風輪轎車的製作方法

2023-04-25 02:30:16 1

專利名稱：風輪轎車的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種混合動力小型交通工具，尤其是在行駛中利用風輪補充電能或動力的轎車。
背景技術：
各種燃油轎車的動力源都是汽(柴)油，而石油不僅價格越來越貴，而且儲量也越來越少；純電動轎車動力蓄電池一次儲存的電能有限，續航能力一般只有120公裡左右。可見，各種車輛都急切需要補充、替換新的廉價清潔能源一風能就是這樣一種新能源。目前，燃油轎車和純電動轎車沒有利用風能；已知風能電動轎車的電機風輪不是影響車輛外觀、增加行駛阻力，就是扭矩不足，發電量相當有限。

發明內容
流體連續性定理和伯努利定理告訴我們:當流體連續不斷而穩定地流過一個粗細不等的管道時，由於管道中任何一部分的流體都不能中斷或擠壓起來，因此在同一時間內，流進任一切面的流體的質量和從另一切面流出的流體質量是相等的；流體在一個管道中流動時，流速大的地方壓力小，流速小的地方壓力大。根據上述兩個定理，我們可以得知，轎車行駛時，空氣流到車頭部，便分成上下左右四股氣流，分別沿車體四方表面流過，在車尾部重新匯合向後流去。轎車上、左、右表面比較凸出光滑，流管較細，說明流速加快，壓力降低；而轎車頭部正面迎風，下表面凹凸不平、粗糙，氣流還受到車底表面和地面的夾擊阻擋作用，流管變粗，流速減慢，壓力增大一也就是說，相對於上、左、右表面，轎車頭部和底部的空氣阻力和壓力最大，是安裝風輪的最佳位置。為克服背景技術的不足，本發明需要解決的技術問題是，在不改變轎車外形和增加行駛阻力的前提下，提供一種水平軸滾筒式風輪安放在前艙，最大限度的利用轎車在行駛過程中由頭部、底部和地面三者合力形成的氣流管道內的氣流和氣壓來強化、放大風輪的扭矩力，進而增加風力發電機的發電量，延長電動轎車的續航裡程，或者直接作為驅動轎車的輔助動力，節約燃油，減少尾氣排放。本發明的技術方案是:在轎車頭部設置百葉窗式進風口，百葉窗水平葉片呈前上後下或前下後上約14度傾斜。在前倉內最接近地面的車架上設置一個滾筒式、水平軸、月牙弧形葉片(3至8片)、筒體外表有兩道緊箍、軸兩端有軸承的風輪。在上述內容的基礎上再作出以下兩種設計:(1)轎車前倉逆時針旋轉的風輪水平軸右側(以駕駛車輛的駕駛員定位，下同)靠近軸承的地方，裝有一個大齒輪，大齒輪上鏈條另一頭鏈在離心離合器I軸的小齒輪上--或者在順時針旋轉的風輪水平軸右側，緊靠大齒輪裝一個惰輪(改變動力轉動方向)，緊靠惰輪的是右小齒輪，與右小齒輪同軸的左小齒輪上的鏈條另一頭鏈在離心離合器1 [6]軸的小齒輪[4]上一離心離合器1、風力發電機、離心離合器2集成一個整體，通過一個小萬向節與左前輪軸相接；左前輪中間裝有輪邊減速器。在車輛行駛中，迎風轉動的風輪達到一定速度時，帶動風力發電機發電經穩壓器、整流器，源源不斷地為車載動力蓄電池補充電能，蓄電池電路經變頻器為電動機供電；當風輪轉速超過發電機額定轉速時，由左前輪負責洩荷。電動機中置或後置作為原動力驅動後輪，車載動力蓄電池可以布置在車的四周，也可以集中布置在車的尾部或者布置在底盤下面。(2)前倉風輪右側，在逆時針旋轉的風輪與軸承之間的水平軸上設置一個大齒輪，大齒輪上的鏈條另一頭鏈著離心離合器I軸的小齒輪--或者在順時針旋轉的風輪軸上的大齒輪與離心離合器I軸的小齒輪之間插入一個惰輪(改變動力轉動方向離心離合器I與右前輪輪軸相接，右前輪中間裝有輪邊減速器，風輪的扭矩力通過輪邊減速器的進一步減速增扭，直接作為轎車的輔助動力。發動機中置或後置作為原動力驅動後輪。本發明的有益效果是:轎車中增加風輪後，在汽車行駛過程中既可以利用風輪帶動風力發電機發電，源源不斷地為車載動力蓄電池補充電能，進一步提高電動轎車的續航能力；也可以利用風輪的機械能在原動力的基礎上對汽車起到輔助牽引、驅動作用，從而實現利用風能節約燃油能源、減少空氣汙染的目標。
四

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明:圖1是滾筒式風輪圖，其中:1_1是風輪橫截面圖，1-2是風輪前視圖。圖2是逆時針旋轉的風輪與發電機、左前輪之間的傳動結構頂視圖。圖3是順時針旋轉的風輪與發電機、左前輪之間的傳動結構頂視圖。圖4是逆時針旋轉的風輪與右前輪之間的傳動結構頂視圖。圖5是順時針旋轉的風輪與右前輪之間的傳動結構頂視圖。圖6是百葉窗式進風口前視圖。圖7是圖2結構的轎車頭部、底部和地面三者合力形成的氣流管道左視圖。圖8是圖3結構的轎車頭部、底部和地面三者合力形成的氣流管道左視圖。圖9是圖4結構的轎車頭部、底部和地面三者合力形成的氣流管道左視圖。圖10是圖5結構的轎車頭部、底部和地面三者合力形成的氣流管道左視圖。圖中:1.滾筒式風輪(1-1-1.月牙弧形葉片，1-2-1.筒體外表緊箍)，2.軸承，
3.大齒輪，4.小齒輪(4-1.右小齒輪，4-2.左小齒輪)，5.鏈條，6.離心離合器1，7.離心離合器2，8.風力發電機，9.小萬向節，10.輪軸，11.輪胎，12.輪邊減速器，13.轎車前艙，
14.百葉窗式進風口，15.氣流管道，16.氣流方向，17.惰輪。
五具體實施方式
如圖7、圖8、圖9、10所示，行駛中的轎車頭部正對著迎面而來的氣流，氣流從轎車前艙[13]和車底穿過，自然形成了一個喇叭口氣流管道[15]。氣流管道[15]嘴大體小一進風口約高800公分、寬110公分，主體則像個高20公分、寬140公分、長440公分左右的扁窄長方體。大量的氣流從百葉窗式進風口 [12]進入前艙[13]，受到風輪[I]的吸收釋放後，又遇到前艙[13]斜面後壁阻擋便順勢往下，與被車底和地面夾擊的氣流匯合一起經轎車底部朝後流去。根據流體連續性定理和伯努利定理，與轎車上、左、右氣流相比，這個管道[15]內的氣流在重力、慣性力和阻力的作用下，雖然流速慢些，但空氣密度和壓強明顯增加，處於管道[15]首當其衝位置的風輪[I]的扭矩力也必然會隨之加大，本發明亦因此有了付諸實施的基礎條件。下面結合附圖，對本發明所述的風輪轎車作進一步詳細描述:實施方式一:如圖6所示，轎車頭部設置有百葉窗式進風口 [12]，所述的百葉窗式進風口 [12]的水平葉片呈前上後下或前下後上約14度傾斜，以增加風輪迎風受力面。]如圖1所示，在前倉[13]內最接近地面的車架上設置一個滾筒式風輪[1]，所述的滾筒式風輪[I]為水平軸、3至8片月牙弧形葉片[1-1-1]、圓柱體，筒體外表有兩道緊箍[1-2-1]、水平軸兩端有軸承[2]。這種風輪只是吸收利用車輛行駛過程中其頭部、底部氣流管道內的固有的、不可避免的空氣流速、流量和流壓，將之轉化為機械能，作為發電的動力或汽車的輔助動力，不會產生二次阻力(螺旋槳型風輪旋轉時就有二次阻力)。如圖2所示，在前倉[13]逆時針旋轉的風輪[I]水平軸右側靠近軸承[2]的地方，裝有一個大齒輪[3]，大齒輪[3]上鏈條[5]另一頭鏈在離心離合器I [6]軸的小齒輪[4]上一或者如圖3所示，在順時針旋轉的風輪[I]水平軸右側，緊靠大齒輪[3]裝一個惰輪(改變動力轉動方向)，緊靠惰輪[17]的是右小齒輪[4-1]，與右小齒輪[4-1]同軸的左小齒輪[4-2]上的鏈條[5]另一頭鏈在離心離合器I [6]軸的小齒輪[4]上一離心離合器I [6]、風力發電機[8]、離心離合器2 [7]集成一個整體,通過一個小萬向節[9]與左前輪的輪軸[10]相接；左前輪[11]中間裝有輪邊減速器[12]。車輛行駛時，風輪[I]迎風轉動並帶動風力發電機[8]發電經穩壓器、整流器為動力蓄電池充電，蓄電池電路經變頻器為電動機供電；電動機中置或後置作為原動力驅動後輪，車載動力蓄電池可以布置在車的四周，也可以集中布置在車的尾部或者底盤下面。當風輪轎車慢行或倒退時，風輪[I]達不到一定的轉速，離心離合器I [6]和離心離合器2 [7]均處於自動分離狀態，發電機[8]也處於靜止狀態，風輪[I]和發電機[8]都不會消耗原動力的能量；當轎車行駛達到一定速度時，由於風輪[I]軸上的齒輪大、離心離合器I軸上的齒輪小的關係，迎風轉動的風輪[I]傳遞過來的轉速迅速上升，很快達到風力發電機[8]發電所需要的轉速，離心離合器I [6]立即自動處於接合狀態(離心離合器2 [7]，由於還沒有達到特定的轉速，此時仍然處於分離狀態)，帶動發電機[8]發電為車載動力蓄電池補充電能，進一步提高電動轎車的續航能力；當行駛速度越來越快時，風輪[I]傳遞過來的轉速超過發電機[8]額定轉速時，離心離合器2[7]會立即自動處於接合狀態，把風輪[I]傳遞過來的過量轉速通過小萬向節[9]引渡給左前輪軸[10]，通過輪邊減速器[12]減速增扭，直接作為驅動車輛行駛的輔助動力，使風力發電機[8]仍然保持在額定轉速範圍內運行一這樣既給發電機[8]瀉了荷，又充分利用風能降低了電能消耗；當車速下降，風輪傳遞過來的轉速回到發電機[8]額定轉速範圍內時，離心離合器2[7]又會自動處於分離狀態，風輪[I]與左前輪[11]之間的動力傳動中斷，風輪[I]又回到只為發電機[8]提供動力的狀態。小萬向節[9]結構具有角度調節和柔性連接、緩衝車輛行駛中的震動力、保護髮電機的功能。實施方式二:如圖4所示，在前倉[13]逆時針旋轉的風輪[I]右側，風輪[I]與軸承[2]之間的水平軸上設置一個大齒輪[3]，大齒輪[3]上的鏈條另一頭鏈著離心離合器I [6]軸的小齒輪[4]一或者如圖5所示，在順時針旋轉的風輪[I]水平軸上的大齒輪[3]與離心離合器I [6]軸的小齒輪[4]之間插入一個惰輪[17](改變動力轉動方向)一離心離合器1[6]與右前輪[11]輪軸[10]相接；右前輪[11]中間裝有輪邊減速器[12];發動機中置或後置作為原動力驅動後輪。當轎車慢行或倒退時，迎風轉動的風輪[I]達不到一定的轉速，離心離合器I [6]自動處於分離狀態，風輪[I]與右前車輪[11]之間的動力傳動處於中斷狀態，風輪[I]不會消耗原動力的能量；當轎車行駛速度加快，風輪達到一定轉速時，離心離合器I [6]自動接合，風輪[I]與右前車輪[11]之間的動力傳動接通；由於風輪[I]軸上的齒輪大、離心離合器1[6]軸上的齒輪小的關係，風輪[I]傳遞過來的轉速總是比右前車輪[11]的轉速快，通過輪邊減速器12[]的減速增扭，使風輪[I]的機械能在原動力的基礎上對右前車輪[11]起到輔助牽引、驅動作用。
權利要求
1.風輪轎車，其特徵是:在轎車頭部設置百葉窗式進風口，在前倉內最接近地面的車架上設置水平軸滾筒式風輪；在逆時針旋轉的風輪軸右側靠近軸承的地方裝有一個大齒輪，大齒輪上鏈條另一頭鏈著離心離合器I軸的小齒輪--或者在順時針旋轉的風輪水平軸右側，緊靠大齒輪裝一個惰輪(改變動力轉動方向)，緊靠惰輪的是右小齒輪，與右小齒輪同軸的左小齒輪上的鏈條另一頭鏈在離心離合器I軸的小齒輪上--離心離合器1、風力發電機、離心離合器2集成一個整體，通過小萬向節與左前輪軸相接，左前輪中間裝有輪邊減速器。
2.根據權利要求1所述的風輪轎車，其特徵是:在逆時針旋轉的風輪與軸承之間的水平軸上裝有一個大齒輪，大齒輪上的鏈條另一頭鏈著離心離合器I軸的小齒輪一或者在順時針旋轉的風輪軸上的大齒輪與離心離合器I軸的小齒輪之間插入一個惰輪(改變動力轉動方向)一離心離合器I與右前輪輪軸相接；右前輪中間裝有輪邊減速器。
3.根據權利要求1所述的風輪轎車，其特徵是:所述的進風口百葉窗，其水平葉片呈前上後下或者前下後上約14度傾斜。
4.根據權利要求1所述的風輪轎車，其特徵是:所述的風輪為水平軸、3至8片月牙弧形葉片、滾筒式、筒體外表有兩道緊箍。
5.根據權利要求1所述的風輪轎車，其特徵是:所述的月牙弧形葉片，也可以是其他形狀。
6.根據權利要求1所述的風輪轎車，其特徵是:所述的水平軸滾筒式風輪與其他元件組合為一個整體 ，這個整體可以安置在其他車輛的頭部或底部。
全文摘要
本發明公開了一種能在行駛中提供補充電能或輔助動力的風輪轎車。包括在轎車頭部設置百葉窗式進風口，前倉設置水平軸風輪，風輪軸承右側裝有大齒輪，大齒輪鏈條另一頭鏈著離心離合器1軸的小齒輪，離心離合器1、風力發電機、離心離合器2集成一個整體，通過小萬向節與左前輪軸相接，左前輪中間裝有輪邊減速器，風輪帶動發電機發電經穩壓器、整流器給蓄電池充電，蓄電池電路經變頻器為電動機供電，電動機中置或後置作為原動力驅動後輪；或者風輪軸上大齒輪的鏈條與裝在右前輪軸上的離心離合器1軸的小齒輪相鏈，直接將風輪的機械能傳遞給右前輪作為輔助動力，右前輪中間裝有輪邊減速器，發動機中置或後置作為原動力驅動後輪。
文檔編號B60L8/00GK103101443SQ20121011323
公開日2013年5月15日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者李勝利 申請人:李勝利