一种电动车液力减震回能车轮的制作方法

本实用新型涉及一种电动车液力减震回能车轮，属于车辆技术领域。

背景技术：

随着车轮每一次转动，当轮胎与路面接触时，由于承重的原因会产生变形。随着轮胎结构的变形，其组成部件会变热，这部分由发动机传输来的、用于驱动车辆运动的能量产生损耗，即发生了滚动阻力现象。滚动阻力来自于轮胎的形变，车辆在不停的震动，加剧了轮胎形变，使得滚动阻力系数大幅上升，车轮的能耗也跟着大幅上升，由此可以看出如果能够降低车轮结构的形变量，减少震动，就可以大幅降低，车轮能耗。对于电动车而言，电动车所使用的是轮毂电机，直接驱动车轮前进，而目前的电动车是通过悬架来减轻振动，并且悬架都没有考虑到水平方向的减振效应，此外悬架的结构较复杂，成本较高，重量较重。因此，为了减少电动车结构的复杂性，降低成本，增加减振效果，可以考虑对车轮改进，直接在车轮上实现纵向和垂直向的减振功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种电动车液力减震回能车轮。该发明可根据振幅的大小动态调节轮胎的线速度，保持车辆运动过程重心位置不变，化解了瞬态水平方向和垂直方向上的冲击，降低车轮的滚动阻力，提高电动车运行的平顺性。

本实用新型的技术方案：

一种电动车液力减震回能车轮，包括车轮，车轮上连有减震盘，其特征在于:所述减震盘包括水平震动消除结构、竖直震动消除结构、校准结构；

所述水平震动消除结构包括转动泵活塞外层3、左出口4、液压导流通道5、左导流柱6、导流柱复位弹簧7、转动泵活塞内层8、活塞 I 9、活塞腔10、复位扳手18、中心轴19、水平活塞20、缸体21、水平腔22、竖直腔27、右导流柱28、右出口29、活塞II 30、弹簧31、活塞圆环固定板32；转动活塞泵外层3和转动活塞泵内层8相互嵌套，中空部分为活塞腔10；转动活塞泵外层3上设有活塞I 9，转动活塞泵内层8上设有活塞II 30，活塞I 9和活塞II 30将活塞腔10分为上腔体10-1和下腔体10-2；

所述活塞圆环固定板32内水平方向左右两侧分别安装有活塞20，活塞20一端固定在中心轴19上，另一端固定在缸体21内，缸体21内设有水平腔22和竖直腔27，缸体21包括左缸体21-1和右缸体21-2，左缸体21-1通过水平腔22连通液压导流通道5到达左出口4，左出口4与下腔体10-2连通，左缸体21-1通过竖直腔27连通左导流柱6，左导流柱6上设有导流柱复位弹簧7，右缸体21-1通过竖直腔27连通右导流柱28至右出口29，右出口29与上腔体10-1连通；

所述中心轴19竖直垂直方向上安装有复位扳手18，复位扳手18两端安装有弹簧31，弹簧31固定在活塞圆环固定板32上；

所述竖直震动消除结构包括上活塞1、下活塞17、上缸体2、下缸体16，上活塞1和下活塞17的一端固定在活塞圆环固定板32上下两端，另一端分别固定在上缸体2、下缸体16内；

所述校准结构包括活塞柱复位弹簧11、活塞柱12、竖直活塞13、活塞腔14、连通管15、光敏发光探头23、光敏接收探头、悬架固定夹41、高压油泵装置42、油泵固定片43、高压油管44，活塞柱12和竖直活塞13依次设置在竖直腔27的下方，活塞柱12上设有活塞住复位弹簧11，竖直活塞13设置在活塞腔14内，左右两侧的活塞腔14通过连通管15连通，其中一侧活塞腔14通过高压油管44与油泵装置42连接，右侧竖直腔27的外壁水平位置上安装有光敏发光探头23，在转动泵活塞内层8与之对应的一侧安装有光敏接收探头，油泵装置42通过油泵固定片43固定在悬架固定夹41的下方，悬架固定夹41固定在中心轴19上。

所述车轮包括轮辋38、减震悬架40、轮胎39、轮毂33、轮毂封头34、轮毂电机定子35、轮毂电机转子36、车轮辐条37、密封挡板45，密封挡板45设置在减震盘和车轮之间，密封挡板45的轴心位置安装有轮毂33，轮毂33的端头安装有轮毂封头34，轮毂33外侧安装有轮毂电机定子35，轮毂电机定子35外侧安装轮毂电机转子36，该轮毂电机转子嵌入到轮毂电机外壳内，轮辋38通过车轮辐条37固定在轮毂电机外壳上，轮胎39固定安装在轮辋38之上，减震悬架40固定安装在悬架固定夹41之上，轮胎39材质采用硬质橡胶，轮胎39内部填充高密度硬质泡沫塑料，构成实心轮胎。

所述弹簧31套设在弹簧柱上，弹簧柱固定在活塞圆环固定板32上。

所述光敏接收探头有3个，包括下光敏接收探头24、中心光敏接收探头25和上光敏接收探头26。

本实用新型的工作过程

水平摆动的消除：车辆碾压到了石块，造成车辆的摆动，左边的水平活塞缸内的液体在受到拉伸之后，通过右导流柱28之后，由右出口29吸入上部分的转动泵腔体10-1的液体，这样就使得上腔体10-1腔体体积减小，下腔体10-2体积增加，由于整个转动泵活塞内层8是固定不动的，活塞II 30不发生转动，这样就迫使活塞9 I向上转动，转动泵活塞外层3靠车轮一侧安装有密封挡板45，密封挡板45的轴心位置安装有轮毂33，电动车轮毂33外侧安装有轮毂电机定子35，这样就使得轮毂电机定子35发生转动，由于轮毂电机定子35外侧安装轮毂电机转子36，该轮毂电机转子嵌入到轮毂电机外壳内，轮毂电机外壳为车轮辐条37，车轮辐条37把轮辋38固定连接在轮毂电机外壳上，于是整个轮胎在原来运动的基础之上再叠加一个转动，转动一个角度，使得轮胎外缘的线速度增加。这样，车辆的运动速度并没有改变，改变的是轮胎的轴心位置。即轮胎轴心会发生前后摆动，但是这种摆动不会造成整辆车的摆动，在轮胎轴心发生水平摆动的时候，轮胎的外缘线速度发生改变，由此消除车辆的水平冲量。

当车辆碾压完石块之后，进入到平顺应运动阶段，水平摆动通过水平力复位弹簧31进行复位，另一方面水平活塞20的运动使得液体产生流动，这样就形成了阻尼运动，这样就极大的削弱了摆动，更重要的是车轮边缘的变速运动是消除水平摆动最重要的因素。

垂直方向震动的消除：当汽车在向前运动的时候，车轮碾压到石块，车轮会向上跳动，这样就使得转动泵活塞外层3跟随向上跳动，于是下活塞17挤压下缸体16内的液体，液体进入到下腔体10-2内；另一方面，上活塞1抽吸上缸体2内的液体，使得上腔体10-2内的液体减少，由于活塞I 9是固定不动的，因而迫使活塞II 30顺时针转动，这样就会导致中心轴19的位置并没有发生改变，但车轮外缘在向上提升，同时加速转动，这样就动态消除了垂直方向上向上的振动，当车轮胎碾压时快结束时，在导流柱复位弹簧7和活塞柱复位弹簧11的作用下，竖直活塞13复位，转动泵活塞外层3反向逆时针转动，同时中心轴19回复到转动泵活塞外层3圆环的轴心位置，这样就动态消除了垂直方向上向下的震动。

初始垂直方向力的校准：由于车辆自身的重量发生改变的时候，转动泵活塞外层3和转动泵活塞内层8之间的轴心位置会发生改变，在理想状态下，转动泵活塞外层3圆环和转动泵活塞内层8圆环的轴心是重叠的，当车身的重量变大，转动泵活塞外层3的轴心位置会高于转动泵活塞内层8的轴心位置，同样当车身重量变小时，转动泵活塞外层3的轴心位置会小于转动泵活塞内层8的轴心位置。打开电门之后，光敏发光探头23发出光线，对应的下光敏接收探头24，中心光敏接收探头25和上光敏接收探头26就会接收到信号，判断出来转动活塞泵内层3相对于转动活塞泵外层8的轴心位置，之后启动高压油泵装置42，若转动活塞泵内层3的轴心位置低于转动活塞泵外层8的轴心位置，高压油泵42将液压油通过高压油管44注入到活塞腔14内，由于左右两侧的活塞腔14通过连通管15进行联通，因此高压液压油注入之后，便提升了竖直活塞13的位置，整体抬升了转动活塞泵内层3的位置，当光敏发光探头23发出光线被中心光敏接收探头25接收到之后，表明转动活塞泵内层3与转动活塞泵外层8的轴心重合，校准完毕，这时候发出启动指令，电动车开始运行。

本实用新型的工作原理

电动车的轮胎受到冲击后，参见图4，沿转动方向有一个切向力和垂直向上的力，这会造成轮胎沿转动方向加速转动一个角度，并使得整个轮胎向上运动；冲击消失的瞬间，向上跳动的轮胎落地，造成向下的一个冲击。液力回轮减震盘的的垂直运动配合轮胎外缘的附加转动可实现垂直方向的减振。而水平纵向的减振原理如图2所示：轮胎的线速度决定了车辆的运动速度，例如转动n圈的轮胎速度为，受到冲击后，如果要保持轴心的位置不变，那么转动n圈的轮胎速度为，因，所以有，因而受冲击后，需沿转动方向加速转动一个角度，提高轮胎线速度才能化解轮胎钢圈受到冲击。对于垂直振动，车轮受到冲击后，如果能保持轴心的位置不变，那么就可以消除垂直方向的振动，为了达到这个目标，就必须额外增加轮胎外缘的线速度。本发明车轮在受到冲击后，能同时满足上述两点要求。会自动根据冲击力的大小调节转动角度及车轮轴心位置，受到冲击后，保持车辆重心水平位置不变，化解了瞬态冲击。冲击消失后，在平衡力弹簧的作用下，轮胎的轴心向下移动，避免了轮胎落地，造成向下的一个冲击。发明所具有的优良特性，使得轮胎的减振效果大为提高，这样在减少了动能消耗的同时，提高了汽车的舒适性。

本实用新型的有益效果

对于电动车而言，电动车所使用的是轮毂电机，直接驱动车轮前进，轮胎在轮毂电机外壳上，受到瞬态冲击后，轮胎轴心位置改变，同时，整个轮胎在原来运动的基础之上再叠加一个转动，转动一个角度，使得轮胎外缘的线速度增加，这样，车辆重心的运动速度并没有改变，改变的是轮胎的轴心位置，因而本发明具有可根据振幅的大小动态调节轮胎的线速度，保持车辆运动过程重心位置不变，化解了瞬态水平方向和垂直方向上的冲击，可有效降低车轮结构的形变量，减少滚动阻力，大幅降低车轮能耗；另一方面，直接在车轮上实现纵向和垂直向的减振功能，减少汽车结构的复杂性，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型的减振盘剖视图；

图2为图1中A-A剖面示意图；

图3为图1中B-B剖面示意图；

图4为本实用新型回能原理示意图；

图中各标号为：1-上活塞，2-上缸体，3-转动泵活塞外层，4-左出口，5-液压导流通道，6-左导流柱，7-导流柱复位弹簧，8-转动泵活塞内层，9-活塞I，10-活塞腔，10-1-上腔体，10-2-下腔体，11-活塞柱复位弹簧，12-活塞柱，13-竖直活塞，14-活塞腔，15-连通管，16-下缸体，17-下活塞，18-复位扳手，19-中心轴，20-水平活塞，21-缸体，21-1-左缸体，21-2-右缸体，22-水平腔，23-光敏发光探头，24-下光敏接收探头，25-中光敏接收探头，26-上光敏接收探头，27-竖直腔，28-右导流柱，29-右出口，30-活塞II，31-弹簧，32-活塞圆环固定板，33-轮毂，34-轮毂封头，35-轮毂电机定子，36-轮毂电机转子，37-辐条，38-轮辋，39-轮胎，40-减震悬架，41-悬架固定夹，42-油泵装置，43-油泵固定片，44-高压油管，45-密封挡板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的内容并不限于所述范围。

如图1：一种电动车液力减震回能车轮，包括车轮，车轮上连有减震盘，其特征在于:所述减震盘包括水平震动消除结构、竖直震动消除结构、校准结构；

所述水平震动消除结构包括转动泵活塞外层3、左出口4、液压导流通道5、左导流柱6、导流柱复位弹簧7、转动泵活塞内层8、活塞I 9、活塞腔10、复位扳手18、中心轴19、水平活塞20、缸体21、水平腔22、竖直腔27、右导流柱28、右出口29、活塞II 30、弹簧31、活塞圆环固定板32；转动活塞泵外层3和转动活塞泵内层8相互嵌套，中空部分为活塞腔10；转动活塞泵外层3上设有活塞I 9，转动活塞泵内层8上设有活塞II 30，活塞I 9和活塞II 30将活塞腔10分为上腔体10-1和下腔体10-2；

所述活塞圆环固定板32内水平方向左右两侧分别安装有活塞20，活塞20一端固定在中心轴19上，另一端固定在缸体21内，缸体21内设有水平腔22和竖直腔27，缸体21包括左缸体21-1和右缸体21-2，左缸体21-1通过水平腔22连通液压导流通道5到达左出口4，左出口4与下腔体10-2连通，左缸体21-1通过竖直腔27连通左导流柱6，左导流柱6上设有导流柱复位弹簧7，右缸体21-1通过竖直腔27连通右导流柱28至右出口29，右出口29与上腔体10-1连通；

所述中心轴19竖直垂直方向上安装有复位扳手18，复位扳手18两端安装有弹簧31，弹簧31固定在活塞圆环固定板32上；

所述竖直震动消除结构包括上活塞1、下活塞17、上缸体2、下缸体16，上活塞1和下活塞17的一端固定在活塞圆环固定板32上下两端，另一端分别固定在上缸体2、下缸体16内；

如图2-3所示：所述校准结构包括活塞柱复位弹簧11、活塞柱12、竖直活塞13、活塞腔14、连通管15、光敏发光探头23、光敏接收探头、悬架固定夹41、高压油泵装置42、油泵固定片43、高压油管44，活塞柱12和竖直活塞13依次设置在竖直腔27的下方，活塞柱12上设有活塞住复位弹簧11，竖直活塞13设置在活塞腔14内，左右两侧的活塞腔14通过连通管15连通，其中一侧活塞腔14通过高压油管44与油泵装置42连接，右侧竖直腔27的外壁水平位置上安装有光敏发光探头23，在转动泵活塞内层8与之对应的一侧安装有光敏接收探头，油泵装置42通过油泵固定片43固定在悬架固定夹41的下方，悬架固定夹41固定在中心轴19上。

所述车轮包括轮辋38、减震悬架40、轮胎39、轮毂33、轮毂封头34、轮毂电机定子35、轮毂电机转子36、车轮辐条37、密封挡板45，密封挡板45设置在减震盘和车轮之间，密封挡板45的轴心位置安装有轮毂33，轮毂33的端头安装有轮毂封头34，轮毂33外侧安装有轮毂电机定子35，轮毂电机定子35外侧安装轮毂电机转子36，该轮毂电机转子嵌入到轮毂电机外壳内，轮辋38通过车轮辐条37固定在轮毂电机外壳上，轮胎39固定安装在轮辋38之上，减震悬架40固定安装在悬架固定夹41之上，轮胎39材质采用硬质橡胶，轮胎39内部填充高密度硬质泡沫塑料，构成实心轮胎。

所述弹簧31套设在弹簧柱上，弹簧柱固定在活塞圆环固定板32上。

所述光敏接收探头有3个，包括下光敏接收探头24、中心光敏接收探头25和上光敏接收探头26。

水平摆动的消除：车辆碾压到了石块，造成车辆的摆动，左边的水平活塞缸内的液体在受到拉伸之后，通过右导流柱28之后，由右出口29吸入上部分的转动泵腔体10-1的液体，这样就使得上腔体10-1腔体体积减小，下腔体10-2体积增加，由于整个转动泵活塞内层8是固定不动的，活塞II 30不发生转动，这样就迫使活塞9 I向上转动，转动泵活塞外层3靠车轮一侧安装有密封挡板45，密封挡板45的轴心位置安装有轮毂33，电动车轮毂33外侧安装有轮毂电机定子35，这样就使得轮毂电机定子35发生转动，由于轮毂电机定子35外侧安装轮毂电机转子36，该轮毂电机转子嵌入到轮毂电机外壳内，轮毂电机外壳为车轮辐条37，车轮辐条37把轮辋38固定连接在轮毂电机外壳上，于是整个轮胎在原来运动的基础之上再叠加一个转动，转动一个角度，使得轮胎外缘的线速度增加。这样，车辆的运动速度并没有改变，改变的是轮胎的轴心位置。即轮胎轴心会发生前后摆动，但是这种摆动不会造成整辆车的摆动，在轮胎轴心发生水平摆动的时候，轮胎的外缘线速度发生改变，由此消除车辆的水平冲量。

当车辆碾压完石块之后，进入到平顺应运动阶段，水平摆动通过水平力复位弹簧31进行复位，另一方面水平活塞20的运动使得液体产生流动，这样就形成了阻尼运动，这样就极大的削弱了摆动，更重要的是车轮边缘的变速运动是消除水平摆动最重要的因素。

垂直方向震动的消除：当汽车在向前运动的时候，车轮碾压到石块，车轮会向上跳动，这样就使得转动泵活塞外层3跟随向上跳动，于是下活塞17挤压下缸体16内的液体，液体进入到下腔体10-2内；另一方面，上活塞1抽吸上缸体2内的液体，使得上腔体10-2内的液体减少，由于活塞I 9是固定不动的，因而迫使活塞II 30顺时针转动，这样就会导致中心轴19的位置并没有发生改变，但车轮外缘在向上提升，同时加速转动，这样就动态消除了垂直方向上向上的振动，当车轮胎碾压时快结束时，在导流柱复位弹簧7和活塞柱复位弹簧11的作用下，竖直活塞13复位，转动泵活塞外层3反向逆时针转动，同时中心轴19回复到转动泵活塞外层3圆环的轴心位置，这样就动态消除了垂直方向上向下的震动。

初始垂直方向力的校准：由于车辆自身的重量发生改变的时候，转动泵活塞外层3和转动泵活塞内层8之间的轴心位置会发生改变，在理想状态下，转动泵活塞外层3圆环和转动泵活塞内层8圆环的轴心是重叠的，当车身的重量变大，转动泵活塞外层3的轴心位置会高于转动泵活塞内层8的轴心位置，同样当车身重量变小时，转动泵活塞外层3的轴心位置会小于转动泵活塞内层8的轴心位置。打开电门之后，光敏发光探头23发出光线，对应的下光敏接收探头24，中心光敏接收探头25和上光敏接收探头26就会接收到信号，判断出来转动活塞泵内层3相对于转动活塞泵外层8的轴心位置，之后启动高压油泵装置42，若转动活塞泵内层3的轴心位置低于转动活塞泵外层8的轴心位置，高压油泵42将液压油通过高压油管44注入到活塞腔14内，由于左右两侧的活塞腔14通过连通管15进行联通，因此高压液压油注入之后，便提升了竖直活塞13的位置，整体抬升了转动活塞泵内层3的位置，当光敏发光探头23发出光线被中心光敏接收探头25接收到之后，表明转动活塞泵内层3与转动活塞泵外层8的轴心重合，校准完毕，这时候发出启动指令，电动车开始运行。

低滚动阻力轮胎减振系统：由轮辋38、减震悬架40、轮胎39构成；其中减震悬架40固定安装在悬架固定夹41之上，电动车车轮的轮胎39固定安装在轮辋38之上，轮胎材质采用硬质橡胶，轮胎内部填充高密度硬质泡沫塑料，构成实心轮胎。采用实心轮胎之后，轮胎的弹性降低，在遇到冲击之后，主要的冲击力由回能减震盘来进行化解，这样轮胎的形变就减少，使得车辆的滚动阻力大幅减小。如果车辆遇到的冲击高于回轮减震盘所能吸收的冲击力的时候，例如一个巨大的坑洼，那么减振悬架40将发挥作用，吸收其冲击力。