CN105313855A - 一种汽车气体增强系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车气体增强系统，包括设置于车内的液氮储罐，以及均与液氮储罐相连的高压储罐和低压储罐；车体前端设置辅助刹车喷管，后端设置辅助动力喷管；车体内还设置有液氮降温系统，液氮降温系统与低压储罐或高压储罐相连；车内还设置有控制系统，用于控制液氮降温系统和辅助刹车喷管和辅助动力喷管的通断。本发明将能量储存在低温气体——液氮中，在各个方面提高汽车品质。本发明则利用了气动力学中反推的原理对汽车进行制动，在任何情况下都可以使用。全新的系统使汽车的性能、行驶安全性及驾乘舒适性都得到了提高，解决了许多从传统方法上无法解决的问题。

Description

一种汽车气体增强系统

【技术领域】

本发明属于汽车性能增强技术领域，涉及一种汽车气体增强系统。

【背景技术】

在如今的科技发展中，汽车工业是非常贴近人们的日常生活，也是给人们带来巨大便利的产业，汽车普及性也日益增高。但是尽管汽车如此普遍，如此贴近人们的日常生活，但目前汽车在安全性、汽车性能及舒适性还是有一些不足。在刹车系统中，汽车刹车会受到天气的影响，路面情况的影响，刹车距离无法大幅减短。尤其是在雪天里，冰雪路面上刹车系统有时甚至会失灵，汽车完全打滑难以控制。在汽车性能方面，汽车陷入泥中时，可能会动弹不得，只能借助其他车的辅助脱困。在安全性方面，汽车如果着火，车上的灭火器罐常常无法满足灭火要求。在气车舒适性上，夏天驾乘人员刚进入汽车时车内温度很高，难以忍耐。空调降温又很慢。所以就有必要研制一套全新的汽车系统，能解决或改善现有技术存在的问题，提高汽车的安全性，增强汽车的性能，提高舒适性。目前现有技术有如下几点：

(1)公开号为CN101434233A的中国专利，公开了一种汽车刹车伞，其在汽车的车尾两车灯之间加挂一个降落伞包，拉开降落伞包用的引线接入驾驶室，引线与驾驶台上一个专用控制按钮连接。当需要紧急制动时，驾驶员在汽车内按下启动按钮，后面的降落伞包打开，使汽车制动。但是此技术在高速时才能产生比较明显的效果，低速时几乎不起任何作用。并且张开的刹车伞会对后车的安全产生威胁。

(2)公开号为CN104214256A的中国专利，其公开了一种对刹车片改善的技术方案，使刹车片增强刹车稳定性，避免摩擦块磨损后的安全隐患，增强刹车片制动效果，延长使用寿命。但其主要是延长寿命，无法从根本上提高刹车强度，减短刹车距离。

(3)公开号为CN104792088A的中国专利，公开了一种新型车载冰箱，包括箱体、压缩机机构、冷冻室、第一冷藏室、第二冷藏室、支脚、缓冲垫、后挡板、侧边围框和放置台，箱体横向依次设置有压缩机机构、冷冻室、第一冷藏室、第二冷藏室，箱体底部设置有支脚，支脚顶部设置有缓冲垫，箱体顶部设置有放置台，放置台后侧设置有后挡板，放置台左右侧和前侧设置有侧边围框。但是此技术价格昂贵，成本较高，只有在豪华车上才可以看到。并且费油，不环保。

(4)公开号为CN103381285A的中国专利，公开了一种汽车灭火装置，在汽车主体内顶上安装烟感器，在汽车主体内前中后安装灭火器主体，通过在汽车主体内安装烟感器和前中后安装有光跟踪器的灭火器主体，当有火焰发生时，烟感器报警，通过报警声打开安装有声控和手动多用开关的高压喷管，在光跟踪器的带动下，万向头旋转找准火源灭火。但是此技术需要在车内储存大量的水，并且在发动机起火时，因其结构复杂，无法做到使水对准起火点，所以效果不明显。并且喷出的水会都汽车电力系统及车内财物造成损坏，得不偿失。

(5)公开号为CN1876455A的中国专利，公开了一种制动器刹车片冷却系统，包括刹车片、水冷系统，水冷系统包括散热管，散热管固定在刹车片上。该刹车片上具有水冷系统，能对刹车片进行冷却，使其温度下降，以避免制动打滑或失效。但是水冷法容易在路面上积累水，冬天路面结冰后极不安全。

(6)公开号CN101691104A的中国专利，公开了一种用于汽车驾驶室的温控全自动快速降温装置，夏秋炎热季节，当汽车在太阳下停放后温度很高时，此技术可定时开启高压水泵(或超声波雾化器)工作将储水箱的清水高压(或高频振荡)后送至装在驾驶室的雾化喷头(或雾气输出口)，使雾化喷头(或雾气输出口)定时定量向驾驶室喷出湿润雾气，雾气吸收驾驶室热量后产生蒸发，从而达到了快速降温的目的。但是此技术喷洒的水雾可能会对车内电子系统造成破坏，而且驾乘人员在车中放置的文件等容易被弄潮湿。

【发明内容】

本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种汽车气体增强系统，该系统用液氮做低温冷源，通过从外界吸热气化获得能量，带动一套气体系统，用空气动力学改善汽车的刹车与动力性能，并且利用低温的性质，对汽车的安全性及舒适性进行改善。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种汽车气体增强系统，包括设置于车内的液氮储罐，以及均与液氮储罐相连的高压储罐和低压储罐；车体前端设置辅助刹车喷管，后端设置辅助动力喷管；辅助刹车喷管和辅助动力喷管均与高压储罐的液氮出口相连通；车体内还设置有用于给发动机、变速箱、驾乘厢、油箱、刹车片以及后备箱降温的液氮降温系统，液氮降温系统与低压储罐或高压储罐相连；车内还设置有控制系统，用于控制液氮降温系统和辅助刹车喷管和辅助动力喷管的通断。

本发明进一步的改进在于：

所述液氮降温系统包括发动机与变速箱降温喷嘴、刹车片降温喷嘴、驾乘厢降温喷嘴、油箱保护喷嘴以及后备箱降温喷嘴；发动机与变速箱降温喷嘴、刹车片降温喷嘴、驾乘厢降温喷嘴以及后备箱降温喷嘴与低压储罐的液氮出口相连，油箱保护喷嘴与高压储罐的液氮出口相连。

所述控制系统包括控制器，以及安装在辅助刹车喷管、辅助动力喷管、发动机与变速箱降温喷嘴、刹车片降温喷嘴、驾乘厢降温喷嘴、油箱保护喷嘴以及后备箱降温喷嘴处的电子阀门；电子阀门的控制端与控制器的信号输出端相连。

所述降温系统还包括车载冰箱接口，车载冰箱的制冷工质入口通过车载冰箱接口与低压储罐相连通。

所述辅助刹车喷管设置有至少两个喷口，且喷口方向向上倾斜。

所述辅助动力喷管设置有至少两个喷口，且喷口方向向上倾斜。

所述辅助刹车喷管和辅助动力喷管均采用拉伐尔喷管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明将能量储存在低温气体——液氮中，在各个方面提高汽车品质。液氮作为工业上很多产品的副产物，非常多并且价格便宜。本发明正是将这些点联系了起来。新的系统可以在根本上解决传统方法完全无法解决的问题，比如刹车系统。传统方法只能利用轮胎摩擦力，而轮胎的摩擦力总是有极值的，如果换上摩擦因数大的轮胎，汽车行驶的静音性与舒适性就得到了破坏，很难抉择。本发明则利用了气动力学中反推的原理对汽车进行制动，在任何情况下都可以使用。全新的系统使汽车的性能、行驶安全性及驾乘舒适性都得到了提高，解决了许多从传统方法上无法解决的问题。

【附图说明】

图1为本发明汽车系统的结构示意图；

图2为本发明车前刹车辅助的结构示意图；

图3为本发明车后动力辅助的结构示意图。

其中：1为辅助刹车喷管；2为发动机；3为变速箱；4为发动机与变速箱降温喷嘴；5为刹车片降温喷嘴；6为高压储罐；7为低压储罐；8为驾乘厢降温喷嘴；9为油箱保护喷嘴；10为油箱；11为液氮储罐；12为后备箱降温喷嘴；13为辅助动力喷管；14为车载冰箱接口；15为第一电子阀门；16为第二电子阀门；17为第三电子阀门；18为第四电子阀门；19为第五电子阀门；20为第六电子阀门；21为第七电子阀门；22为第八电子阀门；23为第九电子阀门；24为第十电子阀门；25为拉伐尔喷管。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1至图3，本发明包括辅助刹车喷管1，发动机与变速箱降温喷嘴4，刹车片降温喷嘴5，高压储罐6，低压储罐7，驾乘厢降温喷嘴8，油箱保护喷嘴9，液氮储罐11，后备箱降温喷嘴12，辅助动力喷管13及若干电子阀门。

高压储罐6和低压储罐7均与液氮储罐11相连。发动机与变速箱降温喷嘴4、刹车片降温喷嘴5、驾乘厢降温喷嘴8、着火油箱保护喷嘴9以及后备箱降温喷嘴12与低压储罐7相连，发动机与变速箱降温喷嘴4的位置在汽车的发动机2与变速箱3处。刹车片降温喷嘴5的位置在刹车片处。驾乘厢降温喷嘴8分布在驾乘厢中。油箱保护喷嘴8位置在油箱10旁，靠发动机2一侧，朝向油箱10。后备箱降温喷嘴12的位置在后备箱中。辅助刹车喷管1和辅助动力喷管13均与高压储罐6相连。辅助刹车喷管1在汽车前部，方向向前上方。辅助动力喷管13在车尾部，方向向后上方。

在提高汽车性能方面，液氮储罐11中储存的液氮会通过管道进入高压储罐6中，可通过第九电子阀门23将高压储罐中的压力控制为常值。，当汽车刹车失灵或者刹车力度不够使，猛踩刹车踏板便会激活此系统，第三电子阀门17打开，高压储罐6中的高压气体从辅助刹车喷管1中喷出，反推作用使汽车形成一个向后的作用力，辅助汽车制动，如果汽车有打滑现象，可以通过调节两边喷管流量，使其对汽车中心产生扭矩，调节车身角度。并且喷管方向是斜向汽车行驶方向的斜上方，向下产生的作用力可以加大轮胎与地面的压力，增强轮胎上的摩擦力。在运动型汽车追求动力时，第七电子阀门21打开，高压储罐6中储存的高压氮气可从辅助动力喷管13处喷出，反推作用使汽车向前产生作用力，增大汽车动力。越野车上应用可增强越野车的脱困能力，在轮胎打滑时可以提供足够的动力。

在汽车安全性方面。液氮储罐11中储存的液氮会通过管道进入低压储罐7中，可通过第八电子阀门22将低压储罐中的压力控制为常值。在长时间下坡等需要长时间刹车的时候，第二电子阀门16打开，低压储罐7中储存的低压氮气会从刹车片降温喷嘴5处喷出，对刹车片进行降温。在长时间行驶或越野车越野时，有时会出现水温过高，发动机或变速箱过热的情况，此时第一电子阀门15打开，低压储罐7中存储的低温氮气从发动机与变速箱降温喷嘴4中喷出，喷向发动机箱与变速箱，对其进行快速降温。在汽车出现故障自燃或产生撞击发生火灾时，第十电子阀门24打开，储存在高压储罐6中的高压氮气会通过油箱保护喷嘴9向油箱10处喷洒低温氮气，保护油箱安全。并且，第一电子阀门15、第四电子阀门18与第六电子阀门20会打开，储存在低压储罐7中的低温氮气会从发动机与变速箱降温喷嘴4，驾乘厢降温喷嘴8，后备箱降温喷嘴12三个喷管喷向汽车的发动机舱，驾乘厢及后备箱，对全车进行降温及隔绝氧气，快速灭火。

在汽车舒适性方面。在夏天时，汽车因在室外时间太久导致车内温度很高，难以忍耐，此时，第四电子阀门18打开，低压储罐7中存储的低温低压氮气会通过驾乘厢降温喷嘴8处喷洒到驾乘厢中，快速降低车内温度，提高驾乘人员舒适性。并且，可在车载冰箱接口14处增加车载冰箱，通过第五电子阀门19的开关控制车载冰箱温度，用低温液氮对冰箱进行保冷，节能环保。

各个过程的运转都通过程序控制电子阀门的运行而进行。

理论计算：

刹车辅助：目前一辆2吨重的汽车的制动距离约为40m，制动时间约为2.88s，经过计算汽车的制动力：

F_阻＝19290N

本系统中，高压罐兼电子控制系统中压强为0.5Mpa，温度为-10℃。

则经过计算，辅助刹车喷管出口流速约为380m/s，流量约为9kg/s。

依次数据，刹车辅助喷管的反推作用约为：

F_反＝11400N

加上此推力后，可将一个两吨的车从100km/h速度刹停只需制动距离降低到：

S_制＝25m

制动时间为1.1s，消耗氮气约为10kg。

启动辅助。加上11400N力可把汽车的加速度提高：

a＝5.7m/s²

提高推力：

F_增＝11400N

经济效益分析：此套系统大致需要20000元，而目前市场上，仅换制一套制动力强的制动系统，再加上动力强的动力系统，价格远远超过20000元。并且，本系统可综合提高汽车性能，增及安全性与舒适性。并且随着技术发展，汽车未来的发展方向就是“会飞的汽车”，而当汽车在天空中时，此种制动与动力提供方式也是很有价值的。

本发明还具有以下优点：

1)汽车在性能方面会得到大幅提高。

首先本发明可以辅助汽车刹车，在紧急制动时，向前上方喷出的气体不仅能通过反推作用使汽车减速，还能增加轮胎与地面之间的压力，增大车轮刹车力度。并且，在汽车前方障碍物比较靠近时，前方喷出的高流速气体会将前方的障碍物向前吹走，因为气体是流体，气体对障碍物的冲击比汽车这个刚体小得多。这样就可以增加汽车与障碍物之间的相对距离，保障行车安全。尤其是在前方是行人时，本发明可对行人与汽车进行双向的保护，避免事故发生。并且在冬天下雪时，路面结冰，轮胎打滑，传统的方法就是加防滑链，这样不仅对轮胎不好，还对路面造成伤害，并且在冰厚一点的地方依旧有刹车失灵的危险，本发明则不受任何路面以及天气的影响，在需要制动时通过空气动力形成反推，保障汽车安全。并且如果有打滑现象，可以通过调节两边喷管流量，使其对汽车中心产生扭矩，调节车身角度。且喷管方向是斜向汽车行驶方向的斜上方，向下产生的作用力可以加大轮胎与地面的压力，增强轮胎上的摩擦力。

其次，本发明向后的喷管可以帮助汽车快速起步，可在一些运动型轿车，跑车上应用，增加汽车的运动性。应用在越野车上则可以提高汽车的越野通过性，在陷入泥浆或者汽车形成交叉轴时，能依靠液氮气化的推力推动汽车而不借助车轮上发动机传递的力，使越野车迅速脱困。

2)汽车安全性得到提高。

汽车在遇到意外情况起火时，首先，安置在油箱旁的液氮储存箱会对油箱进行很好的保护。并且此时，着火信号传递到系统中，分布在汽车发动机箱，乘员厢与后备箱中的氮气喷洒口会配洒出低温氮气，通过降低温度，隔绝氧气迅速灭火，并且对着火的物件也可以很好地保护。

在汽车行车途中，遇到下山等道路时，汽车连续刹车会造成刹车片过热，导致行车安全。目前，在连续下山的路段，每过一段都会有停车的地方，司机停车后用水冲洗刹车片，对其降温。在有此套系统后，可用布置在刹车片旁的液氮喷嘴，在连续下坡时间歇性的对刹车片喷射低温氮气，降低刹车片温度，方便了驾驶员与乘客，并且保证行车安全。

在越野车行走非铺装路面时，频繁的换挡与大马力的油门会使发动机或变速箱出现过热的情况。目前，在水温升高到警戒温度时，汽车会报警，阻止驾驶员继续驾驶，越野时往往陆地情况恶劣，驾驶员长时间的停歇很不方便，此时，则可以利用布置在发动机舱中的氮气喷射口喷射低温氮气，对发动机，变速箱，水箱都进行快速的冷却，让汽车快速回到正常状态。

3)汽车的舒适性得到提高。

夏天我们最常遇到的问题就是汽车长时间在室外停放，上车时车内温度很高，驾乘人员非常难受，往往要开着车门并且开着空调，放一段时间才可以舒适的驾乘，并且，空调管道中的热风让汽车久久无法降温。拥有此套系统后，可用钥匙进行遥控，在人员即将上车时，用布置在乘员厢中的液氮喷嘴喷洒低温氮气，对车内进行快速降温，让驾乘人员更加舒适。

并且可以在车上普及车载冰箱，只需用液氮提供冷量即可。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种汽车气体增强系统，其特征在于，包括设置于车内的液氮储罐(11)，以及均与液氮储罐(11)相连的高压储罐(6)和低压储罐(7)；车体前端设置辅助刹车喷管(1)，后端设置辅助动力喷管(13)；辅助刹车喷管(1)和辅助动力喷管(13)均与高压储罐(6)的液氮出口相连通；车体内还设置有用于给发动机(2)、变速箱(3)、驾乘厢、油箱(10)、刹车片以及后备箱降温的液氮降温系统，液氮降温系统与低压储罐(7)或高压储罐(6)相连；车内还设置有控制系统，用于控制液氮降温系统和辅助刹车喷管(1)和辅助动力喷管(13)的通断。

2.根据权利要求1所述的汽车气体增强系统，其特征在于，所述液氮降温系统包括发动机与变速箱降温喷嘴(4)、刹车片降温喷嘴(5)、驾乘厢降温喷嘴(8)、油箱保护喷嘴(9)以及后备箱降温喷嘴(12)；发动机与变速箱降温喷嘴(4)、刹车片降温喷嘴(5)、驾乘厢降温喷嘴(8)以及后备箱降温喷嘴(12)与低压储罐(7)的液氮出口相连，油箱保护喷嘴(9)与高压储罐(6)的液氮出口相连。

3.根据权利要求2所述的汽车气体增强系统，其特征在于，所述控制系统包括控制器，以及安装在辅助刹车喷管(1)、辅助动力喷管(13)、发动机与变速箱降温喷嘴(4)、刹车片降温喷嘴(5)、驾乘厢降温喷嘴(8)、油箱保护喷嘴(9)以及后备箱降温喷嘴(12)处的电子阀门；电子阀门的控制端与控制器的信号输出端相连。

4.根据权利要求1-3任一项所述的汽车气体增强系统，其特征在于，所述降温系统还包括车载冰箱接口(14)，车载冰箱的制冷工质入口通过车载冰箱接口(14)与低压储罐(7)相连通。

5.根据权利要求1所述的汽车气体增强系统，其特征在于，所述辅助刹车喷管(1)设置有至少两个喷口，且喷口方向向上倾斜。

6.根据权利要求1所述的汽车气体增强系统，其特征在于，所述辅助动力喷管(13)设置有至少两个喷口，且喷口方向向上倾斜。

7.根据权利要求5或6所述的汽车气体增强系统，其特征在于，所述辅助刹车喷管(1)和辅助动力喷管(13)均采用拉伐尔喷管(25)。