适于电力制动的电力活塞驱动式电动车制造技术

本发明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适于电力制动的电力活塞驱动式电动车，其包括：电力活塞电动机、离合器、变速箱、车辆传动系统和启动系统；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，从而使飞轮对外输出正或负扭矩，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，确保了本发明专利技术的电动车行驶的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力活塞电动机驱动的电动车的
，具体是一种适于电力制动 的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
本专利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适于电力制动的电力活塞驱动式电动车。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种适于电力制动的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；飞轮外缘的齿圈与一启动系统的驱动齿轮啮合；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；电磁铁设于由CPU单元控制的翻转机构上；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，缸体的底部设 有与所述CPU单元相连的霍尔传感器；所述制动系统包括制动踏板、由制动踏板传动控制 的制动器和与所述CPU单元相连的用于检测制动踏板位置的制动踏板传感器。电动车启动时，采用所述启动系统驱动所述飞轮并使所述曲轴转动，所述CPU单 元通过各缸体底部的霍尔传感器检测各活塞的位移方向；若测得一缸体内的活塞正向下位 移，则所述CPU单元通过所述线圈驱动电路向该缸体上方的电磁铁的线圈提供相应方向的 电流，以使该电磁铁底部的磁极性与活塞顶部的磁极性相同，活塞因来自电磁铁的下斥力 而在该缸体内加速下移；若测得一缸体内的活塞正向上位移，则所述CPU单元通过所述线 圈驱动电路向该缸体上方的电磁铁的线圈提供相应方向的电流，以使该电磁铁底部的磁极 性与活塞顶部的磁极性相反，活塞因来自电磁铁的上吸力而在该缸体内加速上移；待各电 磁铁的线圈得电后，断开所述启动系统并保持各线圈中的电流方向不变；同时，当所述CPU 单元通过所述下行程开关测得一缸体内的活塞即将到达该缸体的下止点时，CPU单元通过 所述翻转机构控制该缸体上方的电磁铁绕该电磁铁的高度中心线旋转180°，且此时的活 塞已到达下止点，由于此时的电磁铁底部的磁极性与活塞顶部的磁极性相反，活塞因来自 电磁铁的上吸力而开始在该缸体内向上位移；当所述CPU单元通过所述上行程开关测得一 缸体内的活塞即将到达该缸体的上止点时，CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体上方的 电磁铁绕该电磁铁的高度中心线反向旋转180°，且此时的活塞已到达上止点，由于此时的 电磁铁底部的磁极性与活塞顶部的磁极性相同，活塞因来自电磁铁的下斥力而开始向下位 移；如此反复，从而使各活塞经相应的连杆驱动所述曲轴运转并带动所述飞轮输出正扭矩， 飞轮通过离合器、变速箱驱动车辆传动系统，从而驱动电动车。当CPU单元通过制动踏板传感器测得制动踏板被踩下，即制动系统实施制动时， CPU单元启动电动机制动程序，即CPU单元先控制所述线圈驱动电路停止向各线圈供电， 然后由所述CPU单元通过所述霍尔传感器检测各活塞的位移方向，若测得一活塞正向下位 移，则CPU单元通过所述线圈驱动电路向对应的线圈提供相应方向的电流，以使相应的电 磁铁底部的磁极性与活塞顶部的磁极性相反，以降低活塞的下移速率，从而制动所述曲轴； 若测得一活塞正向上位移，则CPU单元通过所述线圈驱动电路向对应的线圈提供相应方向 的电流，以使相应的电磁铁底部的磁极性与活塞顶部的磁极性相同，以降低活塞的上移速 率，从而制动所述曲轴；在所述曲轴未停止运转时，若CPU单元通过所述下行程开关测得该 活塞即将到达该缸体的下止点，则CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体上方的电磁铁绕 该电磁铁的高度中心线旋转180°，若此时的活塞已到达下止点并开始向上位移，由于此时 的电磁铁底部的磁极性与活塞顶部的磁极性相同，活塞在开始向上位移的同时承受来自电 磁铁的下斥力而制动所述曲轴；若CPU单元通过所述上行程开关测得该活塞即将到达该缸 体的上止点，则CPU单元通过所述翻转机构控制该缸体上方的电磁铁绕该电磁铁的高度中 心线反向旋转180°，若此时的活塞已到达上止点并开始向下位移，由于此时的电磁铁底部 的磁极性与活塞顶部的磁极性相反，活塞因来自电磁铁的上吸力而制动所述曲轴；如此反 复，以使所述飞轮对外输出负扭矩，直至所述曲轴即将停止运转时，停止向各线圈供电；或， 直至CPU单元通过制动踏板传感器测得制动踏板被松开，即制动系统停止实施制动时，停 止向各线圈供电。本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点(1)本专利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正向作用力，进而驱动曲轴并使飞轮对外输出正扭矩。本专利技术采用的 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，进而使本专利技术 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)本专利技术的电动 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，从而实现了本发 明的电动机的可靠启动。(3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种适于电力制动的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；所述飞轮外缘的齿圈与一启动系统的驱动齿轮啮合；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；电磁铁（７）设于由ＣＰＵ单元控制的翻转机构上；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），缸体（１）的底部设有与所述ＣＰＵ单元相连的霍尔传感器（１５）；所述制动系统包括：制动踏板、由制动踏板传动控制的制动器和与所述ＣＰＵ单元相连的用于检测制动踏板位置的制动踏板传感器；电动车启动时，采用所述启动系统驱动所述飞轮并使所述曲轴（２）转动，所述ＣＰＵ单元通过各缸体（１）底部的霍尔传感器（１５）检测各活塞（５）的位移方向；若测得一缸体（１）内的活塞（５）正向下位移，则所述ＣＰＵ单元通过所述线圈驱动电路向该缸体（１）上方的电磁铁（７）的线圈（８）提供相应方向的电流，以使该电磁铁（７）底部的磁极性与活塞（５）顶部的磁极性相同，活塞（５）因来自电磁铁（７）的下斥力而在该缸体（１）内加速下移；若测得一缸体（１）内的活塞（５）正向上位移，则所述ＣＰＵ单元通过所述线圈驱动电路向该缸体（１）上方的电磁铁（７）的线圈（８）提供相应方向的电流，以使该电磁铁（７）底部的磁极性与活塞（５）顶部的磁极性相反，活塞（５）因来自电磁铁（７）的上吸力而在该缸体（１）内加速上移；待各电磁铁（７）的线圈（８）得电后，断开所述启动系统并保持各线圈（８）中的电流方向不变；同时，当所述ＣＰＵ单元通过所述下行程开关（１４）测得一缸体（１）内的活塞（５）即将到达该缸体（１）的下止点时，ＣＰＵ单元通过所述翻转机构控制该缸体（１）上方的电磁铁（７）绕该电磁铁（７）的高度中心线旋转１８０°，且此时的活塞（５）已到达下止点，由于此时的电磁铁（７）底部的磁极性与活塞（５）顶部的磁极性相反，活塞（５）因来自电磁铁（７）的上吸力而开始在该缸体（１）内向上位移；当所述ＣＰＵ单元通过所述上行程开关（１３）测得一缸体（１）内的活塞（５）即将到达该缸体（１）的上止点时，ＣＰＵ单元通过所述翻转机构控制该缸体（１）上方的电磁铁（７）绕该电磁铁（７）的高度中心线反向旋转１８０°，且此时的活塞（５）已到达上止点，由于此时的电磁铁（７）底部的磁极性与活塞（５）顶部的磁极性相同，活塞（５）因来自电磁铁（７）的下斥力而开始向下位移；如此反复，从而使各活塞（５）经相应的连杆（３）驱动所述曲轴（２）运转并带动所述飞轮输出正扭矩，飞轮通过离合器（２１）、变速箱（２２）驱动车辆传动系统，从而驱动电动车；当ＣＰＵ单元通过制动踏板传感器测得制动踏板被踩下，即制动系统实施制动时，ＣＰＵ单元启动电动机制动程序，即：ＣＰＵ单元先控制所述线圈驱动电路停止向各线圈（８）供电，然后由所述ＣＰＵ单元通过所述霍尔传感器（１５）检测各活塞（５）的位移方向，若测得一活塞（５）正向下位移，则ＣＰＵ单元通过所述线圈驱动电路向对应的线圈（８）提供相应方向的电流，以使相应的电磁铁（７）底部的磁极性与活塞（５）顶部的磁极性相反，以降低活塞（５）的下移速率，从而制动所述曲轴（２）；若测得一活塞（５）正向上位移，则ＣＰＵ单元通过所述线圈驱动电路向对应的线圈（８）提供相应方向的电流，以使相应的电磁铁（７）底部的磁极性与活塞（５）顶部的磁极性相同，以降低活塞（５）的上移速率，从而制动所述曲轴（２）；在所述曲轴（２）未停止运转时，若ＣＰＵ单元通过所述下行程开关（１４）测得该活塞（５）即将到达该缸体（１）的下止点，则ＣＰＵ单元通过所述翻转机构控制该缸体（１）上方的电磁铁（７）绕该电磁铁（７）的高度中心线旋转１８０°，若此时的活塞（５）已到达下止点并开始向上位移，由于此时的电磁铁（７）底部的磁极性与活塞（５）顶部的磁极性相同，活塞（５）在开始向上位移的同时承受来自电磁铁（７）的下斥力而制动所述曲轴（２）；若ＣＰＵ单元通过所述上行程开关（１３）测得该活塞（５）即将到达该缸体（１）的上止点，则ＣＰＵ单元通过所述翻转机构控制该缸体（１）上方的电磁铁（７）绕该电磁铁（７）的高度中心线反向旋转１８０°，若此时的活塞（５）已到达上止点并开始向下位移，由于此时的电磁铁（７）底部的磁极性与活塞（５）顶部的磁极性相反，活塞（５）因...

【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：发明
国别省市：32