CN106838184A - 一种储能动力车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种储能动力车，其特征在于：该动力车包括车架、车轮、动力机构、调速控制机构、变速箱机构；通过动力机构将外部的能量转化为弹性势能进行存储，存储的弹性势能在调速控制机构的作用下，按照需要进行释放，所述变速箱机构上的变速箱输出轴通过差速器、万向节和驱动轴，并驱动车轮。它是将电能以机械能的形式存储和利用，整个过程为物理变化，储蓄能量也是物理再变化还原释放能量。在储能和放能时不产生任何有害物质，也无其他安全危险，安全无隐患，对气候环境，地理环境无什么要求，长期贮存的过程中，能量不会消耗或散失，功率大，动力大，在充能和放能时，能量的耗损小。
Description
技术领域
本发明涉及交通工具领域，尤其是一种以弹性势能作为能量源的动力车。
背景技术
现代车辆的动力机主要是内燃机，内燃机是靠燃烧油燃烧，将燃料蕴含的化学能释放出，作为为动力，是一种化学反应过程。在燃烧的过程中，同时伴随着有害气体(如一氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等)的排放。内燃机具有动力大功率高，技术成熟，应用广泛，但存在着燃油做功的同时，排出大量有害气体，污染大气环境。另一种动力机是电机，电机的能量来源是电瓶中储蓄的电能，其也是一种氧化-还原反应的化学储蓄能量方式，电动力具有清洁的优点，但是功率低，动力不足，充电时间长，电能消耗浪费大，不耐储存，蓄电瓶寿命短，成本还高，电瓶液有重金属污染。
发明内容
为了解决现有技术中存在的内燃机污染严重，电动机寿命短，成本还高的问题，本发明提供了一种以弹性势能作为能量源的动力车，其通过采用新的蓄能方式，将电能直接以弹性势能的形式进行储存，再将弹性势能转化为车辆的动能，整个过程中不涉及化学反应过程，不会伴随污染物的生成，同时动力强劲。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：该动力车包括车架、车轮、动力机构、调速控制机构、变速箱机构；
所述动力机构包括充进能轴、若干储能室、动力输出轴，所述充进能轴上设有与所述储能室个数相对应的充进能齿轮，所述动力输出轴设有与所述储能室个数相对应的主动力输出齿轮；所述储能室包括传递齿轮、若干储能齿轮、若干储能轴、若干储能缸、储能机构、防反机构；所述传递齿轮外齿与所述充进能齿轮啮合，内齿与若干所述储能齿轮啮合，且可转动的连接在所述储能室壁上；所述储能齿轮与所述储能轴硬连接，所述储能轴和所述储能缸，储能齿轮、储能轴和储能缸的个数相同；所述储能机构设置于所述储能缸内，并与所述储能轴连接，所述储能缸上设有副动力输出齿轮，所述副动力输出齿轮与所述主动力输出齿轮啮合，所述防反机构作用于所述储能轴，防止所述储能轴反转；
所述调速控制机构包括控制输入齿轮、若干控制齿轮、若干控制齿轮轴、控制轮；所述控制输入齿轮与所述主动力输出轴相连，若干所述控制齿轮与若干所述控制齿轮轴组合形成齿轮组，所述齿轮组具有多个不同速度的控制齿轮轴，所述控制轮与速度最高能量最小的控制齿轮轴相连；所述控制轮又连接到驾驶室内设置的停动阀上，用于控制动力机构的停止或运动；
所述控制齿轮轴连接所述变速箱机构，通过挂挡同步器和换挡叉控制所述变速箱机构，所述变速箱机构上的变速箱输出轴通过差速器、万向节和驱动轴，并驱动车轮，所述变速箱输出轴上设置一个车辆减速档位齿轮和减速档扳杆。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述传递齿轮的两侧设有环形凹槽a，所述储能室壁设有与所述传递齿轮上环形凹槽a相匹配的环形凹槽b，所述环形凹槽a和所述环形凹槽b之间设有滚珠，所述传递齿轮可转动的固定在所述储能室内。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述反转机构包括棘轮、锁轴卡关、扭簧；所述棘轮连接在所述储能轴上，所述锁轴卡关通过轴钉活动连接在储能室壁上，所述扭簧连接在所述轴钉上，并作用在所述锁轴卡关上。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述储能机构包括若干发条，所述发条的一端固定在所述储能轴上，另一端固定在储能缸内表面。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述发条为复合发条，所述复合发条包括螺旋卷筒、弹性骨架；所述螺旋卷筒一端固定在所述储能轴上，另一端固定在储能缸内表面，所述螺旋卷筒具有弹性；所述弹性骨架由钢带制成，并设置于所述螺旋卷筒内，所述弹性骨架的首尾与所述螺旋卷筒的首尾相连。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述复合发条还包括压簧、拉簧和固定板，所述固定板均匀的固定在所述弹性骨架上；所述压簧和所述拉簧分别设置于所述弹性骨架两侧，所述压簧和所述拉簧的两端分别固定连接在所述固定板上，所述压簧和拉簧的初始状态为弓形。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述控制齿轮包括第一调速齿轮、第一传速齿轮、第二调速齿轮、第二传速齿轮、第三调速齿轮、第三传速齿轮、第四调速齿轮、第四传速齿轮、第五调速齿轮；所述控制齿轮轴包括第一调速轴、第二调速轴、第三调速轴、第四调速轴、第五调速轴；所述第一调速齿轮与所述控制输入齿轮啮合，所述第一调速齿轮与所述第一传速齿轮通过第一调速轴连接；所述第一传速齿轮与第二调速齿轮啮合，所述第二调速齿轮与所述第二传速齿轮通过第二调速轴相连；所述第三调速齿轮与所述第二传速齿轮啮合，所述第三调速齿轮与所述第三传速齿轮通过第三调速轴相连；所述第三传速齿轮与所述第四调速齿轮啮合，所述第四调速齿轮与第四传速齿轮通过第四调速轴相连；所述第四传速齿轮与所述第五调速齿轮啮合，所述第五调速齿轮第五调速轴相连，所述控制轮连接在所述第五调速轴上。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：第四调速轴、所述第三调速轴、第二调速轴直通变速箱作为变速箱的主动轴，所述第四调速轴为变速箱的高档位主动轴，所述第三调速轴为变速箱的中档位主动轴，所述第二调速轴为变速箱的低档位主动轴，所述主动轴上设有与中间齿轮，所述中间齿轮与主动轴上的调速齿轮的结构相同。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：变速箱输出轴上还设有倒挡齿轮a，第三调速轴上设有倒挡齿轮b，所述倒挡齿轮a和倒挡齿轮b之间设有倒档R齿轮，所述倒挡齿轮a、所述倒档R齿轮、所述倒挡齿轮b依次啮合组成倒挡机构。
本发明解决其技术问题进一步的技术方案是：所述充进能轴上还设有辅助充能齿轮，变速箱输出轴上设有减速档齿轮，所述辅助充能齿轮与减速档齿轮啮合。
通过采用上述技术方案，本发明取得以下有益效果：本发明储能动力机，它是将电能以机械能的形式存储和利用，整个过程为物理变化，储蓄能量也是物理再变化还原释放能量。在储能和放能时不产生任何有害物质，也无其他安全危险，安全无隐患，对气候环境，地理环境无什么要求，长期贮存的过程中，能量不会消耗或散失，功率大，动力大，在充能和放能时，能量的耗损小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是一种动力机构的剖视图；
图3是一种不带储能室侧壁的结构示意图；
图4是蓄满势能的储能缸的结构示意图；
图5未蓄能的储能缸的结构示意图；
图6复合弹簧的结构示意图；
图7调速控制机构内部齿轮的结构示意图；
图8图7的右视图；
图9变数箱机构的结构示意图；
图中1-动力机构；2-调速控制机构；3、变速箱机构；4-驱动轴；5-车轮；6-万向节；11-充进能轴；12-储能室；13-动力输出轴；14-车架；1101-充进能齿轮；1102-辅助充能齿轮；1201-传递齿轮；1202-储能齿轮；1203-储能轴；1204-储能缸；1205-发条；1205a-螺旋卷筒；1205b-弹性骨架；1205c-拉簧；1205d-压簧；1205e-固定板；1206-副动力输出齿轮；1207-棘轮；1208-锁轴卡关；1209-轴钉；1210-扭簧；1301-主动力输出齿轮；201-控制输入齿轮；202-输入轴；203-第一调速轴；204-第一调速齿轮；205-第一传速齿轮；206-第二调速轴；207-第二调速齿轮；208-第二传速齿轮；209-第三调速齿轮；210-第三传速齿轮；211-第三调速轴；212-第四调速齿轮；213-第四传速齿轮；214-控制轮；215-第五调速齿轮；216-第四调速轴；217-第五调速轴；301-低档输出齿轮301；302-低档中间齿轮；303-高档输出齿轮；304-高档中间齿轮；305-中档输出齿轮；306-中档中间齿轮；307-倒挡齿轮b；308-倒挡齿轮a；309-减速档齿轮；310-挂挡同步器；311-换挡叉；312-减速档扳杆；313-倒档R齿轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
一种储能动力车，如附图1-9所示，该动力车包括车架14、车轮5、动力机构1、调速控制机构2、变速箱机构3；
所述动力机构1包括充进能轴11、若干储能室12、动力输出轴13，所述充进能轴11上设有与所述储能室12个数相对应的充进能齿轮1101，所述动力输出轴13设有与所述储能室12个数相对应的主动力输出齿轮1301；所述储能室12包括传递齿轮1201、若干储能齿轮1202、若干储能轴1203、若干储能缸1204、储能机构、防反机构；所述传递齿轮1201外齿与所述充进能齿轮1101啮合，内齿与若干所述储能齿轮1202啮合，且可转动的连接在所述储能室12壁上；所述储能齿轮1202与所述储能轴1203硬连接，所述储能轴1203和所述储能缸1204，储能齿轮1202、储能轴1203和储能缸1204的个数相同；所述储能机构设置于所述储能缸1204内，并与所述储能轴1203连接，所述储能缸1204上设有副动力输出齿轮1206，所述副动力输出齿轮1206与所述主动力输出齿轮1301啮合，所述防反机构作用于所述储能轴1203，防止所述储能轴1203反转；
为了获取较多势能存储，一个储能室12内可设有多个储能缸1204，多个储能缸1204并联驱动所述动力输出轴13，充进能轴11和动力输出轴13可以串联多个储能室12。
所述调速控制机构包括控制输入齿轮201、若干控制齿轮、若干控制齿轮轴、控制轮214；所述控制输入齿轮201与所述主动力输出轴13(即输入轴202)相连，若干所述控制齿轮与若干所述控制齿轮轴组合形成齿轮组，所述齿轮组具有多个不同速度的控制齿轮轴，所述控制轮214与速度最高能量最小的控制齿轮轴相连；所述控制轮214又连接到驾驶室内设置的停动阀上，用于控制动力机构的停止或运动；
所述控制齿轮轴连接所述变速箱机构3，通过挂挡同步器310和换挡叉311控制所述变速箱机构3，所述变速箱机构3输出动力通过万向节6和驱动轴4上，并驱动车轮5，所述变速箱输出轴上设置一个车辆减速档位齿轮和减速档扳杆312。
通过外力驱动充进能轴11，将能量以机械的能的形式存储在储能缸1204内，储能机构再将存储的机械能通过所述调速控制机构、变速箱、以动能形式释放出来，能量转化不涉及化学反应，不会产生污染物。
为了实现所述传递齿轮1201既能很好的固定在储能室12内，又能相对与储能室12壁进行转动，所述传递齿轮1201的两侧设有环形凹槽a，所述储能室12壁设有与所述传递齿轮1201上环形凹槽a相匹配的环形凹槽b，所述环形凹槽a和所述环形凹槽b之间设有滚珠，所述传递齿轮1201可转动的固定在所述储能室12内。
所述反转机构包括棘轮2107、锁轴卡关1208、扭簧1210；所述棘轮2107连接在所述储能轴1203上，所述锁轴卡关1208通过轴钉1209活动连接在储能室12壁上，所述扭簧1210连接在所述轴钉1209上，并作用在所述锁轴卡关1208上。这样就很好的将弹性势能锁进储能缸1204内。
所述储能机构包括若干发条1205，所述发条1205的一端固定在所述储能轴1203上，另一端固定在储能缸1204内表面。如果采用普通的发条1205则存储的弹性势能很少，为了增加存储的弹性势能，所述发条1205为复合发条1205，所述复合发条1205包括螺旋卷筒1205a、弹性骨架1205b；所述螺旋卷筒1205a一端固定在所述储能轴1203上，另一端固定在储能缸1204内表面，所述螺旋卷筒1205a具有弹性，可以伸长和压缩；所述弹性骨架1205b由钢带制成，并设置于所述螺旋卷筒1205a内，所述弹性骨架1205b的首尾与所述螺旋卷筒1205a的首尾相连。通过采用这样的复合发条1205，增加了存储的弹性势能，增加了车辆的行程。
为了进一步的增加弹性势能的存储量，发明人又所述复合发条1205增加了，压簧1205d、拉簧1205c和固定板1205e，所述固定板1205e均匀的固定在所述弹性骨架1205b上；所述压簧1205d和所述拉簧1205c分别设置于所述弹性骨架1205b两侧，所述压簧1205d和所述拉簧1205c的两端分别固定连接在所述固定板1205e上；所述压簧1205d和所述拉簧1205C分别制作成带有弓形，弓向与弹性骨架1205b的走向一致。复合发条在储能缸1204内安置时，压簧一侧为内圈，拉簧一侧为外圈，且压、拉簧弓向内以增强复合发条的反向弹力，又能保持弹簧在曲向压拉及充能后的平衡。在充能压缩和放能恢复时，弹力更大，寿命更长。采用这样的结构，又进一步的增加了弹性势能的存储量。
所述控制齿轮包括第一调速齿轮204、第一传速齿轮205、第二调速齿轮207、第二传速齿轮208、第三调速齿轮209、第三传速齿轮210、第四调速齿轮212、第四传速齿轮213、第五调速齿轮215；所述控制齿轮轴包括第一调速轴203、第二调速轴206、第三调速轴211、第四调速轴216、第五调速轴217；所述第一调速齿轮204与所述控制输入齿轮201啮合，所述第一调速齿轮204与所述第一传速齿轮205通过第一调速轴203连接；所述第一传速齿轮205与第二调速齿轮207啮合，所述第二调速齿轮207与所述第二传速齿轮208通过第二调速轴206相连；所述第三调速齿轮209与所述第二传速齿轮208啮合，所述第三调速齿轮209与所述第三传速齿轮210通过第三调速轴211相连；所述第三传速齿轮210与所述第四调速齿轮212啮合，所述第四调速齿轮212与第四传速齿轮213通过第四调速轴216相连；所述第四传速齿轮213与所述第五调速齿轮215啮合，所述第五调速齿轮215第五调速轴217相连，所述控制轮214连接在所述第五调速轴217上。通过设计这一系列相互啮合的齿轮，齿轮的大小比例、齿数多少，比例的搭配变化就产生了各轴，各轴上的齿轮，各轴上的能量大小不同，他们不同的分配了，来自动力输出轴13上的能量，从而制约了动力输出轴13上井喷式的能量释放。
关于变速箱的主动轴发明人有两种不同的方案，一种是选取第四调速轴216、所述第三调速轴211、第二调速轴206直通变速箱作为变速箱的主动轴，所述第四调速轴216为变速箱的高档位主动轴，所述第三调速轴211为变速箱的中档位主动轴，所述第二调速轴206为变速箱的低档位主动轴，所述主动轴上设有中间齿轮(即高档中间齿轮304、中档中间齿轮306、低档中间齿轮302)，所述中间齿轮与主动轴上的调速齿轮的结构相同(高档中间齿轮304与第四调速齿轮212相同，中档中间齿轮306与第三调速齿轮209相同，低档中间齿轮302与第二调速齿轮207相同)。变速箱内设有与各个中间齿轮啮合的对应的档位输出齿轮(高档输出齿轮303、中档输出齿轮305、低档输出齿轮301)。档位输出齿轮设置在变速箱输出轴上，并通过挂挡同步器310和换挡叉311控制。
另一种是选取第二调速轴206作为变速箱的主动轴，这样变速箱结构与现有传统变速系统相同。
为了方便车辆进行后退，变速箱输出轴上还设有倒挡齿轮a308，第三调速轴211上设有倒挡齿轮b307，所述倒挡齿轮a308和倒挡齿轮b307之间设有倒档R齿轮313，所述倒挡齿轮a308、所述倒档R齿轮313、所述倒挡齿轮b307依次啮合组成倒挡机构。
所述充进能轴11上还设有辅助充能齿轮1102，变速箱输出轴上设有减速档齿轮309，所述辅助充能齿轮1102与减速档齿轮309啮合。当车辆需要减速时，通过挂挡同步器310和换挡叉311将辅助充能齿轮1102与减速档齿轮309啮合，既能很好的让车辆减速，又能将减速的能量存储进储能室12内，减轻可传动刹车在下坡路的负担。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种储能动力车，其特征在于：该动力车包括车架、车轮、动力机构、调速控制机构、变速箱机构；
所述动力机构包括充进能轴、若干储能室、动力输出轴，所述充进能轴上设有与所述储能室个数相对应的充进能齿轮，所述动力输出轴设有与所述储能室个数相对应的主动力输出齿轮；所述储能室包括传递齿轮、若干储能齿轮、若干储能轴、若干储能缸、储能机构、防反机构；所述传递齿轮外齿与所述充进能齿轮啮合，内齿与若干所述储能齿轮啮合，且可转动的连接在所述储能室壁上；所述储能齿轮与所述储能轴硬连接，所述储能轴和所述储能缸，储能齿轮、储能轴和储能缸的个数相同；所述储能机构设置于所述储能缸内，并与所述储能轴连接，所述储能缸上设有副动力输出齿轮，所述副动力输出齿轮与所述主动力输出齿轮啮合，所述防反机构作用于所述储能轴，防止所述储能轴反转；
所述调速控制机构包括控制输入齿轮、若干控制齿轮、若干控制齿轮轴、控制轮；所述控制输入齿轮与所述主动力输出轴相连，若干所述控制齿轮与若干所述控制齿轮轴组合形成齿轮组，所述齿轮组具有多个不同速度的控制齿轮轴，所述控制轮与速度最高能量最小的控制齿轮轴相连；所述控制轮又连接到驾驶室内设置的停动阀上，用于控制动力机构的停止或运动；
所述控制齿轮轴连接所述变速箱机构，通过挂挡同步器和换挡叉控制所述变速箱机构，所述变速箱机构上的变速箱输出轴通过差速器、万向节和驱动轴，并驱动车轮，所述变速箱输出轴上设置一个车辆减速档位齿轮和减速档扳杆。
2.根据权利要求1所述的储能动力车，其特征在于：所述传递齿轮的两侧设有环形凹槽a，所述储能室壁设有与所述传递齿轮上环形凹槽a相匹配的环形凹槽b，所述环形凹槽a和所述环形凹槽b之间设有滚珠，所述传递齿轮可转动的固定在所述储能室内。
3.根据权利要求1或2所述的储能动力车，其特征在于：所述反转机构包括棘轮、锁轴卡关、扭簧；所述棘轮连接在所述储能轴上，所述锁轴卡关通过轴钉活动连接在储能室壁上，所述扭簧连接在所述轴钉上，并作用在所述锁轴卡关上。
4.根据权利要求3所述的储能动力车，其特征在于：所述储能机构包括若干发条，所述发条的一端固定在所述储能轴上，另一端固定在储能缸内表面。
5.根据权利要求4所述的储能动力车，其特征在于：所述发条为复合发条，所述复合发条包括螺旋卷筒、弹性骨架；所述螺旋卷筒一端固定在所述储能轴上，另一端固定在储能缸内表面，所述螺旋卷筒具有弹性；所述弹性骨架由钢带制成，并设置于所述螺旋卷筒内，所述弹性骨架的首尾与所述螺旋卷筒的首尾相连。
6.根据权利要求5所述的储能动力车，其特征在于：所述复合发条还包括压簧、拉簧和固定板，所述固定板均匀的固定在所述弹性骨架上；所述压簧和所述拉簧分别设置于所述弹性骨架两侧，所述压簧和所述拉簧的两端分别固定连接在所述固定板上，所述压簧和拉簧的初始状态为弓形。
7.根据权利要求1或6所述的储能动力车，其特征在于：所述控制齿轮包括第一调速齿轮、第一传速齿轮、第二调速齿轮、第二传速齿轮、第三调速齿轮、第三传速齿轮、第四调速齿轮、第四传速齿轮、第五调速齿轮；所述控制齿轮轴包括第一调速轴、第二调速轴、第三调速轴、第四调速轴、第五调速轴；所述第一调速齿轮与所述控制输入齿轮啮合，所述第一调速齿轮与所述第一传速齿轮通过第一调速轴连接；所述第一传速齿轮与第二调速齿轮啮合，所述第二调速齿轮与所述第二传速齿轮通过第二调速轴相连；所述第三调速齿轮与所述第二传速齿轮啮合，所述第三调速齿轮与所述第三传速齿轮通过第三调速轴相连；所述第三传速齿轮与所述第四调速齿轮啮合，所述第四调速齿轮与第四传速齿轮通过第四调速轴相连；所述第四传速齿轮与所述第五调速齿轮啮合，所述第五调速齿轮第五调速轴相连，所述控制轮连接在所述第五调速轴上。
8.根据权利要求7所述的储能动力车，其特征在于：第四调速轴、所述第三调速轴、第二调速轴直通变速箱作为变速箱的主动轴，所述第四调速轴为变速箱的高档位主动轴，所述第三调速轴为变速箱的中档位主动轴，所述第二调速轴为变速箱的低档位主动轴，所述主动轴上设有与中间齿轮，所述中间齿轮与主动轴上的调速齿轮的结构相同。
9.根据权利要求1或8所述的储能动力车，其特征在于：变速箱输出轴上还设有倒挡齿轮a，第三调速轴上设有倒挡齿轮b，所述倒挡齿轮a和倒挡齿轮b之间设有倒档R齿轮，所述倒挡齿轮a、所述倒档R齿轮、所述倒挡齿轮b依次啮合组成倒挡机构。
10.根据权利要求9所述的储能动力车，其特征在于：所述充进能轴上还设有辅助充能齿轮，变速箱输出轴上设有减速档齿轮，所述辅助充能齿轮与减速档齿轮啮合。
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