CN204916034U - 一种节能电动车轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能电动车轮，包括有车辆支架，车辆支架上转动安装有飞轮轴，飞轮轴上转动安装有车轮，车轮中心有飞轮固定套装在飞轮轴上；飞轮轴的左端传动安装有电机，飞轮轴的右端固定套装有主动齿轮，主动齿轮的左侧有齿轮卡套滑动套装在齿轮轴上，齿轮卡套上固定套装有被动齿轮；齿轮箱内转动安装有车轮轴平行的过渡齿轮轴，过渡齿轮轴上固定套装有过渡齿轮，过渡齿轮右侧设有被动轮齿，左侧设有主动轮齿。本实用新型设计紧凑，可应用于电动车、自行车等依靠车轮旋转向前运动的车辆。

Description

一种节能电动车轮

技术领域：

本实用新型主要涉及车辆车轮领域，尤其涉及一种节能电动车轮。

背景技术：

传统的车轮仅起承重和运转前进的作用。我国是一个多山的国家，很多道路有较大坡度。当车辆下坡时，由于车辆自身和荷载物的强大的重力势能，使车速激增，为减速安全行驶，人们不得不刹车。结果把重力势能白白浪费。相反，当车辆上坡时，又往往苦于没有足够的动力即输出功率。

实用新型内容：

本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种节能电动车轮，它能适时积蓄车辆自身和荷载物的重力势能，和行进中车辆原动装置的动能，并可恰当放出能量，达到节省能源，稳定速率和阶段性自动提高输出功率的目的。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种节能电动车轮，其特征在于：包括有车辆支架，车辆支架上转动安装有飞轮轴，飞轮轴上转动安装有飞轮，车轮中心有飞轮固定套装在飞轮轴上；飞轮轴的左端传动安装有电机，飞轮轴的右端安装有齿轮箱，位于齿轮箱内的飞轮轴上固定套装有主动齿轮，主动齿轮的左侧有齿轮卡套滑动套装在齿轮轴上，齿轮卡套上固定套装有被动齿轮；齿轮箱内转动安装有飞轮轴平行的过渡齿轮轴，过渡齿轮轴上固定套装有过渡齿轮，过渡齿轮右侧设有与主动齿轮啮合传动的被动轮齿，左侧设有与被动齿轮啮合传动的主动轮齿；所述齿轮卡套外端穿过齿轮箱固定在车轮的轮毂上。

一种节能电动车轮，其特征在于：所述齿轮箱一侧安装有控制过渡齿轮轴和被动轮齿离合的离合器。

一种节能电动车轮，其特征在于：所述车轮包括有轮毂，轮毂上设有左、右轮辐，所述飞轮位于左、右轮辐中间的位置。

一种节能电动车轮，其特征在于：所述齿轮卡套为台阶套，台阶套的左侧固定套装车轮轮毂的安装孔中。

离合器关闭时，电机带动飞轮轴转动，飞轮轴带动飞轮和主动齿轮转动。主动齿轮通过过渡齿轮、被动齿轮间的啮合关系，通过被动齿轮带动齿轮卡套转动，由于齿轮卡套与车轮固定连接，进而带动了车轮转动。当离合器开启时，过渡齿轮上的主动轮齿在齿轮轴上空转，不会带动车轮转动。

本实用新型用在该车辆的车轮上，该机构包括电机、轮毂、轮辐、和传动轮系构成由电机、飞轮和重力势能分别或组合作用，使车辆运动，其特点在于：

1、在轮辐内侧，轮毂的轴线位置上安装与车轮同轴线的蓄能用飞轮，该飞轮通过安装在车轮一侧的传动轮系与车轮建立传动连接，在车轮另一侧安装电机，驱动飞轮。通过飞轮的高速转动来积蓄能量，该飞轮通过一组相互啮合的齿轮即轮系与车轮相连接，建立飞轮与车轮之间的传动比即转速之比，从而可实现飞轮与车轮之间的转速转变和能量的相互传递。电机的动力可加在飞轮上。因飞轮积蓄的能量与其转速的平方成正比，又因为飞轮的转速与车轮的转速成正比，比例系数为飞轮与车轮之间轮系的传动比，所以，当车辆下坡车轮加速时，飞轮也加速积蓄能量，因飞轮积蓄了部分能量，避免了车速的激增，从而不用刹车，并利用起了势能。当车辆在平路行驶时，加速，并使车辆保持一个较高的车速，此车速可以是正常车速，而此时飞轮以传动比的关系保持着一个更高的转速，积蓄着巨大的动能。当车辆上坡车轮减速时，飞轮也减速，放出能量，从而提高了车辆的输出功率，并且飞轮的转速变化越大，飞轮积蓄或放出的能量就越多，达到所要设计的阶段性自动提高输出功率的目的。

在连接飞轮与车轮之间的轮系上，或独立于轮系可以有一离合装置，以便在紧急刹车时，迅速切断飞轮与车轮之间的能量传递。

适应高低落差路面，可阶段性自动提高车辆的输出功率，稳定了车辆行进过程中的速率，有利于电机和电池的正常工作及使用寿命。

本实用新型的优点是：

本实用新型设计紧凑，可应用于电动车、自行车等依靠车轮旋转向前运动的车辆。

附图说明：

图1是一种节能电动车轮结构示意图。

图2是一种节能电动车轮***视图。

具体实施方式：

参见附图。

一种节能电动车轮，包括有车辆支架14，车辆支架14上转动安装有飞轮轴3，车轮1中心有飞轮4固定套装在飞轮轴3上；飞轮轴3的左端传动安装有电机13，飞轮轴3的右端安装有齿轮箱，位于齿轮箱内的飞轮轴3上固定套装有主动齿轮6，主动齿轮6的左侧有齿轮卡套11滑动套装在齿轮轴上，齿轮卡套11上固定套装有被动齿轮5；齿轮箱内转动安装有飞轮轴平行的过渡齿轮轴8，过渡齿轮轴8上固定套装两个过渡齿轮，过渡齿轮右侧设有与主动齿轮啮合传动的被动轮齿7，左侧设有与被动齿轮啮合传动的主动轮齿9；被动齿轮5的安装孔中固定套装有齿轮卡套11，齿轮卡套11滑动套装在飞轮轴3上；所述齿轮卡套11外端穿过齿轮箱固定在车轮的轮毂上。

所述齿轮箱一侧安装有控制过渡齿轮轴和被动轮齿离合的离合器。

车轮包括有轮毂2，轮毂2上设有左、右轮辐，所述飞轮4位于左、右轮辐中间的位置。

齿轮卡套11为台阶套，台阶套的左侧固定套装车轮轮毂的安装孔中。

车轮1可做成外圆直径为1.2m，轮辐间有较大间隙的结构形式。车轮1与轮毂2固接在一起，构成传统车轮的承重和运转前进结构。轮毂2最好通过一对深沟球轴承安装在飞轮轴3上，使飞轮轴3可在轮毂2内自由转动。飞轮4通过平键与飞轮卡套。飞轮4可做成直1m，质量为15kg，并且质量主要集中在飞轮边缘的形式。飞轮轴3与飞轮4固接在一起。飞轮轴3与主动齿轮6固接。被动齿轮5通过花键连接与齿轮卡套12连接。主动齿轮6与被动轮齿7啮合。过渡齿轮与过渡齿轮轴8固接。过渡齿轮轴8可通过滑动轴承安装在车辆支架上，并围绕其轴线自由转动。主动轮齿9与被动齿轮5啮合。

电机14通过平键与飞轮轴3连接，作为原动机给整个装置提供动力。车辆支架14最好通过滚柱轴承安装在轮毂2上，并可使轮毂2在车辆支架15上自由转动。可以在过渡齿轮轴8与被动轮齿9之间设一离合器10，则当离合器10打开时整个过渡齿轮空转。从而切断了飞轮4与车轮1之间的转速转变和能量的相互传递，达到安全使用的目的。

其中相互啮合各齿轮的压力角、模数均相同，齿数情况可以如下：齿轮5齿数为40，齿轮6齿数为8，齿轮7齿数为40，齿轮9齿数为8。以车辆支架15为参照，则被动齿轮5、主动齿轮6、过渡齿轮及各自的轴组成一定轴轮系，其传动比为25。该车轮机构可以用此定轴轮系来确定飞轮与车轮之间的转速比，此时即当飞轮转速为25r/s(转/秒)时，车轮转速为1r/s，实现飞轮4与车轮1之间的转速转变和能量的相互传递。由飞轮的结构参数知其转动惯量为J＝MR²/2(J为转动惯量、M为飞轮质量、R为飞轮半径)，J＝15×0.25×0.5得J＝1.88(kgm²)。则由绕定轴转动刚体的动能公式：E＝Jω²/2(E绕定轴转动刚体的动能、ω角速度)，知当飞轮由30r/s(转/秒)即30×2πrad/s(角速度单位：弧度每秒)降到10r/s即10×2πrad/s时其放出的能量可见其放出的能量是巨大的。如果用此能量将一个60kg的人提升则可垂直提升50米。飞轮轴(3)与轮毂(2)间的轴承可用锂基润滑剂，其摩擦系数可忽略不计。另外齿轮的传动效率可达98％。排除空气阻力，此机构总体效率为90％以上。

Claims (4)

1.一种节能电动车轮，其特征在于：包括有车辆支架，车辆支架上转动安装有飞轮轴，飞轮轴上转动安装有飞轮，飞轮中心有飞轮固定套装在车飞轮轴上；飞轮轴的左端传动安装有电机，飞轮轴的右端安装有齿轮箱，位于齿轮箱内的飞轮轴上固定套装有主动齿轮，主动齿轮的左侧有齿轮卡套滑动套装在齿轮轴上，齿轮卡套上固定套装有被动齿轮；齿轮箱内转动安装有飞轮轴平行的过渡齿轮轴，过渡齿轮轴上固定套装有过渡齿轮，过渡齿轮右侧设有与主动齿轮啮合传动的被动轮齿，左侧设有与被动齿轮啮合传动的主动轮齿；所述齿轮卡套外端穿过齿轮箱固定在飞轮的轮毂上。

2.根据权利要求1所述的一种节能电动车轮，其特征在于：所述齿轮箱一侧安装有控制过渡齿轮轴和被动轮齿离合的离合器。

3.根据权利要求1所述的一种节能电动车轮，其特征在于：所述车轮包括有轮毂，轮毂上设有左、右轮辐，所述飞轮位于左、右轮辐中间的位置。

4.根据权利要求1所述的一种节能电动车轮，其特征在于：所述齿轮卡套为台阶套，台阶套的左侧固定套装车轮轮毂的安装孔中。