CN202782731U - 风轮轿车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能在行驶中提供补充电能或辅助动力的风轮轿车。包括：在轿车头部设置百叶窗式进风口，前仓设置水平轴风轮，风轮轴承右侧装有大齿轮，大齿轮链条另一头链着第一离心离合器轴的小齿轮，第一离心离合器、风力发电机、第二离心离合器集成一个整体，通过小万向节与左前轮轴相接，左前轮中间装有轮边减速器，风轮带动发电机发电经稳压器、整流器给蓄电池充电，蓄电池电路经变频器为电动机供电，电动机中置或后置作为原动力驱动后轮；或者风轮轴上大齿轮的链条与装在右前轮轴上的第一离心离合器轴的小齿轮相链，直接将风轮的机械能传递给右前轮作为辅助动力，右前轮中间装有轮边减速器，发动机中置或后置作为原动力驱动后轮。

Description

风轮轿车

一、所属技术领域

本实用新型涉及一种混合动力小型交通工具，尤其是在行驶中利用风轮补充电能或动力的轿车。 

二、背景技术

各种燃油轿车的动力源都是汽(柴)油，而石油不仅价格越来越贵，而且储量也越来越少；纯电动轿车动力蓄电池一次储存的电能有限，续航能力一般只有120公里左右。可见，各种车辆都急切需要补充、替换新的廉价清洁能源——风能就是这样一种新能源。目前，燃油轿车和纯电动轿车没有利用风能；已知风能电动轿车的电机风轮不是影响车辆外观、增加行驶阻力，就是扭矩不足，发电量相当有限。 

三、实用新型内容

流体连续性定理和伯努利定理告诉我们：当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管道时，由于管道中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，因此在同一时间内，流进任一切面的流体的质量和从另一切面流出的流体质量是相等的；流体在一个管道中流动时，流速大的地方压力小，流速小的地方压力大。 

根据上述两个定理，我们可以得知，轿车行驶时，空气流到车头部，便分成上下左右四股气流，分别沿车体四方表面流过，在车尾部重新汇合向后流去。轿车上、左、右表面比较凸出光滑，流管较细，说明流速加快，压力降低；而轿车头部正面迎风，下表面凹凸不平、粗糙，气流还受到车底表面和地面的夹击阻挡作用，流管变粗，流速减慢，压力增大——也就是说，相对于上、左、右表面，轿车头部和底部的空气阻力和压力最大，是安装风轮的最佳位置。 

为克服背景技术的不足，本实用新型需要解决的技术问题是，在不改变轿车外形和增加行驶阻力的前提下，提供一种水平轴滚筒式风轮安放在前舱，最大限度的利用轿车在行驶过程中由头部、底部和地面三者合力形成的气流管道内的气流和气压来强化、放大风轮的扭矩力，进而增加风力发电机的发电量，延长电动轿车的续航里程，或者直接作为驱动轿车的辅助动力，节约燃油，减少尾气排放。 

本实用新型的技术方案是： 

在轿车头部设置百叶窗式进风口，百叶窗水平叶片呈前上后下或前下后上约14度倾斜。在前仓内最接近地面的车架上设置一个 滚筒式、水平轴、月牙弧形叶片(3至8片)、筒体外表有两道紧箍、轴两端有轴承的风轮。 

在上述内容的基础上再作出以下两种设计： 

(1)轿车前仓逆时针旋转的风轮水平轴右侧(以驾驶车辆的驾驶员定位，下同)靠近轴承的地方，装有一个大齿轮，大齿轮上链条另一头链在第一离心离合器轴的小齿轮上——或者在顺时针旋转的风轮水平轴右侧，紧靠大齿轮装一个惰轮，紧靠惰轮的是右小齿轮，与右小齿轮同轴的左小齿轮上的链条另一头链在第一离心离合器6轴的小齿轮4上——第一离心离合器、风力发电机、第二离心离合器集成一个整体，通过一个小万向节与左前轮轴相接；左前轮中间装有轮边减速器。 

在车辆行驶中，迎风转动的风轮达到一定速度时，带动风力发电机发电经稳压器、整流器，源源不断地为车载动力蓄电池补充电能，蓄电池电路经变频器为电动机供电；当风轮转速超过发电机额定转速时，由左前轮负责泄荷。电动机中置或后置作为原动力驱动后轮，车载动力蓄电池可以布置在车的四周，也可以集中布置在车的尾部或者布置在底盘下面。 

(2)前仓风轮右侧，在逆时针旋转的风轮与轴承之间的水平轴 上设置一个大齿轮，大齿轮上的链条另一头链着第一离心离合器轴的小齿轮——或者在顺时针旋转的风轮轴上的大齿轮与第一离心离合器轴的小齿轮之间插入一个惰轮——第一离心离合器与右前轮轮轴相接，右前轮中间装有轮边减速器，风轮的扭矩力通过轮边减速器的进一步减速增扭，直接作为轿车的辅助动力。发动机中置或后置作为原动力驱动后轮。 

本实用新型的有益效果是：轿车中增加风轮后，在汽车行驶过程中既可以利用风轮带动风力发电机发电，源源不断地为车载动力蓄电池补充电能，进一步提高电动轿车的续航能力；也可以利用风轮的机械能在原动力的基础上对汽车起到辅助牵引、驱动作用，从而实现利用风能节约燃油能源、减少空气污染的目标。 

四、附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明： 

图1是滚筒式风轮图，其中：1-1是风轮横截面图，1-2是风轮前视图。 

图2是逆时针旋转的风轮与发电机、左前轮之间的传动结构顶视图。 

图3是顺时针旋转的风轮与发电机、左前轮之间的传动结构顶 视图。 

图4是逆时针旋转的风轮与右前轮之间的传动结构顶视图。 

图5是顺时针旋转的风轮与右前轮之间的传动结构顶视图。 

图6是百叶窗式进风口前视图。 

图7是图2结构的轿车头部、底部和地面三者合力形成的气流管道左视图。 

图8是图3结构的轿车头部、底部和地面三者合力形成的气流管道左视图。 

图9是图4结构的轿车头部、底部和地面三者合力形成的气流管道左视图。 

图10是图5结构的轿车头部、底部和地面三者合力形成的气流管道左视图。 

图中：1.滚筒式风轮(1-1-1.月牙弧形叶片，1-2-1.筒体外表紧箍)，2.轴承，3.大齿轮，4.小齿轮(4-1.右小齿轮，4-2.左小齿轮)，5.链条，6.第一离心离合器，7.第二离心离合器，8.风力发电机，9.小万向节，10.轮轴，11.轮胎，12.轮边减速器，13.轿车前舱，14.百叶窗式进风口，15.气流管道，16.气流方向，17.惰 轮。 

五、具体实施方式

如图7、图8、图9、10所示，行驶中的轿车头部正对着迎面而来的气流，气流从轿车前舱13和车底穿过，自然形成了一个喇叭口气流管道15。气流管道15嘴大体小——进风口约高800公分、宽110公分，主体则像个高20公分、宽140公分、长440公分左右的扁窄长方体。大量的气流从百叶窗式进风口12进入前舱13，受到风轮1的吸收释放后，又遇到前舱13斜面后壁阻挡便顺势往下，与被车底和地面夹击的气流汇合一起经轿车底部朝后流去。 

根据流体连续性定理和伯努利定理，与轿车上、左、右气流相比，这个管道15内的气流在重力、惯性力和阻力的作用下，虽然流速慢些，但空气密度和压强明显增加，处于管道15首当其冲位置的风轮1的扭矩力也必然会随之加大，本实用新型亦因此有了付诸实施的基础条件。 

下面结合附图，对本实用新型所述的风轮轿车作进一步详细描述： 

实施方式一： 

如图6所示，轿车头部设置有百叶窗式进风口12，所述的百叶窗式进风口12的水平叶片呈前上后下或前下后上约14度倾斜，以增加风轮迎风受力面。 

如图1所示，在前仓13内最接近地面的车架上设置一个滚筒式风轮1，所述的滚筒式风轮1为水平轴、3至8片月牙弧形叶片1-1-1、圆柱体，筒体外表有两道紧箍1-2-1、水平轴两端有轴承2。这种风轮只是吸收利用车辆行驶过程中其头部、底部气流管道内的固有的、不可避免的空气流速、流量和流压，将之转化为机械能，作为发电的动力或汽车的辅助动力，不会产生二次阻力(螺旋桨型风轮旋转时就有二次阻力)。 

如图2所示，在前仓13逆时针旋转的风轮1水平轴右侧靠近轴承2的地方，装有一个大齿轮3，大齿轮3上链条5另一头链在第一离心离合器6轴的小齿轮4上——或者如图3所示，在顺时针旋转的风轮1水平轴右侧，紧靠大齿轮3装一个惰轮17，紧靠惰轮17的是右小齿轮4-1，与右小齿轮4-1同轴的左小齿轮4-2上的链条5另一头链在第一离心离合器6轴的小齿轮4上——第一离心离合器6、风力发电机8、第二离心离合器7集成一个整体，通过一个小万向节9与左前轮11的轮轴 10相接；左前轮11中间装有轮边减速器12。 

车辆行驶时，风轮1迎风转动并带动风力发电机8发电经稳压器、整流器为动力蓄电池充电，蓄电池电路经变频器为电动机供电；电动机中置或后置作为原动力驱动后轮，车载动力蓄电池可以布置在车的四周，也可以集中布置在车的尾部或者底盘下面。 

当风轮轿车慢行或倒退时，风轮1达不到一定的转速，第一离心离合器6和第二离心离合器7均处于自动分离状态，发电机8也处于静止状态，风轮1和发电机8都不会消耗原动力的能量；当轿车行驶达到一定速度时，由于风轮1轴上的齿轮大、第一离心离合器轴上的齿轮小的关系，迎风转动的风轮1传递过来的转速迅速上升，很快达到风力发电机8发电所需要的转速，第一离心离合器6立即自动处于接合状态(第二离心离合器7，由于还没有达到特定的转速，此时仍然处于分离状态)，带动发电机8发电为车载动力蓄电池补充电能，进一步提高电动轿车的续航能力；当行驶速度越来越快时，风轮1传递过来的转速超过发电机8额定转速时，第二离心离合器7会立即自动处于接合状态，把风轮1传递过来的过量转速通过小万向节9引渡给左前轮轴10，通过轮边减速器12减速增扭，直接作为驱动车辆行驶的辅助动力， 使风力发电机8仍然保持在额定转速范围内运行——这样既给发电机8泻了荷，又充分利用风能降低了电能消耗；当车速下降，风轮1传递过来的转速回到发电机8额定转速范围内时，第二离心离合器7又会自动处于分离状态，风轮1与左前轮11之间的动力传动中断，风轮1又回到只为发电机8提供动力的状态。小万向节9结构具有角度调节和柔性连接、缓冲车辆行驶中的震动力、保护发电机的功能。 

实施方式二： 

如图4所示，在前仓13逆时针旋转的风轮1右侧，风轮1与轴承2之间的水平轴上设置一个大齿轮3，大齿轮3上的链条另一头链着第一离心离合器6轴的小齿轮4——或者如图5所示，在顺时针旋转的风轮1水平轴上的大齿轮3与第一离心离合器6轴的小齿轮4之间插入一个惰轮17——第一离心离合器6与右前轮11轮轴10相接；右前轮11中间装有轮边减速器12；发动机中置或后置作为原动力驱动后轮。 

当轿车慢行或倒退时，迎风转动的风轮1达不到一定的转速，第一离心离合器6自动处于分离状态，风轮1与右前车轮11之间的动力传动处于中断状态，风轮1不会消耗原动力的能量；当轿车行驶速度 加快，风轮达到一定转速时，第一离心离合器6自动接合，风轮1与右前车轮11之间的动力传动接通；由于风轮1轴上的齿轮大、第一离心离合器6轴上的齿轮小的关系，风轮1传递过来的转速总是比右前车轮11的转速快，通过轮边减速器12的减速增扭，使风轮1的机械能在原动力的基础上对右前车轮11起到辅助牵引、驱动作用。 

Claims (4)

1.风轮轿车，其特征是：在轿车头部设置百叶窗式进风口，在前仓内最接近地面的车架上设置水平轴滚筒式风轮；在逆时针旋转的风轮轴右侧靠近轴承的地方装有一个大齿轮，大齿轮上链条另一头链着第一离心离合器轴的小齿轮——或者在顺时针旋转的风轮水平轴右侧，紧靠大齿轮装一个惰轮，紧靠惰轮的是右小齿轮，与右小齿轮同轴的左小齿轮上的链条另一头链在第二离心离合器轴的小齿轮上——第一离心离合器、风力发电机、第二离心离合器集成一个整体，通过小万向节与左前轮轴相接，左前轮中间装有轮边减速器。 

2.根据权利要求1所述的风轮轿车，其特征是：在逆时针旋转的风轮与轴承之间的水平轴上装有一个大齿轮，大齿轮上的链条另一头链着第一离心离合器轴的小齿轮——或者在顺时针旋转的风轮轴上的大齿轮与第一离心离合器轴的小齿轮之间插入一个惰轮——第一离心离合器与右前轮轮轴相接；右前轮中间装有轮边减速器。 

3.根据权利要求1所述的风轮轿车，其特征是：所述的进风口百叶窗，其水平叶片呈前上后下或者前下后上约14度倾斜。 

4.根据权利要求1所述的风轮轿车，其特征是：所述的风轮为水平轴、3至8片月牙弧形叶片、滚筒式、筒体外表有两道紧箍。 

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