專利名稱：機(jī)動車輛轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)動車輛構(gòu)造設(shè)計(jì)領(lǐng)域，主要是指機(jī)動車輛(汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)用車、摩托車等)能量利用方面的轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)新方法。
現(xiàn)代機(jī)動車輛浪費(fèi)的主要能量是制動抵消的位能①，其次是慣性動能②和空閑發(fā)動機(jī)能量③。這樣，在車輛能量充分利用及經(jīng)濟(jì)、安全、結(jié)構(gòu)合理性等方面長期以來有一種要求，即如何充分轉(zhuǎn)化儲存利用車輛浪費(fèi)能量或外加能量④，在車輛能源消耗量得到大力降低的同時(shí)，其運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性、安全合理性、動力性、實(shí)用性等同步得到大力加強(qiáng)或改善。
公知的機(jī)動車輛動力結(jié)構(gòu)中一般有動力源——發(fā)動機(jī)、動力傳遞及操縱機(jī)構(gòu)、動力執(zhí)行機(jī)構(gòu)，無將上述浪費(fèi)能量進(jìn)行充分轉(zhuǎn)化儲存再利用的有效轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)，更無利用儲能進(jìn)行牽引或助力的動力源裝置。雖然現(xiàn)代機(jī)動車輛上普遍存在將發(fā)動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能應(yīng)用或儲存應(yīng)用的電氣設(shè)備，部分汽車上有將發(fā)動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成氣壓能的壓縮空氣機(jī)構(gòu)，但都沒有合理地將車輛上應(yīng)該轉(zhuǎn)化儲存的能量——空閑發(fā)動機(jī)能量、制動抵消的位能和動能進(jìn)行充分轉(zhuǎn)化儲存再利用，相反地增大了發(fā)動機(jī)自身運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，增大了耗油量并加速了發(fā)動機(jī)和剎車機(jī)件磨損。部分汽車上的發(fā)動機(jī)排氣制動和壓縮制動裝置雖然能夠達(dá)到安全制動限速的目的，但沒有對制動抵消的位能或動能轉(zhuǎn)化儲存，相反地增加了發(fā)動機(jī)的磨損。目前發(fā)展中的電動車雖然能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲能，但一般都是通過發(fā)電機(jī)發(fā)電進(jìn)行電力驅(qū)動，或外接電源將電能轉(zhuǎn)化充電應(yīng)用或直接轉(zhuǎn)化成機(jī)械能應(yīng)用，亦無將上述能量進(jìn)行充分轉(zhuǎn)化備用的機(jī)構(gòu)，其技術(shù)未在機(jī)動車輛上普遍實(shí)施。
本發(fā)明所提供的設(shè)計(jì)方法目的是使機(jī)動車輛浪費(fèi)能量充分轉(zhuǎn)化應(yīng)用和儲存?zhèn)溆?，也可外輸電能轉(zhuǎn)化儲存?zhèn)溆?，并可向外供?yīng)電能或氣壓能，并通過靈活操作，利用儲能牽阻進(jìn)行制動限速、利用儲能幫助或代替發(fā)動機(jī)進(jìn)行牽引工作或其它工作，使車輛經(jīng)濟(jì)性、動力性、安全性、實(shí)用性等增強(qiáng)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明從車輛傳動系人手，聯(lián)系制動，主要將車輛應(yīng)該轉(zhuǎn)化儲存的能量轉(zhuǎn)化成電能或氣壓能儲存?zhèn)溆?，再將儲備的電?蓄電池的化學(xué)能)或氣壓能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能進(jìn)行應(yīng)用(主要進(jìn)行牽引或助力)。應(yīng)該轉(zhuǎn)化儲存?zhèn)溆玫哪芰坑锌臻e發(fā)動機(jī)能量、制動抵消的動能或位能以及外輸電能，其中主要是制動抵消的位能或動能，其次是空閑發(fā)動機(jī)能量，再其次是外輸電能。本發(fā)明按照轉(zhuǎn)化儲存的能量類別分為電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用方法和氣轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用方法以及電、氣綜合轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用方法；按照取力傳動方式又分為I、II、III型。
電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用方法即在發(fā)動機(jī)與傳動機(jī)構(gòu)之間設(shè)計(jì)儲能取力傳動機(jī)構(gòu)，配套裝配發(fā)電機(jī)③、整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、多用插接器、儲能電池、助力電機(jī)等，通過取力傳動機(jī)構(gòu)靈活充分地取得空閑發(fā)動機(jī)能量及制動抵消的位能和動能，傳動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)整流調(diào)節(jié)后，一少部分供應(yīng)用電設(shè)備用電，大部分由儲能電池轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來(即充電)。也可以插接外線向外供電或給儲能電池充電備用。儲能電池的電能主要利用起來進(jìn)行牽引助力，即向助力電機(jī)供電，其次是在發(fā)電機(jī)不發(fā)電或發(fā)電弱時(shí)向其它用電設(shè)備供電，如照明、起動、鳴號等。車輛的牽引力主要是靠發(fā)動機(jī)供給，電動機(jī)選擇性地進(jìn)行牽引或助力。
氣轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用方法即通過儲能取力器將儲能動力充分取得，傳動儲能壓縮機(jī)⑥運(yùn)轉(zhuǎn)，將應(yīng)該進(jìn)行轉(zhuǎn)化貯存的機(jī)械能充分轉(zhuǎn)化成氣壓能，通過儲能貯氣機(jī)構(gòu)貯存，貯存的氣壓能一部分供應(yīng)制動、起動、氣喇叭等用氣設(shè)備用氣，大部分供應(yīng)氣壓牽引助力器用氣，進(jìn)行牽引助力工作，將通向助力器的高壓氣流通過發(fā)動機(jī)散發(fā)的熱量進(jìn)行加熱增壓，并在柴油車上設(shè)計(jì)出對氣壓牽引助力器的排氣進(jìn)行再利用的壓縮空氣進(jìn)氣增壓裝置。
一般在輕型機(jī)動車輛上只進(jìn)行電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)，在大型車輛上(有氣壓制動的)既有電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)，也有氣轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)，即電、氣綜合轉(zhuǎn)化儲能的應(yīng)用設(shè)計(jì)，取力傳動機(jī)構(gòu)取得上述能量既傳動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，也傳動壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，但主要轉(zhuǎn)化儲能機(jī)件只選擇其中一件，而另一件只作為一小附件被取力傳動，例如將發(fā)電機(jī)作為主要轉(zhuǎn)化儲能機(jī)件時(shí)，則發(fā)電機(jī)為大功率儲能發(fā)電機(jī)，壓縮機(jī)只是一般車輛上的低氣壓(壓力不超過8atm)小型壓縮機(jī)；將壓縮機(jī)作為主要轉(zhuǎn)化儲能機(jī)件時(shí)，則發(fā)電機(jī)為一般車輛上的小型小功率電源發(fā)電機(jī)。
I型即儲能取力器和助力器作為一整體，可獨(dú)立設(shè)計(jì)安裝于發(fā)動機(jī)離合器和變速器之間；II型即將儲能取力器、助力器安裝于變速器右側(cè)，與變速器連為一體；III型即將取力器獨(dú)力設(shè)置于發(fā)動機(jī)離合器和發(fā)電機(jī)之間，將助力器設(shè)制于變速器右側(cè)。
無論哪種設(shè)計(jì)類型，機(jī)動車輛轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用的設(shè)計(jì)都由取力傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化儲能系統(tǒng)、儲能應(yīng)用系統(tǒng)三大模塊組成。
一、取力傳動系統(tǒng)包括上述I、II、III型取力傳動機(jī)構(gòu)，關(guān)于三型的具體設(shè)計(jì)在本人專利申請“汽車儲能取力傳動新裝置”(0010)說明書中有詳細(xì)說明。
二、轉(zhuǎn)化儲能系統(tǒng)包括電轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)和氣轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)。
電轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)由發(fā)電機(jī)、整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、插接器、導(dǎo)線、蓄電池等構(gòu)成，其中電源發(fā)電機(jī)或儲能發(fā)電機(jī)的傳動方式，以及儲能發(fā)電機(jī)和儲能電池組的增設(shè)情況及其發(fā)電量、容電量等技術(shù)參數(shù)的確定以及儲能電池組就車充電設(shè)計(jì)屬于本發(fā)明新穎范疇，其它結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面不屬于本發(fā)明范疇。即在本發(fā)明中，電源發(fā)電機(jī)以及部分汽車上的轉(zhuǎn)向油泵、真空助力泵等附件都是通過儲能取力器取力傳動的，這樣便于節(jié)油、儲能，并不是象以前安裝在發(fā)動機(jī)上傳動，增加發(fā)動機(jī)自身負(fù)荷，且不便在運(yùn)行中停機(jī)節(jié)能；從前在汽車上根本不存在儲能發(fā)電機(jī)和儲能電池組，而汽車在運(yùn)用中確實(shí)存在大量浪費(fèi)能量需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲存再利用，這就必須設(shè)置儲能發(fā)電機(jī)和儲能電池組。儲能發(fā)電機(jī)通過儲能取力器取力傳動，將應(yīng)該進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲存的機(jī)械能(空閑發(fā)動機(jī)能量、制動抵消的位能和動能)充分轉(zhuǎn)化成電能，電能通過整流調(diào)節(jié)電路輸入儲能電池組，轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來(充電)；儲能發(fā)電機(jī)與電源發(fā)電機(jī)的主要區(qū)別是發(fā)電功率不同，即在同一輛車上，儲能發(fā)電機(jī)發(fā)電功率比電源發(fā)電機(jī)功率要大得多；電源發(fā)電機(jī)一般將外殼通過螺栓螺母(或螺釘)固定在儲能取力器殼體上適當(dāng)位置，通過花鍵套合或齒輪嚙合傳動；儲能發(fā)電機(jī)一般被固定在車架上適當(dāng)位置，與儲能取力器通過萬向軸連接傳動或通過萬向接盤連接傳動。儲能發(fā)電機(jī)可以是交流發(fā)電機(jī)，也可以是直流發(fā)電機(jī)，輸出電壓一般為220V或380V，功率一般在1000瓦以上，額定電流一般高于40安。在同一輛車上，儲能電池組的容量比電源蓄電池的容量大；儲能電池組一般由多人蓄電池通過串、并聯(lián)構(gòu)成；在儲能發(fā)電機(jī)至儲能電池組之間設(shè)計(jì)整流調(diào)節(jié)電路，使儲能發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)向儲能電池組充電，也可以通過就車插接日常照明和工業(yè)用電向儲能電池組充電。進(jìn)行電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)的車輛上可以取消原結(jié)構(gòu)中的電源發(fā)電機(jī)和電源蓄電池，而將儲能發(fā)電機(jī)和儲能蓄電池作為汽車電氣設(shè)備中的電源，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，要保證低壓用電電壓(24伏的起動電機(jī)除外、助力電機(jī)除外)為6伏或12伏，用電電流不能超過各電器設(shè)備中的額定電流。
氣壓轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)由儲能壓縮機(jī)和儲能貯氣機(jī)構(gòu)構(gòu)成。儲能壓縮機(jī)是大中型汽車上進(jìn)行儲能工作和牽阻工作的主要執(zhí)行機(jī)件之一，是根據(jù)汽車本身提供的技術(shù)參數(shù)確定出被傳動扭矩、吸氣量、終壓、功率等后設(shè)制的，一般為多缸、多級空氣壓縮機(jī)，它能將汽車上應(yīng)該進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲存再利用的機(jī)械能盡量充分地轉(zhuǎn)化成壓縮空氣的氣壓能以便儲存?zhèn)溆谩＝K級排氣壓力在20atm以上。儲能貯氣機(jī)構(gòu)是根據(jù)汽車本身所提供的一些技術(shù)參數(shù)確定出終壓和最大貯存容量后設(shè)置的，它主要由輸氣管道、貯氣筒以及對壓縮空氣進(jìn)行降溫、油水分離、檢測、調(diào)控等機(jī)件組成，它能將儲能壓縮機(jī)排出的壓縮空氣進(jìn)行安全合理地應(yīng)變貯存?zhèn)溆?，它的主要存氣機(jī)件是高壓貯氣筒，大、中型汽車上還設(shè)置有低壓貯氣筒，低壓貯氣筒的壓縮空氣是由高壓貯氣筒補(bǔ)充的。
關(guān)于氣轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)在“汽車氣壓儲能新裝置”(991165373)公開說明書中有詳細(xì)說明，下面主要補(bǔ)充說明電轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
為了充分轉(zhuǎn)化能量，本發(fā)明中所述儲能發(fā)電機(jī)是專門轉(zhuǎn)化車輛機(jī)械能的發(fā)電機(jī)，故應(yīng)比現(xiàn)代機(jī)動車輛上裝配的電源發(fā)電機(jī)功率大、電壓高、電流強(qiáng)，多為三項(xiàng)交流發(fā)電機(jī)，少數(shù)微型車輛(如輕便摩托車、助力車等)可以為單相交流或直流發(fā)電機(jī)。儲能發(fā)電機(jī)由取力傳動機(jī)構(gòu)靈活取力傳動，既可通過發(fā)動機(jī)傳動，也可通過車輛行駛的反傳動力傳動；功率及轉(zhuǎn)速應(yīng)與對應(yīng)發(fā)動機(jī)匹配，功率匹配比一般為1∶1.6，轉(zhuǎn)速匹配比一般為1∶1，轉(zhuǎn)速不一致時(shí)可通過取力器中齒輪變速傳動。為達(dá)到一車多用和就車接線充電目的，儲能發(fā)電機(jī)輸出電流多為三相交流，輸出電壓一般為380伏或220伏。發(fā)電機(jī)勵(lì)磁方式多為諧波勵(lì)磁和直流勵(lì)磁，少數(shù)可為相復(fù)勵(lì)磁、晶閘管勵(lì)磁。
為了將儲能發(fā)電機(jī)發(fā)出的高壓交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪褐绷麟?，便于通過儲能電池轉(zhuǎn)化儲存和用電設(shè)備應(yīng)用，在儲能發(fā)電機(jī)到儲能電池之間必須設(shè)計(jì)完好的整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一般由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、變壓器、整流器等構(gòu)成。勵(lì)調(diào)節(jié)器即通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，將發(fā)電機(jī)輸出電壓限定在規(guī)定值范圍內(nèi)，規(guī)定值約為380伏或220伏。勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一般有觸點(diǎn)式調(diào)節(jié)器、半導(dǎo)體式調(diào)節(jié)器、可變電阻調(diào)節(jié)器等。不論哪一種調(diào)節(jié)器，其基本原理都是以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)，通過調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以保持發(fā)電機(jī)的輸出電壓恒定。變壓器即借助電磁感應(yīng)作用，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓降低，以便整流充電及用電設(shè)備元件承受。整流器是利用硅二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣鬓D(zhuǎn)換為直流，以便充電和應(yīng)用。
為方便車輛向外供電和利用日常用電給車輛充電，發(fā)電機(jī)與整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間應(yīng)設(shè)置多用插接器，插接器上有發(fā)電機(jī)插孔、外線插孔、整流變壓插孔，可根據(jù)具體情況靈活插接。另外通過直流勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)還應(yīng)有勵(lì)磁開關(guān)或插接器。
儲能電池是專門轉(zhuǎn)化儲存電能的裝置，一般由多個(gè)6伏或12伏蓄電池通過串并聯(lián)構(gòu)成。蓄電池多為起動型鉛蓄電池，也可以是堿性電池。
三、應(yīng)用儲能系統(tǒng)包括應(yīng)用儲電機(jī)構(gòu)和應(yīng)用儲氣機(jī)構(gòu)。
應(yīng)用儲電機(jī)構(gòu)中儲電牽引助力裝置屬于本發(fā)明，其它不屬于本發(fā)明范疇，應(yīng)用儲氣機(jī)構(gòu)中高壓(壓力在10kgf/cm2以上)用氣屬于本人發(fā)明范疇，低壓(壓力在10kgf/cm2以下)用氣不屬于人發(fā)明范疇。但關(guān)于高壓用氣本人在“汽車高壓用氣新裝置”(991165845)的公開說明書中有詳細(xì)說明。下面主要說明儲電牽引助力裝置。
電牽引助力裝置由電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)三部分組成。進(jìn)行助力的電動機(jī)稱為助力電機(jī)，其為直流電動機(jī)，工作時(shí)供電電源是儲能電池，工作時(shí)的電壓、電流應(yīng)與儲能電池供給的電壓、電流配對，轉(zhuǎn)速應(yīng)與車輛傳動系配對。這樣，根據(jù)具體車輛的設(shè)計(jì)參數(shù)，可以選配合型號的直流電動機(jī)。助力電機(jī)主要機(jī)件基本上和起動機(jī)相似，它與起動機(jī)的主要區(qū)別是助力電機(jī)能較長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)做功，而起動電機(jī)不能長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)做功。具體技術(shù)數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)由具體車型而定；勵(lì)磁方式多為串勵(lì)或復(fù)勵(lì)，少數(shù)為并勵(lì)。其控制機(jī)構(gòu)一般只要求有起動控制、調(diào)速控制和制勵(lì)控制，也可有正反轉(zhuǎn)控制(變速器有倒檔的可以不需要)；起動控制一般采用串電阻控制，制動控制一般采用耗能制動控制，調(diào)速控制一般采用電樞回路串電阻調(diào)速或改變勵(lì)磁磁通調(diào)速或安裝無極機(jī)械變速機(jī)調(diào)速，正反轉(zhuǎn)控制多采用磁場反接法實(shí)現(xiàn)。儲電總開關(guān)與助力按鈕都安裝在駕駛室中，結(jié)構(gòu)與電源開關(guān)、起動按鈕相同，助力按鈕可以安裝在加速踏板附近某一位置，便于與加速踏板一起操作。傳動機(jī)構(gòu)包括傳動連接件及齒輪嚙合機(jī)構(gòu)、離合器等。傳動連接件即從電動機(jī)電樞軸動力輸出端到齒輪嚙合機(jī)構(gòu)之間的連接軸件，一般為萬向傳動軸或萬向接盤；齒輪嚙合機(jī)構(gòu)及離合器合稱為電動助力器，其一般安裝在取力器或變速器的取力窗孔上，由單向離合器和傳動撥叉及主、從動齒輪等以及相應(yīng)操作機(jī)構(gòu)構(gòu)成。傳動撥叉、齒輪等的結(jié)構(gòu)及工作情況都比較簡單。驅(qū)動齒輪安裝在助力軸上，助力從動齒輪安裝在取力器二軸或附加中間軸上，驅(qū)動齒輪與從動齒輪的嚙合方式也可與起動嚙合一樣進(jìn)行電磁操作強(qiáng)制嚙合，離合器的作用是傳遞電動機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行牽引助力或牽引，而在解除助力或牽引后自動打滑，以免影響傳動效率和保護(hù)電機(jī)，其結(jié)構(gòu)型式可采用汽車起動機(jī)上的滾柱式、彈簧式等，也可采用其它形式的結(jié)構(gòu)。操縱機(jī)構(gòu)即開關(guān)，有機(jī)械操縱式和電磁操縱式兩類，其作用是用來連通和切斷電動機(jī)與儲能電池之間的電路，其結(jié)構(gòu)也與車用起動機(jī)操縱機(jī)構(gòu)基本相同。電牽引助力裝置不僅可以對車輛進(jìn)行牽引助力，還可以在發(fā)動機(jī)上的電起動裝置工作不良或不能工作時(shí)，作為起動裝置使用。在脫離發(fā)動機(jī)的儲能變速換擋時(shí)，還可配合副離合器或儲能制動操作，實(shí)現(xiàn)“空加速”(與“加空油”相似)以方便掛檔，避免齒輪撞擊。
本發(fā)明與現(xiàn)有機(jī)動車輛設(shè)計(jì)技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)在于能克服現(xiàn)代機(jī)動車輛普遍存在的十二大弊病1、改空閑發(fā)動機(jī)能量白浪費(fèi)情況為有效轉(zhuǎn)化儲存再利用情況，達(dá)到節(jié)約能源目的；2、改制動消能為制動儲能，主要將下坡運(yùn)動中的大量遞減位能轉(zhuǎn)化儲存?zhèn)溆茫浯问侵苿拥窒膭幽?，這樣既經(jīng)濟(jì)又安全；3、將附設(shè)傳動件(發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)向油泵等)從發(fā)動機(jī)上遷移到傳動機(jī)構(gòu)傳動，能降低發(fā)動機(jī)自身運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，便于節(jié)約能源和儲能，且傳動效果好，故障率低；4、改無儲能制動裝置為有儲能制動裝置，減輕發(fā)動機(jī)和剎車機(jī)件磨損，延長使用壽命，改善機(jī)件磨損經(jīng)濟(jì)性；5、改下坡運(yùn)行中固有的不安全制動為安全制動，即改以發(fā)動機(jī)牽阻配合剎車制動的制動方法為以儲能制動⑦為主的制動方法，能減少剎車使用情況、減輕剎車負(fù)荷、減少剎車機(jī)件磨損、預(yù)防并保險(xiǎn)剎車失靈情況，從而使車輛運(yùn)行安全性得到大力加強(qiáng)和改善，降低山區(qū)交通事故發(fā)生率；6、改無輔助牽引裝置為有輔助牽引裝置，既能轉(zhuǎn)化儲存能量充分發(fā)揮有利作用，又能降低發(fā)動機(jī)使用負(fù)荷、節(jié)約燃料、延長使用壽命，并增大牽引力，加強(qiáng)動力性，提高平均運(yùn)行速度，縮短運(yùn)輸工作時(shí)間，解決起步難、爬坡難、引機(jī)出現(xiàn)故障不能自救等問題；
7、改無副起動裝置為有副起動裝置，解決一些起動難問題；8、改柴油發(fā)動機(jī)上無壓縮空氣增壓裝置為有壓縮空氣增壓裝置，使柴油車在進(jìn)行氣壓輔助牽引時(shí)(主要是爬坡)一同改善柴油發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排煙度，解決柴油車大負(fù)荷工作時(shí)污染性嚴(yán)重的問題；9、改一車一用為一車二用，使車輛向多用化方向發(fā)展；10、改電氣設(shè)備中無備用電源為有備用電源，實(shí)行電源故障自救；11、改無發(fā)動機(jī)散發(fā)熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置為有發(fā)動機(jī)散發(fā)熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，即使發(fā)動機(jī)在較大負(fù)荷工作時(shí)，其溫度得到大力降低，工作性能得到增強(qiáng)，又能使通向氣壓牽引助力器的高壓氣流得到增壓進(jìn)行更有效的牽引助力工作；12、改不經(jīng)濟(jì)、不合理結(jié)構(gòu)為經(jīng)濟(jì)合理結(jié)構(gòu)，即取消原結(jié)構(gòu)中電源——發(fā)電機(jī)、蓄電池，而以儲能發(fā)電機(jī)和儲能蓄電池所代替；取消部分車輛上的原裝壓縮機(jī)而以儲能壓縮機(jī)所代替；增設(shè)儲能取力傳動機(jī)構(gòu)和電動助力裝置代替原傳動結(jié)構(gòu)；取消部分山區(qū)汽車增設(shè)的制動鼓淋水冷卻裝置，取消發(fā)動機(jī)排氣制動和壓縮制動等等。
名詞注釋位能①——也叫重力勢能，是車輛運(yùn)行中與相對位置高度有關(guān)的能，位置高度指相對海拔高度差。車輛的位能等于車輛所受重力跟相對位置高度乘積，它是現(xiàn)代車輛上消費(fèi)最多的一種能量。
動能②——車輛由于運(yùn)動而具有的與速度有關(guān)的能，其大小等于車輛總質(zhì)量跟速度平方乘積的一半，它是車輛制動時(shí)消費(fèi)的一種能量。
空閑發(fā)動機(jī)能量③——發(fā)動機(jī)在無負(fù)荷時(shí)輸出的能量或負(fù)荷較小時(shí)輸出的多余能量。
外加能量④——通過車外電源設(shè)備供應(yīng)的能量。
發(fā)電機(jī)⑤——包括機(jī)動車輛上原配為電源的電源發(fā)電機(jī)和增設(shè)的專門進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲能的儲能發(fā)電機(jī)。
儲能壓縮機(jī)⑥——機(jī)動車輛上增設(shè)的專門進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲能工作和儲能牽阻工作的壓縮機(jī)。其功率及終壓比現(xiàn)代車輛上安裝的壓縮機(jī)大得多。
儲能制動⑦——車輛在制動過程中，將其本身所具有的動能或位能產(chǎn)生的反傳動力通過儲能取力裝置取得傳遞給轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)阻力達(dá)到制動效果的制動方法。
下面根據(jù)附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明總設(shè)計(jì)示意圖。
圖2、3為本發(fā)明中儲能電池聯(lián)接方法示意圖。
圖4為本發(fā)明中一種電路設(shè)計(jì)示意圖。
圖1至4中1.發(fā)動機(jī)2.附件(電源發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)向油泵、空調(diào)壓縮機(jī)等)3I、3II、3III.取力器4.變速器5.氣助力器6、6III.電助力器7.助力電機(jī)8.儲能發(fā)電機(jī)9.儲能電池組10.其它用電設(shè)備(照明、起動、點(diǎn)火、鳴號等)11.儲能壓縮機(jī)12.儲能貯氣機(jī)構(gòu)13.其它用氣設(shè)備(制動、鳴號等)14.驅(qū)動輪15.其它傳動機(jī)件(傳動軸、減速器、分動器等)16.限流器17、21.熔斷器18.低壓用電設(shè)備19.電流表20.控制器22.調(diào)節(jié)器23.插接器24.變壓器25.插座26.整流器K1、K2、K3.開關(guān) SB1、SB2、SB3.按扭 U高.高電壓 U低.低電壓。
圖1中
表示兩裝置或部件相連接，并可單向傳遞動力；
表示兩裝置或部件相連接并可相互傳遞動力；
表示電能供應(yīng)方向；
表示壓縮空氣供應(yīng)方向。
圖1為本發(fā)明中各種設(shè)計(jì)方法示意圖即電、氣、電氣綜合以及I、II、III型轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)方法，在I、II型取力傳動設(shè)計(jì)中可以進(jìn)行電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)，也可以進(jìn)行氣轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)；III型取力傳動設(shè)計(jì)只能進(jìn)行電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)。
I型設(shè)計(jì)中，取力器3I設(shè)計(jì)在發(fā)動機(jī)1和變速器4之間，其可取得發(fā)動機(jī)動力以及車輛行駛的反傳動力，傳動儲能發(fā)電機(jī)8或儲能壓縮機(jī)11以及必要附件2。儲能發(fā)電機(jī)8發(fā)出的電能向儲能電池組9供應(yīng)，由9轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存。儲能電池蓄存的電能主要向助力電機(jī)7供電，使7產(chǎn)生動力通過電助力器6進(jìn)行牽引助力工作，其次向其它用電設(shè)備10供電。電助力器6設(shè)計(jì)在取力器3I上，其可將助力電機(jī)7的動力取得，通過取力器3傳遞給變速器4進(jìn)行牽引助力工作。儲能壓縮機(jī)11產(chǎn)生的高壓空氣由儲能貯氣機(jī)構(gòu)12儲存，大部分供應(yīng)氣壓牽引助力器5用氣進(jìn)行牽引助力工作，少部分用于其它用氣設(shè)備13進(jìn)行其它工作(如制動、鳴號、起動、自卸等)。并將通向助力器5的高壓氣流通過發(fā)動機(jī)1散發(fā)熱量進(jìn)行加熱增壓，將助力器5排出的尾氣對發(fā)動機(jī)1(只適用于柴油機(jī))進(jìn)行進(jìn)氣增壓。
II型設(shè)計(jì)中，取力器3II設(shè)計(jì)在變速器4側(cè)面取力窗孔上，其同樣可以取力傳動上述各機(jī)件運(yùn)轉(zhuǎn)。其它設(shè)計(jì)與I型是同樣的。
III型設(shè)計(jì)中，取力器3III設(shè)計(jì)在儲能發(fā)電機(jī)8的前端，與儲能發(fā)電機(jī)8連為一體安裝于發(fā)動機(jī)1和變速器4之間，其可將發(fā)動機(jī)1的動力取得直接傳動變速器4進(jìn)行牽引工作，也可傳動儲能發(fā)電機(jī)8進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲能工作，還可使發(fā)動機(jī)1與其后面的傳動機(jī)件傳動路線切斷，使車輛的反傳動力傳動儲能發(fā)電機(jī)8運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲能或儲能制動。電助力器6III設(shè)計(jì)在變速器4側(cè)面取力窗孔上，其可將電動機(jī)7的動力取得傳遞給變速器進(jìn)行牽引助力工作，上面還可安裝傳動必要附件2。電能供應(yīng)情況同I型所述。
如圖1所示，發(fā)動機(jī)的動力可以經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)正向傳遞驅(qū)動輪14進(jìn)行牽引，但汽車?yán)脩T性動能或位能運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動輪14將產(chǎn)生動力，經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)逆向傳遞給發(fā)動機(jī)。因此，車輛下坡運(yùn)行時(shí)可以利用發(fā)動機(jī)1牽阻，本發(fā)明正是利用這一原理而設(shè)計(jì)的。即本發(fā)明的主要目的是將車輛下坡運(yùn)行時(shí)由驅(qū)動輪14產(chǎn)生的反傳動力取得進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲能備用和制動工作。
圖2和圖3表示電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用中的儲能電池兩種聯(lián)接方法。圖2是將每兩個(gè)12V(或6V)蓄電池并聯(lián)后再串聯(lián)，稱作H型；圖6是將整個(gè)電池串聯(lián)，稱作串聯(lián)型。將兩種聯(lián)接方法相比較可以看出H型聯(lián)接儲電較多，總?cè)萘看螅烹姇r(shí)間長，如其中有個(gè)別電池?fù)p壞斷路，對整個(gè)電池的充、供電影響不大，但蓄電池?cái)?shù)量太多，整個(gè)電池占車輛灌注容量大，供電電流太強(qiáng)；串聯(lián)型聯(lián)接儲電較少，總?cè)萘枯^小，放電時(shí)間較短，如有個(gè)別電池?fù)p壞斷路，將影響整個(gè)電池的充、供電情況，但這種聯(lián)接方法能減少車輛上蓄電池?cái)?shù)量，縮小其灌注容量，減輕車輛自重，且供電電流適當(dāng)。在機(jī)動車輛上既可選擇H型聯(lián)接，也可選擇串聯(lián)型聯(lián)接，也可根據(jù)具體情況自由選定或者改用其它聯(lián)接方法。
圖4為車輛電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)的一種電路設(shè)計(jì)實(shí)施示意圖。在電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)的車輛上，儲能電池9和發(fā)電機(jī)8輸出的電壓一般都高于起動、照明、信號等用電設(shè)備額定電壓，稱為高電壓U高，此電壓只適于助力電機(jī)7用電，在汽車上U高＞24V；其它用電設(shè)備承受的額定電壓稱為低電壓U低，U高＞U低，相應(yīng)用電設(shè)備稱為低壓用電設(shè)備18，一般U低＝6或U低＝12V或U低＝24V。如圖4所示，一般取靠儲能電池組11負(fù)極尾端一至二節(jié)電池作為低壓用電設(shè)備18的電源，為了防止相應(yīng)電池出現(xiàn)故障斷路或其它原因造成低壓電路出現(xiàn)高電流、電壓燒毀低壓用電設(shè)備18，一般要求在低壓總電路中裝配開關(guān)K1或K2、限流器16、熔斷器17。
如圖4所示，將儲能電池9與發(fā)電機(jī)電路、電動機(jī)電路并聯(lián)，在儲能電池9到發(fā)電機(jī)電路、電動機(jī)電路的總干路上設(shè)置開關(guān)K3、電流表19，開關(guān)K3用以斷開或接通儲能電池9與發(fā)電機(jī)8、電動機(jī)7之間的電路；電流表19用以顯示儲能電池9充、放電情況，在發(fā)電機(jī)電路和電動機(jī)電路的支干路上裝配熔斷器21，用以防止電流過大燒毀部分電器，起保險(xiǎn)作用；在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路上并聯(lián)裝配調(diào)節(jié)器22，調(diào)節(jié)器22可選用晶體管調(diào)節(jié)器和集成電路調(diào)節(jié)器或可變電阻調(diào)節(jié)器，用以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)8的勵(lì)磁電流，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓，保持恒定；發(fā)電機(jī)8開始發(fā)電時(shí)采取儲能電池9勵(lì)磁，即他勵(lì)，當(dāng)發(fā)電機(jī)8電壓達(dá)到儲能電池9的電壓時(shí)轉(zhuǎn)為自勵(lì)；發(fā)電機(jī)8發(fā)出的電多為三相交流電，將其三線插接在插接器23上，向變壓器24供電，還可以向外供電；通過插接外線可以利用日常三相電向變壓器24供三相交流電，供電時(shí)應(yīng)將發(fā)電機(jī)三線插頭抽開；變壓器24可使輸入的三相交流電電壓降低，便于整流器26和儲能電池9、電動機(jī)7承受；整流器26為硅管橋式整流器，其作用是將變壓器輸出的交流電變?yōu)橹绷麟?，以便向儲能電?充電和向電動機(jī)7及其它用電設(shè)備18供電；電動機(jī)電路必須并聯(lián)控制器20，控制器20上有多個(gè)控制按鈕，一般有起動按鈕SB1、停止按鈕SB2、調(diào)速按鈕SB3，還可設(shè)置反轉(zhuǎn)按鈕SB4。通過操作，可以對電動機(jī)6進(jìn)行起動、調(diào)速、停止、反轉(zhuǎn)等。
權(quán)利要求
1.機(jī)動車輛轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)新方法，本設(shè)計(jì)方法有電、氣、電氣綜合，I、II、III型，即利用傳動機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)或壓縮機(jī)等將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電或氣能或外輸電能，電能由儲能電池轉(zhuǎn)儲備用或直接應(yīng)用，氣壓能由貯氣機(jī)構(gòu)儲存?zhèn)溆茫槐驹O(shè)計(jì)主要將車輛制動抵消的位能轉(zhuǎn)儲應(yīng)用，其次是空閑發(fā)動機(jī)能量、制動抵消的動能和外輸電能；所指車輛包括汽車、農(nóng)用車、拖拉機(jī)、摩拖車、助力車等；其特征是電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)方法即在傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)計(jì)儲能取力傳動機(jī)構(gòu)，配套裝配發(fā)電機(jī)、整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、儲能電池、助力電機(jī)等，通過取力傳動機(jī)構(gòu)靈活充分地取得空閑發(fā)動機(jī)能量及制動抵消的位能和動能，傳動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)整流調(diào)節(jié)后，一少部分供應(yīng)用電設(shè)備用電，大部分由儲能電池轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來(即充電)；也可以插接外線向外供電或給儲能電池充電備用，儲能電池的電能主要利用起來進(jìn)行牽引助力，即向助力電機(jī)供電，其次是在發(fā)電機(jī)不發(fā)電或發(fā)電弱時(shí)向其它用電設(shè)備供電，如照明、起動、鳴號等，車輛的牽引力主要是靠發(fā)動機(jī)供給，電動機(jī)只選擇性地進(jìn)行牽引或助力；氣轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用方法即通過儲能取力器將儲能動力充分取得，傳動儲能壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將應(yīng)該進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲存的機(jī)械能充分轉(zhuǎn)化成氣壓能，通過貯氣機(jī)構(gòu)貯存，貯存的氣壓能一部分供應(yīng)制動、起動、氣喇叭等設(shè)備用氣，大部分供應(yīng)氣壓牽引助力器用氣，進(jìn)行牽引助力工作，將通向助力器的高壓氣流通過發(fā)動機(jī)散發(fā)的熱量進(jìn)行加熱增壓，并在柴油車上設(shè)計(jì)出對氣壓牽引助力器的排氣進(jìn)行再利用的壓縮空氣進(jìn)氣增壓裝置；一般在輕型機(jī)動車輛上只進(jìn)行電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)，在大型車輛上(有氣壓制動的)既有電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)，也有氣轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)，即電、氣綜合轉(zhuǎn)化儲能的應(yīng)用設(shè)計(jì)，取力傳動機(jī)構(gòu)取得上述能量既傳動發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，也傳動壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，但主要轉(zhuǎn)化儲能機(jī)件只選擇其中一件，而另一件只作為一小附件被取力傳動，例如將發(fā)電機(jī)作為主要轉(zhuǎn)化儲能機(jī)件時(shí)，則發(fā)電機(jī)為大功率儲能發(fā)電機(jī)，壓縮機(jī)只是一般車輛上的低氣壓(壓力不超過8atm)小型壓縮機(jī)；將壓縮機(jī)作為主要轉(zhuǎn)化儲能機(jī)件時(shí)，則發(fā)電機(jī)為一般車輛上的小型小功率電源發(fā)電機(jī)；I型即儲能取力器和助力器作為一整體，可獨(dú)立設(shè)計(jì)安裝于發(fā)動機(jī)離合器和變速器之間；II型即將儲能取力器、助力器安裝于變速器右側(cè)，與變速器連為一體；II型即將取力器獨(dú)力設(shè)置于發(fā)動機(jī)離合器和發(fā)電機(jī)之間，將助力器設(shè)制于變速器右側(cè)；無論哪種設(shè)計(jì)類型，機(jī)動車輛轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用的設(shè)計(jì)都由取力傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化儲能系統(tǒng)、儲能應(yīng)用系統(tǒng)三大模塊組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征是電轉(zhuǎn)化儲能機(jī)構(gòu)由發(fā)電機(jī)、整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、插接器、導(dǎo)線、蓄電池等構(gòu)成，其中電源發(fā)電機(jī)和儲能發(fā)電機(jī)的傳動方式，以及儲能發(fā)電機(jī)和儲能電池組的增設(shè)情況及其發(fā)電量、容電量等技術(shù)參數(shù)的確定以及儲能電池組就車充電設(shè)計(jì)屬于本發(fā)明新穎范疇，其它結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面不屬于本發(fā)明范疇；即在本發(fā)明中，電源發(fā)電機(jī)以及部分汽車上的轉(zhuǎn)向油泵、真空助力泵等附件都是通過儲能取力器取力傳動的，這樣便于節(jié)油、儲能，并不是象以前安裝在發(fā)動機(jī)上傳動，增加發(fā)動機(jī)自身負(fù)荷，且不使在運(yùn)行中停機(jī)節(jié)能；從前在汽車上根本不存在儲能發(fā)電機(jī)和儲能電池組，而汽車在運(yùn)用中確實(shí)存在大量浪費(fèi)能量需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲存再利用，這就必須設(shè)置儲能發(fā)電機(jī)和儲能電池組；儲能發(fā)電機(jī)通過儲能取力器取力傳動，將應(yīng)該進(jìn)行轉(zhuǎn)化儲存的機(jī)械能(空閑發(fā)動機(jī)能量、制動抵消的位能和動能)充分轉(zhuǎn)化成電能，電能通過整流調(diào)節(jié)電路輸入儲能電池組，轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲存起來(充電)；儲能發(fā)電機(jī)與電源發(fā)電機(jī)的主要區(qū)別是發(fā)電功率不同，即在同一輛車上，儲能發(fā)電機(jī)發(fā)電功率比電源發(fā)電機(jī)功率要大得多；電源發(fā)電機(jī)一般將外殼通過螺栓螺母(或螺釘)固定在儲能取力器殼體上適當(dāng)位置，通過花鍵套合或齒輪嚙合傳動；儲能發(fā)電機(jī)一般被固定在車架上適當(dāng)位置，與儲能取力器通過萬向軸連接傳動或通過萬向接盤連接傳動；儲能發(fā)電機(jī)可以是交流發(fā)電機(jī)，也可以是直流發(fā)電機(jī)，輸出電壓一般在為220V或380V，功率一般在1000瓦以上，額定電流一般高于40安；在同一輛車上，儲能電池組的容量比電源蓄電池的容量大；儲能電池組一般由多人蓄電池通過串、并聯(lián)構(gòu)成；在儲能發(fā)電機(jī)至儲能電池組之間設(shè)計(jì)整流調(diào)節(jié)電路，使儲能發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)向儲能電池組充電，也可以通過就車插接日常照明和工業(yè)用電向儲能電池組充電；進(jìn)行電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)的車輛上可以取消原結(jié)構(gòu)中的電源發(fā)電機(jī)和電源蓄電池，而將儲能發(fā)電機(jī)和儲能蓄電池作為汽車電氣設(shè)備中的電源，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，要保證低壓用電電壓(24伏的起動電機(jī)除外、助力電機(jī)除外)為6伏或12伏，用電電流不能超過各電器設(shè)備中的額定電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征是氣壓儲能機(jī)構(gòu)由儲能壓縮機(jī)和儲能貯氣機(jī)構(gòu)構(gòu)成；儲能壓縮機(jī)是大中型汽車上進(jìn)行儲能工作和牽阻工作的主要執(zhí)行機(jī)件之一，是根據(jù)汽車本身提供的技術(shù)參數(shù)確定出被傳動扭矩、吸氣量、終壓、功率等后設(shè)制的，一般為多缸、多級空氣壓縮機(jī)，它能將汽車上應(yīng)該進(jìn)行儲存再利用的機(jī)械能盡量充分地轉(zhuǎn)化成壓縮空氣的氣壓能以便儲存?zhèn)溆茫唤K級排氣壓力在20atm以上；儲能貯氣機(jī)構(gòu)是根據(jù)汽車本身所提供的一些技術(shù)參數(shù)確定出終壓和最大貯存容量后設(shè)置的，它主要由輸氣管道、貯氣筒以及對壓縮空氣進(jìn)行降溫、油水分離、檢測、調(diào)控等機(jī)件組成，它能將儲能壓縮機(jī)排出的壓縮空氣進(jìn)行安全合理地應(yīng)變貯存?zhèn)溆?，它的主要存氣機(jī)件是高壓貯氣筒，大、中型汽車上還設(shè)置有低壓貯氣筒，低壓貯氣筒的壓縮空氣是由高壓貯氣筒補(bǔ)充的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征是本發(fā)明中所述儲能發(fā)電機(jī)是專門轉(zhuǎn)化車輛上機(jī)械能的發(fā)電機(jī)，故應(yīng)比現(xiàn)代機(jī)動車輛上裝配的電源發(fā)電機(jī)功率大、電壓高、電流強(qiáng)，多為三項(xiàng)交流發(fā)電機(jī)，少數(shù)微型車輛(如輕便摩托車、助力車等)可以為單相交流或直流發(fā)電機(jī)；儲能發(fā)電機(jī)由取力傳動機(jī)構(gòu)靈活取力傳動，既可通過發(fā)動機(jī)傳動，也可通過車輛行駛的反傳動力傳動；功率及轉(zhuǎn)速應(yīng)與對應(yīng)能源體匹配，功率匹配比一般為1∶1.6，轉(zhuǎn)速匹配比一般為1∶1，轉(zhuǎn)速不一致時(shí)可通過取力器中齒輪變速傳動；為達(dá)到一車多用和就車接線充電目的，輸出電流多為三相交流，輸出電壓一般為380伏或220伏；勵(lì)磁方式多為諧波勵(lì)磁和直流勵(lì)磁，少數(shù)可為相復(fù)勵(lì)磁、晶閘管勵(lì)磁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征是在儲能發(fā)電機(jī)到儲能電池之間必須設(shè)計(jì)完好的整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)一般由勵(lì)磁調(diào)節(jié)器、變壓器、整流器等構(gòu)成，勵(lì)調(diào)節(jié)器即通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，在一定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，將發(fā)電機(jī)輸出電壓限定在規(guī)定值范圍內(nèi)，規(guī)定值約為380伏或220伏；勵(lì)磁調(diào)節(jié)器一般有觸點(diǎn)或調(diào)節(jié)器、半導(dǎo)體式調(diào)節(jié)器、可變電阻調(diào)節(jié)器等，不論哪一種調(diào)節(jié)器，其基本原理都是以發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速為基礎(chǔ)，通過調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，以保持發(fā)電機(jī)的輸出電壓恒定；變壓器即借助電磁感應(yīng)作用，將發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓降低，以便整流充電及用電設(shè)備元件承受；整流器是利用硅二極管的單向?qū)щ娦裕瑢⒔涣鬓D(zhuǎn)換為直流，以便充電和應(yīng)用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征是發(fā)電機(jī)與整流調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)之間應(yīng)設(shè)置多用插接器，插接器上有發(fā)電機(jī)插孔、外線插孔、整流變壓插孔，可根據(jù)具體情況靈活插接；另外通過直流勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)還應(yīng)有勵(lì)磁開關(guān)或插接器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征是儲能電池一般由多個(gè)6伏或12伏蓄電池通過串并聯(lián)構(gòu)成，蓄電池多為起動型鉛蓄電池，也可以是堿性電池；一般有H型和串聯(lián)型兩種聯(lián)接方法，將每兩個(gè)12伏或6伏蓄電池并聯(lián)后再串聯(lián)為H型，將整個(gè)電池串聯(lián)為串聯(lián)型；在機(jī)動車輛上可選擇H型聯(lián)接，也可選擇串聯(lián)型聯(lián)接，也可根據(jù)具體情況自由選定或者改用其它聯(lián)接方法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征是電牽引助力裝置由電動機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)三部分組成；進(jìn)行助力的電動機(jī)稱為助力電機(jī)，其為直流電動機(jī)，工作時(shí)供電電源是儲能電池，工作時(shí)的電壓、電流應(yīng)與儲能電池供給的電壓、電流配對，轉(zhuǎn)速應(yīng)與車輛傳動系配對；這樣，根據(jù)具體車輛的設(shè)計(jì)參數(shù)，可以選配合型號的直流電動機(jī)；助力電機(jī)主要機(jī)件基本上和起動機(jī)相似，它與起動機(jī)的主要區(qū)別是助力電機(jī)能較長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)做功，而起動電機(jī)不能長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)做功；具體技術(shù)數(shù)據(jù)和技術(shù)參數(shù)由具體車型而定；勵(lì)磁方式多為串勵(lì)或復(fù)勵(lì)，少數(shù)為并勵(lì)；其控制機(jī)構(gòu)一般只要求有起動控制、調(diào)速控制和制勵(lì)控制，也可有正反轉(zhuǎn)控制(變速器有倒檔的可以不需要)；起動控制一般采用串電阻控制，制動控制一般采用耗能制動控制，調(diào)速控制一般采用電樞回路串電阻調(diào)速或改變勵(lì)磁磁通調(diào)速或安裝無極機(jī)械變速機(jī)調(diào)速，正反轉(zhuǎn)控制多采用磁場反接法實(shí)現(xiàn)；儲電總開關(guān)與助力按鈕都安裝在駕駛室中，結(jié)構(gòu)與電源開關(guān)、起動按鈕相同，助力按鈕可以安裝在加速踏板附近某一位置，便于與加速踏板一起操作；傳動機(jī)構(gòu)包括傳動連接件及齒輪嚙合機(jī)構(gòu)、離合器等，傳動連接件即從電動機(jī)電樞軸動力輸出端到齒輪嚙合機(jī)構(gòu)之間的連接軸件，一般為萬向傳動軸或萬向接盤；齒輪嚙合機(jī)構(gòu)及離合器合稱為電動助力器，其一般安裝在取力器或變速器的取力窗孔上，由單向離合器和傳動撥叉及主、從動齒輪等以及相應(yīng)操作機(jī)構(gòu)構(gòu)成；驅(qū)動齒輪安裝在助力軸上，助力從動齒輪安裝在取力器二軸或附加中間軸上，驅(qū)動齒輪與從動齒輪的嚙合方式也可與起動嚙合一樣進(jìn)行電磁操作強(qiáng)制嚙合，離合器的作用是傳遞電動機(jī)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行牽引助力或牽引，而在解除助力或牽引后自動打滑，以免影響傳動效率和保護(hù)電機(jī)，其結(jié)構(gòu)型式可采用汽車起動機(jī)上的滾柱式、彈簧式等，也可采用其它形式的結(jié)構(gòu)；操縱機(jī)構(gòu)即開關(guān)，有機(jī)械操縱式和電磁操縱式兩類，其作用是用來連通和切斷電動機(jī)與儲能電池之間的電路，其結(jié)構(gòu)也與車用起動機(jī)操縱機(jī)構(gòu)基本相同；電牽引助力裝置不僅可以對車輛進(jìn)行牽引助力，還可以在發(fā)動機(jī)上的電起動裝置工作不良或不能工作時(shí)，作為起動裝置使用；在脫離發(fā)動機(jī)的儲能變速換擋時(shí)，還可配合副離合器或儲能制動操作，實(shí)現(xiàn)“空加速”(與“加空油”相似)以方便掛檔，避免齒輪撞擊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征是在電轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)的車輛上，儲能電池和發(fā)電機(jī)輸出的電壓一般都高于起動、照明、信號等用電設(shè)備額定電壓，稱為高電壓U高，此電壓只適于助力電機(jī)用電，在汽車上U高＞24V；其它用電設(shè)備承受的額定電壓稱為低電壓U低，U高＞U低，相應(yīng)用電設(shè)備稱為低壓用電設(shè)備，一般U低＝6或U低＝12V或U低＝24V；一般取靠儲能電池組負(fù)極尾端一至二節(jié)電池作為低壓用電設(shè)備的電源，為了防止相應(yīng)電池出現(xiàn)故障斷路或其它原因造成低壓電路出現(xiàn)高電流、電壓燒毀低壓用電設(shè)備，一般要求在低壓總電路中裝配開關(guān)、限流器、熔斷器；將儲能電池與發(fā)電機(jī)電路、電動機(jī)電路并聯(lián)，在儲能電池到發(fā)電機(jī)電路、電動機(jī)電路的總干路上設(shè)置開關(guān)、電流表，開關(guān)用以斷開或接通儲能電池與發(fā)電機(jī)、電動機(jī)之間的電路；電流表用以顯示儲能電池充、放電情況，在發(fā)電機(jī)電路和電動機(jī)電路的支干路上裝配熔斷器，用以防止電流過大燒毀部分電器，起保險(xiǎn)作用；在發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電路上并聯(lián)裝配調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)器可選用晶體管調(diào)節(jié)器和集成電路調(diào)節(jié)器或可變電阻調(diào)節(jié)器，用以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，從而調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)輸出電壓，保持恒定；發(fā)電機(jī)開始發(fā)電時(shí)采取儲能電池勵(lì)磁，即他勵(lì)，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓達(dá)到儲能電池的電壓時(shí)轉(zhuǎn)為自勵(lì)；發(fā)電機(jī)發(fā)出的電多為三相交流電，將其三線插接在插接器上，向變壓器供電，還可以向外供電；通過插接外線可以利用日常三相電向變壓器供三相交流電，供電時(shí)應(yīng)將發(fā)電機(jī)三線插頭抽開；變壓器可使輸入的三相交流電電壓降低，便于整流器和儲能電池、電動機(jī)承受；整流器為硅管橋式整流器，其作用是將變壓器輸出的交流電變?yōu)橹绷麟姡员阆騼δ茈姵爻潆姾拖螂妱訖C(jī)及其它用電設(shè)備供電；電動機(jī)電路必須并聯(lián)控制器，控制器上有多個(gè)控制按鈕，一般有起動按鈕、停止按鈕、調(diào)速按鈕，還可設(shè)置反轉(zhuǎn)按鈕，通過操作可以對電動機(jī)進(jìn)行起動、調(diào)速、停止、反轉(zhuǎn)等。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于機(jī)動車輛的轉(zhuǎn)化儲能應(yīng)用設(shè)計(jì)新方法,有電、氣、電氣綜合,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型設(shè)計(jì)類型。在傳動機(jī)構(gòu)中設(shè)計(jì)取力傳動機(jī)構(gòu)、儲能發(fā)電機(jī)或壓縮機(jī)、儲能電池或貯氣機(jī)構(gòu)、助力裝置以及相應(yīng)調(diào)控系統(tǒng);將原發(fā)動機(jī)上附件遷移到取力傳動機(jī)構(gòu)中傳動,將應(yīng)該轉(zhuǎn)儲備用的空閑能量、制消位能和動能充分轉(zhuǎn)儲備用,并可接外線充、供電;行駛中可儲能制動,并靈活調(diào)速;將儲電或氣主用于牽引或助力,次供其它設(shè)備。解決現(xiàn)機(jī)動車12大弊病,優(yōu)化效果顯著,集節(jié)能、降耗、安全、提速、實(shí)用等于一體。
文檔編號B60T1/00GK1273194SQ0010715
公開日2000年11月15日 申請日期2000年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月14日
發(fā)明者田革 申請人:田革