可用空气动力的多轮车的摇摆驱动轴式驱动单元的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可用空气动力的多轮车的摇摆驱动轴式驱动单元，其摇摆活塞片角行程往复摇摆的范围为0?200°左右，本驱动单元可利用高压流体驱动活塞并通过传动机构带动车轮连续旋转;本驱动单元组成两轮自行车，三轮车和四轮车的驱动装置，本驱动装置可以作为载人和运输货物车辆的发动机。
【背景技术】
[0002]多轮车的驱动单元根据驱动力的特点分为:人力脚踏、手摇、内燃机、电动机和气动机。作为节省人力的内燃机车成本较高，且对环境污染严重，特别是驱动机的“食粮”在地球上面临着枯竭的困境，电动机车需要携带蓄电池，目前电池的价格较高，例如目前在电动自行车领域占绝大多数用户使用铅酸电池，铅酸电池充电寿命一般为350次，一般需要每天充一次电，每次充电时间大约4-6小时，每度电成本平均合计为4-6元。锂电池重量虽轻，但是售价较高，目前还不能被市场绝大多数用户接受。而且蓄电池的生产涉及复杂的物理和化学过程，对环境造成了比较严重的污染，特别是采用的许多物质性资源是不可再生的。纯气动的空气动力发动机在世界已经出现实验性的结果，它是利用储存高压气的容器代替蓄电池，制造容器的过程也比较简单，对环境的污染较低，制造成本较低，充气次数几乎没有限制，使用寿命一般为20-50年，对于普通轿车每次补充压缩空气的时间不超过十分钟，如果更换储气罐则操作时间更短，多种制造容器的金属材料在寿命期后还能通过回收冶炼重复使用。为了储存足够的能量人们希望空气的压力在保证安全的前提下尽量的提高，尽管在有的文献中提出采用碳纤维复合材料可以把储存压力提高至数十兆帕，且称已经可以达到重量/容积比为0.5，例如，存储压缩空气罐压力为35Mpa，容积155升，重量为78公斤，疲劳次数大于15000次《一种使用大丝束碳纤维制造压力容器的方法，CN2010102100951》，但是比较蓄电池的单位能量密度仍然比较小，单位能量体积还是比较大，如果我们目前还不能进一步降低，但是我们整车总重因采用的驱动单元的重量可以显著的减少，驱动单元的结构足够简单因而成本变得较低，那么整车的重量、价格和维护成本仍然可以比较内燃机车和电动机车具有极大的优势，特别是压缩空气的获得可以利用火电、核电的低谷的市售电、特别是根据本人的其它发明的技术方案可以直接利用风能空气压缩机完成，因而经济效益显著。
[0003]现有公开的空气动力的驱动装置有透平式、叶片式和往复直线活塞的发动机等，透平式发动机的驱动流体的压力在较小流量时难以满足透平机必需的较高转速的要求，尽管负载往往需要较低转速和较大的扭矩，以至于还需要用减速机构来完成工作负载机械的要求;往复直线活塞的发动机输出动力过程中发生的元件应力强度呈现从小到大的数倍级的峰谷值变化，作为最高应力承载零件的连杆和活塞上的销轴等成为影响寿命的薄弱环节，此外，由于需要满足较大的峰值应力的强度要求，许多零件基本采用金属材料，而金属材料的防腐性能明显低于有机复合材料;这些机械的零件种类较多，结构复杂、成本较高，单位功率重量比较小，且机械工作效率较低。
【发明内容】
[0004]针对以上种种缺陷，本发明提出了解决存在问题的可用空气动力的多轮车的摇摆驱动轴式驱动单元的技术方案:
[0005]—种可用空气动力的多轮车的摇摆驱动轴式驱动单元，驱动单元包括支撑架、托盘活塞式摇摆发动机头、流体进排通道系统、车轮和驱动力发生系统;流体进排通道系统包括流体通道、管口和阀，流体通道与工作腔室连通;托盘活塞式摇摆发动机头包括单固摇托盘组的托盘活塞式摇摆发动机头、设有2个固摇托盘组的对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆发动机头或是设有2个固摇托盘组的对夹摇摆托盘活塞式摇摆发动机头;在每个固摇托盘组中固定托盘和数个静止活塞片与摇摆托盘结合构成数个作为工作腔室的缸体，在每个固摇托盘组中摇摆托盘和数个的摇摆活塞片与固定托盘结合构成数个活塞;该个摇摆活塞片、相邻的静止活塞片、摇摆托盘和固定托盘构成每个固摇托盘组中一个活塞缸体活塞组;在每个固摇托盘组的凹槽中设有m2 2个活塞缸体活塞组时，其中的摇摆活塞片在固摇托盘组的每个工作腔室中围绕回转中心轴线的左转向角行程范围或右转向角行程范围相等;摇摆托盘设有动力进出键合结构，动力进出键合结构包括在摇摆托盘中心设定驱动孔和驱动轴，驱动孔、驱动轴和摇摆托盘的回转中心线重合，驱动轴设置在驱动孔中间，摇摆托盘通过驱动孔使驱动轴转动;每个固摇托盘组的固定托盘和摇摆托盘利用连接机构连接;驱动力发生系统为流体压力驱动活塞作用于机械负载的系统，该系统包括压力流体动力源和传动机构;所述的流体进排通道系统是在活塞缸体活塞组的独立的工作腔室的左右旋向两端部分别设有并连通一组进排压送流体通道，每组进排压送流体通道设有一路进流体通道和一路排流体通道，该路进流体通道和该路排流体通道通过配气控制系统与压力流体动力源连接;所述的配气控制系统包括二位换向阀和压力流体动力源管路;车轮包括驱动车轮和/或随动车轮；
[0006]在多轮车中至少设有一个驱动单元;支撑架与托盘活塞式摇摆发动机头的固定托盘连接，支撑架还与多轮车架的局部结构连接，多轮车架由刚性结构框架构成;传动机构包括轴承和轴承座;驱动车轮包括轮毂和车胎，车胎固定在轮毂外圆周上;轮毂的中心孔设置在驱动轴伸出端上，驱动车轮与驱动轴旋转中心线重合；
[0007]所述的动力进出键合结构是驱动车轮的轮毂中心的驱动孔通过轴承设置在驱动轴伸出端上，在驱动车轮的轮毂中心的驱动孔与驱动轴之间设有单向离合器，单向离合器的驱动力方向与车轮前行的旋转方向一致，单向离合器的为圆柱形，圆柱形和轮毂孔的回转中心线重合，单向离合器的外圈分别与轮毂固定一起，单向离合器的内圈中心设置还设置驱动孔，该驱动孔与驱动轴16连接固定。
[0008]在本文提出单固摇托盘组的托盘活塞式摇摆发动机头、对夹摇摆托盘活塞式摇摆发动机头和对夹分体摇摆托盘活塞式摇摆发动机头的三种类型托盘活塞式摇摆发动机头，这三种类型根据采用不同的活塞片与摇摆托盘的结构关系和布局可以构成许多进一步细分技术方案;三种类型托盘活塞式摇摆发动机头在本人同日提交的中国专利申请文件《压缩空气驱动的托盘活塞式摇摆发动机头》申请号201420531286.1中有详细的论述。
[0009]作为可用空气动力的多轮车的摇摆驱动轴式驱动单元的进一步方案，在驱动轴的伸出摇摆托盘的左端或右端或左右两端设一组轴承和轴承座，驱动轴的轴颈上设有轴承，轴承设置在轴承座孔中，左端的轴承座设置在固定托盘上，右端的轴承座设置支架上，支架固定在多轮车架上。
[0010]作为可用空气动力的多轮车的摇摆驱动轴式驱动单元的进一步方案，所述的驱动单元是将两个互为镜像的单固摇托盘组的托盘活塞式摇摆发动机头组装在一起构成对夹组合型式的托盘活塞式摇摆发动机头驱动单元，每个托盘活塞式摇摆发动机头的固定托盘的轴向外端面相互连接并用紧固件固定，两个固定托盘的轴向端面之间利用密封件密封；两个托盘活塞式摇摆发动机头的驱动轴的旋转中心重合并连接为一体结构轴，两个托盘活塞式摇摆发动机头的进排气孔的分别连通，汇合后的一路进流体通道和一路排流体通道，从其中一个固定托盘周向端面引出；两个托盘活塞式摇摆发动机头的每个固摇托盘组的活塞缸体活塞组的数量相等，每个固摇托盘组的每个工作腔室中围绕回转中心轴线的左转向角行程范围或右转向角行程范围相等;每个托盘活塞式摇摆发动机头的传动机构设在外侧。本方案由于两个托盘活塞式摇摆发动机头的进排气孔的分别连通，进排气管路简洁。
[0011]作为可用空气动力的多轮车的摇摆驱动轴式驱动单元的进一步方案，所述的托盘活塞式摇摆发动机头是只有一个固摇托盘组，连接机构采用弹性压紧结构连接，弹性压紧结构包括弹性元件和轴用紧固件;单向离合器的内圈中心设置的驱动孔与驱动轴通过键连接，摇摆托盘通过内圈中心设置的驱动孔和驱动轴的键槽孔可在与键啮合的端面轴向滑动；轴用紧固件固定在驱动轴上，在摇摆托盘的轴向侧端面与轴用紧固件之间设置弹性元件，弹性元件为碟簧和/或弹性垫圈和/或螺旋钢丝弹簧;驱动轴设有平衡弹性元件力的轴向约束件，轴向约束件与轴承轴向端面接触，轴承固定在固定托盘的轴承座孔中。连接机构采用弹性压紧结构，是为了保证每个固摇托盘组中固定托盘和摇摆托盘之间的密封性，补偿加工精度的加工误差，安装后弹性的调整垫保持一定的膨胀力，该膨胀力还使每个固摇托盘组中摇摆托盘和固定托盘的活塞片上的密封圈保持弹性