一种能在较宽工况下优化发动机的压缩比、降低机械损失，提高燃油效率的汽车系统，它是直接利用往复式发动机活塞的直线运动，驱动线圈或磁体产生电流发电，活塞和线圈（或磁体）利用机械弹簧（或磁体）形成振动体系，活塞在非做功冲程期间，依靠振动体系和线圈的电磁力驱动；发电机产生的电流通过电容缓冲后驱动电动机运动；该系统通过控制中心控制发电机中线圈电流的方法，实现活塞的冲程和压缩比优化，通过控制投入工作汽缸数量和进气冲程的距离来控制进气量来调整功率；气门的驱动也利用磁振动体系（或机械振动体系）和电磁力迫使气门正确开闭，用电磁力补充受迫振动体系的能量；该系统能方便调整压缩比，可适应多种燃料的压燃式工作。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种节能的汽车系统，尤其是采用受拍振动直动发电、缓冲储能、电动机驱动 的汽车。
技术介绍
目前公知的普遍采用的汽车动力系统是四冲程汽油或柴油发动机、通过变速器、传动轴 等驱动车轮转动、压縮比固定，由于在不同工况下进气量不同，混合气(或空气)真实压縮 比是变化的，尤其是低速情况下进气量小，压縮比低，效率低，低速运行发动机机械摩擦损 失比例大，进一步降低发动机效率；目前主要有四类方法来提高燃油效率， 一是通过机械装 置改变压縮比来实现气体真实压缩比最优化，增加发动机高效运行范围；二是混合动力汽车， 该类汽车主要包括小功率发动机、发电机、蓄电池和电动机，该类汽车使发动机主要在中高 效率区间运行来提高燃油效率，利用停车时或低速时发电并存储在蓄电池内，低功率需求时 蓄电池和电动机提供驱动力，高功率需求时由发动机或发动机与电动机共同提供驱动力；三 是纯电动汽车；四是燃料电池汽车；四类提高燃料效率的方法因为可靠性、成本等因素没有 大规模运用。
技术实现思路
为了在较宽工况下优化发动机的压缩比、降低机械损失，提高发动机效率，本专利技术设计 了受迫振动直动发电，储能缓冲，电动驱动汽车，实现了在主要工况下提高燃油效率的目的。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是-(1) 受迫振动直动发电系统常规活塞式发动机将活塞直线运动变为旋转运动再输出动力，本设计不将活塞直线运动 变为旋转运动，直接用活塞直线运动驱动发电系统,在不做功期间，利用机械或电磁受迫振动 实现活塞往复运动，由于没有活塞直线运动变为旋转运动的曲轴连杆装置，活塞运动的上下 止点为浮动的，通过发电系统的电磁力调节活塞运动的上下止点、实现发动机进气量和气体 真实压縮比优化。通过调节喷油器和发电线圈的工作状态，该发电系统可使用多种燃料压燃 式工作。由于该种发动机没有曲轴，不能采用常规凸轮轴驱动气门，气门的驱动设计为气门与衔 铁、弹簧相连，衔铁位于二个电磁铁中间，形成受迫振动体系，电磁铁的电磁力补充受迫振 动体系的能量，并保证气门的正确开闭。为了降低发动机振动，汽缸采用水平对置的方式安装，每两个汽缸为一组，根据需求设 置多组汽缸，在运行过程中根据功率需求改变投入工作的汽缸的数量，降低系统机械损耗， 最终实现较宽工况条件实现高效工作。(2) 缓冲储能系统由于采用变压缩比和工作缸数后，发动机适应性增强，大多数情况下发电机可以高效率 地工作，只在特低功率和启动期间需电池供电，因此可以比混合动力汽车小得多的电池储存电能。该系统主要有发电工作电容，提供发电缓冲和为线圈供电，启动发电机和调节活塞上 下止点；高压主电容，提供高压储能缓冲；电动机工作电容；中低压储能电池，为低压电器 供电和发动机长时不用时通过升压电路和控制电路向高压主电容补充电能。 (3)电动驱动系统该部分可采用与纯电池驱动汽车相似的结构，主要为可转换为发电机的电动机，其安装 位置位于车轮处，电动机轴中心与驱动轴中心重合，电动机轴与驱动轴连接有两种模式，一、 直接连接工作模式此工作模式为主要工作模式，电动机轴与驱动轴通过可轴向运动的咬合 齿连结，两轴转速相同，咬合齿无相对运动，机械损失小；二、减速工作模式在高转拒需 求或强制减速过程中工作，通过操作机构使电动机轴与驱动轴的咬合齿分离，同时使电动机 轴、驱动轴与减速齿轮结合，实现减速驱动。(4)控制系统利用各种传感器反馈汽车各系统的工作状态，并发出控制指令，保证汽车平稳工作。本专利技术的有益效果是，可以较方便地实现变发动机工作缸数、变压縮比，从而使发动机在宽 工作条件下的高效率，降低储电系统的容量要求，提高整个汽车系统的工作效率，同时通过 控制系统的编程控制，可实现多种燃料压燃式工作。 附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明 图1是动圈式受迫振动直动发电系统结构原理图 图2是动磁式受迫振动直动发电系统结构原理图 图3是受迫振动式气门驱动机构结构原理图 图4是储能缓冲控制系统原理中1.活塞，2.连接杆，3.弹簧座，4.弹簧,5.受力板，6.动线圈，7.弹簧,8.导磁体， 9.永磁铁(或激励磁铁)，IO.弹簧座，ll.永磁铁，12.导磁体，13.定线圈，14.永磁体，15. 永磁铁，16.气门，17.气门杆，18.受力板，19.弹簧，20.弹簧座，21.电磁铁，22.衔铁，23. 电磁铁，24.磁铁座，26.发电机正工作电容，27.发电机正工作电容可控硅，28.发电机正工 作电容电压控制可控硅，29.主正电容，30.主正电容可控硅，31.电动机正工作电容电压控制 可控硅,32.电动机正工作电容，33.电动机正工作电容可控硅，34.发电机负工作电容,35.发电 机负工作电容可控硅，36.发电机负工作电容电压控制可控硅，37.主负电容，38.主负电容可 控硅，39.电动机负工作电容电压控制可控硅，40.电动机负工作电容，41.电动机负工作电容 可控硅，42.电动机线圈，43可控硅控制线，44.系统控制中心。具体实施方式在图1中，永磁铁(9)(或激励磁铁)与高导磁体(8)连接，在高导磁之间形成磁力线 沿径向分布的磁场，活塞(1)与连接杆(2)、受力板(5)、动线圈(6)、弹簧(7)连接， 弹簧(7)另一端与弹簧座(10)连接，弹簧(4)与弹簧座(3)连接，弹簧座(3)固定在 机体上，中心开孔与连接杆(2)滑动连接。活塞(1)与弹簧(4)和弹簧(7)形成一个振 动体系，活塞(1)往复运动带动动线圈(6)在磁场中往复运动，活塞的平衡位置位于汽缸的上止点附近。正常工作时分为四个冲程，第一冲程，进气冲程，进气门打开，排气门关闭，活塞(1) 在弹簧(4)和弹簧(7)的共同作用下加速向下止点运动，同时混合气进入，线圈中通以电 流，促使活塞(1)运动，或向外输出电能，阻止活塞(1)运动，进气冲程后期，活塞(1) 在弹簧(7)和动线圈(6)磁力的共同作用下，达到要求进气量时运动终止，进气冲程结束； 第二冲程，压縮冲程，进气门和排气门关闭，线圈中通以电流，促使活塞(l)向上止点运动， 电流大小，根据进气量确定，电磁力与弹力一同驱动活塞压缩混合气，压縮冲程末期，混合 气温度达到燃点，混合气燃烧，活塞继续压缩混合气，当混合气压力升高使活塞(1)运动速 度为零时，压缩冲程终止，在此过程中弹簧基本(4)不工作；第三冲程，做功冲程，进气门、 排气门关闭，混合气继续燃烧，并推动活塞(1)和线圈运动，在线圈中产生电压，在控制电 路的控制下将电能输出，活塞运动过程中压缩弹簧(7)，将机械能储存在弹簧中；第四冲程， 排气冲程，进气门关闭，排气门打开，弹簧(7)推动活塞(1)排气，在上止点附近，弹簧(4)被压縮，活塞(1)在弹簧(4)和弹簧(7)的共同作用下，运动速度快速降低，速度为零时，排气冲程结束，此冲程中可根据需要，在活塞快速运动期间通过控制电路向外输出电能，辅助降低活塞运动，减低对弹簧(4)的性能要求。为了增加充分利用燃气能量，利用控制系统将各冲程控制为不等冲程工作模式，做功冲 程和排气冲程采用较长冲程，吸气冲程和压縮冲程采用较短冲程。当发动机启动时，线圈中通以与系统振动周期一致的周期性电流，活塞运动的幅度增大， 当达到启动要求时，进入正常的工作冲程在图2中，永磁铁(14)通过连接杆(2)与本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种汽车系统，它是直接利用往复式发动机活塞的直线运动，驱动线圈或磁体产生电流发电，活塞在非做功冲程期间的运动和气门驱动利用振动体系和线圈的电磁力驱动；发电机产生的电流通过电容缓冲后驱动电动机。
【技术特征摘要】
1. 一种汽车系统，它是直接利用往复式发动机活塞的直线运动，驱动线圈或磁体产生电流发电，活塞在非做功冲程期间的运动和气门驱动利用振动体系和线圈的电磁力驱动；发电机产生的电流通过电容缓冲后驱动电动机。2. 根据权利要求1所述的汽车系统，其特征是发电体系采用动圈式发电体系，永磁铁(或 激励磁铁)与高导磁体连接，在高导磁体之间形成磁力线沿径向分布的磁场，活塞与连接杆、 受力板、线圈、长自由度弹簧连接，线圈可在高导磁体之间形成的磁力线沿径向分布的磁场 中运动，在靠近汽缸处设置另一短自由度弹簧，形成机械振动体系。3. 根据权利要求1所述的汽车系统，其特征是发电体系采用动磁式发电，活塞驱动一块永 磁铁(或激励磁铁)在线圈中运动，活塞驱动的磁铁两端分别设置一块与活塞驱动的磁铁的 磁性相反的磁铁，三块磁铁形成磁振动体系。4. 根据权利要求1所述的汽车系统，其特征是汽缸采用水平对置方式安装，工作程序相同， 线圈接线方式使产生电压方向相反。5. 根据权利要求1所述的汽车系统，其特征是控制系统控制活塞为不等冲程工作模式，做...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐明龙，
申请(专利权)人：唐明龙，
类型：发明
国别省市：65[中国|新疆]
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