CN109017141A - 一种基于直线发电机的能源回收车轮 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于直线发电机的能源回收车轮，包括一个车轮圈和一个轮轴安装圈，所述车轮圈与所述轮轴安装圈之间铰接多个直线发电机，并且，使所述多个直线发电机沿同一向与车轮圈半径之间形成倾角，所述直线发电机在所述车轮圈与所述轮轴安装圈之间摆动。本发明车轮圈与轮轴安装圈之间铰接多个直线发电机替代车轮轮辐，轮轴中心相对车轮圈圆心偏移，使车辆行驶过程中多个直线发电机连续伸缩发电，有效地增加了车辆散失的动能和势能的回收。

Description

一种基于直线发电机的能源回收车轮

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，特别涉及一种基于直线发电机的能源回收车轮。

背景技术

随着人类社会经济的发展，对能量的需求越来越大，对每一丝资源都要充分回收并利用起来能够很大程度起到节能减排的效果。在汽车行驶过程中，当制动的时候浪费动能产生热量，当汽车刹车时的动能，排气也会散发出大量的热量，这些凭空消耗的能量回收、储存并加以利用将会让车辆节省不少能量。

在现有技术中针对汽车刹车是的动能以及汽车震动是产生的动能的回收，通过直线电机来进行回收，动能转变为电能进行存储利用，为车上电器设备供动力、驱动汽车等。直线型发电机是一种通过永磁体进行往复运动提供磁场的发电机，通过利用直线型发电机对具有往复运动规律的自然现象进行发电进提供能源补充不断收到重视。

但是现有技术中通过直线电机进行动能回收的效率有限，能量回收量较小，大部分能量依然散发到空气中，造成了能源浪费。例如专利申请号为201510182434.2公开一种用于重型汽车的直线发电机馈能悬架，其公开了通过上支座与下支间设置一个主油腔和四个副油腔，将直线发电机嵌入到主油腔的主活塞上，其主要是通过将车辆震动引起的馈能悬架变形产生的热能进行回收，其效率相对较低，回收能量较少。

现有技术中也存在通过车轮对车辆散失的动能进行回收，例如专利申请号为201611021726.9公开的一种车轮发电机，但是其仅仅是在轮毂辐条上按装发电机转子，车轴上安装发电机定子进行发电，但是其显然能源回收有限，难以对车辆整体上下颠簸的势能回收。

因此，为了解决上述技术问题，需要一种基于直线发电机的能源回收车轮，有效地增加了车辆散失的动能和势能的回收，避免大量能源浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于直线发电机的能源回收车轮，所述车轮包括一个车轮圈和一个轮轴安装圈，所述车轮圈与所述轮轴安装圈之间铰接多个直线发电机，并且，

使所述多个直线发电机沿同一向与车轮圈半径之间形成倾角，所述直线发电机在所述车轮圈与所述轮轴安装圈之间摆动。

在一个优选的实施例中，所述车轮圈四周具有多个第一铰接端部，所述轮轴安装圈四周具有多个第二铰接端部。

在一个优选的实施例中，直线发电机一端具有与所述第一铰接端部铰接的第三铰接端部，另一端具有与所述第二铰接端部铰接的第四铰接端部。

在一个优选的实施例中，所述直线发电机为圆柱形直线发电机，包括缸体和嵌于所述缸体内的活塞杆，所述缸体端部固定第三铰接部，所述活塞杆的端部固定第四铰接部。

在一个优选的实施例中，所述缸体内侧壁沿轴向交替排列多个多个S极永磁体和N极永磁体，活塞杆外侧壁沿轴向排列多个与S极永磁体和N极永磁体能够实现相对运动的绕组线圈。

在一个优选的实施例中，所述车轮圈向内凹陷形成凹槽，所述凹槽两侧壁开设第一通孔形成第一铰接部。

在一个优选的实施例中，所述轮轴安装圈具有一环形耳部，所述环形耳部上开设第二通孔形成第二铰接部。

在一个优选的实施例中，所述轮轴安装圈开有螺纹孔，通过高强度螺栓穿过所述螺纹孔将轮轴固定在所述轮轴安装圈。

在一个优选的实施例中，所述直线发电机为3到6个。

在一个优选的实施例中，所述倾角(β角)的角度为15度-45度。

本发明一种基于直线发电机的能源回收车轮，车轮圈与轮轴安装圈之间铰接多个直线发电机替代车轮轮辐，轮轴中心相对车轮圈圆心偏移，使车辆行驶过程中多个直线发电机连续伸缩发电，有效低增加了车辆散失的动能和势能的回收。

本发明一种基于直线发电机的能源回收车轮，多个直线发电机与车轮圈半径之间形成倾角，有效低缓解了车辆的震动，提高了车辆的行驶的平稳性。

本发明一种基于直线发电机的能源回收车轮，在行驶过程中，根据路况、车速和承载不同，每个直线电机可发电在200瓦左右，多个直线电机配合，整体增加能源回收的总量。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1是本发明基于直线发电机的能源回收车轮及轮轴安装圈截面的示意图。

图2是本发明直线发电机的示意图。

图3是本发明直线发电机与车轮圈铰接的示意图。

图4是本发明基于直线发电机的能源回收车轮行驶过程能源回收的原理示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。下面通过具体的实施方式对本发明的内容进行说明，本发明提供的一种基于直线发电机的能源回收车轮，可安装在重型汽车、轿车、电动摩托车，甚至可以安装在自行车上进行能源回收。本发明提供的一种基于直线发电机的能源回收车轮能够有效回收车辆行驶过程中，由于颠簸震动散失到空中的动能和势能，提高能源回收的总量。

如图1所示本发明基于直线发电机的能源回收车轮及轮轴安装圈截面的示意图，本发明提供的一种基于直线发电机的能源回收车轮包括一个车轮圈1和一个轮轴安装圈3，车轮圈1与轮轴安装圈3之间铰接多个直线发电机2，并且使多个直线发电机2沿同一向与车轮圈半径之间形成倾角(β角)，直线发电机2在车轮圈1与轮轴安装圈3之间摆动，具体过程将在下文实施例中详细说明。

本发明车轮圈半径越大，直线发电机伸缩范围越长，发电量越大，倾角(β角)的范围角度太小或太大会影响直线发电机伸缩量，进而影响发电量。在本发明中，倾角(β角)的角度为15度-45度，优选是30度。

在本发明中，直线发电机沿同一向与车轮圈半径之间形成的倾角是指，直线发电机2从轮轴安装圈3至车轮圈1顺着车轮转动方向或者车轮转动反方向有偏移一个倾角。

根据本发明的实施例，车轮圈1四周具有多个第一铰接端部，轮轴安装圈2四周具有多个第二铰接端部。直线发电机2一端具有与第一铰接端部铰接的第三铰接端部，另一端具有与第二铰接端部铰接的第四铰接端部。在车轮圈1外安装橡胶轮胎4，轮轴安装圈3内安装车轴5。

根据本发明的实施例，直线发电机2为圆柱形直线发电机，如图2所示本发明直线发电机的示意图，本实施例中直线发电机2包括缸体201和嵌于缸体201内的活塞杆202，缸体端部固定第三铰接部203，活塞杆202的端部固定第四铰接部205。如图3所示本发明直线发电机与车轮圈铰接的示意图，车轮圈1向内凹陷形成凹槽102，凹槽102两侧壁开设第一通孔101形成第一铰接部，第三铰接部203嵌入到凹槽102内，通过铰接销轴103穿过第一通孔101和第三铰接部203的通孔204，使得直线发电机2摆动过程中绕铰接销轴103转动。

如图1所示，轮轴安装圈3具有一环形耳部301，环形耳部上开设第二通孔302形成第二铰接部。通过销轴穿过环形耳部301上开设的第二通孔与第四铰接部205的通孔206，使得直线电机2摆动过程中绕销轴转动。轮轴安装圈3开有螺纹孔303，通过高强度螺栓穿过螺纹孔303将轮轴5固定在轮轴安装圈3上，车辆行驶过程中，轮轴5带动轮轴安装圈3绕轮轴5的圆心转动。

根据本发明的实施例，缸体201内侧壁沿轴向交替排列多个多个S极永磁体和N极永磁体，活塞杆外侧壁沿轴向排列多个与S极永磁体和N极永磁体能够实现相对运动的绕组线圈，车轮行驶过程中，活塞杆202在缸体201内往复运动，绕组线圈切割S极永磁体和N极永磁体的磁感线进行发电。直线发电机2的结构本发明不做具体限定，根据本领域的现有技术选择合适的直线发电机铰接于车轮圈1与轮轴安装圈3之间即可。每个直线发电机的发电量根据行驶的路况，行驶里程和车辆称重有关，车辆平稳行驶过程中，每个直线发电机的发电量在200瓦左右。下面结合实施例，对本发明提供的一种基于直线发电机的能源回收车轮工作过程以及原理进行说明。

根据本发明的实施例，车轮圈1与轮轴安装圈3之间铰接多个直线发电机2，直线发电机的数目根据车轮大小来确定，对于一些尺寸较大的车轮直线发电机的数目多于尺寸较小的车轮。根据本发明的实施例，直线发电机为3到6个，例如在一些实施例中，直线发电机的数目为6个，下面以具有3个直线发电机的车轮为例进行说明。

如图4所示本发明基于直线发电机的能源回收车轮行驶过程能源回收的原理示意图，本实施例中，车轮具有3个直线发电机，分别为第一直线发电机2a、第二直线发电机2b和第三直线发电机2c。图4中(a)为基于直线发电机的能源回收车轮安装于轮轴上，未承受载荷的情况，此时车轮圈的圆心、轮轴安装圈的圆心和轮轴的圆心重合，轮轴的圆心距地面L的距离为h1。图4中(b)为基于直线发电机的能源回收车轮安装于轮轴上，承受载荷的情况，此时轮轴安装圈的圆心和轮轴的圆心重合，车轮圈的圆心与轮轴的圆心发生偏移，车轮圈的圆心距地面的圆心为h1，轮轴的圆心距离地面L的距离为h2，h1大于h2，h1减去h2为轮轴圆心偏移的距离。根据本发明，第一直线发电机2a、第二直线发电机2b和第三直线发电机2c沿同一向与车轮圈半径之间形成倾角，本实施例中，第一直线发电机2a、第二直线发电机2b和第三直线发电机2c沿车轮旋转方向(X放线)与轮圈半径之间形成倾角，在另一些实施例中，可以是沿车轮旋转的方向与轮圈半径之间形成倾角。第一直线发电机2a、第二直线发电机2b和第三直线发电机2c在车轮圈与轮轴安装圈之间摆动。本发明采用3到6个直线发电机，并且多个直线发电机沿同一方向倾斜，使车轮行驶更加平稳。

车轮行驶过程中车轮承受载荷，轮轴带动轮轴安装圈转动，轮轴安装圈通过直线发电机带动车轮圈转动行驶(以X方向转动行驶)，同时直线发电机的缸体和活塞杆做伸缩运动，并整体摆动。以3个直线发电机为例，车轮承受载荷时，第一直线发电机2a处于拉伸状态，活塞杆伸出缸体，第二直线发电机2b处于压缩状态，活塞杆伸入缸体内，第三直线发电机2c处于压缩状态，活塞杆伸入缸体内。行驶过程中，当直线发电机转动到接近地面L时(例如第二直线发电机2b)，直线发电机处于压缩状态，当直线发电机转动至远离地面L时(例如第一直线发电机2a)，直线发电机处于拉伸状态，直线发电机不断重复压缩和拉伸进行发电。

根据本发明，直线发电机与车轮圈半径之间形成的倾角，行驶过程中，直线发电机绕车轮圈的铰接点、轮轴安装圈的铰接点不断摆动，使轮轴具有较好的平稳性。例如，行驶过程中，第一直线发电机2a摆动，第一直线发电机2a缸体一端绕车轮圈铰接点2a’转动，第一直线发电机2a活塞杆一端绕轮轴安装圈的铰接点2a”转动；第二直线发电机2b摆动，第二直线发电机2b缸体一端绕车轮圈铰接点2b’转动，第二直线发电机2b活塞杆一端绕轮轴安装圈的铰接点2b”转动；第三直线发电机2c摆动，第三直线发电机2c缸体一端绕车轮圈铰接点2c’转动，第三直线发电机2c活塞杆一端绕轮轴安装圈的铰接点2c”转动。

在形式过程中，路面不平等原因引起的震动时，轮轴由重力引起竖直方向上下运动(m、n方向)，轮轴带动轮轴安装圈竖直方向上下运动，从而对直线发电机拉伸和压缩，促使直线发电机进行发电。

本发明一种基于直线发电机的能源回收车轮，车轮圈与轮轴安装圈之间铰接多个直线发电机替代车轮轮辐，轮轴中心相对车轮圈圆心偏移，使车辆行驶过程中多个直线发电机连续伸缩发电，有效低增加了车辆散失的动能和势能的回收。

本发明一种基于直线发电机的能源回收车轮，多个直线发电机与车轮圈半径之间形成倾角，有效低缓解了车辆的震动，提高了车辆的行驶的平稳性。

本发明一种基于直线发电机的能源回收车轮，汽车运动过程的微小路面激励均能触发发电机发电，提高发电机的发电效率。

本发明一种基于直线发电机的能源回收车轮，在行驶过程中，根据路况、车速和承载每个直线电机可发电200瓦左右，多个直线电机配合，整体增加能源回收的总量。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种基于直线发电机的能源回收车轮，其特征在于，所述车轮包括一个车轮圈和一个轮轴安装圈，所述车轮圈与所述轮轴安装圈之间铰接多个直线发电机，并且，

使所述多个直线发电机沿同一向与车轮圈半径之间形成倾角，所述直线发电机在所述车轮圈与所述轮轴安装圈之间摆动。

2.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述车轮圈四周具有多个第一铰接端部，所述轮轴安装圈四周具有多个第二铰接端部。

3.根据权利要求2所述的车轮，其特征在于，直线发电机一端具有与所述第一铰接端部铰接的第三铰接端部，另一端具有与所述第二铰接端部铰接的第四铰接端部。

4.根据权利要求3所述的车轮，其特征在于，所述直线发电机为圆柱形直线发电机，包括缸体和嵌于所述缸体内的活塞杆，所述缸体端部固定第三铰接部，所述活塞杆的端部固定第四铰接部。

5.根据权利要求4所述的车轮，其特征在于，所述缸体内侧壁沿轴向交替排列多个多个S极永磁体和N极永磁体，活塞杆外侧壁沿轴向排列多个与S极永磁体和N极永磁体能够实现相对运动的绕组线圈。

6.根据权利要求2或3所述的车轮，其特征在于，所述车轮圈向内凹陷形成凹槽，所述凹槽两侧壁开设第一通孔形成第一铰接部。

7.根据权利要求2或3所述的车轮，其特征在于，所述轮轴安装圈具有一环形耳部，所述环形耳部上开设第二通孔形成第二铰接部。

8.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述倾角的角度为15度-45度。

9.根据权利要求1或2所述的车轮，其特征在于，所述轮轴安装圈开有螺纹孔，通过高强度螺栓穿过所述螺纹孔将轮轴固定在所述轮轴安装圈。

10.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，所述直线发电机为3到6个。