专利名称：一种车辆储能驱动装置的制作方法
技术领域：
本实用新型为一种车辆储能驱动装置。
现有行驶车辆包括机动车、非机动车。机动车完全靠附加能源如燃油、燃气、电等驱动，非机动车如自行车、三轮车等，均为人力蹬踏驱动，遇上坡、逆风或载物时，人力驱动十分费力。目前对非机动车的改进，一类为另外加装外来能源如电瓶、发动机等，虽可省人力，但需靠附加能源提供驱动力，类似于机动车；另一类则在减少耗能或改变做功方式(如变速换档)上作文章，尚难尽如人意。
本实用新型的目的是，对现有行驶车辆，开发、利用其闲置能源，即将车辆行驶过程中必然产生的“颠簸能量”加以储存，再将储存的能量可控释放，使其转换为可用于驱动车辆行驶的有效动能。
本实用新型的构思要点可叙述为将车辆行进时由颠簸所造成的人员、货物与车身之间、或车身与轮轴之间的位移动能，经颠簸能量接受机构、能量储存释放机构转化为势能储存，再经能量释放控制机构和能量传递机构将所存能量无级可控的释放，使其再度转化为动能，进而驱动车辆行驶前进。
本实用新型的专有技术包括依次连接的颠簸能量接受机构、能量储存释放机构、能量传递机构和能量释放控制机构。
1、颠簸能量接受机构，位于颠簸时呈相对位移的车座、货架与车身之间，或车身与轮轴之间，包括可随颠簸做相对往复运动的外壳与其内部的中柱，它们分别与颠簸时呈相对位移的两端固定连接。它们之间或它们各自固定连接的部位之间有减震复位弹簧。颠簸能量接受机构可以是一个或多个，可实现为柱塞式油泵中柱为主柱塞杆，视其安装部位可与车座、货架或车身固定连结；外壳为油泵外壳，视安装部位可分别与车架或轮轴固定连接。柱塞式油泵通过唧筒作用将油箱内的压力传递媒体注入能量储存释放机构，其入油孔有止回阀，与油箱出油孔连通，出油孔有止回阀，经装有换向控制开关的注油三通与能量储存释放机构连通。油泵也可加装副柱塞，通过固定于车架的连杆连接一个手柄。当颠簸能量接受机构是柱塞式油泵时，另有用于储存能量传递媒体的压缩机油油箱。
对于有油压减震的机动车，柱塞式油泵可以由原车的油压减震器改装实现，即在油压减震器的外壳部分下端增加一个与油箱连通的入油孔和与能量储存释放机构连通的出油孔。
做为颠簸能量接受机构的柱塞式油泵(包括由油压减震器改装实现的柱塞式油泵)如是多个，它们的出、入油孔都先分别与各自的三通连通，再与油箱和能量储存释放机构连通。
对于电力机动车，颠簸能量接受机构可实现为由外壳及其内部的中柱，与中柱相配合的机械装置以及发电机组适当组合组成；或者是由外壳及其内部的中柱，与中柱相配合的压电材料或磁性材料及线圈绕组组成，其输出端接蓄电瓶。
2、能量储存释放机构，位于颠簸能量接受机构与能量传递机构之间，由机械装置与蓄能材料组成，可实现为至少一个液压油缸和与其缸栓连接的蓄能簧，油缸缸体前端有与油泵连通、带止回阀的注油孔，与油箱连通、带常闭流量开关的放油孔，近尾端有与油箱连通的回油孔。颠簸能量接受机构的油泵将能量传递媒体(压缩机油)注入油缸，推动缸栓运动，缸栓即可将能量传递给蓄能簧。油缸注油时，蓄能簧借缸栓运动将动能转化为弹性势能储存，油缸放油时，蓄能簧复位使缸栓回程，并将弹性势能转化为动能释放。如采用多个液压油缸，各油缸注油、放油、回油管先经三通再与油箱、油泵连通，其缸栓也分别连接各自蓄能簧的一端并与能量传递机构连接，每组蓄能簧的蓄能量，在非机动车可为0.8-1.5千千克，在摩托车可为2-3千千克，在大型机动车可为5-10千千克。
对于电力驱动的车辆，能量储存释放机构可采用蓄电瓶，将颠簸能量接受机构由机械动能转换产生的电能储存、释放。
3、能量传递机构，连接于能量储存释放机构和车辆驱动轮轴之间，由机械传动装置或机械传动装置与电动机适当组合组成。
以蓄能簧蓄能的，能量传递机构采用机械传动方法和装置，包括与缸栓连接的齿条、带离合装置的一级传动齿轮组及其它传动件。一级传动齿轮组可以包括数个啮合于齿条的同轴小齿轮及与其同轴的大齿轮，各小齿轮与齿轮轴之间为止回滑动配合，即油缸注油缸栓滑出时，齿条带动小齿轮正向转动，小齿轮与轴为滑配合，轮轴与大齿轮不转动；油缸放油缸栓回程时，小齿轮与轮轴经逆齿棘爪钩连形成死配合，齿条带动小齿轮、轮轴并大齿轮共同反向转动。一级齿轮组的小齿轮与齿条间有离合装置，该装置啮合时，齿条纵向移动带动齿轮旋转，开启时，齿条齿轮分离，用于停车时蓄能簧及缸栓释能复位。一级传动齿轮组的大齿轮固连于齿轮轴，经其它传动件(可以是次级多级齿轮组，或是螺杆，或是链条等)最终与车辆轮轴上的飞轮组成传动链；对于机动车，也可以最终啮合连接磁电机转子轴上加装的齿轮，用于点火启动。啮合于齿条的小齿轮与后轮轴上最终被驱动的飞轮之间的传动比，在非机动车可为1∶40-80，即小齿轮每转动一圈，飞轮转动40-80圈，在机动车可为1∶100-150。
对于以电能形式储存能量的机动车，车辆是电驱动的，可将电能直接输出到原车的驱动装置；车辆是非电力驱动的，能量传递机构可以由机械装置和电动机适当组合实现，即将储存的电能通过蓄电瓶输出导线连接电动机，再通过机械传动，作用于驱动轮轴；或者，也可将电能直接用于起动、照明、温控、加热等其他用途。
4、能量释放控制机构，主要用于以油缸、蓄能簧蓄能的车辆。它包括注油换向控制(蓄能)和放油流量(释能)控制。注油换向控制指分别向两个油缸注油的转换控制；放油流量控制指通过控制油缸放油，借以控制缸栓回程，进而实现对能量释放的大小、速度给以控制。它可以包括一个自动回位的流量开关和一个单独或联动的换向开关。
对于非机动车，一种实现方式是自动回位的旋转把套和联动开关，其中联动开关由左、右油缸放油控制滑块、左、右油缸选择滑块、三通换向选择滑块组成，各滑块连接各自的控制线，并与旋转把套导出的放油控制总线连接。
对于机动车，能量释放控制机构也可实现为手油门和自控连体三通开关(附图
四)。手油门可任意定位，其控制线联接各油缸前端放油孔的常闭流量开关。自控连体三通开关有外壳54和贯通轴55，分为三段，每段的外壳均有A、B、C三个孔，贯通轴贯穿于自控连体三通开关的中间并可相对外壳作一定角度的旋转。其中上段(附图四(一))外壳54的A、B孔分别连通A、B两个油缸的回油孔，C孔与油箱相连通。此段贯通轴55与外壳54之间形成一空腔，外壳在A、B孔之间有向腔内的凸起56，凸起紧贴贯通轴形成密闭隔断，贯通轴也有凸起的叶片58与外壳紧贴形成密闭隔断，外壳在C孔两侧内侧壁的适当部位有两个突起57，可阻挡叶片58过度旋转。在两油缸回油压力不同时，贯通轴可被压力较大的油缸的回油推动旋转，使该侧回油孔打开，同时关闭压力较小的对侧回油孔；中段(附图四(二))外壳54的A、B孔分别连通A、B两个油缸的放油孔，C孔与油箱连通。此段外壳54与贯通轴55紧贴无腔隙，贯通轴有单通孔59，一端连通C孔(常通)，即无论贯通轴旋转到什么位置，贯通轴的单通孔都与C孔连通；另一端与A、B孔选择性连通，即贯通轴受回油冲击旋转时，任何时刻都只与A、B二孔中的一个孔连通，且与上段连通回油孔的油缸为同一油缸。
下段(附图四(三))结构与中段相同，其C孔连通油泵出油孔，A、B孔分别连通A、B两个油缸的注油孔，但A、B孔的位置与上、中段倒置，可在贯通轴受回油冲击旋转时，因A、B孔位置倒置而使下段贯通轴的单通孔59连通的油缸与上、中段连通的油缸不同，即上、中段连通A孔(A油缸)时，下段则连通B孔(B油缸)。
连体三通开关的动作方式可作如下描述(如图四状态)①当上段叶片开关被A油缸回油冲击，叶片带动贯通轴旋转而使A油缸与油箱的回油通路连通时，同时使B油缸与油箱的回油通路关闭；②中段因贯通轴旋转而使A油缸与油箱的放油通路连通，B油缸与油箱的放油通路关闭；③下段因贯通轴旋转而使B油缸与油泵出油孔的注油通路连通，A油缸与油泵出油孔的注油通路关闭。
以下结合附图对本实用新型在自行车上的运用做出详细说明。
图一为车架局部侧视图；图二为车架后视剖面图；图三为联动开关示意图；图四为连体三通开关；其中，1-车架，2-车座，3-货架，4-油箱，5-箱盖，6-出油孔，7-放油入油孔，8-回油入油孔，9-油泵，10-油泵固定件，11-油泵主柱塞，12-副柱塞，13-手柄，14-减震复位弹簧，15-入油孔，16-出油孔，17-注油三通18-液压-放油三通，24-回油三通，25-齿条，26-小同轴齿轮，27-大同轴齿轮，28-蓄能簧，29-齿条卡轨，30-注油三通换向开关控制线，31-左油缸放油孔流量开关控制线，32-右油缸放油孔流量开关控制线，33-轴，34-二级齿轮组，35-齿轮轴，36-链条，37-支撑杆，38-飞轮，39-后轮轴，40-一级传动齿轮组下护盖，41-为挡泥瓦，42-后轮，43-对侧支撑架，44-原车飞轮，45-车把，46-旋转把套，47-联动开关，48-左油缸放油控制滑块，49-右油缸放油控制滑块，50-左、右油缸选择滑块，51-三通换向选择滑块，52-放油控制总线，53-连线调节螺母，54-连体三通开关外壳，55-贯通轴，56-腔内凸起，57-突起，58-叶片，59-单通孔。
本实施例包括依次连接的颠簸能量接受机构、能量储存释放机构、能量传递机构和能量释放控制机构。图中1为车架，2为车座，3为货架。4为储放能量传递媒体的油箱，其顶部有箱盖5，底部有出油孔6，并有二个放油入油孔7和回油入油孔8。颠簸能量接收机构采用柱塞式油泵9，10为油泵固定件，11为油泵主柱塞，主柱塞与车座2固定连接，可借车座颠簸的能量完成向油缸注油。12为油泵副柱塞，经连杆与手柄13相连并借支撑件固定于车架，必要时搬动手柄，可利用副柱塞完成泵油。14为减震复位弹簧。油泵有入油孔15、出油孔16，出、入油孔均有止回阀。17为带换向控制钮的注油三通；能量储存释放机构包括两个液压油缸18及与其连接的蓄能簧28，油缸有缸体和缸栓22，两油缸并列固定于货架下。缸体前端有注油孔19、放油孔20，近尾端有回油孔21。注油孔19装有止回阀，经注油三通17连通油泵出油孔16。放油孔20装有常闭流量开关，经放油三通23与油箱入油孔7连通，用于放油释能及停车后放尽缸内余油以使蓄能簧复位。近尾端的回油孔21经回油三通24与油箱入油孔8连通，以防止油缸过量注油。缸栓尾端分别连接蓄能簧28的一端和能量传递机构的齿条25，蓄能簧另一端固定连接于车架；能量传递机构的组成为两条齿条25分别连于两油缸缸栓22的尾端，齿条两侧有卡槽，嵌于齿条卡轨29内，可起固定齿条并保证其正常平稳运行的作用。齿条卡轨固定于货架。与齿条啮合的一级传动齿轮组为一大两小三个同轴齿轮26、27，两个小齿轮分别与两个齿条啮合，并与轴33间成止回滑动配合。大齿轮27与二级齿轮组34啮合。图中二级齿轮组固定于齿轮轴35，由一大一小两个同轴齿轮组成。其小齿轮与一级齿轮组大齿轮27啮合，大齿轮则啮合连接链条36，链条与车后轮轴39上另外加装的飞轮38啮合连接。各组齿轮的轴均经轴承固着于货架直撑和加装的支撑杆37上。40为一级传动齿轮组下护盖，41为挡泥瓦，42为后轮，43为对侧支撑架，44为原车飞轮；能量释放控制机构由位于车把45的联动开关47和自动回位的旋转把套46组成。联动开关由可做横向移动的三通换向选择滑块51，连接放油控制总线52的左、右油缸选择滑块50，可与左、右油缸选择滑块分别单独咬合并可被其纵向拉动的左、右油缸放油控制滑块48、49组成。放油控制总线52由自动回位旋转把套导出。三通换向选择滑块连接注油三通换向开关控制线30，可控制注油三通17上的换向控制钮。左、右油缸放油控制滑块分别连接相应的左、右油缸放油孔流量开关控制线31、32，用于控制油缸前端放油孔20的常闭流量开关。流量开关借弹簧处于常闭位，流量开关打开，油缸放油，缸栓复位释能，打开越大，油缸放油及缸栓复位越快，驱动力和驱动速度也越大。
使用时，联动开关的动作方式可如下描述联动开关有“左”、“右”两个标识点，滑动三通换向选择滑块51定位在“左”，即三通换向选择滑块向图中上方移动(见图三)，则①注油三通换向开关控制线30掣动注油三通17上的换向控制钮，使左侧油缸注油关闭，右侧油缸接通注油。②推动左、右油缸选择滑块50向图中上方移动，使其与左侧油缸放油控制滑块49啮合并与右侧油缸放油控制滑块48脱开。③扭动旋转把套，放油控制总线52即可通过左、右油缸选择滑块拉动左侧油缸放油控制滑块49向图中右侧移动，使左侧油缸放油开关控制线31动作，完成左侧油缸放油。反之类推。53为连线调节螺母。
本实用新型的优点是，充分开发和利用了一种车辆行驶时必然产生的，而在已有技术中被视为无用或有害的新能源——“颠簸能源”，只需通过简单的装置，即可将其储存，并做到可控释放，随心所欲。这无疑是开辟了一条崭新的能源途径。对于非机动车来说，此装置可大大提高其行驶性能，在无需增加外来能源的前提下，提高了驱动力和负载能力，在上坡、逆风或载物时变得更加省力、快速，完善的设计还使其控制自如，安全可靠。足可成为自行车等非机动车的换代产品。对于各种机动车而言，利用此装置可有效的节油、节电，大幅度降低能源消耗，降低污染，诚为可靠的节能装置。
权利要求1.一种车辆储能驱动装置，其特征在于所说的车辆储能驱动装置由依次连接的颠簸能量接受机构、能量储存释放机构、带离合的能量传递机构以及能量释放控制机构组成。
2.根据权利要求1所说的车辆储能驱动装置，其特征在于所说的颠簸能量接受机构包括外壳及其内部的中柱，它们之间或它们各自固定连接的部位之间有减震复位弹簧，可实现为柱塞式油泵(9)，中柱为主柱塞杆(11)，外壳为油泵外壳，其入油孔(15)有止回阀，与油箱(4)的出油孔(6)连通，出油孔(16)有止回阀，与能量储存释放机构连通。
3.根据权利要求2所说的车辆储能驱动装置，其特征在于所说的柱塞式油泵有与手柄(13)连接的副柱塞(12)。
4.根据权利要求1所说的车辆储能驱动装置，其特征在于所说的能量储存释放机构由机械装置与蓄能材料组成，可实现为至少一个液压油缸(18)和与其连接的蓄能簧(28)，缸体前端带止回阀的注油孔(19)与油泵连通，带常闭流量开关的放油孔(20)与油箱连通，近尾端回油孔(21)与油箱连通，油缸的缸栓连接蓄能簧的一端，并与能量传递机构连接，蓄能簧的另一端固定连接于车架适当部位，而对于一个以上的液压油缸，各孔首先分别连接相应的三通。其中的注油三通(17)装有换向控制开关。
5.根据权利要求1所说的车辆储能驱动装置，其特征在于所说的能量传递结构包括与缸栓连接的齿条(25)、带离合装置的一级传动齿轮组及其它传动件；其中的一级传动齿轮组包括若干啮合于齿条的同轴小齿轮(26)及与其同轴的大齿轮(27)，各小齿轮与齿轮轴(33)之间为止回滑动配合，大齿轮固定连接于轮轴，并经其它传动件最终与车辆轮轴(39)上另外加装的齿轮(38)组成传动链，其中的其他传动件可以是次级多级齿轮组，或者是螺杆，或者是链条。
6.根据权利要求1所说的车辆储能驱动装置，其特征在于所说的能量释放控制机构包括一个自动回位的流量控制开关和一个单独或联动的换向开关，可实现为自动回位的旋转把套(46)和联动开关(47)，其中联动开关由左、右油缸放油控制滑块(48、49)、左、右油缸选择滑块(50)、三通换向选择滑块(51)组成，各滑块分别连接各自的控制线(30、31、32)，并与旋转把套导出的放油控制总线(52)连接。
7.根据权利要求2所说的颠簸能量接受机构，其特征在于颠簸能量接受机构的柱塞式油泵也可通过在油压避震器的外壳部分下端增加与油箱连通的入油孔和与液压油缸连通的出油孔实现。
8.根据权利要求1所说的车辆储能驱动装置，其特征在于所说的能量释放控制机构也可实现为自控连体三通开关和手油门，其中的自控连体三通开关有外壳(54)和贯通轴(55)，分为三段，每段的外壳均有A、B、C三个孔，上、中段的C孔各自与油箱相连通，下段的C孔连通油泵出油孔，三段的A、B孔分别连通A、B两个油缸的回油、放油、注油孔，下段A、B孔的位置与上、中段A、B孔的位置相反；贯通轴贯穿于自控连体三通开关的中间并可相对外壳作一定角度的旋转，贯通轴在上段与外壳之间为一空腔，此段外壳A、B孔之间有向腔内的凸起(56)并紧贴贯通轴形成密闭隔断，贯通轴有凸起的叶片(58)与外壳紧贴形成密闭隔断，外壳在C孔两侧内侧壁的适当部位有两个突起(57)，中、下段外壳与贯通轴紧贴无腔隙，贯通轴在中、下段位置分别有单通孔(59)，联通C孔与A孔或C孔与B孔。
9.根据权利要求1所说的车辆储能驱动装置，其特征在于；颠簸能量接受机构为由外壳及其内部的中柱，与中柱相配合的机械装置以及发电机组适当组合组成，能量储存释放机构实现为蓄电瓶，能量传递机构由电动机与机械装置适当组合组成，最终连接车辆轮轴。
10.根据权利要求2、8所说的颠簸能量接受机构，其特征在于颠簸能量接受机构为由外壳及其内部的中柱，与中柱相配合的压电材料或磁性材料及线圈绕组组成，其输出端接蓄电瓶。
专利摘要一种车辆储能驱动装置,不需增加外来能源,只利用依次连接的颠簸能量接受机构、能量储存释放机构、能量传递机构和能量释放控制机构,即能充分利用车辆行驶过程中自然产生的颠簸能源,驱动车辆行驶。本产品对机动车可节约能源,或做为可靠的点火装置,对非机动车则可明显省力,还可提高行驶速度和负载能力,安全可靠,操作方便,宜于维修。本技术也可在现有非机动车或小型机动车上改造实现。
文档编号F03G7/00GK2278779SQ9622881
公开日1998年4月15日 申请日期1996年9月13日 优先权日1996年9月13日
发明者王盛荣, 左建华, 王锡康, 王锡旺, 吴俊英 申请人:王盛荣, 左建华