CN200988437Y - 一种可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机*** - Google Patents

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Abstract

一种可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，包括电动机、电机控制电路、传动连接机构，固定支架、外壳及输出轴；其整流稳压/逆变电路的输入端通过集电装置经开关与电源相连，其输出端与电气发动机中的电动机相连，电动机保护控制电路的输出端与电动机调速控制电路的输入端相连；电动机调速控制电路中设置有调速电位器R、怠速调节电位器R1，调速电位器R与驾驶室内的油门加速踏板相连；电动机、电动机调速控制电路通过绝缘方式与机壳连接；电动机的输出轴通过传动带机构与电气发动机输出轴相连。本实用新型的优点是：1.能实现同车型燃油教练车功能的完全仿真；2.安全、环保、运行成本低的效果；3.能在多种供电方式下正常工作。

Description

一种可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***
技术领域
本实用新型涉及将燃油机动车改装成电动车技术领域，尤其是一种可将驾驶员培训用燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***。
背景技术
随着汽车的普及，汽车驾驶培训方兴未艾，现在的驾驶员培训所用教练车的动力都是采用内燃机驱动方式，由于在驾驶培训阶段，教练车长期处于低车速工况，在训练过程中会高耗油并排放大量的有害气体对空气形成污染，另一方面，因油价不断上涨造成驾校培训成本日益增加。根据技术进步和驾驶员训练用教练车对发动机技术指标要求较低的特点，将电动汽车取代燃油车作为训练驾驶员的工具成为可能。
中国专利号200520069569X所说的电动教练车存在下列问题：
第一：该专利所述电动教练车不能达到有档位燃油教练车的工况仿真，如没有有档位燃油教练车的空档工况(怠速工况)，所以只能模拟和仿真自动档燃油教练车的工作工况，无法模拟和仿真有档位燃油教练车的工作工况(如车辆从静止到运动过程中需油门与离合器配合，如离合器松开时间较快时车辆会熄火(即电动机应断电)；坡道起步训练需油门踏板、离合器踏板、驻车制动器同时配合方能进行等)，达不到完成国家规定的驾驶员培训科目教学任务的目的；
第二：该专利所述电动教练车的电源和动力***与传动***及车体的连接存在着一定的安全隐患(如无漏电保护)，需进行改进。
第三：该专利所述电动教练车的供电方式为车载供电，单一的供电方式的运营成本高，不利于产业化及应用推广。
发明内容
本实用新型提供一种可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，改造后的电动教练车的驾驶操作方式方法及功能与改造前的燃油教练车完全一样，能实现同车型燃油教练车各种工况及操作的完全仿真，在能源上使用比燃油清洁且价格低廉的电能，从而能达到比现有燃油教练车安全、经济、环保、运行成本低的目的与效果。
所述可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，包括电动机、电机控制电路、传动连接机构、固定支架、外壳及油门加速踏板，其特征是：所述电气发动机***的电机调速电路包括电动机调速控制电路、电动机保护控制电路，用于电源转换的整流稳压/逆变电路，用于连接电源的集电装置；其中，整流稳压/逆变电路1-8的输入端通过集电装置1-15经开关K11、K12与电源相连，其输出端与电气发动机中的电动机相连；电动机保护控制电路1-16包括起动限流过压保护电压检测电路、过流保护电路，转速检测电路，起动限流过压保护电压检测电路的输入端接在整流稳压/逆变电路1-8的电压输入端上，其输出端与电动机调速控制电路1-9的一信号输入端相连，过流保护电路、转速检测电路的输出端也分别与电动机调速控制电路1-9的二信号输入端相连；电动机调速控制电路1-9中设置有调速电位器R、怠速调节电位器R1，调速电位器R与驾驶室内的油门加速踏板相连；电动机、电动机调速控制电路通过绝缘方式与电气发动机机壳连接；电动机的输出轴通过传动带机构与电气发动机输出轴相连，或通过绝缘块与减速器连接后再与电气发动机输出轴相连。
经集电装置向电气发动机供电的有线电源可以是交流电，也可以是直流电；车载电源向电气发动机供给的电源可以是直流电，也可以是交流电；在采用不同的电源时，电气发动机的电动机与之匹配。电气发动机内的电动机采用交流电动机时，电动机调速控制电路采用与之匹配的交流电动机调速控制电路，采用直流电动机时，电动机调速控制电路采用与之匹配的直流电动机调速控制电路。
改装后的电动教练车动力装置是电气发动机，车身上安装有能与电动教练车供电***与电机控制电路连接的集电装置；电气发动机的输出轴通过原燃油教练车发动机飞轮与原燃油教练车离合器连接，电动发动机外壳与原燃油教练车离合器外壳连接；原燃油教练车离合器与变速箱及以后的传动***连接状态不变；
电机控制电路中的电动机调速控制电路里设有怠速调节器R1，可允许教练员根据实际情况调节发动机怠速的快慢；电动机调速控制电路中的电动机调速电位器R与驾驶室内的油门加速踏板相连，可通过油门加速踏板使电动发动机加速。电动机的输出轴依次通过绝缘装置、减速器或传动带机构与电动发动机输出轴连接。
通过电路设计，电气发动机接通电源后转速自动从静止状态上升至设定的转速(与原燃油教练车空档怠速工况下转速相同)，电动机调速控制电路中设有电动机怠速调速电位器。
本实用新型的有益效果：
1、能实现同车型燃油教练车功能的完全仿真。用本实用新型改装成电动教练车后，由于在改装过程中仅只将电气发动机取代了燃油发动机，没有对需改装的燃油教练车做其它的结构性改变，因此改装后的电动教练车在其车架、底盘、转向装置、传动装置(离合器及以后部分)、制动装置、低压电路等***与改装前燃油教练车的结构、功能、性能、技术指标完全相同，且电气发动机接通电源后输出轴转速自动从静止状态上升至设定的转速以模拟燃油发动机空档时的怠速工况，所以通过使用本实用新型改造的电动教练车在驾驶操作方式方法及功能上与原燃油教练车完全一样。
2、真正达到安全、经济、环保、运行成本低的目的。电动机调速是成熟技术，将燃油教练车改造成本实用新型方便简单，成本低，可以方便地制作成各种车型的电动教练车。使用本实用新型后，驾驶员培训成本不仅大大降低，而且在训练过程中极大的减少大气污染。
3、保证了教学安全。本实用新型与原车传动装置连接时，采用了无轨电车的绝缘处理方法与漏电保护技术；
4、能在多种供电方式下正常工作。本实用新型能同时在不同的供电方式下正常工作。在有线供电状态下，控制电路自动(也可手动)切断车载电源供应线路，通过集电装置与特定的有线电动车供电装置连接，可使改装后的电动教练车在设定的范围内灵活移动。在没有市电的地方或希望采用车载电源供电时，控制电路自动(也可手动)接通车载电源供应线路，使改装后的电动教练车通过车载电瓶或其它车载电源的供电方式也能保持正常工作，实现各项训练科目教学。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是输出轴与解放牌卡车的飞轮、离合器连接实施例结构示意图；
图3是单相交流输入三相交流输出电气控制原理框图；
图4是单相交流输入直流输出电气控制原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
参阅图1、3、4。电气发动机***的电机调速电路包括电动机调速控制电路1-9、电动机保护控制电路1-16，电源转换的整流稳压/逆变电路1-8，连接电源的集电装置1-15；其中，整流稳压/逆变电路1-8的输入端通过集电装置1-15经开关K11、K12与电源相连，其输出端与电气发动机中的电动机相连；电动机保护控制电路1-16包括起动限流过压保护电压检测电路、过流保护电路，转速检测电路，起动限流过压保护电压检测电路的输入端接在整流稳压/逆变电路1-8的电压输入端上，其输出端与电动机调速控制电路1-9的一信号输入端相连，过流保护电路、转速检测电路的输出端也分别与动机调速控制电路1-9的二信号输入端相连；电动机调速控制电路1-9中设置有调速电位器R、怠速调节电位器R1，调速电位器R与驾驶室内的油门加速踏板相连；电动机1-5、电动机调速控制电路1-9通过绝缘方式与电气发动机机壳连接。
电动机的输出轴1-4可通过传动带机构1-3与电气发动机输出轴1-1相连，也可通过绝缘块与减速器1-2连接后再与电气发动机输出1-1轴相连。图1中，电动机1-5、电动机调速控制电路1-9和电动机保护控制电路1-16，整流稳压/逆变电路1-8、集电装置1-15等部件通过绝缘或连接装置1-10固定在托架1-11上，再通过绝缘座1-7固定在电气发动机外壳1-13上；风扇1-6用于散热。
图3、图4中，电动机调速控制电路中设置有调速电位器R、怠速调节电位器R1，调速电位器R与驾驶室内的油门加速踏板相连。集电装置1-15的另一端与电机控制电路中用于电源转换的整流稳压/逆变电路1-8的输入端相连。经集电装置向电动机供电的电源可以是有线交流电，也可以是有线直流电。电气发动机的电动机1-5可采用交流电动机及与之匹配的交流电动机调速控制电路1-9；或采用直流电动机及与之匹配的直流电动机调速控制电路。
以单相电源与集电装置1-15连接的交流220V电压通过开关K11、K12经整流稳压/逆变电路1-8连接到电机控制电路的主回路。图3、4中，电动机保护控制电路1-16包括起动限流过压保护电压检测电路、过流保护电路，转速检测电路。图3中，经电源转换的整流稳压/逆变电路输出的是三相交流输出W、V、U。图4中经电源转换的整流稳压/逆变电路输出的是直流。
改装后的电动教练车采用有线电源方式供电时，电源可以是220V或是380V的交流电，也可以是直流电；
改装后的电动教练车仿真燃油发动机空档时的工况：通过电路设计，使电源接通后，电动机调速控制电路使电动机转速由0转/分钟自动上升到设定转速，然后通过怠速调节器R1或减速器的调整，使电气发动机转速达到同车型燃油发动机在空档怠速工况时的转速。
图1中，当电动机输出轴1-4与电气发动机输出轴1-1采用机械齿轮减速器连接时，1-3是绝缘连接块，1-2是机械齿轮减速器；当电动机输出轴与电气发动机输出轴采用传动带机构连接时，1-3是传动带机构，1-2是轴承座。机械齿轮减速器或是轴承座1-2通过支撑座1-12固定在机壳1-13上。
由于教练车车型较多，所以本实用新型所述的电气发动机与不同车型的发动机飞轮和离合器总成连接时，虽然电气发动机输出轴连接飞轮和外壳连接离合器外壳的螺孔会因车型不同而尺寸不同，但电气发动机输出轴与飞轮的连接方式与原燃油教练车发动机曲轴与飞轮的连接方式相同；电气发动机外壳与离合器外壳连接的方式与离合器外壳与原燃油教练车发动机外壳连接方式相同，电气发动机机壳在车架上固定的方法也与原燃油教练车发动机在车架上固定的方法完全相同。
图2中飞轮2-5为同车型燃油教练车的飞轮，通过螺栓固定在电气发动机输出轴的法兰盘上。图中1-1是电气发动机输出轴，输出轴上连接飞轮的法兰盘大小与孔距与同车型燃油发动机曲轴上连接飞轮的法兰盘完全相同，2-9是变速箱第一轴，2-7是离合器盖，2-10是离合器踏板，2-1是压盘，2-8是滑套，2-6压紧弹簧，2-3是从动盘，2-2是摩擦衬片。滑套2-8与驾驶室内的离合器踏板2-10相连，离合器外壳2-11与电气发动机外壳1-13通过螺栓连接。电气发动机输出轴1-1与飞轮2-5连接。
电动机输出轴与电气发动机输出轴间连接部件传动带机构的传动带可以是绝缘皮带，也可以是链条，当传动带采用链条时，电动机输出轴与电气发动机输出轴间有绝缘处理。
为保证教学安全，电路中设置漏电保护，当接地链上通过的电流大于设定值时，电路正负极同时断开(漏电保护)。
本实用新型的核心是提供一种由电气发动机、集电装置、加速踏板组成的，与内燃机发动机功能一样的，能满足驾驶员培训教学的电气发动机***，使在不需改变燃油教练车传动结构的情况下，就可使燃油教练车方便改装成电动教练车，改装后的电动教练车有如下主要特征：电气发动机与燃油发动机和飞轮、离合器的连接方法以及在车架上固定的方法相同；供电方式可以采用有线方式，也可采用车载电源供电方式；供电电源可以是交流电，也可以是直流电，电气发动机内的电动机根据电源匹配相应的交流或直流电动机；接通电源后电气发动机输出轴转速自动从静止状态上升至设定的转速并保持恒定，且电气发动机怠速可通过调节装置进行调节；驾驶室内的油门加速踏板可使电气发动机转速从怠速设定值加速增至额定转速；实现车辆的前进、后退是通过变速箱的机械方式而非以电动机转向变换实现。

Claims (7)

1.一种可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，包括电动机、电机控制电路、传动连接机构、固定支架、外壳及油门加速踏板，其特征是：所述电气发动机***的电机调速电路包括一个电动机调速控制电路、一个电动机保护控制电路，一个用于电源转换的整流稳压/逆变电路，一个用于连接电源的集电装置；其中，整流稳压/逆变电路(1-8)的输入端通过集电装置(1-15)经开关K11、K12与电源相连，其输出端与电气发动机中的电动机相连；电动机保护控制电路(1-16)包括起动限流过压保护电压检测电路、过流保护电路，转速检测电路，起动限流过压保护电压检测电路的输入端接在整流稳压/逆变电路(1-8)的电压输入端上，其输出端与电动机调速控制电路(1-9)的一信号输入端相连，过流保护电路、转速检测电路的输出端也分别与电动机调速控制电路(1-9)的二信号输入端相连；电动机调速控制电路(1-9)中设置有调速电位器R、怠速调节电位器R1，调速电位器R与驾驶室内的油门加速踏板相连；电动机、电动机调速控制电路通过绝缘方式与电气发动机机壳连接；电动机的输出轴通过传动带机构与电气发动机输出轴相连，或通过绝缘块与减速器连接后再与电气发动机输出轴相连。
2.如权利要求1所述的可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，其特征是：经集电装置向电气发动机供电的有线电源可以是交流电，也可以是直流电；车载电源向电气发动机供给的电源可以是直流电，也可以是交流电；在采用不同的电源时，电气发动机的电动机与之匹配。
3.如权利要求1或2所述的可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，其特征是：电气发动机内的电动机采用交流电动机时，电动机调速控制电路采用与之匹配的交流电动机调速控制电路，采用直流电动机时，电动机调速控制电路采用与之匹配的直流电动机调速控制电路。
4.如权利要求1或2所述可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，其特征是：车身上安装有能与交、直流电连接的集电装置，集电装置的另一端与电气发动机电机控制电路中用于电源转换的整流稳压/逆变电路的输入端相连。
5.如权利要求1所述的可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，其特征是：电气发动机输出轴上有与发动机飞轮连接的螺孔，电气发动机外壳上有与离合器壳连接的螺孔。
6.如权利要求1或5所述的可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，其特征是：电气发动机输出轴与飞轮连接，飞轮与离合器连接，离合器外壳通过螺栓固定在电气发动机外壳上；所述的飞轮、离合器为同车型燃油教练车的飞轮、离合器。
7.如权利要求1所述的可将燃油教练车改装成电动教练车的电气发动机***，其特征是：电动机输出轴与电气发动机输出轴间连接部件传动带机构的传动带是绝缘皮带、链条，当传动带采用链条时，电动机输出轴与电气发动机输出轴间有绝缘处理。
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