自行车的热助力设备制造技术

本发明专利技术涉及轻便车特别是自行车的蹬踏助力设备，所述轻便车配有踩踏板和一改变传动比的传动装置，该助力设备具有一热力发动机（１；１０１；２０１），所述热力发动机配有一减速器，所述减速器与一个接收所述轻便车的使用者踩蹬的肌力的部件（２６，４６；１４６；２２７）进行机械连接，所述机械连接在所述改变传动比的传动装置的上游进行，以使所述热力发动机获益于所述传动比的改变，其特征在于，所述热力发动机的减速器具有一第一传动带减速档（６；２８６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
几年来，市场上，电动机助力的自行车数量不断增加。这些自行车实际上设计成，骑车人与其助力设备配合，电动机不能单独推进自行车，如同现有技术中的实施例那样。骑车人用力蹬踏可略微延长续驶里程，而助力设备使使用者具有处于极其良好的状态的感觉。 这些车辆在其效率方面很不相同，它们的不同之处在于其发动机、其动力学原理、助力设备的操纵、蓄电池和安装有助力设备的自行车。 这类车辆的发动机几乎具有约200瓦的额定功率，即相当于骑车人偶尔最大限度地使用的力量。相反，它们的不同之处在于其转速、其力矩曲线、其效率曲线、其冷却、其噪音、其重量及其价格。 但是，就所涉及的而言，它们相当接近，都具有助力设备进行这种工作所必要的性能。它们单独起动，提供低转速和止动用的大力矩，往往低速转动(某些甚至是直接作用)，相当静音，振动不大，且具有相当好的效率，只要使之转速不太低。 所有这些性能会使热力发动机大受影响。 助力发动机的动力学原理是这些自行车之间的关键不同点。 在许多这些助力设备上，发动机具有单一的齿轮传动比，这表明它仅能以单一的速度(往往是25公里/小时)输送其额定功率。这种布置的后果在于，助力功率随速度而降低，从而在上坡时由于显著的迎面风而受影响。这个问题由于效率降低(续驶里程减少)和发动机快速加热而突出，因此，即使骑车人的动力学原理提供多种传动比，这些自行车也不适合起伏不平的地形。 在另一种更为先进的助力设备上，发动机有利于骑车人变换速比，因此，骑车人和发动机可在自行车的整个速比变化范围，继续其良好的配合。 助力设备的操纵也极其重要。为了符合某些法规，如果骑车人不蹬踏，则发动机不应工作，这也是助力设备的定义。其实，某些自行车并不遵循这个规则，但是，低装机功率很少限制不蹬踏使用自行车的情况。 人们力图希望，基于对踩蹬机构施加的力矩的测量的具有发动机比例响应特性的助力设备是最适当的系统。较灵敏的方法示出，骑车人对其踩蹬机构施加的力矩成正弦曲线，除特定的布置以外，发动机的响应特性也在踏板运行一周上成正弦曲线。这种情况使这些自行车丧失助力设备可提供的极大优越性。实际上，如果在平地上自行车的惯性使这些力矩变化不太敏感，则在上坡时不一样。自行车在踩蹬机构的每个死点(point mort)放慢速度，然后进行加速。因此，蹬踏的平均速度上坡时减小，在坡道上与蹬踏相等的力量比在平地上更令人不舒服。这种力矩变化也非常不利于附着力，这是在这方面能力非常有限的越野自行车上特别敏感的问题。 大致上，助力设备的良好操纵使踏板盘上具有不变的力矩。这具有不变的力矩底限，易于进入踩蹬机构的死点，这在上坡或开始蹬踏时大大"缓和"猛蹬踏。作用力完全超过增加的力量，因为可使骑车人在坡道上获得的蹬踏效率接近在平地的蹬踏效率。 尽管近来在这个领域和基本研究方面有进展，一直希望蓄电量大于200瓦小时/千克，但是，蓄电池仍是这些车辆的极大弱点。现实中，要求离此差距很大，因为蓄能取决于大量参数温度，要求的功率，蓄电池的寿命，已经进行的充电次数，蓄电时间，以及充电方式。现实中，较好的蓄电池在两年的使用中提供平均约100瓦小时/千克。 如果与液体燃料进行类比，即使考虑到电动机和热力发动机之间的效率差别，那么，一千克蓄电池至多相当于一个50立方厘米的能量储存器，其应至少在4小时期间注满液滴，每次全负荷时减小，不使用时漏泄， 一般3年之后衰减，其燃料的发热量及其电平降低，且其用不可循环使用的非常贵重的金属制成。 这种类比似乎过于夸张，但提出这些自行车必须克服的挑战。 应当指出，一千克锂离子蓄电池约值200欧元(2007年)，其在使用寿命期间至多贮存500X 100瓦小时，即50千瓦小时，即约5欧元的能量。因此，贮存价格是贮存能量价格的40倍。 当使用者必须更换蓄电池时( 一般在两三个季度后)，这种情况必然发生，调查研究表明，自行车的使用寿命往往由此结束。 因此，这些自行车的车载能量微乎其微，约一小时的额定功率。在某些国家，法规规定这些自行车的最大速度(25至32公里/小时)，其实，大部分的这些助力设备在18公里/小时起就被断开，以节省能量，因而仅涉及助力起动。这可根据制造厂的测试记录得知，续驶里程有时超过80公里。确实，不使用助力设备或使用非常小的助力设备，这个距离大多数能实现。上坡时，对于有能力的自行车来说，续驶里程一般保持在10公里之下。 这实在可惜，因为这些车辆中某些实在出色，其易操作性是这样的，可以忽略是坐在动力车辆上，而仅想到的是坐在炫目的形体内。在城市，它们可在大热天骑行十公里不出汗，制动灵活，起动容易，这完全有利于安全。对于其中较好的自行车来说，它们在一小时期间性能很好。这说明使用非常有限，不适合任何旅游，大大限制其普及。 矿物液体燃料或植物液体燃料助力的自行车的构思解决所有蓄能问题，相反，目前的热力发动机不具有电动机所固有的任何特性。 它们不单独起动，具有最小油门(gaz)工作状态，具有微不足道的转速非常低的力矩，该力矩在发动机循环上非常可变，根据载重和工作状态，它们的使用范围有限，效率相当低且可变，它们变得很热，产生振动，噪音大，且可能非常污染环境。然而，它们是单独的，其工艺方法完全是公知的，其实施起来容易且经济。下面说明某些布置方案，其可弥补或减小这些缺陷中的大部分缺陷。这些布置方案使特别舒适的车子的设计具有出人意外的总效率和出色的可支配性。 要使用热助力设备接近具有电助力设备的自行车的集体性，不是容易达到的目的。每个构件必须符合多种限制条件(尤其是功能、重量、安装、符合人体特点的设计、效率、噪音、振动、与自行车传动装置的一致性、价格)，这些限制条件如果比某些构件重要的话，后面将通过这些方面的每个方面予以多次说明。
技术介绍
数千份专利涉及装有一热力发动机的自行车，但是在大多数情况下，发动机用于取代蹬踏。配合使用是不可能的，或者仅仅在非常特殊的情况下，例如在速度非常慢的上坡时或起动时，可以配合使用。 许多情况需要骑车人及其助力设备之间的持久配合，如果希望这种配合有效、协调和效率高，则更是如此。 首先，骑车人和助力设备各自的齿轮传动比在整个车速范围一致。这首要条件使相关专利的数量限制到数十个专利。这里，很难概述这些专利的范围。因此，下面在作一般说明时，对于似乎相关的专利，在我们所了解的范围力图加以引用。 不考虑限定蹬踏生理效率的相当复杂的细节问题，可以说，一个骑车人偶尔达到的最大效率(达不到0. 2)约为60至70踏板转数每分钟，其连续的最大功率约为80至90转/分钟。 自行车的新式传动装置提供大量速比以及可超过6个速比的大变化范围，这表明其可使骑车人保持其最大效率，速度例如达到7至42公里/小时。我们认为，对于大部分遇到的情况来说，它们是相当理想的。因此，自行车将予以配备。 普通热力发动机的最大效率相当容易地超过0.25，因此大于人的效率，但是仍然相当低，这导致大量放热，其应当正确处理。 该效率仅在全负荷时在相当狭窄的工作状态范围最大，除这些情况之外，其快速骤降。应当指出，最大效率转速始终接近最大力矩转速。 全负荷条件相当容易解决，只需几乎从来没有剩余功率，因此，装机功率非常低。这种情况要沿着正确的方向，因为使用大功率，骑车人的踩动很快会变得无关紧本文档来自技高网...

【技术保护点】
轻便车特别是自行车的蹬踏助力设备，所述轻便车配有踩踏板和一改变传动比的传动装置，该助力设备具有一热力发动机（１；１０１；２０１），所述热力发动机配有一减速器，所述减速器与一个接收所述轻便车的使用者踩蹬的肌力的部件（２６，４６；１４６；２２７）进行机械连接，所述机械连接在所述改变传动比的传动装置的上游进行，以使所述热力发动机获益于所述传动比的改变，其特征在于，所述热力发动机的减速器具有一第一传动带减速档（６；２８６）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊万菲利普吉勒佩森蒂，
申请(专利权)人：伊万菲利普吉勒佩森蒂，原子能委员会，
类型：发明
国别省市：FR[法国]