一種高壓空氣動力車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高壓空氣動力車，該高壓空氣動力車是以高壓空氣和蓄電池加人力作為動力輸出的新型動力車輛，該車可以在以氣動模式為主，輔以電動模式、人力模式和發(fā)電模式四種模式下運行；該氣動模式以儲氣罐中高壓空氣為動力源，通過氣動控制系統(tǒng)，驅(qū)動氣動馬達和鏈傳動傳遞動力；而其最終排放的氣體仍然是空氣，不會排出廢氣，造成環(huán)境污染。該發(fā)明的氣動模式通過以壓縮空氣為主要動力源，克服了傳統(tǒng)車輛造成大量環(huán)境污染的缺陷。
【專利說明】一種高壓空氣動力車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種交通工具，具體涉及一種高壓空氣動力車。
【背景技術(shù)】
[0002]交通運輸是國民經(jīng)濟發(fā)展的大動脈，當(dāng)前城市老百姓出行的交通工具主要依靠軌道交通、公交系統(tǒng)和私家車。對于中低收入的工薪階層出行時點對點使用最為便捷、經(jīng)濟的交通工具首選就是自行車。隨著改革開放，生活節(jié)奏加快，自行車逐漸由人力騎行發(fā)展到使用動力驅(qū)動，有燃油、燃氣的摩托車和助動車，有蓄電池驅(qū)動的電動車。隨著全世界汽車保有量的急劇增長，作為不可再生的石油資源正面臨短缺和枯竭:燃燒石油產(chǎn)品所產(chǎn)生的有害氣體對環(huán)境所造的污染，給人類生存環(huán)境帶來巨大的不良影響。
[0003]電驅(qū)動車輛是業(yè)界正在重點研發(fā)的項目，我們都知道老式鉛鋅蓄電池體積大、重量大、使用壽命短，并且在報廢后還存在二次污染的煩惱，不是未來發(fā)展的方向；而最有發(fā)展前景的是鋰離子電池，很多人對鋰離子電池也進行了很多的研究；當(dāng)前，進一步提高鋰電池的儲能密度以便提高車輛的續(xù)駛里程、增加充放電循環(huán)次數(shù)(壽命)、降低成本以及建設(shè)眾多的社會充電站，是其大規(guī)模進入市場的重要前提。
[0004]為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，節(jié)約石油資源和減少有害氣體排放量，尋找新的、可替代的、清潔的能源，已經(jīng)是人類迫在眉睫的任務(wù)。
[0005]空氣是大自然賜給我們?nèi)祟惾≈槐M，用之不竭的寶貴物質(zhì)；而本發(fā)明采取將空氣壓縮至儲氣罐中儲存；然后通過控制系統(tǒng)，以高壓氣作為動力，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動，而將該方法用于輕便運輸車輛，是個非常好的設(shè)計方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]中國作為一個發(fā)展中國家，人民的生活剛開始進入小康水平；而且中國是個負責(zé)任的大國，我們必須承擔(dān)起保護我們賴以生存的地球和環(huán)境的責(zé)任，要節(jié)能減排。所以針對這一國情，我們必須開辟使用清潔能源，價廉物美的大眾化的適用城市新型輕便運輸車輛。
[0007]正是在這種背景下，提出了一種氣-電-人力高壓空氣動力車。
[0008]技術(shù)方案:該高壓空氣動力車是以高壓空氣和蓄電池加人力作為動力輸出的新型動力車輛，該車可以在以氣動模式為主，輔以電動模式、人力模式和發(fā)電模式四種模式下運行。
[0009]所謂氣動模式是指:以儲氣罐中高壓空氣為動力源，通過氣動控制系統(tǒng)，驅(qū)動氣動馬達和鏈傳動傳遞動力；而其最終排放的氣體仍然是空氣，不會排出廢氣，造成環(huán)境污染。
[0010]其中，電動模式是以蓄電池提供電能，通過電氣控制系統(tǒng)，驅(qū)動直流電機傳遞動力，且電動模式為輔助動力源。
[0011]而人力模式是通過人力直接驅(qū)動鏈傳動裝置，傳遞動力；或者，通過人力帶動空氣壓縮機向高壓儲氣罐充氣。然后再以氣動模式進行工作，以節(jié)約能源。
[0012]發(fā)電模式是車輛在制動或減速時，自動通過電氣控制系統(tǒng)，將機械能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中。當(dāng)需要時，以電動模式進行工作，以節(jié)約能源。
[0013]氣動系統(tǒng)包括:高壓儲氣罐、氣動調(diào)節(jié)組件(油水分離、減壓閥)、壓力傳感器(壓力保護)、截止閥(開閉控制系統(tǒng))、單向節(jié)流閥(調(diào)速)、氣動馬達(執(zhí)行元件)、驅(qū)動小鏈輪、鏈條、傳動大鏈輪(增大扭矩)、傳動驅(qū)動軸(轉(zhuǎn)動)。
[0014]空氣動能分析:壓縮空氣動力做功，其能力受到膨脹初始溫度的影響。壓縮空氣的執(zhí)行元件(氣動馬達)在夏季和冬季分別按絕熱和等溫方式膨脹至大氣壓力時可用能的對比，可以看出，夏季的做功能力比冬季高，而且等溫膨脹過程的做功能力遠遠高于絕熱膨脹。所以氣動馬達工作在環(huán)境溫度較高的地區(qū)效果較好，因此提高膨脹氣體的初始溫度并使工作循環(huán)盡量接近等溫過程，從而提高其性能。
[0015]驅(qū)動裝置:a)氣動模式:開啟氣動控制系統(tǒng)截止閥，由儲氣罐釋放高壓空氣作為動力，經(jīng)過減壓閥控制，達到系統(tǒng)設(shè)定的氣壓，通過節(jié)流閥控制氣流量，驅(qū)動氣動馬達。氣動馬達的輸出軸連接小鏈輪，通過套筒滾子鏈帶動大鏈輪和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使概念車前進。b)電動模式:分離氣動馬達離合器，同時結(jié)合直流電機離合器。開啟電氣控制系統(tǒng)，由儲存在蓄電池中電能提供動力，直接帶動直流電機，驅(qū)動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使概念車前進。c)人力模式:分離氣動馬達和直流電動機離合器，由駕駛者用人力驅(qū)動腳踏板轉(zhuǎn)動，帶動小鏈輪，通過套筒滾子鏈帶動大鏈輪和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使概念車前進。
[0016]能源裝置:a)人力模式:由人力驅(qū)動腳踏板，帶動曲柄連桿機構(gòu)，使滑塊作往復(fù)運動?；瑝K連接活塞式壓縮空氣機的活塞，將大氣從進氣閥吸進，通過活塞運動，將空氣通過排氣閥壓入高壓儲氣罐，形成高壓能儲存起來。b)更換:高壓儲氣罐和蓄電池可以到配套站點更換。c)加注:高壓儲氣罐和蓄電池可以加壓、加氣或外界充電。
[0017]技術(shù)效果:(a)采用壓縮空氣作為主要動力源，真正實現(xiàn)零污染，節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟方便。(b)以壓縮空氣、電池和人力作為動力提供動力輸出，提高了概念車輛對環(huán)境的適應(yīng)能力，為概念車輛提供更強勁和多種動力輸出。(C)減速或制動時采用發(fā)電模式，把本已浪費的動能回收并以電能形式儲存，提高了能源利用率。Cd)概念車結(jié)構(gòu)簡單，大部分屬于市場上能采購的標(biāo)準(zhǔn)系列零部件，因此適合一般中小企業(yè)和鄉(xiāng)村作坊加工制造。(e)多種系列和配置，能適應(yīng)各種類型客戶的需求，批量生產(chǎn)投放市場，必將取得較好的社會效益和經(jīng)濟效益。
[0018]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖一為該高壓空氣動力車的氣動控制系統(tǒng) 圖二為該高壓空氣動力車的空氣動力能量分析 圖三為該高壓空氣動力車驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖 圖四為該高壓空氣動力車的該高壓空氣動力車
其中:1.儲氣罐2.氣動調(diào)節(jié)組件3.壓力繼電器4.截止閥5.單向節(jié)流閥6.氣動馬達7.小鏈輪8.曲柄連桿機構(gòu)9.直流電機10.離合器11.大鏈輪12.驅(qū)動軸13.人力腳踏14.壓縮空氣機15.活塞16.排氣閥17.進氣閥?！揪唧w實施方式】
[0020]本發(fā)明公開了一種高壓空氣動力車，該車的驅(qū)動裝置包括氣動模式、電動模式、人力模式和發(fā)電模式；所述的氣動模式是以儲氣罐中的高壓空氣為動力源，通過氣動控制系統(tǒng)，驅(qū)動氣動馬達和鏈傳動傳遞動力。
[0021]所述的電動模式是以蓄電池提供電能，通過電氣控制系統(tǒng)，驅(qū)動直流電機傳遞動力。
[0022]所述的人力模式是通過人力直接驅(qū)動鏈傳動裝置，傳遞動力；或者，通過人力帶動空氣壓縮機向高壓儲氣罐充氣；然后再以氣動模式進行工作，以節(jié)約能源。
[0023]所述的發(fā)電模式是車輛在制動或減速時，自動通過電氣控制系統(tǒng)，將機械能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中。
[0024]所述的氣動系統(tǒng)包括高壓儲氣罐1、氣動調(diào)節(jié)組件2、壓力傳感器3、截止閥4、單向節(jié)流閥5、氣動馬達6、驅(qū)動小鏈輪7、鏈條、傳動大鏈輪、傳動驅(qū)動軸組成。
[0025]氣動模式的工作步驟為:首先開啟氣動控制系統(tǒng)截止閥，由儲氣罐釋放高壓空氣作為動力；然后經(jīng)過減壓閥控制，達到系統(tǒng)設(shè)定的氣壓，通過節(jié)流閥控制氣流量，驅(qū)動氣動馬達；最后氣動馬達的輸出軸連接小鏈輪，通過套筒滾子鏈帶動大鏈輪和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使車前進。
[0026]在電動模式下，分離氣動馬達離合器，同時結(jié)合直流電機離合器；開啟電氣控制系統(tǒng)，由儲存在蓄電池中電能提供動力，直接帶動直流電機，驅(qū)動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使車前進。
[0027]在人力模式下，分離氣動馬達和直流電動機離合器，由駕駛者用人力驅(qū)動腳踏板轉(zhuǎn)動，帶動小鏈輪，通過套筒滾子鏈帶動大鏈輪和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使車前進。
[0028]該車車輪可為兩輪、三輪和四輪；
a)兩輪系列:兩輪車可以替代一般自行車、電動車和摩托車，可以只配置氣動模式和人力模式；
b)三輪系列:三輪車可以替代老人代步車和殘疾人代步車，由于三輪布局，空間比較大，可以配置所有的模式；
c)四輪系列:對于要求功率大，能載客和適量載貨，可以設(shè)計成四輪系列，配置多個高壓儲氣罐和較大功率的氣動馬達和直流電動機等。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓空氣動力車,其特征在于:該車的驅(qū)動裝置包括氣動模式、電動模式、人力模式和發(fā)電模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓空氣動力車，其特征在于:所述的氣動模式是以儲氣罐中的高壓空氣為動力源，通過氣動控制系統(tǒng)，驅(qū)動氣動馬達和鏈傳動傳遞動力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓空氣動力車，其特征在于:所述的電動模式是以蓄電池提供電能，通過電氣控制系統(tǒng)，驅(qū)動直流電機傳遞動力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓空氣動力車，其特征在于:所述的人力模式是通過人力直接驅(qū)動鏈傳動裝置，傳遞動力；或者，通過人力帶動空氣壓縮機向高壓儲氣罐充氣；然后再以氣動模式進行工作，以節(jié)約能源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓空氣動力車，其特征在于:所述的發(fā)電模式是車輛在制動或減速時，自動通過電氣控制系統(tǒng)，將機械能轉(zhuǎn)化為電能儲存在蓄電池中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的高壓空氣動力車，其特征在于:所述的氣動系統(tǒng)包括高壓儲氣罐(I)、氣動調(diào)節(jié)組件(2)、壓力傳感器(3)、截止閥(4)、單向節(jié)流閥(5)、氣動馬達(6)、驅(qū)動小鏈輪(7)、鏈條、傳動大鏈輪、傳動驅(qū)動軸組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的高壓空氣動力車，其特征在于:氣動模式的工作步驟為:首先開啟氣動控制系統(tǒng)截止閥，由儲氣罐釋放高壓空氣作為動力；然后經(jīng)過減壓閥控制，達到系統(tǒng)設(shè)定的氣壓，通過節(jié)流閥控制氣流量，驅(qū)動氣動馬達；最后氣動馬達的輸出軸連接小鏈輪，通過套筒滾子鏈帶動大鏈輪和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使車前進。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的高壓空氣動力車,其特征在于:在電動模式下,分離氣動馬達離合器，同時結(jié)合直流電機離合器；開啟電氣控制系統(tǒng)，由儲存在蓄電池中電能提供動力，直接帶動直流電機，驅(qū)動驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使車前進。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的高壓空氣動力車，其特征在于:在人力模式下，分離氣動馬達和直流電動機離合器，由駕駛者用人力驅(qū)動腳踏板轉(zhuǎn)動，帶動小鏈輪，通過套筒滾子鏈帶動大鏈輪和驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生行駛的扭力，使車前進。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的高壓空氣動力車，其特征在于:該車車輪可為兩輪、三輪和四輪；a)兩輪系列:兩輪車可以替代一般自行車、電動車和摩托車，可以只配置氣動模式和人力模式；b)三輪系列:三輪車可以替代老人代步車和殘疾人代步車，由于三輪布局，空間比較大，可以配置所有的模式；c)四輪系列:對于要求功率大，能載客和適量載貨，可以設(shè)計成四輪系列，配置多個高壓儲氣罐和較大功率的氣動馬達和直流電動機等。
【文檔編號】B62M6/00GK103847913SQ201210498296
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月29日
【發(fā)明者】凌華 申請人:上海市閔行區(qū)知識產(chǎn)權(quán)保護協(xié)會, 凌華