氣動(dòng)車輛的控制裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種氣動(dòng)車輛的控制裝置,具體而言,該控制裝置:數(shù)據(jù)單元,所述數(shù)據(jù)單元接收外部輸入信號(hào);空氣噴射模塊,其基于所述數(shù)據(jù)單元接收到的所述外部輸入信號(hào)控制流量控制單元;壓縮機(jī)模塊,其接收來自所述數(shù)據(jù)單元發(fā)出的指令,并根據(jù)所述指令控制車載空壓機(jī)。在優(yōu)選方案中,所述控制裝置還包括起動(dòng)模塊和加熱模塊,以為氣動(dòng)車輛提供快速的起動(dòng)和高溫高壓的壓縮空氣。
【專利說明】氣動(dòng)車輛的控制裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及氣動(dòng)車輛的控制,更具體地,涉及壓縮空氣動(dòng)力車輛的控制裝置?!颈尘凹夹g(shù)】
[0002]氣動(dòng)車輛利用高壓壓縮空氣在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)膨脹做功過程,推動(dòng)活塞做功對(duì)外輸出動(dòng)力,驅(qū)動(dòng)車輛行駛。它不消耗燃料,是真正零排放的環(huán)保車輛,能有效地緩解城市空氣污染嚴(yán)重和石油資源匱乏的情況。為此,許多國家都積極投入對(duì)氣動(dòng)車輛的研究。[0003]美國專利US2006225941A1公開了一種壓縮空氣動(dòng)力車輛,這種壓縮空氣動(dòng)力車輛以壓縮空氣作為動(dòng)力源,通過氣動(dòng)馬達(dá)帶動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,渦輪發(fā)電機(jī)發(fā)出的電用來驅(qū)動(dòng)與車軸連接的電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)車輛行進(jìn)。這種氣動(dòng)車輛采用了多種電機(jī),機(jī)構(gòu)復(fù)雜、輸出力矩小,難以得到推廣應(yīng)用。
[0004]本申請(qǐng)的 申請(qǐng)人:在其中國專利CN101428555 A公開了一種空氣混合動(dòng)力車輛,該混合動(dòng)力車輛包括能量回收裝置、能力存儲(chǔ)裝置、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、控制裝置、換擋裝置及輔助裝置。當(dāng)機(jī)動(dòng)車正常行駛時(shí),空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力,當(dāng)機(jī)動(dòng)車在制動(dòng)、剎車、轉(zhuǎn)彎等需要減速時(shí),進(jìn)行能源回收。這種混合動(dòng)力車輛一定程度上利用了壓縮空氣發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣,提高了壓縮空氣的能量利用率。但這種氣動(dòng)車輛未有效地對(duì)壓縮空氣進(jìn)行量化控制,所存儲(chǔ)的壓縮空氣不能最大限度地得到利用,續(xù)航里程受到一定限制。
[0005]本申請(qǐng)的 申請(qǐng)人:在其中國專利CN202557273 U公開了一種氣動(dòng)車輛,該氣動(dòng)車輛包括:車輛框架、底盤、車軸、空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、主儲(chǔ)氣罐、加熱調(diào)節(jié)器、流量控制閥、空氣分配控制器以及控制裝置。該控制裝置根據(jù)氣動(dòng)車輛的工況和駕駛員的操作控制流量控制閥的開度和持續(xù)時(shí)間,從而調(diào)節(jié)空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的功率輸出。該氣動(dòng)車輛的車軸上還安裝有可在車輛制動(dòng)、滑行時(shí)工作的壓縮機(jī),以增加氣動(dòng)車輛的續(xù)航里程。并且,氣動(dòng)車輛還具有氣體回收和增壓回路,以充分利用空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的氣體。但是該氣動(dòng)車輛的壓縮機(jī)需要額外提供電力裝置驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)工作,而且要求的空氣發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速比較高,消耗大量的氣體。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]基于上述問題,本實(shí)用新型提供一種氣動(dòng)車輛,旨在解決現(xiàn)有的氣動(dòng)車輛中空氣發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速比較高、耗氣多,需要另外提供電力裝置為壓縮機(jī)提供動(dòng)力。為此,本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案。
[0007]按照本實(shí)用新型的技術(shù)方案,一種氣動(dòng)車輛的控制裝置,包括:數(shù)據(jù)單元,所述數(shù)據(jù)單元接收外部輸入信號(hào);空氣噴射模塊,其基于所述數(shù)據(jù)單元接收到的所述外部輸入信號(hào)控制流量控制單元;壓縮機(jī)模塊,其接收來自所述數(shù)據(jù)單元發(fā)出的指令,并根據(jù)所述指令控制車載空壓機(jī),該控制裝置還包括加熱模塊,所述加熱模塊所控制的加熱裝置為等離子加熱裝置。
[0008]優(yōu)選的是,所述控制裝置還包括起動(dòng)模塊,所述起動(dòng)模塊接收來自駕駛員的起動(dòng)信號(hào),以在起動(dòng)模塊工作時(shí)連通起動(dòng)通路。
[0009]上述方案中優(yōu)選的是,所述控制裝置還包括制動(dòng)模塊,所述制動(dòng)模塊接收響應(yīng)駕駛員制動(dòng)操作的制動(dòng)信號(hào),以控制制動(dòng)單元。
[0010]上述方案中優(yōu)選的是,所述加熱模塊基于溫度傳感器檢測到的等離子加熱裝置內(nèi)的壓縮空氣溫度和設(shè)定溫度閾值控制等離子加熱控制閥的關(guān)閉或開啟。
[0011]上述方案中優(yōu)選的是,當(dāng)車輛制動(dòng)時(shí),所述制動(dòng)模塊促動(dòng)所述壓縮機(jī)模塊向車載壓縮機(jī)發(fā)出啟動(dòng)工作指令,車載壓縮機(jī)開始工作,以從大氣環(huán)境中吸入過濾的清潔空氣并壓縮,以向氣罐組充氣。
[0012]上述方案中優(yōu)選的是,所述外部輸入信號(hào)包括加速踏板信號(hào)、旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和前進(jìn)/倒檔信號(hào)。
[0013]上述方案中優(yōu)選的是,當(dāng)傳感器檢測到加速踏板下壓即Acc信號(hào)時(shí),所述數(shù)據(jù)單元將Acc信號(hào)送入所述空氣噴射模塊,所述空氣噴射模塊使得流量控制單元開啟到適當(dāng)程度,一定流量和壓力的壓縮空氣經(jīng)過流量控制單元進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī),從而使旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)輸出適當(dāng)?shù)墓β省?br>
[0014]上述方案中優(yōu)選的是,當(dāng)旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到設(shè)定值時(shí),所述壓縮機(jī)模塊向車載空壓機(jī)發(fā)出停止工作指令,車載空壓機(jī)停止工作。
[0015]上述方案中優(yōu)選的是,當(dāng)氣動(dòng)車輛下坡或滑行時(shí),所述壓縮機(jī)模塊發(fā)出啟動(dòng)車載空壓機(jī)工作的指令,車載空壓機(jī)繼續(xù)向氣罐組供應(yīng)壓縮空氣。
[0016]上述方案中優(yōu)選的是,所述外部輸入信號(hào)還包括反映氣罐組內(nèi)壓縮空氣容量的儲(chǔ)氣壓力信號(hào)。
[0017]上述方案中優(yōu)選的是,所述儲(chǔ)氣壓力信號(hào)過低時(shí),所述壓縮機(jī)模塊向車載空壓機(jī)發(fā)出啟動(dòng)工作的控制指令,車載空壓機(jī)工作。
[0018]上述方案中優(yōu)選的是,所述設(shè)定溫度閾值為400攝氏度。
[0019]上述方案中優(yōu)選的是,當(dāng)加熱調(diào)節(jié)器內(nèi)的所述壓縮空氣溫度大于所述設(shè)定溫度閾值時(shí),等離子加熱控制閥工作。
[0020]上述方案中優(yōu)選的是,所述壓縮機(jī)模塊基于旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)工況控制旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的氣體被車載空壓機(jī)吸收以及車載空壓機(jī)對(duì)所吸收氣體的壓縮。
[0021]上述方案中優(yōu)選的是,所述控制裝置還包括電池管理模塊,電池管理模塊將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的電能儲(chǔ)存在蓄電池中以供車載用電設(shè)備和等離子輔助加熱控制閥使用。
[0022]上述方案中優(yōu)選的是,所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)包括:發(fā)動(dòng)機(jī)本體、進(jìn)排氣系統(tǒng)、氣缸、軸系統(tǒng)、末端端蓋、上箱體、油底殼、支進(jìn)氣管道、主進(jìn)氣管道和潤滑系統(tǒng)。
[0023]上述方案中優(yōu)選的是,旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括副進(jìn)氣管道,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門打開,壓縮空氣經(jīng)過加熱設(shè)備加熱后通過主進(jìn)氣管道進(jìn)入副進(jìn)氣管道,副進(jìn)氣管道內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)支進(jìn)氣管道進(jìn)入進(jìn)排氣系統(tǒng),進(jìn)而控制氣缸內(nèi)的活塞的左右滑動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)軸系統(tǒng)中的中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0024]上述方案中優(yōu)選的是,所述氣缸為六個(gè),三個(gè)為一組通過兩個(gè)末端端蓋固定在上箱體的兩端,并且相對(duì)中間軸呈環(huán)形徑向均布排列。
[0025]上述方案中優(yōu)選的是,所述主進(jìn)氣管道通過管接頭與副進(jìn)氣管道連接,副進(jìn)氣管道為兩根,每一根副進(jìn)氣管道上設(shè)有三根支進(jìn)氣管道。[0026]上述方案中優(yōu)選的是,所述支進(jìn)氣管的一端連接在副進(jìn)氣管道上,另一端連接在氣缸的頂部。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為按照本實(shí)用新型的氣動(dòng)車輛的總體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖2為按照本實(shí)用新型的氣動(dòng)車輛的圖1的控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖;
[0029]圖3為按照本實(shí)用新型的氣動(dòng)車輛的圖1的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0030]圖4為按照本實(shí)用新型的圖3的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的正面剖視圖;
[0031]圖5為按照本實(shí)用新型的圖3的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的側(cè)面剖視圖;
[0032]圖6為按照本實(shí)用新型的圖3中發(fā)動(dòng)機(jī)本體的立體圖;
[0033]圖7為按照本實(shí)用新型的圖6的正面剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下的說明本質(zhì)上僅僅是示例性的而并不是為了限制本公開、應(yīng)用或用途。下面結(jié)合說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型氣動(dòng)車輛的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的說明(在全部附圖中,對(duì)應(yīng)的附圖標(biāo)記表示相同或?qū)?yīng)的部件和特征。)。
[0035]現(xiàn)在參考附圖,圖1 (粗實(shí)線為管道,細(xì)實(shí)線為電路,箭頭方向?yàn)闅怏w流向)描述了根據(jù)本實(shí)用新型的氣動(dòng)車輛的總體結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例。如圖1所示,氣動(dòng)車輛包括車身10、支撐在車輛框架上的底盤(未示出)以及連接在車軸(未示出)上的多個(gè)車輪(未示出)。支撐在前端車輪處的是空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),優(yōu)選旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90。車輛框架的底盤上裝有氣罐組30,氣罐組30包含多個(gè)高壓儲(chǔ)氣罐,其通過加氣管道與加氣站接通,以便為旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90提供所需的高壓壓縮空氣;旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90上連接有永磁發(fā)電機(jī)80,將利用旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能發(fā)電,并將發(fā)出的電能送入蓄電池單元中,該蓄電池單元優(yōu)選大功率鎳氫電池電容器50 ;所述永磁發(fā)電機(jī)80與車載電動(dòng)機(jī)70連接,將永磁發(fā)電機(jī)80產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,產(chǎn)生的動(dòng)力輸入到車輛的驅(qū)動(dòng)裝置中,驅(qū)動(dòng)車輛行駛;氣罐組30的出口處連接有恒壓罐400,將氣罐組30內(nèi)的高壓壓縮空氣進(jìn)行減壓;所述恒壓罐4000與等離子加熱裝置60連接,以對(duì)進(jìn)入其中的壓縮空氣進(jìn)行增壓和升溫。
[0036]本實(shí)用新型的車軸優(yōu)選地具有內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)和外部圓柱形的形狀,以通過例如是花鍵、銷的形式與多個(gè)徑向車載空壓機(jī)20連接。本實(shí)用新型的車載空壓機(jī)20可根據(jù)設(shè)計(jì)需要采用一個(gè)、二個(gè)、三個(gè)、四個(gè)等,在優(yōu)選實(shí)施例中,結(jié)合圖2所示,采用了兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的車載空壓機(jī)20。車軸進(jìn)一步連接有制動(dòng)單元22,以在車輛制動(dòng)時(shí)為車輛提供制動(dòng)。車載空壓機(jī)20可根據(jù)車輛工況和駕駛員的操作進(jìn)行工作和停止,以充分利用車輛的制動(dòng)、滑行、減速等運(yùn)動(dòng)來對(duì)旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90所排出的氣體進(jìn)行循環(huán)利用。
[0037]進(jìn)一步參考圖1,將詳細(xì)描述氣動(dòng)車輛的工作過程。氣罐組30存儲(chǔ)壓力為20MPa?45MPa之間的高壓壓縮空氣,優(yōu)選地為30MPa。氣罐組30通過加氣管路(未標(biāo)記)與外部加氣設(shè)備連接,以從壓縮空氣加氣站或外部高壓氣罐獲得所需的壓縮空氣。氣罐組30上設(shè)有監(jiān)測罐內(nèi)壓縮空氣壓力和容量的壓力表和流量表。從氣罐組30出來的高壓壓縮空氣經(jīng)設(shè)有單向閥的管路進(jìn)入到恒壓罐4000,并在恒壓罐4000內(nèi)得到一定程度的減壓。恒壓罐400通過儲(chǔ)氣罐管路連接到等離子加熱裝置60中。經(jīng)過減壓后的高壓壓縮空氣在等離子加熱裝置60內(nèi)進(jìn)行加熱,以提高壓縮空氣的壓力和溫度。等離子加熱裝置60為一種綜合加熱裝置,其內(nèi)部具有容納空氣的空腔,空腔內(nèi)設(shè)有依靠大功率鎳氫電池電容器50供電的電加熱器,以直接對(duì)空腔內(nèi)的空氣進(jìn)行加熱,從而將壓縮空氣的溫度提高到例如是400°C左右。在等離子加熱裝置60上設(shè)有可控制開/閉的等離子輔助加熱控制閥18,該等離子輔助加熱控制閥18是可控的開關(guān)閥,其根據(jù)控制裝置11發(fā)出的控制指令開啟或關(guān)閉,以調(diào)節(jié)等離子加熱裝置60內(nèi)部的壓縮空氣的溫度。
[0038]經(jīng)過等離子加熱裝置60加熱調(diào)節(jié)后的壓縮空氣經(jīng)穩(wěn)壓罐(未示出)穩(wěn)壓后再經(jīng)管路連接到過濾干燥器(未示出),經(jīng)過濾干燥器(未示出)干燥后的壓縮空氣經(jīng)管路送入流量控制單元16。流量控制單元16受控制裝置11控制,以根據(jù)旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的工況和駕駛員的操作來確定流量控制單元16的開度和開啟時(shí)間,從而調(diào)節(jié)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的壓縮空氣量。進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)其中間軸轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而來自旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的動(dòng)力傳遞到氣動(dòng)車輛的車輪,從而驅(qū)動(dòng)車輛行駛。旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90與永磁發(fā)電機(jī)80的轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接,進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的氣缸中的壓縮空氣壓強(qiáng)增大,排出的氣體輸入到車載空壓機(jī)20中循環(huán)使用,進(jìn)而氣缸內(nèi)的氣體膨脹推動(dòng)旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90做功,輸出的動(dòng)力帶動(dòng)永磁發(fā)電機(jī)80發(fā)電。永磁發(fā)電機(jī)80發(fā)出的電經(jīng)變頻裝置(未示出)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姶鎯?chǔ)在大功率鎳氫電池電容器50中,以供車輛的其他用電單元(電動(dòng)機(jī)、等離子加熱設(shè)備等)使用。
[0039]由于該實(shí)用新型中的旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的動(dòng)力源為清潔的壓縮空氣,因此從旋轉(zhuǎn)式空氣發(fā)動(dòng)機(jī)90排出的氣體仍舊為清潔的空氣,從旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)90排出的氣體排到車輛的尾部被車載空壓機(jī)20吸收,車載空壓機(jī)20由可控開關(guān)控制的直流電機(jī)帶動(dòng),以對(duì)回收的氣體增壓。經(jīng)過車載空壓機(jī)20壓縮后的氣體其壓力得到顯著的增加,通常能達(dá)到5 MPa以上。
[0040]當(dāng)車輛處在下坡狀態(tài)時(shí),車輪輪轂產(chǎn)生動(dòng)力驅(qū)動(dòng)車載空壓機(jī)20運(yùn)行,車載空壓機(jī)20對(duì)內(nèi)部氣體進(jìn)行壓縮,車載空壓機(jī)20向氣罐組30補(bǔ)充壓縮氣體,或者當(dāng)車內(nèi)氣罐組30缺少氣體,而周圍又沒有加氣站時(shí),該氣動(dòng)車輛利用車內(nèi)永磁發(fā)電機(jī)80發(fā)出的電帶動(dòng)車載空壓機(jī)20壓縮空氣向氣罐組30補(bǔ)充壓縮空氣,使汽車行駛穩(wěn)定。
[0041]在恒壓罐4000與旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90之間,還設(shè)有便于旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90迅速起動(dòng)的壓縮空氣供應(yīng)通路(以下稱起動(dòng)通路)。該起動(dòng)通路包括起動(dòng)控制閥(未示出)、壓力補(bǔ)償管路(未示出)、高速壓力補(bǔ)償器15和管路(未示出)。在氣動(dòng)車輛起動(dòng)時(shí),經(jīng)恒壓罐4000減壓后的壓縮空氣經(jīng)過起動(dòng)控制閥直接進(jìn)入壓力補(bǔ)償管路,經(jīng)高速壓力補(bǔ)償器15壓力補(bǔ)償后,直接進(jìn)入等離子加熱裝置60中進(jìn)行加熱;經(jīng)等離子加熱裝置60加熱后的氣體進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的各個(gè)氣缸,從而快速起動(dòng)旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90。由于起動(dòng)通路管路短、送入的壓縮空氣壓力大,旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90能迅速起動(dòng),提高了氣動(dòng)車輛的起動(dòng)性能。當(dāng)旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90正常起動(dòng)后,起動(dòng)控制閥關(guān)閉起動(dòng)通路,恒壓罐4000與氣罐組30的儲(chǔ)氣罐管路連通,壓縮空氣開始正常地供應(yīng)旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90。
[0042]接下來參考圖2。氣動(dòng)車輛設(shè)有控制裝置11,以根據(jù)氣動(dòng)車輛的工況和駕駛員的操作對(duì)氣動(dòng)車輛進(jìn)行控制。如圖1和圖2所示,控制裝置具有多個(gè)輸入,加速踏板信號(hào)Acc、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne信號(hào)、車輛速度信號(hào)、制動(dòng)信號(hào)以及由安裝在等離子加熱裝置60上的溫度傳感器測量的溫度信號(hào)。多個(gè)輸入信號(hào)輸入控制裝置11后經(jīng)控制裝置11處理后發(fā)出控制流量控制單元16的控制指令,流量控制單元16根據(jù)控制指令確定自身的開度大小和持續(xù)打開時(shí)間,從而控制壓縮空氣進(jìn)氣量。
[0043]控制裝置11的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示??刂蒲b置11包括數(shù)據(jù)單元12、起動(dòng)模塊14、空氣噴射模塊13、加熱模塊17、制動(dòng)模塊21、壓縮機(jī)模塊19。數(shù)據(jù)單元12接收外部輸入信號(hào)Acc、車輛速度信號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速Ne,這些信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)單元12處理后,送往空氣噴射模塊13和壓縮機(jī)模塊19??諝鈬娚淠K13向流量控制單元16發(fā)出指令,以控制流量控制單元16的開度和持續(xù)開啟時(shí)間,經(jīng)流量控制單元16流通的適當(dāng)量的壓縮空氣進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90,從而完成旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的供氣過程。當(dāng)傳感器檢測到加速踏板下壓即Acc信號(hào)時(shí),數(shù)據(jù)單元12將Acc信號(hào)送入空氣噴射模塊13,空氣噴射模塊13使得流量控制單元16開啟到適當(dāng)程度,一定流量和壓力的壓縮空氣經(jīng)過流量控制單元16進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90,從而使旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90輸出適當(dāng)?shù)墓β省?br>
[0044]制動(dòng)信號(hào)響應(yīng)駕駛員的制動(dòng)操作,當(dāng)制動(dòng)模塊21接收到制動(dòng)信號(hào)時(shí),制動(dòng)模塊21發(fā)出控制制動(dòng)單元22的指令,制動(dòng)單元22操作,車輪制動(dòng)。同時(shí),制動(dòng)模塊21促動(dòng)壓縮機(jī)模塊19向車載空壓機(jī)20發(fā)出啟動(dòng)工作指令,車載空壓機(jī)20開始工作,以從大氣環(huán)境中吸入過濾的清潔空氣并壓縮,以向氣罐組30充氣。當(dāng)旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的轉(zhuǎn)速Ne降低到設(shè)定值(比如怠速轉(zhuǎn)速)時(shí),壓縮機(jī)模塊19向車載空壓機(jī)20發(fā)出停止工作指令,車載空壓機(jī)20停止工作。當(dāng)車輛下坡或滑行時(shí),壓縮機(jī)模塊19發(fā)出啟動(dòng)車載空壓機(jī)20工作的指令,車載空壓機(jī)20繼續(xù)向氣罐組30供應(yīng)壓縮空氣。當(dāng)氣罐組30的壓力過低時(shí),即反映氣罐組30內(nèi)壓縮空氣容量的儲(chǔ)氣壓力信號(hào)(未示出)過低時(shí)(例如壓力低于3MPa時(shí)),壓縮機(jī)模塊19接收到此信號(hào)時(shí),即可向車載空壓機(jī)20發(fā)出啟動(dòng)工作的控制指令,車載空壓機(jī)20工作。
[0045]當(dāng)車輛起動(dòng)時(shí),起動(dòng)模塊14接收到起動(dòng)信號(hào),起動(dòng)模塊13連通起動(dòng)通路,高速壓力補(bǔ)償器15工作,旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90迅速起動(dòng)??刂蒲b置11還包括控制等離子加熱裝置60工作的加熱模塊17,當(dāng)?shù)入x子加熱裝置60內(nèi)的壓縮空氣的溫度超過設(shè)定閾值時(shí),加熱模塊17發(fā)出關(guān)閉等離子輔助加熱控制閥18的指令,進(jìn)而控制壓縮空氣溫度控制在閾值溫度范圍之內(nèi)。在示例性實(shí)施中,本實(shí)用新型的閾值溫度設(shè)置為400°C。根據(jù)氣動(dòng)車輛設(shè)計(jì)需要,壓縮機(jī)模塊19還可以控制氣體回收和增壓回路。比如在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或低速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),可通過控制可控開關(guān)(未示出)的斷開,來切斷氣體回收和增壓回路的工作。
[0046]數(shù)據(jù)單元12還控制電池管理模塊23,進(jìn)入旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)90的氣體膨脹推動(dòng)其做功,輸出的動(dòng)力主要供永磁發(fā)電機(jī)80使用,由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能,隨后被鎳氫電池電容器50儲(chǔ)存,供車載用電設(shè)備25(電動(dòng)機(jī)、等離子輔助加熱控制閥18等)使用。
[0047]該氣動(dòng)車輛采用低轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)低轉(zhuǎn)速發(fā)電機(jī)來發(fā)電,發(fā)出來的電能供車上的電力設(shè)備使用的同時(shí),主要是用來帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)使車的運(yùn)動(dòng),此系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是只需消耗少量的氣體就可以保證車輛行駛很遠(yuǎn)的距離,也就是說耗氣少、里程大、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0048]另外,本實(shí)用新型還提供了一種旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)。接下來參考圖3和圖4為本實(shí)用新型的旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3、圖4所示,旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī),其包括:發(fā)動(dòng)機(jī)本體100、進(jìn)排氣系統(tǒng)300、氣缸102、軸系統(tǒng)40、末端端蓋202、上箱體203、油底殼205、支進(jìn)氣管道206、主進(jìn)氣管道208和潤滑系統(tǒng)500,還包括副進(jìn)氣管道207,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門打開,壓縮空氣經(jīng)過加熱設(shè)備加熱后通過主進(jìn)氣管道208進(jìn)入副進(jìn)氣管道207,副進(jìn)氣管道207內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)支進(jìn)氣管道206進(jìn)入進(jìn)排氣系統(tǒng)300,進(jìn)而控制氣缸102內(nèi)的活塞112的左右滑動(dòng),同時(shí)帶動(dòng)軸系統(tǒng)40中的中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0049]進(jìn)一步參考圖3-圖5,發(fā)動(dòng)機(jī)本體100通過螺栓201連接在上箱體203上,并與油底殼205通過螺栓密封性連接,其中軸系統(tǒng)40與氣缸102的外部通過固定盤101連接在一起,并通過末端端蓋202固定在上箱體203上。儲(chǔ)氣罐中的壓縮空氣在加熱裝置加熱后通入主進(jìn)氣管道208中,進(jìn)入主進(jìn)氣管道208后的壓縮空氣會(huì)進(jìn)入副進(jìn)氣管道207中暫存,隨后副進(jìn)氣管道207內(nèi)的壓縮空氣會(huì)根據(jù)進(jìn)排氣系統(tǒng)300和軸系統(tǒng)40的控制通過支進(jìn)氣管道206進(jìn)入氣缸102中,做功完成后的氣體通過上箱體203側(cè)壁上的排氣孔209排出。氣缸102為六個(gè),三個(gè)為一組通過兩個(gè)末端端蓋202固定在上箱體203的兩端,并且相對(duì)中間軸(未示出)呈環(huán)形徑向均布排列。主進(jìn)氣管道208通過管接頭204與副進(jìn)氣管道207連接,副進(jìn)氣管道207為兩根,每一根副進(jìn)氣管道207上設(shè)有三根支進(jìn)氣管道206,支進(jìn)氣管15的一端連接在副進(jìn)氣管道207上,另一端連接在氣缸102的頂部。
[0050]上述的氣缸102以軸系統(tǒng)40上的中間軸(未示出)對(duì)稱,左邊的氣缸組按順時(shí)針看為1#氣缸、2#氣缸和3#氣缸;右邊的氣缸組按順時(shí)針看為4#氣缸、5#氣缸和6#氣缸。
[0051]現(xiàn)在參考圖6和圖7,圖6描述了根據(jù)本實(shí)用新型的發(fā)動(dòng)機(jī)本體100的結(jié)構(gòu)示意圖。發(fā)動(dòng)機(jī)本體100包括氣缸102、氣缸桿104、活塞112、排氣凸輪105、滑道108、進(jìn)氣凸輪118和軸系統(tǒng)40。氣缸102為六個(gè),三個(gè)為一組通過兩個(gè)末端端蓋202固定在上箱體203的兩端,并且相對(duì)中間軸(未示出)呈環(huán)形徑向均布排列,所述末端端蓋202通過卡簧103固定在中間軸的兩端,并且在末端端蓋202與中間軸之間設(shè)有軸承。橫向相鄰的兩個(gè)氣缸102的氣缸桿104通過滑道108連接在一起,進(jìn)而將相鄰的兩個(gè)氣缸102連接在一起。氣缸桿104的一端通過活塞112的連接置于氣缸102的活塞腔內(nèi),另一端穿過固定盤101上圓孔通過氣缸桿固定螺母113與滑道108上的滑枕114相連。固定盤101安裝在軸系統(tǒng)40的中間軸上,并且在固定盤101與中間軸之間設(shè)有固定軸承107。排氣凸輪105和進(jìn)氣凸輪118通過凸輪固定螺釘106固定在中間軸41上。氣缸102進(jìn)排氣時(shí),氣缸桿104在活塞112的推動(dòng)下在活塞腔內(nèi)左右滑動(dòng)。由于氣缸桿104的另一端與滑道108上的滑枕114連接在一起,滑枕114夾持在軸系統(tǒng)40中的V型滑道軸(未示出)上,因此氣缸桿104左右滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的推力推動(dòng)V型滑道軸的凸起側(cè)面,進(jìn)而將該推力轉(zhuǎn)變成徑向的旋轉(zhuǎn)力,使V型滑道軸旋轉(zhuǎn),最終帶動(dòng)中間軸旋轉(zhuǎn),從而產(chǎn)生動(dòng)力。
[0052]如圖7所示,滑道108為兩端90度折彎的槽型體;或采用切割工藝切割成的槽型體;或選用焊接方式焊接成的槽型體。槽型體的主體面的中部開有矩形孔,矩形孔的兩端加工成半圓形;兩端折彎部分的中部開有半圓孔,其上部開有螺紋孔。滑道108上通過滑道螺栓110連接有滑枕114,螺栓110上設(shè)有滑道軸承109,滑道軸承109的底部設(shè)有滑道軸承固定座111,滑道軸承109置于滑道108主體面的矩形孔中,為了減少滑道軸承109與滑道18的矩形孔之間的摩擦,故將矩形孔的兩端加工成半圓形?;?14為兩端90度折彎的槽型體,槽型體的主體面的上表面開有兩個(gè)帶有螺紋的盲孔,該盲孔用于連接滑道螺栓110 ;槽型體的主體面的內(nèi)平面上開有兩個(gè)銷孔,銷孔內(nèi)設(shè)有固定銷116,固定銷116上設(shè)有滑輪軸承117,滑輪軸承117與主體面的內(nèi)平面之間設(shè)有墊片115。兩個(gè)滑輪軸承117置于軸系統(tǒng)40上的V型滑道軸42的兩側(cè),并與V型滑道軸42的V型螺旋狀凸起45的側(cè)面接觸。
[0053]盡管參考附圖詳細(xì)地公開了本實(shí)用新型,但應(yīng)理解的是,這些描述僅僅是示例性的,并非用來限制本實(shí)用新型的應(yīng)用。本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由附加權(quán)利要求限定,并可包括在不脫離本實(shí)用新型保護(hù)范圍和精神的情況下針對(duì)本實(shí)用新型所作的各種變型、改型及等效方案。
【權(quán)利要求】
1.一種氣動(dòng)車輛的控制裝置,包括: 數(shù)據(jù)單元,所述數(shù)據(jù)單元接收外部輸入信號(hào); 空氣噴射模塊,其基于所述數(shù)據(jù)單元接收到的所述外部輸入信號(hào)控制流量控制單元;壓縮機(jī)模塊,其接收來自所述數(shù)據(jù)單元發(fā)出的指令,并根據(jù)所述指令控制車載空壓機(jī),其特征在于:該控制裝置還包括加熱模塊,所述加熱模塊所控制的加熱裝置為等離子加熱裝置;所述外部輸入信號(hào)包括加速踏板信號(hào)、旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)和前進(jìn)/倒檔信號(hào);所述旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)包括,發(fā)動(dòng)機(jī)本體、進(jìn)排氣系統(tǒng)、氣缸、軸系統(tǒng)、末端端蓋、上箱體、油底殼、支進(jìn)氣管道、主進(jìn)氣管道和潤滑系統(tǒng);旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)上連接有永磁發(fā)電機(jī),將利用旋轉(zhuǎn)式空氣動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能發(fā)電,并將發(fā)出的電能送入蓄電池單元中,該蓄電池單元選用大功率鎳氫電池電容器;所述永磁發(fā)電機(jī)與車載電動(dòng)機(jī)連接,將永磁發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,產(chǎn)生的動(dòng)力輸入到車輛的驅(qū)動(dòng)裝置中,驅(qū)動(dòng)車輛行駛;氣罐組的出口處連接有恒壓罐,將氣罐組內(nèi)的高壓壓縮空氣進(jìn)行減壓;所述恒壓罐與等離子加熱裝置連接,以對(duì)進(jìn)入其中的壓縮空氣進(jìn)行增壓和升溫。
2.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述控制裝置還包括起動(dòng)模塊,所述起動(dòng)模塊接收來自駕駛員的起動(dòng)信號(hào),以在起動(dòng)模塊工作時(shí)連通起動(dòng)通路。
3.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述控制裝置還包括制動(dòng)模塊,所述制動(dòng)模塊接收響應(yīng)駕駛員制動(dòng)操作的制動(dòng)信號(hào),以控制制動(dòng)單元。
4.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述加熱模塊基于溫度傳感器檢測到的等離子加熱裝置內(nèi)的壓縮空氣溫度和設(shè)定溫度閾值控制等離子加熱控制閥的關(guān)閉或開啟。
5.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述外部輸入信號(hào)還包括反映氣罐組內(nèi)壓縮空氣容量的儲(chǔ)氣壓力信號(hào)。
6.如權(quán)利要求4所述的控制裝置,其特征在于:所述設(shè)定溫度閾值為400攝氏度。
7.如權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述壓縮機(jī)模塊基于旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)工況控制旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的氣體被車載空壓機(jī)吸收以及車載空壓機(jī)對(duì)所吸收氣體的壓縮。
8.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述控制裝置還包括電池管理模塊,電池管理模塊將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的電能儲(chǔ)存在蓄電池中以供車載用電設(shè)備和等離子輔助加熱控制閥使用。
9.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī)還包括副進(jìn)氣管道,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的油門打開,壓縮空氣經(jīng)過加熱設(shè)備加熱后通過主進(jìn)氣管道進(jìn)入副進(jìn)氣管道,副進(jìn)氣管道內(nèi)的壓縮空氣經(jīng)支進(jìn)氣管道進(jìn)入進(jìn)排氣系統(tǒng),進(jìn)而控制氣缸內(nèi)的活塞的左右滑動(dòng),冋時(shí)帶動(dòng)軸系統(tǒng)中的中間軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述氣缸為六個(gè),三個(gè)為一組通過兩個(gè)末端端蓋固定在上箱體的兩端,并且相對(duì)中間軸呈環(huán)形徑向均布排列。
11.如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述主進(jìn)氣管道通過管接頭與副進(jìn)氣管道連接,副進(jìn)氣管道為兩根,每一根副進(jìn)氣管道上設(shè)有三根支進(jìn)氣管道。
12.如權(quán)利要求11所述的氣動(dòng)車輛的控制裝置,其特征在于:所述支進(jìn)氣管的一端連接在副進(jìn)氣管道上,另一端連接在氣缸的頂部。
【文檔編號(hào)】B60W10/30GK203528477SQ201320244181
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月8日
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