米的立式风力发电机可竖置锁定在汽车顶上，尽量方便地配装车内传动件后，可在城市道路安全行驶。

3、在车辆相撞时，本发明的结构可以有效的保护乘车人员。

效果：

既在车内固定式安装增速齿轮箱、空气压缩机、储气箱、涡轮机及其叶片、喷嘴，又配置某些适合使用时才临时安装的部件(例如竖立在车内地板上的轻便的包在圆筒内的可折叠的传动轴及其齿轮；增速齿轮箱外增设用人工用手动拨叉推动的传动齿轮到位等等两者结合起来让消费者方便地选用或选装，方便了驾驶人员出行，在缺电、缺油时也能获得电力供应。

本发明充分体现了混合动力电动汽车对于纯燃油汽车、纯电动汽车，既达成同样的里程又能比其更加节能环保(少耗油、少消耗能源和减少排放环境污染物)的效果，本发明的车辆结构具有在车辆发生相撞时保护乘员减少或不受冲击力伤害的效果，安全方便使用。

Claims

1.采用混合动力传动装置的电动汽车，具有飞轮式电动机、软轴、座椅，其特征在于其能利用车内、外的包括空气、水力、风力、太阳光能、热电材料所发出的机械动力或电力，接入车内的飞轮式电动机和发电机动力系统；其可弯曲的软轴置于车辆驱动轴的位于车身中央的并且将全车身及其承力结构分为前半部和后半部的两者联接部位，与该联接部位一致的有配置在该车身上下左右四个承力结构的联接部位处的减震器；其座椅由置根于后半部车身内的弹簧盒并且向前半部车身前伸的一整根刚性拉杆或吊杆吊挂着，座椅的安全气囊还配有在真空袋里的最先释放的遇空气膨胀的一层棉花垫软性保护层。

2.如权利要求1所述的电动汽车的能够利用空气作动力的结构，其特征在于其是以装在驱动轴上的齿轮为动力而驱动空气压缩机将压缩空气压入储气箱；储气箱内的压缩空气经由带有电加热器加热空气的喷嘴喷出到经由电磁离合器能与飞轮相联结而一起旋转的涡轮机叶片、推动该叶片旋转；空气压缩机的吸气口靠近涡轮机的排气口；以飞轮式电动机-发电机作为发电部件和/或机械动力部件。

3.如权利要求1所述的电动汽车的能够利用水力作动力的结构，其特征在于它有一个能伸入水里的圆筒状的水轮机及其叶片，其叶片旋转的动能经由多种、多根或多节传到与车内的飞轮式电动机-发电机经由电磁离合器相连的增速齿轮箱的机械动力的传入齿轮，以飞轮式电动机-发电机作为发电部件和/或机械部件。

4.如权利要求1所述的电动汽车的能够利用风力作动力并引车内的结构，其特征在于它有一个安装在车内并与飞轮式电动机-发电机的动力传入齿轮相连的固定式增速齿轮箱，可活动式地在使用前临时由人工安装车顶上的风轮机叶片、传动轴及齿轮、支架以及车内的可互相搭接传动的轻便的传动轴及其齿轮、轴承、圆筒式外保护层、包复在各杆连接处的可拆合和锁定的外壳；以车内的飞轮式电动机-发电机作为发电部件和/或机械动力。

5.如权利要求1所述的电动汽车的能够利用太阳光能作动力的结构，其特征在于它具有在野外、车外可摊放于地面的薄膜`阳光电池板，并将其发出的电力引至车内的蓄电池。

6.如权利要求1所述的电动汽车的软轴，其特征在于它被设置在车体纵向中部，并且依这段软轴为依据将全车身的结构分为前、后两半部，在全车身的纵向上下左右四根主承力结构相联结处设有减震器。

7.如权利要求1所述的电动汽车的乘车人员的座椅，其特征在于它是由一整根植根于后半部车身内的弹簧盒里伸出的刚性拉杆向上向前穿过车内上方的固定于后半部车身承力结构的各个吊环筒，从上面吊拉牵挂着。

8.如权利要求1或6所述的电动汽车的减震器，其特征在于它是包含内筒和外筒的液体缓冲减震弹簧、在位于车身后半部的外筒的外表面，固定排列着由沿车身纵向的多条拉簧，各拉簧皆贴着外筒外表面向前延伸到紧靠或紧贴车身前半部的内筒外表面处的位于该外筒端部的环或环筒，穿过此环筒，再向后牵回并固定在内筒表面，在车辆发生相撞时，各拉簧具有拉力在随内筒向前运动时作缓冲减少内筒前冲力。