一种提高电动汽车动能发电效率的方法和装置与流程

本发明涉及汽车动能发电系统，尤其涉及一种利用汽车动能进行发电的持续发电的方法和结构。

背景技术：
在利用汽车动能进行发电的方法和系统中，目前已知的有两种，一种是刹车制动时的动能回收，但是其产生的电能效率很低；还有一种就是利用汽车行驶时所具有的动能，即在路面平缓或颠簸环境下，因路面起伏形成的汽车振动的垂直的分速度所产生的动能进行回收和发电。对第二种，之前本发明人提出了利用频率共振进行汽车发电的方法，公开的技术方案见专利号为201210114580、201310132727的发明专利申请文件，是将因路面起伏形成的汽车振动的垂直的分速度所产生的动能，通过频率共振的方法，不仅将车身振动的动能转移到动能发电装置，实现车身的减振效果(取消减振器及板簧)，而且能够使动能发电装置吸收车身振动的动能发生共振并进行发电，转化为可以利用的电能，从而减少燃油消耗及尾气排放，使汽车的能源消耗得到巨大的改善。在汽车动能发电系统中，都需要将汽车动能通过发电装置将动能转换为电能。在发电机发电过程中，随着发电机转动的速度加快，其转动的阻力矩通过增速器逆向放大后，就会影响到动能发电装置中发电机的发电效率，尤其对利用频率共振进行汽车发电的方法和系统，在通过频率共振进行动能发电时，由于被簧上车身振动激励而发生共振的中空重物托板所产生的振动力，小于簧上车身的振动力，随着发电机转速加快而产生的转矩阻力，通过增速器逆向放大后，形成阻碍中空重物托板发生频率共振的越来越大的阻尼，影响了中空重物托板通过频率共振吸收簧上车身振动的动能进行动能发电的发电效率，因此需要找到解决动能发电装置发电时转动阻力矩影响中空重物托板发生频率共振问题的方法，才能提高发电效率。

技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高汽车动能发电效率的方法和装置，解决现在汽车动能发电系统中，由于发电机高速旋转产生的阻力矩影响发电机的发电效率的缺陷。技术方案一种提高汽车动能发电效率的方法，其特征在于：采用将车身直接振动的动能和车身通过复合弹性系统将车身振动与中空重物托板进行频率共振转化的动能同时作用在发电机的转轴上，给予发电机转轴单向的持续的转动力，实现既能够直接克服动能发电装置的转动阻力矩而发电，又能够减少动能发电装置的转动阻力矩对由车身振动激励的中空重物托板频率共振的振动阻碍，提高通过频率共振产生的有效振动，从而提高动能发电装置的发电效率。所述车身直接振动的动能和车身进行频率共振转化的动能均通过设置在发电机转轴上的多组内套有单向轴承的齿轮及匹配啮合的直齿条组成传导动能的齿轮齿条组作用在发电机的转轴上，部分齿轮齿条组受车身直接振动后相对上下运动，具有较大动能，迅速启动发电机转轴转动和克服发电机高速旋转产生的阻力矩，部分齿轮齿条组受频率共振的振动后相对上下运动，具有较大振幅，提高发电机转动速度，所述齿轮单侧啮合直齿条，所有齿轮内的单向轴承的受力方向相同。所述车身的复合弹性系统为在汽车的簧上车身与车桥之间设置有支撑的垂直方向的弹性系统，而以簧上车身为支撑的中空重物托板也设置有垂直方向支撑的弹性系统，所述中空重物托板的垂直方向弹性系统的固有频率设置为与所述簧上车身的垂直方向弹性系统的固有频率相同或相近，在所述中空重物托板或簧上车身或车桥上设置有动能发电装置，所述动能发电装置包括发电机、增速器、设置在发电机转轴上的内套有单向轴承的齿轮，以及被垂直固定的直齿条，所述齿轮与直齿条为单侧啮合接触。所述车身直接振动的动能是簧上车身受到路面激励发生振动时的动能。所述受车身直接振动后相对上下运动的齿轮齿条组的齿轮的直径小于等于发生频率共振的振动后相对上下运动的齿轮齿条组的齿轮的直径。所述受车身直接振动后相对上下运动的齿轮齿条组或发生频率共振的振动后相对上下运动的齿轮齿条组的匹配组合方式每种均至少设置有两组，分别为直齿条与齿轮左侧啮合组，和直齿条与齿轮右侧啮合组，使得齿轮齿条组对发电机转轴产生的旋转扭力具有连续性及方向相同。一种应用上述方法提高汽车动能发电效率的装置，在汽车的簧上车身上设置有垂直方向的弹性系统，以簧上车身为支撑的中空重物托板也设置有垂直方向的弹性系统，所述中空重物托板的垂直方向弹性系统的固有频率设置为与所述簧上车身的垂直方向弹性系统的固有频率相同或相近，其特征在于：还包括动能发电装置，所述动能发电装置包括发电机、增速器、设置在发电机的转轴上的多个内套有单向轴承的齿轮，以及与所述齿轮单侧啮合接触的直齿条，所有齿轮内的单向轴承对发电机转轴产生的扭力的方向相同，所述齿轮与直齿条配合的齿轮齿条组分为两种，一种齿轮齿条组为对应车身直接振动的齿轮齿条组，受车身直接振动后相对上下运动，具有较大动能，能迅速启动发电机转轴转动和克服发电机高速旋转产生的阻力矩，另一种齿轮齿条组为对应频率共振振动的齿轮齿条组，受中空重物托板和簧上车身的频率共振的振动后相对上下运动，具有较大振幅，能提高发电机转动速度，发电机转轴受到所述两种齿轮齿条组带动，使内套有单向轴承的齿轮通过单向轴承对发电机转轴产生了同向的连续的旋转扭力，带动转轴连续转动而使发电机持续发电。所述动能发电装置设置在所述中空重物托板上，即所述动能发电装置的发电机、增速器、设置在发电机的转轴上的多个内套有单向轴承的齿轮都设置在中空重物托板上，与所述齿轮单侧啮合接触的直齿条，一种直齿条垂直固定设置在车桥框架上，另一种直齿条垂直固定设置在簧上车身上，当簧上车身因为车身振动上下振动而设置有动能发电装置的中空重物托板被簧上车身激励沿垂直固定直齿条发生频率共振同时上下振动时，固定在车桥框架上的直齿条和匹配的齿轮传导频率共振的振动动能，固定在簧上车身上的直齿条和匹配的齿轮传导车身直接振动的动能。所述动能发电装置设置在簧上车身上，即所述动能发电装置的发电机、增速器、设置在发电机的转轴上的多个内套有单向轴承的齿轮都设置在簧上车身上，与所述齿轮单侧啮合接触的直齿条，一种直齿条垂直固定设置在车桥框架上，另一种直齿条垂直固定设置在中空重物托板上，当设置有动能发电装置的簧上车身因为车身振动沿垂直固定直齿条发生上下振动时，中空重物托板受频率共振而上下振动时，固定在中空重物托板上的直齿条和匹配的齿轮传导频率共振的振动动能，固定在车桥框架上的直齿条和匹配的齿轮传导车身直接振动的动能。所述动能发电装置设置在车桥上，即所述动能发电装置的发电机、增速器、设置在发电机的转轴上的多个内套有单向轴承的齿轮都设置在车桥上，与所述齿轮单侧啮合接触的直齿条，一种直齿条垂直固定设置在簧上车身上，另一种直齿条垂直固定设置在中空重物托板上，当簧上车身因为车身振动发生上下振动时，中空重物托板受频率共振而上下振动时，固定在中空重物托板上的直齿条和匹配的齿轮传导频率共振的振动动能，固定在簧上车身上的直齿条和匹配的齿轮传导车身直接振动的动能。所述对应车身直接振动的齿轮齿条组的齿轮的直径小于等于所述对应频率共振振动的齿轮齿条组的齿轮的直径。所述两种齿轮齿条组每种均至少设置有两组，分别为直齿条与齿轮左侧啮合组，和直齿条与齿轮右侧啮合组，设置方式为间隔对向设置。所述车桥框架底部固定设置在汽车车桥上，以汽车车桥支撑，所述车桥框架的顶面与底面之间设置有垂直于地面的用于导向的光轴，所述中空重物托板通过直线轴承套装在所述光轴上，沿光轴垂直方向上下振动通过频率共振吸收簧上车身振动的动能。所述簧上车身的固有频率所对应的垂直方向弹性系统，包括用于支撑的设置在车桥和簧上车身之间的垂直方向弹性系统，以及垂直方向设置的分别连接中空重物托板与车桥框架顶部和底部的上下反向预紧力拉簧组。所述支撑的设置在车桥和簧上车身之间的垂直方向弹性系统包括设置在车桥和簧上车身之间能够通过调节气压控制刚度的空气弹簧。所述设置在簧上车身上的用于单独支撑中空重物托板重力的垂直方向弹性系统采用设置在簧上车身上的竖直支撑架形成的支撑框，在所述支撑框顶端和中空重物托板之间用拉簧悬吊连接。所述直齿条通过直齿条支撑框固定在中空重物托板或簧上车身或车桥框架上，直齿条通过多根压簧固定在直齿条支撑框上。在所述中空重物托板和簧上车身之间设置有策动力杠杆，在水平方向固定设置联结车桥框架相邻两竖直支架之间的横杆，并以此横杆作为策动力杠杆的支点固定支撑，在簧上车身与策动力杠杆之间以连接部件联结形成动力臂，将中空重物托板与杠杆之间以连接部件联结形成阻力臂，从而构成簧上车身激励中空重物托板发生频率共振的策动力杠杆，所述策动力杠杆的动力臂小于阻力臂，通过放大中空重物托板振幅的方式，提高簧上车身激励中空重物托板发生频率共振的持续时间。有益效果本发明的提高汽车...