油電雙動力車的製作方法

2023-10-07 16:12:44 2

專利名稱：油電雙動力車的製作方法
技術領域：
本發明創造涉及機動車輛，尤其是公交客車。
技術背景為了解決如何低成本節能減排，如何用可再生低價的電能取代燃油， 一直 是燃油車特別是公交車行業內的重大難題，近年出現了起步、加速、上坡和勻 速都是用牽引電動機，對普通車改動較大的"油電雙動力公交車"。由於公交車 處於頻繁起步、加速、停車等工況，所以近年出現的"油電雙動力公交車"，具 有比較顯著的節能環保效果。據報導，該車"與燃油客車比較，整車動力性能相當，尾氣排放滿足最新頒布的國家3號標準，減少溫室氣體排放30%，降低 燃油消耗30%"。但由於現有的油電雙動力車起動加速是油電共用，起步加速 的能源效率大大低於無軌電車，30%的節油效果當然比零油耗的無軌電車相差 太遠，而且比普通車"成本增加30%"顯然太高，所以難以推廣！ 發明內容本發明創造提供了一種新的油電雙動力車技術方案，它是對上述現有舊的 油電雙動力車的優化和簡化，其核心內容是將起步、加速、上坡和勻速都是 用牽引電動機的辦法，改為在起步、加速、上坡用起動電機，即將直接驅動車 的牽引電動機改為至少一個更適宜起步加速的起動電機；直接驅動車的電動機 與發動機共用了原車變速器----至少有一個電動機通過萬向聯軸器或錐齒輪與 車變速器中間軸傳動聯接，機構得以實質性簡化，對普通車改動較小。研究證明，燃油車加速或上坡(特別是起步)時用電不用油的辦法，是很 科學划算的！因為燃油車能源效率在此時段比勻速或高速時低得多，所以加速或 上坡(特別是起步)時用電不用油，比較勻速或高速時段的以電代油要相應便 宜得多!起步時段用油效率最低(甚至只有5%)並且排放汙染最嚴重，而用電 效率可達80%而且零排放、費用可省約10倍！本油電雙動力車一般是油只用 在燃油車效率較高、排放較少的勻速和高速時段，電只用在加速或上坡(特別 是起步)的時段，而且改用了更適宜起步加速的起動電機，電動機與發動機又共 用了原車變速器，真正是"好鋼用在刀刃上"了！其節油率和減排效果顯然會 比現有舊油電雙動力車高得多，而較接近於零耗油、零排放的無軌電車！研究 說明，本油電雙動力公交車比現有舊的油電雙動力車，結構簡單可靠成本低得 多、可採用現有的發動機起動電機和起動用鉛酸蓄電池、可較容易地改裝各種
現有新舊公交車；比較普通公交車，本車對原車改動極少而不影響安全性、動 力性和機動性，當所安裝的起動電機功率和蓄電池容量都足夠大時(這對本車 可以容易做到的，例如安裝6個8KW以上的起動電機和12個以上12V、 200 220安時的起動用鉛酸蓄電池)，扣除重量增加所加大的油耗後，本車節油率還 高達60%以上，減少溫室氣體排放60%以上！鑑於此，預計本車將很快得到大 量推廣.！起動電機比其它電動機有顯著的特點，例如體積小、功率大，採用短時 額定工作制，帶有專用的傳動嚙合機構。應當指出，本車用起動電機取代牽引 電動機，以及電動機與發動機共用了原車變速器，很容易改裝新舊車為油電雙 動力車，是結構上的實質突破；在效益上節油率倍增也體現了是實質性大進步。


本發明創造由本油電雙動力公交車的二個實施例及其附圖給出。圖1、 5所 示的是第一個實施例的主體，圖5是圖1的A-A剖視圖，圖2是圖1的局部放 大圖；圖6所示的是第二個實施例主體。圖l、 5、 6都是局部裝配圖。圖3、 4 是這二個實施例共同的電動機控制電路圖，圖7、 8是這二個實施例都有的電動 機特製開關部件的示意圖，圖8是圖7的B-B剖視圖。每個裝配圖和示意圖中， 各零部件比例是接近的。
具體實施方式
如圖1、 2、 5、 6所示，這二個實施例有車架(16)、發動機(18)、車變速 器(9)、傳動軸(4)、用於直接驅動車輛行駛的電動機(1)，〔圖1、 2中，發 動機(18)是在車變速器(9)旁邊，已省略不畫)其特徵在於至少有一個直 接驅動車輛行駛的電動機(1)是起動電機。而現有舊的油電雙動力車中，直接 驅動車行駛的都是牽引電動機。如圖1、 2、 5、 6所示，車變速器(9)有中間軸(7)，電動機(1)是與中 間軸(7)傳動聯接的。這樣直接驅動車的電動機與發動機共用了原車變速器。由圖l、 2、 5所示的第一個實施例可知，傳動時，電動機(1)是依次通過 其轉軸上的驅動齒輪(13)、大齒輪(3)、傳動軸(4)和中間軸(7)傳動聯接 的；驅動齒輪(13)和大齒輪(3)都在減速箱體(2)內；中間軸(7)有一端 頭伸出車變速器(9)的箱體之外，該端頭通過萬向聯軸器(5)與傳動軸(4) 傳動聯接；傳動軸(4)上固定套裝有至少一個的大齒輪(3)，傳動時，每個大 齒輪(3)與至少一個的電動機(1)的驅動齒輪(13)嚙合。在圖1中，為顯示 清楚而只畫了兩個大齒輪(3)和與其分別嚙合的兩個電動機(1)。在圖3中，則 畫了與一個大齒輪(3)分別嚙合的三個電動機(1)。有了這樣的機構，電動機
(1)的數量就可根據不同情況來靈活確定，顯然是很實用理想的。由圖6所示的第二個實施例可知，傳動時，電動機(1)是依次通過其轉軸 上的驅動齒輪(13)、大齒輪(3)、傳動軸(4)和中間軸(7)傳動聯捧的；驅 動齒輪(13)和大齒輪(3)都在減速箱體(2)內；中間軸(7)有一端頭伸出 車變速器(9)的箱體之外，該端頭通過至少二個圓錐齒輪(17)與傳動軸(4) 傳動聯接；傳動軸(4)上固定套裝有大齒輪(3)，傳動時，大齒輪(3)與至 少一個的電動機(1)的驅動齒輪(13)嚙合。圖4中，中間軸(7)右邊剖去 不畫的部分與左邊是對稱一樣的。由上述可見，這二個實施例的一個區別在於傳動軸(4)與中間軸(7)之 間的聯接器不同，分別是萬向聯軸器(5)和圓錐齒輪(17);另一個區別是電 動機(1)的轉軸朝向不同，分別與車的前進方向相同和垂直。這樣，在改裝舊 車為本油電雙動力車時，就可在這二個實施例中，選擇較符合實際情況的一個。圖中的二個實施例樣車都可分別安裝8.2KW、 24V普通起動電機6個，最大 瞬時總功率都達144KW，這對於公交車起步加速已經夠用。另外要指出，圖中的 二個實施例的驅動齒輪(13)與大齒輪(3)，都是在電動機(1)通電時嚙合， 斷電即分離，不會影響車的制動和勻速時段發動機的正常運轉。為了解決了本中間軸(7)長於原車變速器中間軸所帶來的軸向竄動問題。 如圖2所示，中間軸(7)端頭套有一個端頭蓋(8)，該蓋內有一個防止中間軸 (7)軸向竄動的滾動軸承(10)。中間軸(7)被螺母(6)鎖定，螺母(6)被 定位銷(11)和聯接法蘭(12)鎖定。為了將普通新舊公交車都能快速地改裝成為本油電雙動力車，如圖1、 4所 示，這二個實施例的電動機(1)安裝在固定有支架(15)的減速箱體(2)上， 支架(15)固定在車架(16)上。這裡，為了更方便拆卸，支架(15)與車架 (16)是用螺栓(14)固定在一起的。為了車起步時能較平緩，做到各個用於加速車輛的電動機(1)不能同時通 電起動，如圖7、 8所示，這二個實施例每個用於加速車輛的電動機(1)都對 應聯接有一個自己的開關(19)，該開關(19)位於司機位置旁的臺面(23)上。 這樣，可用手使這些開關(19)逐個開通電和逐個關斷電，從而達到不同時開 關之目的。而為了方便容易地控制好各開關(19)，避免手忙腳亂而出差錯，由圖7、 8所示，每個實施例的上述開關(19)不少於二個，而且是並列的，都是一碰 就通電、再一碰就斷電的開關；這些開關(19)都被一個由彈簧(22)復位的 把手(21)及其斜面(24)控制，扭動把手(21)可使這些開關(19)從頭到 尾逐個被碰通電；放手時在彈簧(22)作用下，把手(21)使這些開關(19) 從尾到頭逐個被碰斷電；各開關(19)都被防護罩(20)罩住，以防錯動。這 樣，只要用一隻手動一下並控制好放手的時間，就達到各電動機(1)不同時通 電並且及時斷電的目的。圖3是這兩個實施例每個電動機(1)的控制電路圖。圖中有蓄電池電源、 常開按紐(K)(即圖7、 8中的開關(19)_〕、常閉接觸器(C)、起動繼電器(QJ)、 電動機(1)。由圖3可見，常開按紐(K)閉合時，電流從蓄電池電源依次經過 常開按紐(K)、常閉接觸器(C)、起動繼電器(QJ)至搭鐵而使起動繼電器(QJ) 動作，接通了蓄電池電源、電動機(1)和搭鐵之間的電路，電動機(1)就在 大電流作用下驅動車輛了。為了提高電機控制的安全性，本油電雙動力車還增加了圖4所示電動機開 關電路，這電是由蓄電池電源、常閉按紐(TK)和至少一個常閉接觸器(C)組 成的。這裡的常閉接觸器(C)就是圖3所示電路中的常閉接觸器(C)。數量上， 常閉接觸器(C)與開關(19) 一樣多。圖4中畫了3個常閉接觸器(C)，則相 應的開關(19)、電動機(1)也是各3個。只要常閉按紐(TK)被打開，圖4 所示電路就斷電，而使圖4中各常閉接觸器(C)打開，也就是圖3中的常閉接 觸器(C)打開，不管開關(19)是否關閉，圖3所示電路也會斷龜。於是，本 油電雙動力車所有直接驅動車輛行駛的電動機(1)還共有一個電源總開關常閉 按紐(TK);為了方便，該常閉按紐(TK)由車制動踏板控制， 一般安裝在車制 動踏板的下方。這樣萬一開關(19)失靈，車制動初期，電動機(1)就能及時 斷電停轉。這兩個實施例的操作法如下起步或加速扭動把手(21)使這些開關(19) 從頭到尾逐個被碰通電，車在各電動機(1)驅動下平緩起步或加速，扭動把手(21)的快慢決定了平緩的程度，也就是決定了加速度的大小。幾秒後達到所 需車速時，放手讓這些開關(19)在彈力下從尾到頭逐個被碰斷電，各電動機(1)也就停轉，之後，進入油驅車時段。總的說來，扭動把手(21)就是電驅 車，否則就是油驅車。既扭動把手(21)又踏油門，就是電油共同驅車。主要 注意點是①制動前要放手離開扭動把手(21)，使常閉按紐(TK)和開關(19) 同時作用，以提髙制動的安全可靠性。②起步時間一般不要超過5秒。③按規 程給蓄電池充電和保養。當然，最好將現有發動機起動電機和蓄電池進一步優化改進，提高其使用 壽命和對本車的適應性，例如，將起動電機外殼改用鋁合金材料製成，在該外 殼製成有散熱片的，轉軸軸承由銅質滑動軸承改為滾動軸承。
權利要求
1、一種油電雙動力車，有車架(16)、發動機(18)、車變速器(9)、傳動軸(4)、用於直接驅動車輛行駛的電動機(1)，其特徵在於至少有一個直接驅動車輛行駛的電動機(1)是起動電機。
2、 根據權利要求1所述的油電雙動力車，其特徵在於車變速器(9)有中間軸(7),電動機(1)是與中間軸(7)傳動聯接的。
3、 根據權利要求2所述的油電雙動力車，其特徵在於傳動時，電動機(l) 是依次通過其轉軸上的驅動齒輪(13)、大齒輪(3)、傳動軸(4)和中間軸(7) 傳動聯接的；驅動齒輪(13)和大齒輪(3)都在減速箱體(2)內；中間軸(7) 有一端頭伸出車變速器(9)的箱體之外，該端頭通過萬向聯軸器(5)與傳動 軸(4)傳動聯接；傳動軸(4)上固定套裝有至少一個的大齒輪(3),傳動時， 每個大齒輪(3)與至少一個的電動機(1)的驅動齒輪(13)嚙合。
4、 根據權利要求2所述的油電雙動力車，其特徵在於傳動時，電動機(l) 是依次通過其轉軸上的驅動齒輪(13)、大齒輪(3)、傳動軸(4)和中間軸(7) 傳動聯接的；驅動齒輪(13)和大齒輪(3)都在減速箱體(2)內；中間軸(7) 有一端頭伸出車變速器(9)的箱體之外，該端頭通過至少二個圓錐齒輪(17) 與傳動軸(4)傳動聯接；傳動軸(4)上固定套裝有大齒輪(3)，傳動時，大 齒輪(3)與至少一個的電動機(1)的驅動齒輪(13)嚙合。
5、 根據權利要求2或3或4所述的油電雙動力車，其特徵在於中間軸(7) 端頭套有一個端頭蓋(8)，該蓋內有一個防止中間軸(7)軸向竄動的滾動軸承(10)。
6、 根據權利要求3或4所述的油電雙動力車，其特徵在於電動機(1) 安裝在固定有支架(15)的減速箱體(2)上，支架(15)固定在車架(16)上。
7、 根據權利要求1或2所述的油電雙動力車，其特徵在於每個直接驅動 車輛行駛的電動機(1)都對應聯接有一個自己的開關(19)，該開關(19)位 於司機位置旁的臺面(23)上。
8、 根據權利要求7所述的油電雙動力車，其特徵在於開關(19)不少於 二個，而且是並列的，都是一碰就通電、再一碰就斷電的開關；這些開關(19) 都被一個由彈簧(22)復位的把手(21)及其斜面(24)控制，扭動把手(21) 可使這些開關(19)從頭到尾逐個被碰通電；放手時在彈簧(22)作用下，把 手(21)使這些開關(19)從尾到頭逐個被碰斷電；各開關(19)都被防護罩(20)罩住。
9、 根據權利要求7所述的油電雙動力車，其特徵在於所有直接驅動車輛 行駛的電動機(1)還共有一個電源總開關常閉按紐(TK)，該常閉按紐(TK) 由車制動踏板控制。
全文摘要
本發明創造公開了一種新的油電雙動力車(特別是公交車)技術方案，其直接驅動車的電動機(1)中至少有一個是起動電機；其直接驅動車的電動機與發動機共用了原車變速器--至少有一個直接驅動車行駛的電動機(1)是與變速器中間軸(7)傳動聯接的。這樣的方案意義重大對燃油公交車較低成本地基本實現了用可再生低價的電能取代燃油。在一般情況下，油只用在燃油車效率較高、排放較少的勻速和高速時段，電只用在加速或上坡(特別是起步)的時段，其節油減排效果比現有舊油電雙動力車高，而結構簡單可靠、成本較低，可採用現有的發動機起動電機和起動用鉛酸蓄電池、可較易地改裝各種現有新舊公交車為油電雙動力車。
文檔編號B60K6/48GK101396961SQ20071018869
公開日2009年4月1日 申請日期2007年11月26日 優先權日2007年11月26日
發明者陸中源 申請人:陸中源