專利名稱：汽車饋電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車饋電機，特別是一種電機的改進。
這種汽車饋電機(圖4)，由行星齒輪組合(

圖1)和雙向交(直)流發(fā)電機(圖2)及其連接件組成。行星齒輪組合由一個內(nèi)齒輪，一～三個行星輪，一個太陽輪相互嚙合組成；內(nèi)齒輪、行星輪、太陽輪同在一個平面上，內(nèi)齒輪與太陽輪同心同軸，行星輪的大小一樣；太陽輪外緣是齒輪，內(nèi)環(huán)是滾動軸承，無中心軸；內(nèi)齒輪是主動輪，帶動行星輪轉(zhuǎn)動，行星輪帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，太陽輪是輸出輪；內(nèi)齒輪與行星輪轉(zhuǎn)動方向相同；行星輪分單自轉(zhuǎn)型和自轉(zhuǎn)公轉(zhuǎn)型兩種，視設(shè)計不同而定，行星輪與太陽輪的轉(zhuǎn)動方向相反；內(nèi)齒輪的齒數(shù)是行星輪的倍數(shù)，行星輪的齒數(shù)是太陽輪的倍數(shù)。
雙向交(直)流發(fā)電機的線圈與行星齒輪組合中的內(nèi)齒輪相連，隨內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動；定子與行星齒輪組合中的太陽輪相連，隨太陽輪轉(zhuǎn)動；線圈和定子作相對轉(zhuǎn)動；線圈和定子同心同軸；定子的內(nèi)環(huán)是滾動軸承，無中心軸。
電動汽車一個最為關(guān)鍵的技術(shù)是供給電動機電能的蓄電池生產(chǎn)技術(shù)問題。當前的各種各樣的蓄電池都沒有能夠很好地解決大儲電容量、高放電密度以及長壽命的技術(shù)難題。在采用蓄電池發(fā)展電動汽車這個問題上也存在不同的說法，有的人認為，發(fā)展電動汽車必然要大量生產(chǎn)蓄電池，生產(chǎn)蓄電池還會引起第二次污染，排放污染物的總量還比原內(nèi)燃機汽車多，顧此而失彼，得不償失。現(xiàn)在看來，要生產(chǎn)出真正意義上的環(huán)保型電動汽車，單從研究開發(fā)高密度、大容量、長壽命的蓄電池是不能夠完全解決問題的。
如何發(fā)展電動汽車，目前的研究方向有兩種，一是繼續(xù)在生產(chǎn)大容量、高密度、長壽命、體積小的蓄電池上做文章，也相繼誕生了象氫——氧燃料電池等一些高性能的蓄電池；一種是采用混合動力系統(tǒng)，即內(nèi)燃機與電動機同時使用。這二種研究領(lǐng)域中的研究都有突破性進展，但也仍然存在許多問題，比如蓄電池的體積還是很大，一次充電續(xù)程還是有限等；采用混合動力系統(tǒng)如何解決電能的轉(zhuǎn)化效率，以及轉(zhuǎn)化器的體積大的問題等等。
首先解決電機發(fā)電能力、蓄電池技術(shù)問題、二次污染問題的技術(shù)改進方案是行星齒輪組合和雙向交(直)流發(fā)電機及其連接件。行星齒輪組合由一個內(nèi)齒輪(圖1-1)，三(或二，或一)個行星齒輪(圖1-2)，一個太陽輪(圖1-3)互相嚙合而成。內(nèi)齒輪與傳動源(中心軸)相連為主傳動輪，內(nèi)齒輪帶動行星輪轉(zhuǎn)動，行星輪帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，太陽輪為輸出輪；內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)動方向與行星輪同，與太陽輪方向相反。太陽輪的外緣是齒輪，內(nèi)環(huán)是滾動軸承，可繞從中心軸向穿過的車軸轉(zhuǎn)動(圖2-4)。內(nèi)齒輪的齒數(shù)N內(nèi)是行星輪的齒數(shù)N行的倍數(shù)，行星輪的齒數(shù)是太陽輪的齒數(shù)N太的倍數(shù)。那么它們的角速度ω的關(guān)系用下列表達式ω內(nèi)∶ω行＝N行∶N內(nèi)ω行∶ω太＝N太∶N行因為太陽輪與內(nèi)齒輪作相對運動，所以ω太＝(N內(nèi)/N太)*ω內(nèi)+ω內(nèi)從上式可知，只要選擇內(nèi)齒輪、行星輪、太陽輪的齒數(shù)，使之滿足成倍數(shù)關(guān)系，太陽輪的角速率就可以足夠大。雙向交(直)流發(fā)電機由線圈(圖2-5)和定子(圖2-6)組成，所不同的是線圈與行星齒輪組合中的內(nèi)齒輪相連接(圖2-7)，定子與行星齒輪組合中的太陽輪相連接(圖2-8)。線圈隨內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，定子隨太陽輪轉(zhuǎn)動，角速度的方向相反。定子的角速度ω轉(zhuǎn)ω轉(zhuǎn)＝ω太線圈的角速率ω線＝ω內(nèi)。電機的輸出功率的一個重要參數(shù)是線圈切割磁力線的頻率，也就是線圈的轉(zhuǎn)動角速度(定子轉(zhuǎn)動角速度)。經(jīng)過這種改進的電機其線圈轉(zhuǎn)動角速度在同等條件下已成倍提高，從而達到提高電機發(fā)電能力的目的。
其次是解決蓄電池和汽車饋電機占據(jù)電動汽車的有效體積問題的技術(shù)改進方案是將汽車饋電機安裝在汽車輪子的鋼圈內(nèi)，汽車輪子的傳動軸穿過汽車饋電機的中心軸。汽車饋電機的內(nèi)齒輪可以固定在汽車的傳動軸上，也可以與鋼圈相連接。汽車輪子的傳動功率通過行星齒輪組合傳到汽車饋電機，使汽車饋電機運轉(zhuǎn)。
汽車饋電機和傳統(tǒng)電機相比較，有如下技術(shù)特征。傳統(tǒng)電機定子和線圈有一方是固定的，而汽車饋電機的定子和線圈作相對轉(zhuǎn)動；傳統(tǒng)電機機械傳動是直接作用于電機的定子，汽車饋電機是通過行星齒輪組合將機械傳動分別傳遞給電機的定子和線圈；汽車饋電機的中心軸轉(zhuǎn)子不屬于汽車饋電機的構(gòu)件，而是外部構(gòu)件，或者叫做傳動源，帶動汽車饋電機工作的源動力就是從這里傳遞過來的。行星齒輪組合是傳動源與汽車饋電機之間連接的橋梁，它的作用是將源動力的角速度放大，就好比是汽車機械傳動的行星齒輪組合，但又有所不同，汽車饋電機的行星齒輪組合的行星輪比太陽輪大，行星輪可以與內(nèi)齒輪同步轉(zhuǎn)動，也可以不動。因為汽車饋電機應(yīng)用了行星齒輪組合，使得汽車饋電機的定子和線圈作高速相對運動，這就為汽車饋電機輸出高功率創(chuàng)造了條件。
圖2是饋電機的平面解剖圖，或各構(gòu)件的相對位置圖。圖中1是內(nèi)齒輪、2是行星輪、3是太陽輪、4是傳動軸、5是雙向交(直)流發(fā)電機的線圈、6是雙向交(直)流發(fā)電機的定子(或轉(zhuǎn)子)、7是內(nèi)齒輪與雙向交(直)流發(fā)電機的線圈的連接件、8是行星齒輪組合與雙向交直流發(fā)電機定子的連接件。
圖4是汽車饋電機的立體外觀圖。圖中1是內(nèi)齒輪、2是行星輪、3是太陽輪、4是傳動軸、7是連接件。
圖3是減震墊圈的立體解剖圖。圖中9是墊圈的上表面、10是下表面、11是滾珠槽和滾珠、12是彈簧。
汽車饋電機的生產(chǎn)制造必須與汽車輪子的生產(chǎn)制造結(jié)合起來，尤其是鋼圈的生產(chǎn)制造工藝的改進。如圖2，汽車饋電機由行星齒輪組合圖2中的1、2、3和雙向交(直)流發(fā)電機圖2中的5、6及其連接件圖2中7、8構(gòu)成。電動汽車的傳動軸從汽車饋電機的中心軸向位置穿過去，帶動汽車輪子轉(zhuǎn)動；汽車饋電機上的連接件圖4中的7要固定在汽車輪子的鋼圈上，從而帶動行星齒輪組合的內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動，傳動力傳到汽車饋電機并使之運轉(zhuǎn)起來，產(chǎn)生電能。汽車饋電機不裝在汽車輪子的鋼圈內(nèi)，就會使電動汽車的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，生產(chǎn)工藝也變得復(fù)雜，增加了電動汽車生產(chǎn)的難度。將汽車饋電機與汽車輪子的結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，可使電動汽車結(jié)構(gòu)變得簡單、嚴謹，只涉及汽車輪子的鋼圈的生產(chǎn)工藝的改變，而原來汽車的整體構(gòu)造還可以繼續(xù)使用，這就為將現(xiàn)有汽車改裝成電動汽車創(chuàng)造了條件。另一方面也很重要，采用這種結(jié)構(gòu)的汽車饋電機，它可以利用慣性力來帶動汽車饋電機運轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)能量的回收利用，也使采用混合動力的電動汽車創(chuàng)造了條件，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗，減少污染之最終目的。
要將汽車饋電機安裝在汽車的輪子的鋼圈內(nèi)，就必須考慮饋電機的耐震問題，這個技術(shù)問題由減震墊圈來解決。減震墊圈是作為汽車饋電機的附屬配件使用的，是環(huán)繞汽車饋電機的彈簧墊(圖3)，用于防震。它安裝在鋼圈與汽車饋電機之間；它是一個長四方體的帶子，上表面是橡膠皮(圖3-9)，下表面是不銹鋼皮(圖3-10)，中間鑲綴四排滾珠(圖3-11)，橡膠皮和不銹鋼皮之間隔著多排彈簧(圖3-12)；上表面緊貼鋼圈內(nèi)表面固定，下表面的滾珠貼住汽車饋電機表面。這樣汽車饋電機隨傳動軸起伏震動時，不致于與鋼圈發(fā)生擠壓而變形，損壞。
權(quán)利要求1.一種汽車饋電機是電機的改進型，由行星齒輪組合、雙向交直流發(fā)電機及其連接件組成，其特征是行星齒輪組合由一個內(nèi)齒輪，行星輪，一個太陽輪相互嚙合組成；內(nèi)齒輪、行星輪、太陽輪同在一個平面上，內(nèi)齒輪與太陽輪同心同軸，行星輪的大小一樣；太陽輪外緣是齒輪，內(nèi)環(huán)是滾動軸承，無中心軸；內(nèi)齒輪是主動輪，帶動行星輪轉(zhuǎn)動，行星輪帶動太陽輪轉(zhuǎn)動，太陽輪是輸出輪；內(nèi)齒輪與行星輪轉(zhuǎn)動方向相同；行星輪與太陽輪的轉(zhuǎn)動方向相反；內(nèi)齒輪的齒數(shù)是行星輪的倍數(shù)，行星輪的齒數(shù)是太陽輪的倍數(shù)；雙向交直流發(fā)電機的線圈與行星齒輪組合中的內(nèi)齒輪相連，隨內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動；定子與行星齒輪組合中的太陽輪相連，隨太陽輪轉(zhuǎn)動；線圈和轉(zhuǎn)子作相對轉(zhuǎn)動；線圈和定子同心同軸；定子的內(nèi)環(huán)是滾動軸承，無中心軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的汽車饋電機，其特征是行星輪可以是一個、二個或三個。
專利摘要汽車饋電機是一種電機的改進型，由行星齒輪組合、雙向交(直)流發(fā)電機及其連接件組成，通過這種改進使電機的發(fā)電能力成倍增強。外力通過行星齒輪組合作用于雙向交(直)發(fā)電機的定子和線圈，使以不同的速度相向運轉(zhuǎn)從而增強發(fā)電能力。可將汽車饋電機安裝于采用混合動力系統(tǒng)的電動汽車上，利用電動汽車在加速過程中的慣性力帶動汽車饋電機工作產(chǎn)生的電流，通過特定的集成電路進行整流、穩(wěn)壓、電流增益反饋給電動機以驅(qū)動汽車前進。應(yīng)用汽車饋電機實現(xiàn)能量的回收循環(huán)利用，將汽車耗能和尾氣污染降低到最低程度，克服采用蓄電池的電動汽車所產(chǎn)生的體積大、壽命短、放電密度低和因生產(chǎn)蓄電池產(chǎn)生的二次污染等技術(shù)問題。
文檔編號H02K7/116GK2552241SQ01265049
公開日2003年5月21日 申請日期2001年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月16日
發(fā)明者謝美洪 申請人:謝美洪