CN104309494A - 空气动力汽车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气动力汽车，包括电源插线、空气压缩机、压缩空气罐、备用蓄电池、流体动力发动机、直流发电机、直流电动机、发动机进气口、发动机排气口、发动机驱动轴、车架、架体，本发明选用现有油电双动力汽车或纯电动汽车改装，省去了燃油动力部分设备，保留电力驱动***，拆除大部分蓄电池，将安装蓄电池和油箱的空间用于安装压缩空气罐。充气时，将电源插线连接动力电源或普通电源插座，空气压缩机通过电源插线与电源连接后，对压缩空气罐进行充气操作，当本发明所述空气动力汽车的四个直流发动机分别与车辆的四个车轮连接时，就连差速器也不需要了，使得汽车成为真正的四驱车和完全没有机械传动***的全电动、全电控汽车。

Description

空气动力汽车

技术领域

本发明涉及新能源汽车领域，具体是空气动力汽车。

背景技术

如今能源危机已经越来越迫在眉睫。有分析家说，如果在未来几十年内不能用新能源取代汽油，那么汽车就是一种即将没落的“生物”。同时，雾霾等大气污染的元凶大部分来自于燃油汽车的使用，中国大城市中的空气污染已经到了令人难以忍受的地步了，电动汽车虽然能解决空气污染问题，但电动汽车充电时间长、行驶距离短，如要达到一般汽车的行驶里程，成本将呈指数增加。而且燃油汽车的油箱和电动汽车的蓄电池在激烈碰撞之后也会发生燃烧和***，安全性能不能保证，最主要的，蓄电池的生产和报废后的处理过程也会造成严重的环境污染。因此，只有采用压缩空气作为动力的汽车完全可以做到零排放，安全性能也能够得到保证，汽车的生产和报废处理过程也不会产生严重污染。

据美国媒体报道，能源问题与环保问题是一直以来困扰全球汽车行业的最严峻的两大问题。为此，各家车厂也是“八仙过海，各显神通”，各种概念层出不穷。美国ZPM(Zero Pollution Motors，零排放汽车)公司力争在2011年初将空气动力汽车投放美国市场，这种汽车通过压缩空气和一个小型的常规引擎来提供动力。ZPM公司首席执行官施瓦-文卡特说，公司的最终目标是把空气动力汽车的价格控制在18000到20000美元之间，燃料效能达到100公里1加仑汽油，在低速行驶时废气零排放。

在世界其他国家，空气动力汽车技术正在加速发展。2012年3月法国MDI公司在瑞士日内瓦国际车展上展示了一辆空气动力汽车Airpod。Airpod是一款是外形酷似甲壳虫的三轮汽车，AirPod前后各有一个向上开启的玻璃门，2排座位背靠背，前排有1个座位，后排有2个座位。Airpod是一款只能在城市行驶的车辆，是世界上最小的3座车辆，但也可乘坐3名成人和1名儿童。这种车用压缩空气驱动，完全是零排放、零污染的洁净汽车。同年3月，新版空气动力车正在阿姆斯特丹的史基浦机场(Schipol airport)接受法国航空-荷兰皇家航空公司(Air France KLM)的测试，它们将在未来代替庞大的服务电动车队。

不过有工程学专家对这项技术表示怀疑，说空气压缩本身就是高能耗。美国西北大学化学和生物工程学专家哈罗德说“空气压缩机是转化电能效率最低的机器之一。为什么不像电动汽车一样直接使用电能？从能源利用的角度来说，空气动力汽车并没有什么意义。”同时，另外有专家分析认为，空气压缩动力驱动的发动机，其工作过程和能量的利用,高压空气的储存、压缩和压力,适应环境温度、持续行驶里程和速度，技术上可行。压缩空气为动力，作为汽车产业的补充能源，的确是一种经济性、安全性、环保性能极强的清洁能源，是一种具有应用前景十分广阔的绿色能源汽车。

虽然目前各种新能源汽车及空气动力汽车层出不穷，但还没有一种全电动、全电控，可靠性高、造价低、寿命长，并且辅助设施建设方便的简易结构纯空气动力汽车。

发明内容

本发明正是针对以上技术问题，提供一种全机械式结构，可靠性高、造价低、寿命长，并且可以不用专门建设辅助设施的简易结构的全电动、全电控的纯空气动力汽车。

本发明主要通过以下技术方案来实现。

空气动力汽车，包括电源插线、空气压缩机、压缩空气罐、备用蓄电池、流体动力发动机、直流发电机、直流电动机、发动机进气口、发动机排气口、发动机驱动轴、车架、架体，其特征在于架体设置在车架内，空气压缩机、压缩空气罐、备用蓄电池、流体动力发动机、直流发电机、直流电动机设置在车架上，空气压缩机与电源插线连接，压缩空气罐上设置有发动机进气口，压缩空气罐通过发动机进气口与流体动力发动机连接，流体动力发动机通过发动机驱动轴驱动直流发电机发电，流体动力发动机内做功后的废气通过发动机排气口排出，直流发电机分别与备用蓄电池、直流电动机连接，备用蓄电池与直流电动机连接。直流电动机为两个，分别与车辆的前、后桥连接，并通过前、后桥驱动车轮转动。直流电动机为四个，分别与车辆的四个车轮连接并直接驱动车轮转动。发动机排气口连接到车辆通风***及四个车轮前，并利用排气口的低温废气进行降温与通风，同时可给车轮增加一定的扭矩。压缩空气罐内的初始压力≥30MPa。压缩空气罐选用碳纤维钢瓶。压缩空气罐选用只漏不爆的钢瓶。

本发明选用现有油电双动力汽车或纯电动汽车改装，省去了燃油动力部分设备，保留电力驱动***，拆除大部分蓄电池，将安装蓄电池和油箱的空间用于安装压缩空气罐。充气时，将空气压缩机上连接的电源插线连接动力电源或普通电源插座，空气压缩机通过电源插线与电源连接后，对压缩空气罐进行充气操作，当需要行驶时，通过车辆控制***控制压缩空气罐上的发动机进气口打开，压缩空气罐内的高压空气经发动机进气口进入到流体动力发动机做功，流体动力发动机通过发动机驱动轴驱动直流发电机发电后，由控制***控制电力输出至备用蓄电池或相应的直流电动机上，直流电动机驱动相应的前、后桥或相应的车轮，空气动力汽车即可正常行驶。流体动力发动机驱动直流发电机发出直流电，用电线传输到安装在前、后桥或四个车轮上的直流电动机，同时，在汽车下坡和减速时，直流电机机又可以为备用蓄电池发电，同时，直流电动机还可以方便地调速与控制，因此，本发明所述空气动力汽车不需要有变速箱。

当本发明所述空气动力汽车空载时，流体动力发动机的多余动力输出带动直流发电机对备用蓄电池进行充电。当本发明所述空气动力汽车需要较大动力时，可通过对压缩空气罐上进行加热，以实现压缩空气罐内的高压气体快速释放，增加做功效率。当本发明所述空气动力汽车的四个直流电动机分别与车辆的四个车轮连接时，这个时候就连差速器也不需要了，而中国目前汽车行业的最大瓶颈就是差速器不过关，这样我们就可以绕过这个技术难关，使得汽车成为真正的四驱车和完全没有机械传动***的全电传、电控汽车。

为了使流体动力发动机更适用于空气动力汽车，我们还可以使用专有的JBQ热化学金属离子表面强化技术使得流体动力发动机的流道部件高硬度、高光洁度，降低流体的流动阻力，提高零件的抗磨损能力。我们还可以使用专有的管道内壁抛光整形技术，大大降低压缩空气在管道内的流动阻力，从而使整体效率得到可观提高。同时，为了提供其安全性，我们还可以使用碳纤维来制造高压空气储罐，以达到只漏不爆的目的。

现有汽车发动机的经济效率大约为30%左右，但在城市通行的汽车在大多数时间并不能保证在经济效率下行驶，更多的时候效率保持在15%左右甚至更低。但是，采用本发明所述的全电动、全电控的空气动力汽车，可以使发动机始终在最高效率下工作，而且可以使下坡和减速的动量转化为电能储存在备用蓄电池中。

本发明结构简单，成本低廉。

附图说明

附图中，图1是本发明电路结构示意图，图2是本发明车体结构示意图，其中：

1—电源插线，2—空气压缩机，3—压缩空气罐，4—备用蓄电池，5—流体动力发动机，6—直流发电机，7—直流电动机，8—车架，9—架体，51—发动机进气口，52—发动机排气口，53—发动机驱动轴。

具体实施例

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

直流电动机7通过驱动前桥、后桥驱动车辆前进。

在本实施例中，架体9设置在车架8内，空气压缩机2、压缩空气罐3、备用蓄电池4、流体动力发动机5、直流发电机6、直流电动机7设置在车架8上，空气压缩机2与电源插线1连接，压缩空气罐3上设置有发动机进气口51，压缩空气罐3通过发动机进气口51与流体动力发动机5连接，流体动力发动机5通过发动机驱动轴53驱动直流发电机6发电，流体动力发动机5内做功后的废气通过发动机排气口52排出，直流发电机6分别与备用蓄电池4、直流电动机7连接，备用蓄电池4与直流电动机7连接，直流电动机7为两个，分别与车辆的前、后桥连接。

本实施例中选用现有油电双动力汽车或纯电动汽车改装，省去了燃油动力部分设备，保留电力驱动***，拆除大部分蓄电池，将安装蓄电池和油箱的空间用于安装压缩空气罐3。充气时，将电源插线1连接动力电源或普通电源插座，空气压缩机2通过电源插线1与电源连接后，对压缩空气罐3进行充气操作，当需要行驶时，通过车辆控制***控制压缩空气罐3上的发动机进气口51打开，压缩空气罐3内的高压空气经发动机进气口51进入到流体动力发动机5做功，流体动力发动机5通过发动机驱动轴53驱动直流发电机6发电后，由控制***控制电力输出至备用蓄电池4或相应的直流电动机7上，直流电动机7驱动相应的前、后桥，空气动力汽车即可正常行驶。流体动力发动机5驱动直流发电机6发出直流电，用电线传输到安装在前、后桥上的直流电动机7，同时，在汽车下坡和减速时，直流电动机又可以为备用蓄电池4发电，同时，直流电动机7还可以方便地调速与控制，因此，本实施例所述空气动力汽车不需要有变速箱。可方便地直接将现在的车辆进行改装，减少了批量生产的技术投入成本。

实施例2

直流电动机7通过直接驱动车轮前进。

在本实施例中，架体9设置在车架8内，空气压缩机2、压缩空气罐3、备用蓄电池4、流体动力发动机5、直流发电机6、直流电动机7设置在车架8上，空气压缩机2与电源插线1连接，压缩空气罐3上设置有发动机进气口51，压缩空气罐3通过发动机进气口51与流体动力发动机5连接，流体动力发动机5通过发动机驱动轴53驱动直流发电机6发电，流体动力发动机5内做功后的废气通过发动机排气口52排出，直流发电机6分别与备用蓄电池4、直流电动机7连接，备用蓄电池4与直流电动机7连接，直流电动机7为四个，四个直流电动机7分别与车辆的四个车轮连接。

本实施例中选用现有油电双动力四轮驱动汽车或纯电动四轮驱动汽车改装，省去了燃油动力部分设备，保留电力驱动***，拆除大部分蓄电池，将安装蓄电池和油箱的空间用于安装压缩空气罐3。充气时，将电源插线1连接动力电源或普通电源插座，空气压缩机2通过电源插线1与电源连接后，对压缩空气罐3进行充气操作，当需要行驶时，通过车辆控制***控制压缩空气罐3上的发动机进气口51打开，压缩空气罐3内的高压空气经相应的发动机进气口51进入到流体动力发动机5做功，流体动力发动机5通过发动机驱动轴53驱动直流发电机6发电后，由控制***控制电力输出至备用蓄电池4或相应的直流电动机7上，直流电动机7驱动相应的车轮，空气动力汽车即可正常行驶。流体动力发动机5驱动直流发电机6发出直流电，用电线传输到安装在四个车轮上的直流电动机7，同时，在汽车下坡和减速时，直流电动机又可以为备用蓄电池4充电，同时，直流电动机7还可以方便地调速与控制，因此，本实施例所述空气动力汽车不需要有变速箱、差速器，虽然增加了技术投入成本，但绕过了国产差速器质量不过关等客观限制性条件，使得空气动力汽车成为真正的四驱车和完全没有机械传动***的全电传、电控汽车。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其中所述的流体动力发动机5可以选用现有的透平膨胀机，也可以根据需要，重新设计并制造具备压缩空气驱动功能的专用发动机，本发明的目的主要在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.空气动力汽车，包括电源插线、空气压缩机、压缩空气罐、备用蓄电池、流体动力发动机、直流发电机、直流电动机、发动机进气口、发动机排气口、发动机驱动轴、车架、架体，其特征在于架体设置在车架内，空气压缩机、压缩空气罐、备用蓄电池、流体动力发动机、直流发电机、直流电动机设置在车架上，空气压缩机与电源插线连接，压缩空气罐上设置有发动机进气口，压缩空气罐通过发动机进气口与流体动力发动机连接，流体动力发动机通过发动机驱动轴驱动直流发电机发电，流体动力发动机内做功后的废气通过发动机排气口排出，直流发电机分别与备用蓄电池、直流电动机连接，备用蓄电池与直流电动机连接。

2.根据权利要求1所述空气动力汽车，其特征在于所述直流电动机为两个，分别与车辆的前、后桥连接，并通过前、后桥驱动车轮转动。

3.根据权利要求1所述空气动力汽车，其特征在于所述直流电动机为四个，分别与车辆的四个车轮连接并直接驱动车轮转动。

4.根据权利要求1所述空气动力汽车，其特征在于所述发动机排气口连接到车辆通风***及四个车轮前，并利用排气口的低温废气进行降温与通风，同时可给车轮增加一定的扭矩。

5.根据权利要求1所述空气动力汽车，其特征在于所述压缩空气罐内的初始压力≥30MPa。

6.根据权利要求1所述空气动力汽车，其特征在于所述压缩空气罐选用碳纤维钢瓶。

7.根据权利要求1所述空气动力汽车，其特征在于所述压缩空气罐选用只漏不爆的钢瓶。