CN102649397A - 车轮节能自推系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种车轮节能自推系统，是利用车轮形变而进行辅助驱动和发电的装置，是对汽车节能领域的一种研究，参照附图，其技术要点：当轮胎与路面挤压发生变形时，通过安装在轮胎及钢砵上的基脚、内传动杆、传动结、外传动杆以及顶舌、将形变传递过去，推动装在轮轴上的传动盘旋转，产生一种与车轮前进方向一致的驱动力，通过接触驱动器，辅助推动车轮前进，同时带动装在轮轴上的发电机的皮带轮而发电，并将电流接入主驱动电源。车轮在运转时，变形会不断地发生和复原，也就提供了源源不断的推动力和电能。本系统目的在于减少汽车运动的能源消耗，重点就是引入了节能传动幅盘的理念，本发明将主要用于电动汽车、油电混合动力车以及普通轿车等。

Description

车轮节能自推系统

技术领域：这是一种具有节能自推系统的车辆轮胎装置，本发明涉及一种利用机动车，电动车等车轮形变而进行辅助驱动和发电的节能方法，尤其适用于提高电动车、油电混合动力以及普通轿车的能源使用效率。 

背景技术：现在我们所常见的所有车辆都没有利用车轮的形变来节能。但是，运动的车轮与路面挤压所产生的形变，却要浪费许多的宝贵能源。本发明将会最大限度的降低这种浪费。 

发明内容：针对以上问题，本发明提供了一种利用这种轮胎与路面挤压产生的形变来进行辅助驱动和发电的节能装置。本节能系统的技术方案主要包括三部分：1、带特殊护口胎的轮胎及钢砵。2、传动幅盘。3、连动发电机。(参照附图1原理结构示意图；附图2装置结构侧视图；附图3传动结结构示意图。) 

本系统的轮胎与普通轮胎基本一样：不同的是轮胎内表面的中心线上，均匀分布一连串的定位橡胶球，用于固定传动杆下端的硬塑料(或钢质)基脚，基脚的底面有与橡胶球相偶合的洞孔。护口胎与普通型号有较大差别，首先，护口胎的两边沿有圆形的定位密封筋，安装时，预先按入钢砵上对应的槽圈，充气后，外胎压迫密封筋，使外胎与护口胎形成密封整体，同时起到稳定和密封的作用。其次，护口胎中心部分与钢砵之间有一定的间距(取决于轮胎最大形变或者说传动杆的最大行程)，护口胎的中心线上，均匀分布一连串类似于轮胎老桩的传动结，传动结包括外连接杆、传动结片、内连结杆、回位弹簧等，参照图3，回位弹簧的作用是使传动杆回复到轮胎形变前的状态，以便进行下一次循环。回位弹簧套在外连接杆上与钢砵上的孔偶合，同时，外连接杆与钢砵幅盘上的传动杆进行固定结合，与钢砵上的滑槽孔偶合，传动结的内连接杆与轮胎内的传动杆进行有限活动连接。传动结有三方面的作用：1、隔断内外气压。2、连接内外传动杆。3、它上面的回位弹簧保证了形变——复原的不断循环。 

传动杆的作用是把轮胎上的形变，传递给传动幅盘，其下端的基脚，用于增大受力面，免得刺穿轮胎，每个传动杆的上端用插销连接一个钢质顶舌，当挤压发生时，传动杆向上运动，抵扣促使顶舌尖推动传动盘上的花线槽使之转动，类似于左轮手枪的转盘结构，挤压发生过后，回位弹簧促使传动杆回到原来的位置，在回扣的作用下，顶舌与花线槽脱离接触，以便进入下一次循环。每条传动杆由三点确定其运行轨迹：一是钢砵幅盘上的略带倾斜的辐射状套管。 二是如图3钢砵上的滑槽孔。三是如图1轮胎上的定位橡胶球，因要考虑车辆转弯等侧移情况，橡胶球有一定的延展范围，且内传动杆与传动结采用有限活动接口。 

传动盘以轴承固定在车轴上，它靠顶舌的一面装有细密的钢质花线槽圈，另一面平面盘的外沿凸起部分的内圈装有固定的三角皮带(或者齿轮齿)(如图1、⑧所示电机摩擦面)用以跟发电机(通过支架固定于轮轴上)上皮带轮(或者齿轮)有良好的接触和摩擦，带动发电机转动发电。电机的输出功率和电压，应当与汽车的驱动电源相匹配，这样，每个车轮都会带动一个发电机，而所发出的电都会被接入驱动电源。传动盘的外沿周边，均匀安装四个接触驱动器，运行时与钢砵上的粗糙面有效接触摩擦，因传动盘的转动方向与车轮前进的方向一致，且转速略高于车轮，对车轮有辅助推动的效果，进而起到节能的作用(传动盘的转速取决于花线槽圈的有效半径以及轮胎的有效形变等)。 

可见，本系统可以两个方面节能：一是接触驱动器对车轮的辅助推动。二是连动发电机可接入主驱动电源成为驱动汽车运动的电源的一部分。本系统与使用普通轮胎的车辆相比，具有非常明显的节能效果，特别是目前全世界各汽车强国都纷纷研发电动汽车或混合动力汽车，而电动汽车最大的难题就是单位电能运行时间较短、运行的路程较短。如果使用本发明的节能系统，单位电能的运行时间和行程将会大幅度延长，甚至翻倍。这对于我国的节能环保事业无疑是有益的，对于我国新型节能汽车的研发无疑也是有益的。 

附图1说明：参照“发明内容”里的原理解说，还要注意：本示意图是沿车轴方向与地面的垂直剖面。为使图面不过于雍肿略去了轮胎及钢砵等的上半部分剖面。其次，图中传动盘左边的虚线附注⑧表示电机摩擦面，右边的虚线附注 

表示花线槽圈。 

附图2说明：为了更加直观地解读装置结构的工作原理：本图用捌个同心圆来进行解说。如图：圆1代表车轴；圆2、3、4代表传动盘，其中圆2、3代表传动盘上的花线槽圈，圆4代表电机摩擦面及传动盘的外沿圆边；圆5代表钢砵粗糙面(可以是钢砵内圈上固定一层有粗糙面的橡胶圈)；圆5、6代表钢砵；圆7代表特型护口胎；圆7、8代表车轮外胎；圆9代表发电机皮带轮。本图沿用数学符号⊙表示圆。图中圆8只画了一个基脚，实际上围绕圆8周边紧密相连地分布着许多个基脚，并且每一个基脚都有一个传动杆，这样才能完成连绵不断的循环运动。为了更清晰表达整个系统的原理和让画面更整洁，本图 只画了一个基脚和传动杆。 

附图3说明：传动结是本系统关键部件之一，但是其相对较小，图1无法清楚表示其结构，所以将其单独列图，以便解读其结构。传动结主要由连接杆、传动结片、回位弹簧等组成，通过锁紧螺帽，固定在护口胎上，面向轮胎内的连接杆称内连接杆，指向钢砵的连接杆称外连接杆。由图中可以看出，在轮胎充气的情况下，护口胎能保持如图形态，对护口胎的材质结构有一定的要求，因护口胎要承受较大气压，且要为传动结等提供一定的伸缩空间，所以其材质应非常坚韧(比如普通轿车轮胎的外胎质材)，护口胎的中间部分用于安装传动结装置，两侧部分靠钢砵一面应有断断续续的人字形“轮花”(类似于外胎轮花)，轮花的高度要适度，这些轮花应有较好的弹性，在这些轮花和回位弹簧的支撑下，护口胎与钢砵之间形成一个如图所示的伸缩空间，并保证整个系统的顺利运行。 

附图附注：①接触驱动器；②发电机皮带轮；③发电机；④轮轴；⑤发电机固定支架；⑥传动盘轴承；⑦锁销；⑧发电机摩擦面；⑨套管； 

护口胎上的定位密封筋； 

钢砵； 

轮胎； 

定位橡胶球； 

传动盘； 

轮轱； 钢砵轴承； 

锁紧螺丝； 花线槽圈； 抵扣； 

顶舌； 

回扣； 钢砵幅盘； 回位弹簧； 

传动结； 

护口胎； 

内传动杆； 

基脚； 

抵紧弹簧； 

车轮前进方向； 钢砵摩擦面； 

传动盘驱动方向； 

传动杆； 

传动结外连接杆； 护口胎上的轮花； 

传动结片； 

内传动杆与传动结的有限活动接口； 外传动杆与传动结的固定结合； 稳定传动杆的滑槽孔； 

最大行程； 

锁紧螺帽； 

传动结内连接杆。 

具体实施方式：本系统的装置配置中，传动圆盘通过轴承固定在轮轴上，与钢砵幅盘处于平行位置，固定传动盘的轴承和固定钢砵的轴承串连在轮轴上，并且保持恰当的距离，以便传动杆在上顶时，顶舌能最大限度地推动传动盘运转。当回位弹簧复位时，顶舌刚好又能脱离与传动盘花线槽圈的接触。同时，后面的传动杆将继续上顶的动作，它上面的顶舌又会推动传动盘旋转，如此周而复始，传动盘就得到绵延不断的推动力，通过接触驱动器，辅助推动车轮的运转，并带动连动发电机发电。当车辆倒车或刹车时，用液压装置使接触驱动器与钢砵脱离接触。 

Claims (6)

1.传动杆系统所包括的基脚，内传动杆、传动结、回位弹簧、外传动杆以及顶舌等结构。

2.特型护口胎及其所包括的定位密封筋，传动结以及护口胎上的“轮花”等结构。

3.节能传动盘及其所包括的花线槽圈、电机摩擦面、接触驱动器等结构。

4.钢砵上的滑槽孔、套管、定位密封筋的定位槽、接触驱动器相对应的摩擦粗糙面、抵扣、回扣等结构。

5.轮胎内的定位橡胶球等结构。

6.装在轮轴上的连动发电机系统结构。 

7. 本发明的核心理念是将轮胎与路面挤压所产生的形变转化成驱动车辆前进的辅助推力和电能。

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