專利名稱：風(fēng)電蓄能電動(dòng)車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種電瓶啟動(dòng)，行駛中依照風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理補(bǔ)充蓄電池能量的風(fēng)電蓄能電動(dòng)車。
自從1886年德國工程師特利布·戴姆勒在眾多發(fā)明的基礎(chǔ)上，制成了人類第一輛四輪汽車之后，汽車就一直是以汽油機(jī)、柴油機(jī)為驅(qū)動(dòng)力，以汽油、柴油為動(dòng)力源的燃料汽車。燃料汽車具有功率大、速度快、行程遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是所有無軌電車、有軌電車和電瓶車所望塵莫及的，已成為現(xiàn)代城鎮(zhèn)郊及邊遠(yuǎn)地區(qū)交通、旅游和運(yùn)輸?shù)闹匾ぞ摺５?，因?yàn)樗且砸夯剂献鳛閯?dòng)力源，所以車輛啟動(dòng)后產(chǎn)生的噪音和廢氣污染又成為一大公害，直接威脅著人們的身心健康。為了解決這些問題和從節(jié)能方面考慮，國外一些發(fā)達(dá)國家已陸續(xù)研制出太陽能車和依靠蓄電池電力驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車。這兩種車雖然都解決了燃料汽車的噪音和污染問題，然而，太陽能車行駛要受到天氣的制約，電動(dòng)車除了在功率、速度、行程上不如燃料汽車外，行駛中隨著蓄電池電能的消耗，動(dòng)力也會(huì)逐漸下降，而且每次充電既費(fèi)時(shí)，又費(fèi)力。如此兩相比較，上述兩種車的性能與燃料汽車差距頗大。所以，若要取代燃料汽車，則不但要解決噪音和污染問題，還要具備燃料汽車相同或近似的優(yōu)良性能。目前，國外正努力研制高效能蓄電池，以提高電動(dòng)車的性能。
本發(fā)明的目的旨在節(jié)約能源，在電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，制造以蓄電池電力驅(qū)動(dòng)，行駛中利用風(fēng)力發(fā)電機(jī)補(bǔ)充蓄電池電能，延長蓄電池組的額定電壓時(shí)間，減少充電頻率，增加續(xù)駛里程，使其更加接近燃料汽車優(yōu)良性能的風(fēng)電蓄能電動(dòng)車。
本發(fā)明以如下工作原理實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的在前、后橋的垂直中心上方，四車輪輪輞內(nèi)側(cè)，緊固四臺(tái)由發(fā)電機(jī)和增速器組成的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，四臺(tái)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸伸向四輪。在每個(gè)增速器軸端聯(lián)接一個(gè)萬向節(jié)，萬向節(jié)的另一端聯(lián)接在一個(gè)直徑小于車輪半徑、由兩個(gè)背錐相聯(lián)的雙圓錐外齒輪中心部位，該齒輪與車輪輪輞內(nèi)壁的雙圓錐內(nèi)齒輪相互嚙合，如此聯(lián)接后，當(dāng)蓄電池電力驅(qū)動(dòng)車輛行駛時(shí)，車輪輪輞上的雙圓錐內(nèi)齒輪就會(huì)帶動(dòng)與其相嚙合的雙圓錐外齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，雙圓錐外齒輪通過相聯(lián)接的萬向節(jié)，帶動(dòng)與萬向節(jié)相聯(lián)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸和發(fā)電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)，使四臺(tái)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)揮出風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)發(fā)電的功能，不斷地向蓄電池補(bǔ)充電能。
本發(fā)明的風(fēng)電蓄能電動(dòng)車以蓄電池電力驅(qū)動(dòng)車輛行駛，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將車輪滾動(dòng)產(chǎn)生的多(剩)余旋轉(zhuǎn)動(dòng)力和行駛慣性動(dòng)力，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌斔徒o蓄電池，用這種浮充方法，使風(fēng)電蓄能電動(dòng)車蓄電池組的電壓和電流長期保持較穩(wěn)定狀態(tài)，能夠減少蓄電池的充電次數(shù)，極大地提高風(fēng)電蓄能電動(dòng)車的功率和續(xù)駛里程。
下面結(jié)合附圖對風(fēng)電蓄能電動(dòng)車作進(jìn)一步的詳述

圖1是四臺(tái)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)布置圖;
圖2是水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)與萬向節(jié)聯(lián)接圖;
圖3是車輪鋼圈剖視圖和左視圖;
圖4是雙圓錐外齒輪剖視圖和左視圖;
參照圖1。在風(fēng)電蓄能電動(dòng)車前橋(1)和后橋(2)的垂直中心上方，在四車輪(3)內(nèi)側(cè)，緊固四臺(tái)由發(fā)電機(jī)(4)和增速器(5)組成的水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)。參照圖2。四臺(tái)水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(4)增速器(5)轉(zhuǎn)軸(6)上，均套裝一個(gè)有防塵罩的滾動(dòng)軸承(7)，轉(zhuǎn)軸端(8)與萬向節(jié)叉的一端(9)制成棱形軸、套狀相互聯(lián)接，并用螺絲穿進(jìn)套孔(10)頂緊棱形軸端(8)，使兩部件緊密套(鉚、焊)接。萬向節(jié)突緣叉(11)形狀不變，聯(lián)接方法見后述。參照圖3。在四車輪(3)旁，沿車軸垂直中心線，兩個(gè)半圓形隔塵板(12)對合一起，被螺絲穿過螺孔(13)固定在車軸上。四車輪(3)鋼圈(14)上的輪輞凸緣(15)內(nèi)，制成滾動(dòng)軸承(16)，隔塵板(12)周邊與滾動(dòng)軸承(16)內(nèi)圈接合。在車軸垂直中心線上方，隔塵板對合處，是一個(gè)同發(fā)電機(jī)(4)增速器(5)轉(zhuǎn)軸(6)上的滾動(dòng)軸承(7)外直徑大小相等的圓形孔(17)。在輪輞(18)內(nèi)壁(19)隔塵板(12)旁，是由兩個(gè)內(nèi)圓錐齒輪合制而成的一個(gè)雙圓錐內(nèi)齒輪(20)。在該齒輪凹處(21)，用內(nèi)方螺絲將雙圓錐內(nèi)齒輪(20)，安裝在輪輞(18)內(nèi)壁(19)上。參照圖4。與雙圓錐內(nèi)齒輪(20)嚙合的，是由兩個(gè)背錐(22)相聯(lián)接而制成的一個(gè)雙圓錐外齒輪(23)，其一側(cè)的中心部位的四個(gè)螺孔(25)，與萬向節(jié)突緣叉(11)用螺絲聯(lián)接起來。該齒輪的結(jié)構(gòu)分為中心軸和輪齒兩部分，其滾動(dòng)聯(lián)接處(24)同自行車飛輪工作原理相同，即車輛前進(jìn)時(shí)，整個(gè)齒輪隨車輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而當(dāng)車輛倒車時(shí)只有輪齒隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪中心軸部分不轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)電蓄能電動(dòng)車水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)與其他機(jī)件聯(lián)接方法如上所述。當(dāng)風(fēng)電蓄能電動(dòng)車在蓄電池電力驅(qū)動(dòng)下行駛時(shí)，固定在車輪(3)輪輞(18)內(nèi)壁(19)的雙圓錐內(nèi)齒輪(20)也一起轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)雙圓錐外齒輪并通過相聯(lián)接的萬向節(jié)突緣叉(11)、萬向節(jié)叉端(9)，增速器轉(zhuǎn)軸(8)、(6)，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)(4)旋轉(zhuǎn)發(fā)電，向蓄電池輸入電能，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
風(fēng)電蓄能電動(dòng)車可以制成FD-A型電動(dòng)車、FD-B型電動(dòng)車兩種。FD-A型電動(dòng)車是在每根車軸上靠車輪的內(nèi)上側(cè)，安裝兩臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī);FD-B型電動(dòng)車是除前軸外，在每根車軸上靠車輪的內(nèi)上側(cè)安裝兩臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)。為減少在輸電過程中電能的損耗，可以將各風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸電線串聯(lián)通向蓄電池組或采取風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)發(fā)電的方法(并聯(lián)輸電)，并在輸電線上分別接上由節(jié)壓器、節(jié)流器和斷流器組成的直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器(也可以采用改進(jìn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)充過放保護(hù)裝置和轉(zhuǎn)速控制裝置，用以保護(hù)蓄電池，使發(fā)電機(jī)工作平穩(wěn))。節(jié)壓器的作用是當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到限額后，自動(dòng)使電壓不再隨轉(zhuǎn)速升高而升高，避免風(fēng)力發(fā)電機(jī)串聯(lián)電壓過高充壞蓄電池極板。節(jié)流器的作用是自動(dòng)控制發(fā)電機(jī)輸出的電流，使它不超過允許限度，保護(hù)發(fā)電機(jī)電樞不被燒壞。斷流器的作用是當(dāng)發(fā)電機(jī)串聯(lián)電壓超過蓄電池電壓而達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，自動(dòng)將兩個(gè)電源間的電路接通，保證發(fā)電機(jī)向用電設(shè)備供電并向蓄電池充電;當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓低于蓄電池電壓時(shí)，自動(dòng)將兩個(gè)電源間的電路切斷，以防蓄電池向發(fā)電機(jī)大量反向放電，燒壞電樞線圈。風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸套接上或做成齒輪，經(jīng)過傳動(dòng)齒輪與后驅(qū)動(dòng)橋橋殼內(nèi)的齒輪相嚙合，利用其多余動(dòng)力使風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電。與上述同理，前軸做成后驅(qū)動(dòng)橋式樣。但由于前輪具有轉(zhuǎn)向的功能，所以，將半軸在前輪轉(zhuǎn)向處斷為兩節(jié)，由萬向節(jié)聯(lián)接起來，使其在車輛直行或轉(zhuǎn)彎時(shí)，都能夠把車輪的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力，由半軸的一端傳遞到另一端(在此須注意車輪轉(zhuǎn)向角度要同萬向節(jié)的角度相同)，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸通過一個(gè)齒輪箱得到半軸傳遞來的動(dòng)力，帶動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)不僅可以在機(jī)動(dòng)車上同車輪聯(lián)接發(fā)電，也可以同列車、地鐵列車、拖拉機(jī)等所有機(jī)動(dòng)車輛的車輪聯(lián)接，使其發(fā)電蓄能，亦可應(yīng)用在飛行器上，將飛行中的空氣阻力轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茌斔徒o蓄電池。用離合器裝置控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)與車輪離合，以便電動(dòng)車在起步、加速等需大能量時(shí)，使兩部件分離，在較平穩(wěn)的速度行駛時(shí)，兩部件再嚙合，但如果選用高效低風(fēng)速風(fēng)力發(fā)電機(jī)，則可以不需要離合器裝置(如選用2.5米/秒微風(fēng)即可發(fā)電的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，因其發(fā)電時(shí)所需的動(dòng)力很小，所以加上它不會(huì)增加能量的損耗，也不影響正常車速和功率，正如同一個(gè)普通人用繩子系在汽車上用力拉，汽車卻絲毫不用費(fèi)力，也不用加大油門就可以把人拉走一樣)。在應(yīng)用中，可以采用水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也可以采用立軸式風(fēng)力發(fā)電機(jī)，兩者功能相同，只不過是聯(lián)接方法不同罷了。電動(dòng)車若不采用四輪轉(zhuǎn)向，則后橋上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸就可以直接與兩背錐相聯(lián)的雙圓錐外齒輪聯(lián)接。如后橋上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸套接或做成齒輪，輪輞內(nèi)壁亦做成齒輪，使兩部件齒輪聯(lián)接傳遞動(dòng)力。兩背錐相聯(lián)的雙圓錐外齒輪可做成如自行車飛輪的樣式，與車輪上相應(yīng)的齒孔相嚙合。若雙圓錐內(nèi)齒輪不做成一個(gè)整體，而是制成兩半圓部分則更加有利于裝卸維修。車輪輪輞凸緣內(nèi)的滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的寬度，應(yīng)略小于外圈，以免轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與其他部件產(chǎn)生摩擦。滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)壁做成溝槽狀，使隔塵板邊緣進(jìn)入溝槽內(nèi)，會(huì)增加隔塵效果;隔塵板邊緣也可套上橡膠套，以增加與滾動(dòng)軸承內(nèi)圈的密封性。風(fēng)力發(fā)電機(jī)外殼可做成能承重量的，將鋼板彈簧和減震器置于上面，也可另移別處。雙圓錐內(nèi)、外齒輪可以選用硬質(zhì)塑料做成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)可根據(jù)車輛的功率、重量和蓄電池組的電壓要求等因素來選擇。可選用低車速、中速和高速發(fā)電幾種不同功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，這樣，電動(dòng)車及列車等上面的蓄電池就不僅在中、高速時(shí)，而且，在低車速時(shí)同樣能夠得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的電能。如桑塔納轎車車輪外直徑約630毫米，車輪周長約為1.978米。若車速為10公里/小時(shí)時(shí)，車輛移動(dòng)時(shí)速是10000米/3600秒，約合2.777米/秒。該車輪旋轉(zhuǎn)一圈(車輪周長)是1.978米，用2.777米/秒除1.978米，得知車輪在單位時(shí)間轉(zhuǎn)了約1.4圈/秒。又因?yàn)椋L(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器軸相聯(lián)的雙圓錐外齒輪的外直徑小于車輪半徑，所以，根據(jù)雙圓錐內(nèi)、外齒輪的齒數(shù)，就能夠計(jì)算出風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器轉(zhuǎn)軸及發(fā)電機(jī)每秒的轉(zhuǎn)數(shù)，再根據(jù)電動(dòng)車各階段行程(如10公里/小時(shí)，20公里/小時(shí)……)中車輪的扭力和各種風(fēng)力發(fā)電機(jī)增速器軸作功時(shí)的扭力，計(jì)算出不影響電動(dòng)車在正常行駛時(shí)允許附加的扭力，從而根據(jù)不同的需要來選擇所需功率的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電蓄能電動(dòng)車，包括車體和供電裝置，其特征在于在車體上安裝至少一個(gè)無葉輪的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過齒輪與車體上的滾動(dòng)部件配合而產(chǎn)生電能，該電能被輸回到供電裝置。
2.一種風(fēng)電蓄能電動(dòng)車，包括車體和蓄電瓶。其特征在于在車體上安裝至少一個(gè)無葉輪的風(fēng)力發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸通過齒輪與車體上的滾動(dòng)部件配合而產(chǎn)生電能，該電能被輸入蓄電瓶。所述滾動(dòng)部件至少是前、后車軸(輪)和驅(qū)動(dòng)橋齒輪之一。
全文摘要
本發(fā)明是在電動(dòng)車的基礎(chǔ)上，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理設(shè)計(jì)出來的一種風(fēng)電蓄能電動(dòng)車。該車以蓄電池電力驅(qū)動(dòng)車輛行駛，風(fēng)力發(fā)電機(jī)將車輪滾動(dòng)所產(chǎn)生的多余動(dòng)力，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茉佥斔徒o蓄電池。采用這種浮充方法，能夠延長蓄電池組的額定電壓時(shí)間，使電壓和電流長期保持較穩(wěn)定狀態(tài)，減少充電頻率，極大地提高電動(dòng)車的功率和續(xù)駛里程。
文檔編號(hào)B60L8/00GK1074658SQ92100369
公開日1993年7月28日 申請日期1992年1月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月22日
發(fā)明者郭劍 申請人:郭劍