势能汽车

势能汽车

所属技术领域

本发明是对现有汽车动力系统的彻底改变。在本发明中，现有汽车目前所使用的动力系 统由本发明所创设的动力系统所替代。

背景技术

本发明所称的现有汽车动力系统，包括目前技术所使用的燃烧汽油、柴油、乙醇类等内 燃机动力系统，及使用电能或燃料电池系统驱动做功，或目前试验中的燃烧氢气所产生的动 能等。

但目前汽车绝大部分所使用的仍是燃烧石油制品的内燃机，而石油制品是一种不可再生 资源，除消耗这种不可再生能源之外，对大气同时还造成污染，不利于环保，同时在噪声、 发动机共振及事故或燃油泄漏所导致的火灾隐患等方面，均对人类目前造成诸多负面影响。

发明内容

为了克服现有汽车技术的不足，本发明提供了一种新的动力选择，利用本发明，除具备 现有汽车的优点外，还能避免现有汽车技术所带来的上述缺点。

本发明的核心技术是利用外力(主要是电力)，收紧任意多组高强度螺旋合金卷簧，在高 强度螺旋卷簧被收紧的过程中逐渐累积出势能，势能可由一控制单元机构锁定或逐级释放， 在释放的过程中带动大直径的齿轮组进而带动小直径的齿轮组(工作轴)做功，从而产生动 能。

在本发明的实施过程中，目前汽车上除发动机系统外所有的其他系统均可保留，包括磁 电机系统及蓄电池(用于所有灯光系统、音影娱乐系统、空调系统及其他用电系统)、变速系 统(包括自动变速系统或手动变速系统)、传动系统、制动系统、各种助力系统及其他系统， 唯一的变化便是由此势能动力系统完全取代如今地内燃机及其他动力系统，并在此势能动力 系统的基础上完全衔接上其他的上述各系统。

在此势能动力系统的工作过程中，通过多组的高强度螺旋卷簧形成的组合动力，使动力 有一个多级的释放，以满足不同的动力和扭矩需求。在高速低扭矩状态下行驶时，使用较少 组的动力释放，或在速度达到某一任意设定值时，人工或智能锁定动力系统或减少动力系统 的释放，改由惯性滑行或减缓势能的释放；当速度减小到某一任意设定值时，人工或智能释 放动力系统或增大动力系统的释放，使速度始终可以保持在某一速度值区间。当低速大扭矩 状态下行驶时或动力显著衰减时，加入或转到下一组或多组动力系统共同释放以获得充足的 动力输出。

在本发明中特别的一点是，当汽车下坡或下长陡坡不能频繁制动以避免刹车高温造成性 能衰减或失效时，在目前的汽车设计上，此时需用动力系统本身的牵阻力制动，而在此势能 汽车上，不论变速系统设计是自动变速系统还是手动变速系统，当此时一旦进入某一另设特 定挡位(可手动或自动进入)，便与收紧高强度螺旋卷簧的齿轮组结合，依据当时速度的大小 齿轮组自动选择收紧高强度螺旋卷簧的组数与力度，速度越快，收紧的组数越多，力度越大； 速度越慢，收紧的组数越少，力度越小。在重新储存势能的同时，有效地给汽车以牵阻力制 动。如果所有的高强度螺旋卷簧被全部收紧后，此特定挡位自动跳入空挡或其他挡位。如果 选择下坡加速或需要更快速度，也可选择不进入这一特定挡位。

同时，此势能汽车的制动系统也与收紧高强度螺旋卷簧的齿轮组挂钩，当刹车时，如果 汽车仍在行驶状态，此时首先会自动选择与收紧高强度螺旋卷簧的齿轮组结合以达到制动的 目的，同时储存势能。当需要紧急制动时，只需加大刹车力度，此时四轮刹车系统便开始工 作，在收紧高强度螺旋卷簧所产生的牵阻力及四轮刹车力度共同作用下，将产生比目前传统 汽车刹车时更大的制动力，从而大幅度缩短制动距离，进一步加强汽车的安全性能。在释放 制动踏板或汽车完全静止后，刹车系统与收紧高强度螺旋卷簧的齿轮组结合便会自动断开。

这样，当汽车行驶时，在目前传统汽车上需要动力系统牵阻制动或刹车制动消耗动能的 时候，将被消耗的动能又最大限度地转换成势能储存起来，可以最大限度地延长汽车的行驶 时间及行驶距离。

在本发明中，此势能汽车用于收紧高强度螺旋卷簧的动力可以是任一外力，在野外及其 他非常情况下甚至包括人力，但日常使用中，主要是电力。可通过设于汽车外的电动机收紧 高强度螺旋卷簧，也可将电动机附设于汽车上，使用时通过一根电缆线牵出，用毕由设于汽 车上的卷簧轮轴自动卷回收紧。

对于此势能汽车的势能储存便利性方面，可将现有的遍及各地的加油站附设上充电插座， 便可随时解决势能汽车途中加载能量的需求。如果途中离附设充电插座的加油站尚远不能抵 达，只要在任何有电源且汽车能够抵达的地方，均可随时随地解决汽车能量储备的问题。

为尽量减少发电机对高强度螺旋卷簧工作时的负载，在加载势能时(即电动机收紧高强 度螺旋卷簧的过程中)，即同时对汽车蓄电池尽可能快速高强度充电，在汽车行驶过程中车载 用电系统首先选择使用蓄电池电能，只有当蓄电池电量衰减到一个较低的任一设定值时，手 动或自动接合上发电机系统对蓄电池充电。

同时在本发明的实施过程中，有关此势能汽车的各种助力系统尽可能使用电动助力，在 简化结构降低成本的同时尽量减少势能动力的消耗。

具体实施方案

为更好地了解本发明的构想精神，有必要回顾一下人类的飞行史。1903年12月14日， 莱特兄弟的第一次动力飞行仅持续了3.5秒钟，直线飞行距离105英尺。100年来，从莱特 兄弟的第一架简陋的木制飞机，到代表人类智慧和开拓精神的航天飞机，从仅仅在空中停留 12秒的飞行者一号，到数倍音速的协和客机，人类在航天科技上的突破一日千里。具体到本 发明中的势能汽车，这就对材料学及相关学科提出了新的更高的要求，尤其是高强度螺旋卷 簧的材料品质，强度一定要高，可使用或合成新的合金类材料，具有强度高、韧性好、体积 小、重量轻等优点。势能汽车的推广使用，势必对人类的冶金提炼、金属加工工艺的发展更 新及发明等带来长足的突破及进步。初期的势能汽车可能行驶距离不是很远，但随着材料及 制造工艺的进一步完善和改进，势能汽车必将逐步释放出更大的势能，其行驶距离必定是越 来越远、越来越快、越来越安全，就如同当初低效率高能耗大重量大体积的内燃机发展到目 前高效率低能耗高精尖轻小的内燃机一样。

本发明的构想如果得以实施及发展，势必对现有社会的动力结构带来全面的变革，势能 汽车的核心动力结构不光在现有汽车交通领域，在航海、航天、农业机械、国防军事及日常 生活中涉及动力输出的方面，都可以尝试利用本发明的核心技术加以解决并逐步发展完善。

作为十三亿人口的大国，我国处在历史上前所未有的能源需求高增长期，在将环保节能 作为我国目前突出重点的今天，本发明实施的重要性不言而喻。

目前，我国汽车保有量已达2500万辆，估计到2010年将达到5000万辆。与此相对应的 是，目前我国机动车百公里油耗比欧洲高25％，比日本高20％，比美国高10％(引自《第一财 经日报》2005年2月16日)。在国家发改委2004年6月发布的《汽车产业发展政策》中， 明确提出要“鼓励发展节能环保的小排量汽车”；2004年10月，国家质量监督检验检疫总 局和国家标准化管理委员会，联合发布了我国首个油耗强制性国标《乘用车燃料消耗量限值》； 2004年11月，发改委又发布了《节能中长期专项规划》。这一系列政策的出台，势必为本发 明的实施带来更广阔的发展前景。

自汽车发明以来，对所谓HNV的控制(Harshness：粗暴，Noise：噪声，Viberation：振动) 一直是汽车制造商研制新车时最花力气排除的三大问题，而在本发明的实施过程中，这三大 难题便迎刃而解。

综上所述，本发明的实施，具有以下无可比拟的优点及进步：

1.节能；

2.环保；

3.低噪；

4.从根本上消除NVH(发动机共振现象)；

5.避免了事故及燃油泄漏导致的火灾隐患；

6.制动距离缩短，安全性显著提高；

7.本发明仅仅只是对现有汽车动力系统的改变，结构简单，除更换发动机系统外，其他 系统均不用变更，因此对目前数量庞大的在用车具有非常广阔的改装前景；

8.制造工艺、使用及维修相对简单，成本显著下降。

通过阅读以上描述，可以清楚地了解本发明的特征，并且这些特征单独或与其他特征相 组合可以形成更多发明的基础，从而在本发明的实施过程中得到更进一步的完善。