CN204056190U - 气电混合动力自行车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于交通运输工具技术领域，特别涉及一种气电混合动力自行车。该气电混合动力自行车包括车体，车体把手上设有控制器，其特征在于：车体设有驱动前轮的气压系统，气压系统包括储气罐、电磁开关阀、流量阀、气马达、皮带轮和离合器，储气罐上设有气罐出气口和气罐进气口，气罐出气口通过气管连接电磁开关阀，电磁开关阀连接稳压箱，稳压箱通过气管与流量阀连接，流量阀的旋钮连接车体的气调速把手，流量阀通过气管连接气马达，气马达输出轴连接车体的链轮，链轮通过链驱动安装在车体前轮只能单向传递力矩的飞轮上。解决了普通助力车动力不足的现象，提供了更大的助力且有效实现了制动能量的回收；造价成本低，便于推广应用。

Description

气电混合动力自行车

（一）      技术领域 

    本实用新型涉及一种气电混合动力自行车，属于交通运输工具技术领域。

（二）      背景技术 

为了骑行省力，很多人发明了各种形式的助力自行车，如市面上常见的电动助力自行车，主要依靠轮毂电机驱动后轮实现助力，能量来源于电池；也有利用气压能作为动力源的，如中国专利200610032489.6《气动自行车》，其原理是利用杠杆压缩装置将气体压缩，骑行过程中用脚踩动踏板，通过链传动带动飞轮旋转，飞轮通过曲轴带动齿轮转动，然后通过一系列杠杆作用带动活塞上下运动产生气压储存在压缩机内，待压缩机内气压升高到一定程度后，利用压缩气体驱动气动机，气动机通过链传动驱动自行车，实现气驱动自行车。自行车前行的动力最终还是来源于人踩踏板的力，自行车在下坡路段因为刹车会消耗掉大量的动能和势能，而这些能量却转化成了摩擦热能而排放到空气中，有必要将这些能量转化成另一种能量形式，再将这些能量用以驱动自行车，让自行车更加轻便、舒适。因此，中国专利201110287274.X《一种新型气动助力自行车》发明一种能够回收制动能量的新型自行车。在自行车下坡路段时控制手柄调节控制线，使车轮动力通过转向转换器驱动气马达，气马达压缩气体并进行存储，实现制动能量的回收。需要气压驱动时再调节手柄，使气压能驱动马达，马达再通过一系列齿轮传动驱动自行车，这种结构需要较多齿轮，机械结构比较复杂。

但是这些方式都是单一动力助力模式，不能提供更大的助力动力，在自行车刚起步或者上大坡时还需要人力来骑行自行车，费时费力不方便。 

（三）      发明内容 

    本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种结构简单，使用方便且实现单轮或双轮驱动并利用气压系统实现制动能量的回收，同时实现前轮制动、轮胎充气的气电混合动力自行车。

本实用新型是通过如下技术方案实现的： 

一种气电混合动力自行车，包括车体，车体把手上设有控制器，其特征在于：所述的车体设有驱动前轮的气压系统，气压系统包括储气罐、电磁开关阀、流量阀、气马达、皮带轮和离合器，所述的储气罐上设有气罐出气口和气罐进气口，气罐出气口通过气管连接电磁开关阀，电磁开关阀连接稳压箱，稳压箱通过气管与流量阀连接，流量阀的旋钮连接车体的气调速把手，流量阀通过气管连接气马达，气马达输出轴连接车体的链轮，所述的链轮通过链驱动安装在车体前轮只能单向传递力矩的飞轮上，链轮的直径小于飞轮的直径。

其中： 

所述的车体前轮一侧设有皮带轮A，皮带轮A通过皮带连接皮带轮B，车体前车架上固定有气泵，皮带轮B与气泵的输入轴通过离合器连接，控制器使得当车辆正常行驶时离合器分离，气泵将不会压缩气体，气泵与储气罐通过气管连接，气管上设有三通阀，三通阀一端连接气泵、一端连接储气罐、一端连接出气管，出气管连接有常开式流量阀，常开式流量阀固定在车体左侧车把上，并有一个手柄式流量调节开关（制动手柄）。

所述的储气罐设置在车体座位下方，蓄电池布置在踏板下方，储气罐上设有压力表和限压阀，压力表用于显示储气罐内气体压力，限压阀在储气罐内压力高于设定值时进行泄气，防止储气罐内气体压力过高。 

所述的储气罐上设置进排气口，利用轮胎充气装置连接进排气口，当胎压较低时可以利用储气罐内气体给车胎充气，车体配有轮胎充气装置和储气罐充气装置，轮胎充气装置和储气罐充气装置包括气口连接装置、单向阀、压力表和充气嘴，气口连接装置用于与储气罐进排气口相连接；单向阀防止气流从轮胎流入储气罐；压力表用于观察车胎充气压力；充气嘴连接车胎充气口，轮胎充气装置达到车胎充气标准后停止充气，气罐出气口外侧连接单向阀，防止气体从轮胎流向储气罐。 

所述的储气罐内设置压力传感器，压力传感器与控制电路连接实时监测储气罐内气体压力，在自行车使用过程中应优先利用气压能，因为在行驶过程中可以回收制动能量，以气压能的形式存储于气罐中。 

所述的常开式流量阀连接车体的制动手柄，通过按压制动手柄可以控制常开式流量阀阀芯的位置，以调节通过常开式流量阀的气体量。 

本实用新型的有益效果是：结构简单，使用方便；解决了普通助力车动力不足的现象，提供了更大的助力且有效实现了制动能量的回收；造价成本低，便于推广应用。 

（四）      附图说明 

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图1为本实用新型前视图； 

附图2为本实用新型外观示意图；

附图3为制动手柄连接原理图；

附图4为轮胎充气装置结构示意图；

附图5为储气罐充气装置结构示意图；

附图6为本实用新型控制器流程图。

图中：1、车体；2、储气罐；3、电磁开关阀；4、常开式流量阀；5、气马达；6、气罐出气口；7、气罐进气口；8、气管；9、稳压箱；10、气调速把手；11、链轮；12、飞轮；13、皮带轮A；14、皮带；15、皮带轮B；16、气泵；17、三通阀；18、流量阀；19、压力表；20、限压阀；21、进排气口；22、压力传感器；23、气口连接装置；24、单向阀；25、充气嘴；26、制动手柄；27、控制器；28、离合器；29、阀芯；30、电调速把手。 

具体实施方式

附图为本实用新型的具体实施例。 

如图1和图2所示的本实用新型气电混合动力自行车，包括车体1，车体1把手上设有控制器27，所述的车体1设有驱动前轮的气压系统，气压系统包括储气罐2、电磁开关阀3、流量阀18、气马达5、皮带轮和离合器28，所述的储气罐2上设有气罐出气口6和气罐进气口7，气罐出气口6通过气管8连接电磁开关阀3，电磁开关阀3连接稳压箱9，稳压箱9通过气管8与流量阀18连接，流量阀18的旋钮连接车体的气调速把手10，流量阀18通过气管8连接气马达5，气马达5输出轴连接车体1的链轮11，所述的链轮11通过链驱动安装在车体1前轮只能单向传递力矩的飞轮12上，链轮11的直径小于飞轮12的直径，车体1前轮一侧设有皮带轮A13，皮带轮A13通过皮带14连接皮带轮B15，车体1前车架上固定有气泵16，皮带轮B15与气泵16的输入轴通过离合器28连接，控制器27使得当车辆正常行驶时离合器28分离，气泵16将不会压缩气体，气泵16与储气罐2通过气管8连接，气管8上设有三通阀17，三通阀17一端连接气泵16、一端连接储气罐2、一端连接出气管，出气管连接有常开式流量阀4，常开式流量阀4固定在车体1左侧车把上，并有一个手柄式流量调节开关（制动手柄26）。 

如图3所示，所述的常开式流量阀4连接车体1的制动手柄26，通过按压制动手柄26可以控制阀芯29在常开式流量阀4内的位置。 

如图4、图5所示，轮胎充气装置和储气罐充气装置包括气口连接装置23、单向阀24、压力表19、充气嘴25，气口连接装置23用于与储气罐2进排气口21相连接；压力表19用于观察车胎充气压力；充气嘴25连接车胎充气口，达到车胎充气标准后停止充气，轮胎充气装置上设有单向阀24，防止气体从轮胎流向储气罐2。当储气罐2内气压不足时，可以利用气罐充气装置的接气口连接压缩机，气口连接装置23连接气罐的进排气口21给储气罐充气，当达到储气罐2压力标准后停止充气，气罐充气装置上设有单向阀24，防止气体从储气罐2流向压缩机。 

如图6所示本实用新型控制器27实时监测储气罐2内的气压P、制动手柄26状态，当判断制动手柄26有输入时，这时要关闭电磁开关阀3，闭合离合器28，这时的自行车处于制动状态，制动能量回收系统开始工作；在制动手柄26没有输入时，控制器27控制离合器28分离，电磁开关阀3打开，当检测到P>P2时，控制器27显示屏中绿灯亮，代表气压能量很充足，用户可以放心使用气压能；当P1≤P≤P2时，控制器27中橙灯亮，代表气压能量基本满足使用的条件，用户可以选择使用；当P<P1时，控制器27中红灯亮，警告用户气压能量较少，为了保证制动效果，不应继续使用；根据左右车把不同的组合方式，使自行车处于四种不同的模式，即制动能量回收模式、电能驱动模式、气压能驱动模式和气、电混合驱动模式，使用者可以根据气压能和电能的在控制器上的显示状况，来自行决定不同的使用模式。 

1) 气、电混合驱动模式 

气、电混合驱动模式可以让自行车获得更大的驱动力矩，让自行车更快的行驶，尤其在上坡或者起步过程中使用效果更佳，自行车处于混合驱动状态时，前轮利用气压驱动，后轮使用电能驱动，此时，驱动车辆行驶的能量分配情况由用户气、电调速把手输入大小来决定，用户应优先使用气压能驱动，减少电能的浪费，增加自行车的行驶里程。

2)电能驱动模式 

用户应根据控制器显示屏中气压能的大小来使用不同的加速手柄，当气压能P值小于P1时，显示屏内红灯亮，用户只能使用电能，这时只有电能把手有输入，气压能把手没有输入，车辆就会处于电能驱动模式。

3)气压能驱动模式 

当显示屏中气压能的能量充足即P>P2时，显示屏中绿灯亮，用户应该完全使用气压能；当橙色灯亮时，代表气压能P值在P1与P2之间，为避免驱动模式的频繁切换，用户应根据实际情况使用气压能；如果气压从大于P2降低到P1与P2之间，则可以继续使用，如果气压从小于P1升高到P2则不应立即使用。

4) 制动能量回收模式 

当检测制动手柄26有输入时，控制器27控制离合器28连接，此时在制动能量回收模式下，皮带轮B15与气泵16的输入轴用离合器28连接 (其中皮带轮B15的直径要大于皮带轮A13，以实现降速增扭的效果)，常开式流量阀4在制动把手26的作用下逐渐关闭，气管8压力逐渐升高，气泵16负载逐渐增大，产生制动力矩，从而限制车轮滚动，使自行车产生制动力，当三通阀17内压力高于储气罐2内压力时，气体就会经单向阀24、气管8流向储气罐2，实现制动能量回收。

Claims (7)

1.一种气电混合动力自行车，包括车体（1），车体（1）把手上设有控制器（27），其特征在于：所述的车体（1）设有驱动前轮的气压系统，气压系统包括储气罐（2）、电磁开关阀（3）、流量阀（18）、气马达（5）、皮带轮和离合器（28），所述的储气罐（2）上设有气罐出气口（6）和气罐进气口（7），气罐出气口（6）通过气管（8）连接电磁开关阀（3），电磁开关阀（3）连接稳压箱（9），稳压箱（9）通过气管（8）与流量阀（18）连接，流量阀（18）的旋钮连接车体（1）的气调速把手（10），流量阀（18）通过气管（8）连接气马达（5），气马达（5）输出轴连接车体（1）的链轮（11），所述的链轮（11）通过链驱动安装在车体（1）前轮只能单向传递力矩的飞轮（12）上，链轮（11）的直径小于飞轮（12）的直径。

2.根据权利要求1所述的气电混合动力自行车，其特征在于所述的车体（1）前轮一侧设有皮带轮A（13），皮带轮A（13）通过皮带（14）连接皮带轮B（15），车体（1）前车架上固定有气泵（16），皮带轮B（15）与气泵（16）的输入轴通过离合器（28）连接，气泵（16）与储气罐（2）通过气管（8）连接，气管（8）上设有三通阀（17），三通阀（17）一端连接气泵（16）、一端连接储气罐（2）、一端连接出气管，出气管连接有常开式流量阀（4）。

3.根据权利要求1所述的气电混合动力自行车，其特征在于所述的储气罐（2）设置在车体（1）座位下方，蓄电池布置在踏板下方，储气罐（2）上设有压力表（19）和限压阀（20）。

4.根据权利要求1或3所述的气电混合动力自行车，其特征在于所述的储气罐（2）上设置进排气口（21），利用轮胎充气装置连接进排气口（21），当胎压较低时可以利用储气罐（2）内气体给车胎充气。

5.根据权利要求1所述的气电混合动力自行车，其特征在于所述的储气罐（2）内设置压力传感器（22），压力传感器（22）与控制电路连接随时监测储气罐（2）内气体压力。

6.根据权利要求1所述的气电混合动力自行车，其特征在于所述的车体（1）配有轮胎充气装置和储气罐充气装置，轮胎充气装置和储气罐充气装置包括气口连接装置（23）、单向阀（24）、压力表（19）和充气嘴（25）。

7.根据权利要求2所述的气电混合动力自行车，其特征在于所述的常开式流量阀（4）连接车体（1）的制动手柄（26），常开式流量阀（4）与制动手柄（26）之间设有阀芯（29）。