設多級限壓四沖程四缸驅動輪機發電系統的增程汽車的制作方法

本發明涉及汽車中的具有發電系統的增程汽車，尤其涉及一種設多級限壓四沖程四缸驅動輪機發電系統的增程汽車。

背景技術：

長期以來一直在用的増程器汽車發電系統，是由內燃機活塞推動曲柄，把氣缸的直線運動轉化為曲柄的旋轉運動，曲柄旋轉去驅動發電機，從而發電。其缺點是：燃料點火時，活塞轉到頂點附件，曲軸在頂點附件承擔氣缸的最高壓力，摩擦損耗很大，總效率下降很明顯。

也有的把氣缸與永磁直線發電機直接相連，省掉曲軸，用氣缸的直線往復運動，推動永磁直線發電機的直線往復運動，這樣也可發電，但有幾大缺點： 1.容易造成永磁發電機的部分退磁或全部退磁，造成發電功率和發電效率的雙雙大幅下降，因為其永磁直線發電機太接近氣缸，溫度很高，很容易退磁。 2. 直線往復式運動發電機反而不是一個線性系統，因為其磁場位置和線圈不是線性關系，其阻滯力不是線性的，兩端的阻滯力和中段的阻滯力是不一樣的，不好控制。作為對比，旋轉發電機反而更加接近線性，其阻滯力與轉角的關系反而更加平穩和線性。 3直線永磁發電機由于種種原因，性能難以保證，價格也居高不下，難以大規模量產。

技術實現要素：

本發明提供了一種限壓效果好的不需要曲軸和直線電機進行發電的設多級限壓四沖程四缸驅動輪機發電系統的增程汽車，解決了氣缸通過曲軸驅動發電機發電和氣缸直接驅動直線電機進行發電所存在的不足。

以上技術問題是通過下列技術方案解決的：一種設多級限壓四沖程四缸驅動輪機發電系統的增程汽車，包括車輪和通過減振器支撐在車輪上的車架，所述車架上設有驅動車輪行走的電動機、給電動機供電的蓄電池、給蓄電池充電的發電機和驅動發電機的發動機氣缸，其特征在于，還包括輪機系統，所述發動機氣缸有四個且為四沖程氣缸，四個所述發動機氣缸的缸體通過氣缸架連接在一起，所述氣缸架設有滑槽和連接在滑槽內的滑輪，所述四個發動機氣缸中的兩個發動機氣缸的活塞在做功沖程驅動所述滑輪向一側滑動、另外兩個發動機氣缸的活塞在做功沖程驅動所述滑輪向另一側滑動，所述輪機系統包括驅動所述發電機發電的水輪機和驅動水輪機旋轉的循環液流機構，所述循環液流機構包括液壓活塞和穩定流向水輪機的液流壓力的多級限壓機構，所述液壓活塞同所述滑輪連接在一起。使用時通過四個發動機氣缸的活塞的直線往復運動驅動滑輪在滑槽內做直線往復運動，滑輪驅動液壓活塞做往復運動而使得循環液流機構內的液體產生循環運動而驅動水輪機旋轉，水輪機旋轉驅動發動機的轉子旋轉從而實現發電而對蓄電池充電進行增程。流體輪機由于不是熱機，不受卡諾極限的限制，且管道中的流體輪機也不受貝茲極限的限制，由于避免了在曲軸頂點發力的難題，其流體動能到旋轉機械能的轉換效率極高，輕易達92%，甚至達98%。現代的水電站，其流體動能-旋轉動能的轉換效率，基本上都是百分之九十幾。也即，曲軸造成的效率損耗，在流體輪機上基本不存在。從而客服了曲軸驅動的不足。由于本技術方案不需要采用直線發電機，所以能夠克服直線發電機的不足。設計多級限壓機構能夠使得流經水輪機的水壓的穩定性好。

作為優選，所述減振器包括上段和上端套設在上段下端的下段，下段內設有支撐所述上段的減震彈簧，所述上段的上端設有連接環，所述連接環內穿設有內環，所述內環通過橡膠環同所述連接環連接在一起，所述內環穿設有連接于所述容器的連接銷。內環和連接環是通過橡膠環連接的，連接環不容易產生變形，變形多產生于內環，所以變形后只需要更換內環即可。

作為優選，所述橡膠環設有若干個沿橡膠環周向分布的盲孔，所述盲孔設置于所述橡膠環的內周面或外周面，所述盲孔中設有隔離板，所述隔離板將所述盲孔分割成沿橡膠環的徑向分布的兩個腔體，所述隔離板設有連通所述兩個腔體的主摩擦通道，所述主摩擦通道內設有摩擦板，所述摩擦板穿設有可沿橡膠環徑向滑動的摩擦桿，所述摩擦桿設有支摩擦通道，所述盲孔的開口端蓋有朝向盲孔內部拱起的彈性蓋。能夠進一步提高隔震效果。本技術方案的隔震過程為：將液體填充在盲孔內，當受到震動時，內環和連接環之間會產生往復的徑向位移，該位移會導致盲孔變形時，盲孔變形而驅動位于其內的液體在內腔體和外腔體之間來回流動、摩擦板和摩擦桿的晃動，液體流動以及摩擦板和摩擦桿晃動過程中將震動能量轉變為熱能而消耗掉。如果震動較小而不足以促使盲孔變形時，此時只有液體的晃動，液體晃動時摩擦桿產生晃動而吸能，設置摩擦桿能夠提高對高頻低幅震動的吸收作用，使得本發明不但能夠吸收隔離高震幅的震動能量、還能吸收低震幅的震動能量，因此隔震效果更加好。該結構能夠使得一側的盲孔受到擠壓時另一側的盲孔則產生舒張、而不是同時受壓或舒張，使得在震動的正負震幅區間時都能夠有效吸震，吸震效率高。

作為優先，所述循環液流機構還包括外儲液箱、升壓箱和位于外儲液箱內的內儲液箱，所述內儲液箱內設有缸體段，所述液壓活塞同所述缸體段密封滑動連接在一起，所述液壓活塞將所述內儲液箱分隔為兩個液壓腔，所述液壓腔通過朝向液壓腔內開啟的第一單向閥同所述外儲液箱連通，所述液壓腔通過朝向升壓箱內開啟的第二單向閥同所述升壓箱連通，所述多級限壓機構設置在所述升壓箱上，所述升壓箱設有同所述外儲液箱連通的回流通道，所述水輪機設置在所述回流通道內。

作為優選，所述缸體段設有同液壓活塞配合的內表面層，所述內表面層同溫差發電管的高溫端連接在一起。能夠對缸體段進行降溫、避免液壓活塞連續運動導致溫升過高而損壞。同時該產生的熱量能夠轉化為電能進行利用。

作為優選，所述發電機連接在所述外儲液箱的外部，所述發電機的轉軸伸入所述外儲液箱內后同所述水輪機的轉軸連接在一起，所述外儲液箱內密封連接有彈性密封套設在所述發電機的轉軸上的錐形密封套。進行密封裝配時方便。由于密封套為彈性結構，產生磨損后能夠在彈力的作用下進行補償，故不容易產生密封不良現象。

作為優選，所述發電機、錐形密封套和外儲液箱的箱壁之間形成密封腔，所述密封腔設有同彈性氣囊連接在一起的氣道。安裝時先使氣囊壓扁，然后進行裝配，裝配好后松開氣囊，氣囊產生吸氣作用從而使得密封腔內產生負壓，從而起到提高密封效果的作用。

作為優選，所述多級限壓機構包括至少兩個限壓儲能缸，所述限壓儲能缸包括設有進液口的儲能缸缸體、位于儲能缸缸體內的儲能缸活塞和驅動活塞朝向進液口移動的儲能彈簧，所述儲能缸缸體的側壁上還設有泄流口，所述儲能缸活塞設有朝向進液口所在側開啟的第三單向閥，所有的限壓儲能缸通過一個限壓儲能缸的進液口同另一個限壓儲能缸的泄壓口連接在一起的方式串聯連接在一起，第一個限壓儲能缸的進液口同升壓箱連通。當升壓箱內的壓力升高時，驅動第一個限壓儲能缸內的儲能彈簧壓縮儲能且實現限壓，當壓力上升到第一個限壓儲能缸的進液口同液流口連通時，液體經液流口流向第二個限壓儲能缸的進液口，第二個限壓儲能缸進行同上述第一個限壓儲能缸的儲能限壓過程，以此類推，直到壓力穩定在只能夠使第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞同液流口對齊的位置。當壓力下降時則各級限壓儲能缸中的彈簧釋放能量且使限壓儲能缸缸體內的液體回流到升壓箱內。本技術方案限壓效果好，且進行限壓時能夠進能量進行儲存使得在壓力降低時進行釋放而維持壓力穩定。

作為優先，所述泄壓口設有一個出口端、至少兩個沿儲能缸缸體深度方向分布的進口端和將所有的進口端同出口端連通沿儲能缸缸體深度方向延伸的圓柱形連通段，所述連通段內可轉動地密封連接有同所述出口端連通的調壓管，所述調壓管同每一個所述進口端等高的部位都設有連通孔，所述連通孔沿所述調壓管的周向錯開。能夠通過使不同的液流口同連通孔對齊來調整所需要限壓的壓力大小。

作為優選，所述發電機通過螺栓配合螺母同所述輪機系統連接在一起，所述螺母包括環形螺母本體和設置在螺母本體內周面上的內螺紋，所述螺母本體的內周面上設有沿螺母的一端延伸至另一端的通槽，所述通槽將所述內螺紋沿螺母本體的周向斷開，所述螺母本體設有穿過所述通槽的一側側壁后螺紋連接在通槽的另一側側壁上的通槽槽寬調節螺釘。在螺母鎖緊后鎖緊通槽槽寬調節螺釘而使得通槽寬度縮小，縮小的結果為使得內螺紋的更緊地抱緊在螺栓上，從而使得螺母和螺栓之間不容易產生松動而導致發電機連接松動。

作為優選，所述通槽有兩條。鎖緊效果要且度螺紋的破壞效果小。

作為優選，所述兩條通槽沿螺母本體的周向均勻分布。能夠有效防止螺母產生局部脆弱現象。

作為優選，螺母本體的外周面上設有助力槽。驅動螺母轉動時方便。

本發明具有下述優點：實現了將氣缸的機械運動能量轉為為電能；實現了無曲軸對旋轉發電機的驅動而實現發電；循環液流機構的壓力穩定性好。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為減震器的結構示意圖。

圖3為圖2中的連接環的剖視放大示意圖。

圖4為圖3的C處的局部放大示意圖。

圖5為圖4的D處的局部放大示意圖。

圖6為圖1中的螺母的軸向放大示意圖。

圖7為多級限壓機構的放大的示意圖。

圖8為限壓儲能缸的放大示意圖。

圖9為圖1的C處的局部放大示意圖。

圖中：發動機氣缸1、發動機氣缸的缸體11、發動機氣缸的活塞12、發電機2、發電機的轉軸21、輪機系統3、循環液流機構31、外儲液箱311、氣道3111、螺栓3112、補液腔3113、升壓箱312、回流通道3121、內儲液箱313、缸體段3131、液壓活塞3132、內表面層3133、液壓腔3134、溫差發電管314、連桿315、第一單向閥316、第二單向閥317、密封套318、密封腔319、氣囊310、水輪機32、氣缸架5、滑槽52、滑輪53、螺母8、多級限壓機構9、第一個限壓儲能缸91-1、第二個限壓儲能缸91-2、進液口911、儲能缸缸體912、儲能缸活塞913、儲能彈簧914、泄流口915、出口端9151、進口端9152、連通段9153、調壓管916、連通孔9161、第三單向閥917。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。

參見圖1，一種設多級限壓四沖程四缸驅動輪機發電系統的增程汽車，包括車輪13和通過減振器6支撐在車輪上的車架14。車架14上設有驅動車輪行走的電動機15、給電動機供電的蓄電池16、給蓄電池充電的發電機2、驅動發電機的發動機氣缸1和輪機系統3。

發動機氣缸1有四個且為四沖程氣缸。四個發動機氣缸1通過氣缸架5連接在一起。氣缸架5設有滑槽52和連接在滑槽內的滑輪53。四個發動機氣缸1中的兩個發動機氣缸的活塞12在做功沖程驅動滑輪53向左側滑動、另外兩個氣缸的活塞在做功沖程驅動滑輪53向右側滑動，具體為：四個發動機氣缸在做功、排氣、進氣、壓縮四個沖程，四個發動機氣缸1之間位項相差90度，工作狀態在四缸之間循環輪轉，從而推動滑輪53沿滑槽52做直線往復運動。

輪機系統3包括循環液流機構31和水輪機32。循環液流機構31包括外儲液箱311、升壓箱312和位于外儲液箱內的內儲液箱313和多級限壓機構9。升壓箱312和內儲液箱313都位于外儲液箱311內。內儲液箱313內設有缸體段3131。缸體段3131設有同液壓活塞3132密封滑動連接在一起的內表面層3133。內表面層3133同溫差發電管314的高溫端連接在一起。溫差發電管314的電源輸出端通過充電器給蓄電池16充電。液壓活塞3132通過連桿315同滑輪53連接在一起。液壓活塞3132將內儲液箱313分隔為兩個液壓腔3134。液壓腔3134通過朝向液壓腔內開啟的第一單向閥316同外儲液箱311連通。液壓腔3134通過朝向升壓箱內開啟的第二單向閥317同升壓箱312連通。多級限壓機構9設置在升壓箱312上。升壓箱312設有同外儲液箱311連通的回流通道3121。水輪機32設置在回流通道3121內。發電機2通過螺栓3112配合螺母8固定在外儲液箱31的外部。發電機的轉軸21伸進外儲液箱311后同水輪機的轉軸321連接在一起，具體為花鍵連接。外出液箱311同補液腔3113連通。

多級限壓機構9包括至少兩個限壓儲能缸9本實施例中為兩個限壓儲能缸，兩個限壓儲能缸為第一個限壓儲能缸91-1和第二個限壓儲能缸91-2。限壓儲能缸包括設有進液口911的儲能缸缸體912、位于儲能缸缸體內的儲能缸活塞913和驅動活塞朝向進液口移動的儲能彈簧914。第一個限壓儲能缸91-1的進液口同升壓箱312連通。

參見圖2，減振器6包括下段61和上段62。下段61的下端同車輪13（參見圖1）連接在一起。下段61的上端可滑動地套設在上段62的下端上。下段61內設有支撐住上段62的減震彈簧63。上段62的上端設有連接環621。連接環621內穿設有內環622。內環622通過橡膠環7同連接環621連接在一起。內環622穿設有連接銷623。連接銷623同車架14（參見圖1）連接在一起。

參見圖3，橡膠環7的內周面設有若干個沿橡膠環的周向分布的盲孔71(盲孔設置在橡膠環的外周面也是可以的)。盲孔71內設有隔離板72。隔離板72將盲孔71分割成兩個腔體即內腔體711和外腔體712。盲孔71的開口端蓋有彈性蓋73。彈性蓋73為朝向盲孔71內部拱起的碗形。

參見圖4，隔離板72設有若干條主摩擦通道75。主摩擦通道75連通內腔體711和外腔體712。主摩擦通道75內設有摩擦板76。

參見圖5，摩擦板76中穿設有若干可沿內腔體和外腔體的分布方向即圖中上下方向滑動的摩擦桿77。摩擦桿77為圓柱形。摩擦桿77設有支摩擦通道78。支摩擦通道78連通摩擦板76上下方的空間（即連通內外腔體）。摩擦桿77的兩個軸向端面771都為球面。

參見圖6，螺母8包括環形螺母本體81和設置在螺母本體內周面上的內螺紋82。螺母本體81的內周面上設有兩條通槽83。通槽83從沿螺母8的軸向一端延伸至另一端。通槽83將內螺紋82沿螺母本體81的周向斷開。螺母本體81設有穿過通槽的一側側壁831后螺紋連接在通槽的另一側側壁832上的通槽槽寬調節螺釘84。兩條通槽83沿螺母本體81的周向均勻分布。螺母本體81的外周面上設有助力槽85。

參見圖7，儲能缸缸體912的側壁上還設有泄流口915。泄壓口泄流口915設有出口端9151、進口端9152和圓柱形連通段9153。進口端9152有6個。6個進口端9152沿儲能缸缸體912深度方向分布。連通段9153為沿儲能缸缸體912深度方向延伸的圓柱形。連通段9153將所有的進口端9152同出口端9151連通。連通段9153內可轉動地密封連接有同出口端9151連通的調壓管916。儲能缸活塞913設有朝向進液口側開啟的第三單向閥917。第二個限壓儲能缸91-2的進液口同第一個限壓儲能缸91-1的泄壓口的出口端9151連接在一起而實現串聯連接在一起。

參見圖8，調壓管916設有6個同每一個所述進口端等高的部位都設有連通孔9161。6個連通孔9161同6個進口端9152一一對應地等高。6個連通孔9161沿調壓管916的周向錯開。

參見圖1、圖7和圖8，進行限壓的過程為，首先進行壓力設定，具體設定過程為：根據需要限壓到的壓力（即壓強）要求，轉到調壓管916到同所需要的壓力對應的進口端9152等高的連通孔9161同該進口端9152對齊，使得該進口端9152同出口端9151連通（沒有同連通孔9161對齊的進口端9152則不被調壓管916封堵住）。壓力=彈簧同對應進口端9152對齊時的彈力除以限壓缸活塞的面積。

限壓的過程為：當升壓箱312內的壓力升高時，驅動第一個限壓儲能缸內的儲能彈簧壓縮儲能且實現限壓，當壓力上升到第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞移同出口端連通的進口端同進液口連通時，液體經液流口流向第二個限壓儲能缸的進口端，第二個限壓儲能缸進行同第一個限壓儲能缸的儲能限壓過程，以此類推，直到壓力穩定在只能夠使第一個限壓儲能缸的儲能缸活塞同可以溢流的液流口進口端對齊的位置，從而實現限壓。當壓力下降時則各級限壓儲能缸中的彈簧釋放能量且使限壓儲能缸缸體內的液體回流到升壓箱內。

參見圖9，外儲液箱311內密封連接有錐形密封套318。密封套318位彈性橡膠套。密封套318彈性密封套設在發電機的轉軸21上。發電機2、錐形密封套318和外儲液箱311的箱壁之間形成密封腔319。密封腔319設有同彈性氣囊310連接在一起的氣道3111。

通過密封套318對發電機的轉軸進行密封的過程為。裝配過程中按壓住氣囊310使氣囊容積縮小，然后將發電機的轉軸伸入密封套318同水輪機的轉軸321連接在一起，使得密封套318密封套設在發電機的轉軸上，且使形成密封腔319，然后松開氣囊310，氣囊在自身彈力的作用下撐開，撐開結果為在密封腔內產生負壓，從而使得密封套318更加可靠地密封在發電機的轉軸上。

參見圖1，本發明發電的過程為，四個發動機氣缸驅動滑輪做左右方向的往復直線運動，滑輪驅動液壓活塞做左右方向的往復直線運動，活塞做直線往復運動時驅動液體以外儲液箱→內儲液箱→升壓箱→外儲液箱之間進行單向循環，從而驅動水輪機32旋轉，水輪機驅動發電機發電。