一种电力活塞驱动式电动车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种利用电力活塞电动机更换原有机动车中的汽柴油发动机的电力活塞驱动式电动车，其包括：电力活塞电动机、连接于电力活塞驱动式电动车中的曲轴上的飞轮、设于飞轮上的离合器、与离合器的输出轴相连的变速箱、与变速箱的输出轴传动连接的车辆传动系统；飞轮外缘的齿圈与一启动系统的驱动齿轮啮合；工作时，电力活塞电动机中的电磁铁的线圈电流方向始终保持不变；在活塞即将到达上、下止点时，控制电磁铁绕其高度中心线快速旋转180°，以快速切换电磁铁上下端的磁极性，从而使电磁铁反复对活塞产生作用力以驱动曲轴，其避免了现有技术的因线圈电流无法实现瞬时换向而带来的延时，确保了本实用新型专利技术的电动车行驶的稳定性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力活塞电动机驱动的电动车的
，具体是一种电力活塞 驱动式电动车。
技术介绍
中国专利文献CN101860168A公开了 一种电力发动机，其把传统发动机供气、供 油、排气、点火系统去掉，用电磁铁组件替代，活塞内部嵌入永久磁铁，然后通过控制电磁铁 线圈的电流方向来控制活塞在缸内上下位移，活塞经连杆曲轴机构对外输出动力。该电力 发动机适用于汽车、摩托车等交通工具。类似上述技术方案的专利文献，还有CN1996724A、CN1255767A、CN200990555Y等。上述现有技术中的电力活塞式电动机的不足之处在于通过频繁切换流经电磁铁 线圈的电流方向来改变电磁铁的磁极性，从而控制电磁铁与活塞的作用力的方向，进而控 制活塞的往复位移；但在实际实施过程中，由于电磁铁线圈的电流方向不能瞬时改变，导致 无法确保电动机的输出功率或扭矩的连续性和稳定性。因此，采用切换流经电磁铁线圈的 电流方向来改变电磁铁的磁极性，从而控制活塞的位移方向的技术方案，不具有实用性。为解决上述技术问题，中国专利文献CN101697445A公开了一种电动机，其采用一 对上下设置的励磁线圈交替导电，以使活塞往复位移。但在实际实施过程中，由于励磁线圈 的电流不能瞬时改变，且上下励磁线圈存在互相串扰和磁性中和等原因，该方案也无法确 保电动机的输出功率或扭矩的连续性和稳定性。如何提高电力活塞式电动机的输出功率或扭矩的连续性和稳定性，是本领域要解 决的技术问题。此外，现有的电动车常采用电机直接驱动车轮，将现有的汽柴油机动车改装成采 用电机直接驱动的电动车，成本较高、工序繁琐且不易实现。如何将现有的汽柴油机动车中 的汽柴油发动机直接换成电动式，并利用原有机动车中的飞轮、离合器、变速箱等直接驱动 机动车的传动系统，是本领域要解决的技术问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、利用电力活塞电动机更换原 有机动车中的汽柴油发动机以驱动传动系统的电力活塞驱动式电动车。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种电力活塞驱动式电动车，其包括 制动系统、电力活塞电动机、连接于电力活塞电动机中的曲轴上的飞轮、设于飞轮上的离合 器、与离合器的输出轴相连的变速箱、与变速箱的输出轴传动连接的车辆传动系统；飞轮与 一启动系统传动连接；所述电力活塞电动机包括多个缸体、设于缸体内的由永磁体制成 的活塞和用于将各活塞与所述曲轴传动连接的连杆；曲轴设于各缸体的下方；所述缸体的 上端设有与缸体同轴心线的电磁铁，电磁铁的线圈与一线圈驱动电路相连，该线圈驱动电 路与一 CPU单元相连；电磁铁设于一由所述CPU单元控制的适于将电磁铁反复旋转180°的翻转机构上；所述线圈驱动电路和步进电机与所述CPU单元相连；邻近缸体的上、下止点 处分别设有与CPU单元相连的上、下行程开关；所述缸体的底部中央设有一与所述CPU单元 相连的霍尔传感器。本技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点(1)本技术的电力 活塞式电动机在工作过程中，电磁铁的线圈电流方向始终保持不变；在活塞即将到达上、下 止点时，控制电磁铁绕其高度中心线快速旋转180°，以快速切换电磁铁上下端的磁极性， 从而使电磁铁反复对活塞产生作用力，进而驱动曲轴并使飞轮对外输出正扭矩。本实用新 型采用的上述方案，避免了现有技术的因线圈电流无法实现瞬时换向而带来的延时，进而 使本技术的电动机的输出功率或扭矩具有较好的连续性和稳定性，实用性较好。(2) 本技术的电动机在启动时，采用启动系统使所述飞轮转动，CPU单元通过各缸体内的霍 尔传感器检测各活塞的位移方向，以根据各活塞的位移方向通过线圈驱动电路向各线圈提 供相应方向的电流，以实现各活塞通过相应的连杆驱动曲轴连续运转，然后断开启动系统， 从而实现了本技术的电动机的可靠启动。(3)当飞轮运转过程中，需要飞轮对外输出 负扭矩时，先停止向各线圈供电，然后CPU单元通过各缸体内的霍尔传感器检测各活塞的 位移方向，并根据各活塞的位移方向通过线圈驱动电路向各线圈提供相应方向的电流并保 持电流方向不变，然后根据各活塞的位置，通过电磁铁绕其高度中心线快速旋转180°的方 式快速切换电磁铁上下端的磁极性，从而使电磁铁反复对各活塞产生阻尼力，进而制动曲 轴并使所述飞轮对外输出负扭矩并实施制动，确保了驾驶安全。。(4)本技术中的霍尔 传感器设于缸体的底部中央，且与所述活塞的底面中央相对，由于活塞的两个磁极与电磁 铁的两个磁极上下同直线分布，因此霍尔传感器获取的电磁信号基本来自活塞底部，即霍 尔传感器基本不受电磁铁的干扰，确保了活塞位置检测的可靠性。具体实施时，还可采用电 磁补偿和/或屏蔽除垂直方向的电磁信号的屏蔽措施，来提高霍尔传感器输出信号的可靠 性。(5)本技术中，各活塞在相应的缸体中对称分布于缸体的高度中心线两侧，以确保 各活塞作用与曲轴上的作用力具有较好的均勻性和稳定性。(6)本专利技术的电动车主要是指 电动汽车，也可以是电动摩托车、电动三轮车、电动农用机械车等。附图说明为了使本技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附 图，对本技术作进一步详细的说明，其中图1为实施例中的电力活塞式电动机的结构示意图；图2为实施例中的电力活塞式电动机采用的一种用于控制电磁铁绕其高度中心 线旋转180°的翻转机构及缸体的结构示意图；图3为所述电力活塞式电动机的控制电路的电路框图；图4为实施例中的电力活塞驱动式电动车的传动系构造图；图5为实施例中的电力活塞式电动机采用的另一种所述翻转机构及缸体的结构 示意图。具体实施方式见图1-3，本实施例的电力活塞驱动式电动车，其包括电力活塞电动机20、连接于电力活塞电动机20中的曲轴上的飞轮、设于飞轮上的离合器21、与离合器21的输出轴相 连的变速箱22、与变速箱22的输出轴传动连接的车辆传动系统；飞轮外缘的齿圈与一启动 系统的驱动齿轮啮合。该启动系统采用现有技术中的与现有的汽油发动机配套使用的启动 系统。所述车辆传动系统包括经万向节23与变速箱22的输出轴传动连接的驱动轴 24、经另一万向节与驱动轴M传动连接的差速器27、以及与差速器27通过半轴沈传动相 连的车轮。其中，在驱动轴M与差速器27可设置主减速器25。所述电力活塞电动机20包括多个高电阻非导磁材料(如铝合金、铜合金等)制 成的缸体1、设于缸体1内的由永磁体制成的活塞5、设于各缸体1下方的曲轴2和用于将各 活塞5与所述曲轴2传动连接的连杆3 ；所述缸体1的上端设有与缸体1同轴心线的电磁铁 7，电磁铁7的线圈8与一线圈驱动电路相连；电磁铁7的高度中心线上设有转轴9，该转轴 9通过一对轴承座4设于缸体1上方；转轴9的一端经一变速箱11与一步进电机12传动 相连；所述线圈驱动电路和步进电机12与一 CPU单元相连；邻近缸体1的上、下止点处分别 设有与CPU单元相连的上、下行程开关13和14 ；所述缸体1的底部中央设有一与所述CPU 单元相连的霍尔传感器15。所述霍尔传感器15与所述活塞5的底面中央相对。霍尔传感 器15设于一非导磁材料的金属管中，该金属管与所述活塞5同轴心线。以进一步使霍尔传 感器15获取的电磁信号基本来自活塞的底部。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电力活塞驱动式电动车，其特征在于包括：制动系统、电力活塞电动机（２０）、连接于电力活塞电动机（２０）中的曲轴上的飞轮、设于飞轮上的离合器（２１）、与离合器（２１）的输出轴相连的变速箱（２２）、与变速箱（２２）的输出轴传动连接的车辆传动系统；飞轮与一启动系统传动连接；所述电力活塞电动机（２０）包括：多个缸体（１）、设于缸体（１）内的由永磁体制成的活塞（５）和用于将各活塞（５）与所述曲轴（２）传动连接的连杆（３）；曲轴（２）设于各缸体（１）的下方；所述缸体（１）的上端设有与缸体（１）同轴心线的电磁铁（７），电磁铁（７）的线圈（８）与一线圈驱动电路相连，该线圈驱动电路与一ＣＰＵ单元相连；所述电磁铁（７）设于一由所述ＣＰＵ单元控制的适于将电磁铁（７）反复旋转１８０°的翻转机构上；邻近缸体（１）的上、下止点处分别设有与ＣＰＵ单元相连的上、下行程开关（１３、１４）；所述缸体（１）的底部中央设有与所述ＣＰＵ单元相连的霍尔传感器（１５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景波，贝绍轶，
申请(专利权)人：江苏技术师范学院，
类型：实用新型
国别省市：32