專利名稱：電磁節(jié)能剎車系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于節(jié)能技術(shù)，尤其是一種電磁節(jié)能剎車系統(tǒng)。
二背景技術(shù)：
當(dāng)前汽車剎車主要利用剎車盤或剎車鼓，又分為油剎和氣剎。而普通的剎車方式會有抱 死的缺點，遇到緊急情況將制動踏板踩到底，輪胎會被抱死，這會損耗輪胎，而且車子極易 失去控制，從而出現(xiàn)危險的情況。沒有安裝ABS系統(tǒng)的車，在遇到緊急情況時，來不及分步 緩剎，只能一腳踩死。這時車輪容易抱死，加之車輛沖刺慣性，便可能發(fā)生側(cè)滑、跑偏、方 向不受控制等危險狀況。
利用防抱死系統(tǒng)，當(dāng)駕駛者緊急制動時快速踩下制動踏板后，前輪不會抱死，轉(zhuǎn)向能力 依舊存在，那就完全可以在制動時采取措施避開前方的危險。如果后輪也不會抱死，側(cè)滑和 甩尾也將不會出現(xiàn)，對車身的控制依然在駕駛者手中。
而目前常用的防抱死剎車系統(tǒng)有ABS系統(tǒng)，又分為機(jī)械式和電子式。ABS工作時就相當(dāng) 于以很高的頻率進(jìn)行點剎，當(dāng)車輪即將到達(dá)下一個鎖死點時，剎車在一秒內(nèi)可作用60至120 次，相當(dāng)于不停地剎車、放松，即相似于機(jī)械的"點剎"，此舉可避免緊急剎車時方向失控 與車輪側(cè)滑，同時加大輪胎摩擦力。ABS系統(tǒng)內(nèi)控制器利用液壓裝置控制剎車壓力在輪胎發(fā) 生滑動的臨界點反復(fù)擺動，使在剎車盤不斷重復(fù)接觸、離開的過程而保持輪胎抓地力最接近 最大理論值，達(dá)到最佳剎車效果。但ABS還是利用機(jī)械的剎車方式，如利用油剎或氣剎，或 是盤剎與鼓剎。屬于傳統(tǒng)的機(jī)械剎車方式，這種剎車方式會消耗燃料及接觸材料，其摩擦產(chǎn) 生的熱量不僅被白白浪費掉，而且還會造成剎車液過熱問題，導(dǎo)致剎車失靈。從環(huán)保的角度 說，這種剎車會污染環(huán)境，并加劇全球變暖。
經(jīng)測算和分析，由于汽車剎車產(chǎn)生的能量損失如下
1. 在現(xiàn)有剎車或減速的過程中，由于車重較大，且速度極快，因此其動能很大，普通剎 車時，這部分能量都轉(zhuǎn)化為磨擦生熱，白浪費掉了。設(shè)一輛汽車的平均速度為80公里/時， 一般車重為2噸，那么一次減速或剎車?yán)速M的能量為E=l/2Mv*v=0. 5*2000*22*22=484kJ。
2. 每輛車只要跑路， 一路上會反復(fù)經(jīng)歷這樣的加速與減速(或剎車)的過程，尤其是在 城市的紅綠燈交通管制與復(fù)雜的擁塞路況下，或鄉(xiāng)村坎坷的路面時。這樣跑一路下來的能量 浪費就累積更大。設(shè)城市中每輛車每天平均要完成20次上述動作，那一輛車每天就浪費動能 484*20=9680kJ。
3. 全世界每天又成萬上億車完成上述動作，設(shè)有五億輛車(這個估計很保守)，那全球每 日車輛浪費動能為(968000000000*5) kj=134440萬度電。這相當(dāng)于3個多三峽一天的總發(fā) 電量(三峽日發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?3675.2萬度)。可見，這個能量是相當(dāng)巨大的，但都被白白 浪費掉了。
三、 發(fā)明內(nèi)容-
本發(fā)明的目的是基于電磁理論，設(shè)計一種電磁節(jié)能剎車系統(tǒng)，將汽車剎車過程中浪費的動 能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行存儲、利用，實現(xiàn)汽車的節(jié)能、環(huán)保及安全的防抱死剎車。 本發(fā)明的技術(shù)方案是
在汽車的動力系統(tǒng)中，有車輪軸、車輪及車胎、車輪輻條或輻板、蓄電池、剎車板、車 尾剎車顯示紅燈及其他用電器等。本系統(tǒng)是，在前后二車輪軸上固定安裝釹鐵硼強(qiáng)磁鐵，在 各輪胎與車圈之間安裝磁感應(yīng)線圈，磁感應(yīng)線圈與車圈之間用絕緣材料絕緣；在各車輪的近 車輪軸端安裝內(nèi)導(dǎo)電圈或者利用每個車輪的輪箍充當(dāng)內(nèi)導(dǎo)電圈，在各車輪安裝輪胎的車圈上 安裝外導(dǎo)電圈，或者利用與輻條或輻板一體的車圈作為外導(dǎo)電圈；各車輪上的內(nèi)導(dǎo)電圈將該 車輪輻條或輻板近車輪軸端相連接，各車輪上的外導(dǎo)電圈將該車輪輻條或輻板遠(yuǎn)車輪軸端相 連接，各車輪的內(nèi)導(dǎo)電圈與外導(dǎo)電圈之間連接該車輪輻條或輻板構(gòu)成了閉合導(dǎo)體；各車輪上
的磁感應(yīng)線圈的一端與該車輪上的內(nèi)導(dǎo)電圈相連接并引出導(dǎo)線順著車輪軸通過接線端子A與 蓄電池及剎車紅燈的正極相連接，各車輪上的磁感應(yīng)線圈的另一端通過接線端子C與電池及 剎車紅燈的負(fù)極相連；各車輪上的外導(dǎo)電圈通過接線端子B與剎車板的常開觸點一端相連， 剎車板的另一端上的常開觸點連接至接線端子C;車尾剎車紅燈與蓄電池的正、負(fù)電源線分 別與接線端子A和接線端子C相連接，蓄電池連接車內(nèi)各用電器并為之供電。
車輪軸上的釹鐵硼強(qiáng)磁鐵產(chǎn)生與車輪回轉(zhuǎn)面垂直的高強(qiáng)度磁場E1， El與車輪軸平行；汽 車運動時，轉(zhuǎn)動的輻條或輻板切割釹鐵硼強(qiáng)磁鐵磁場E1的磁感線產(chǎn)生電動勢.，造成內(nèi)外導(dǎo)電 圈之間存在電勢差，但未踩下剎車板時，整個回路不接通，接線端子A與接線端子B之間不 構(gòu)成回路，沒有電流產(chǎn)生，輻條或輻板不受力，磁感應(yīng)線圈也無電流通過；踩下剎車板時， 剎車板的輸入、輸出端上的常開觸點接通，A、 B與蓄電池、車尾剎車顯示紅燈接通，整個系 統(tǒng)構(gòu)成閉合導(dǎo)體回路，由于內(nèi)外導(dǎo)電圈之間存在電動勢，因此在磁感應(yīng)線圈及整個系統(tǒng)閉合 回路中產(chǎn)生電流，此時車尾剎車顯示紅燈被此電流點亮，其余電流被送入蓄電池和其他用電 設(shè)備，實現(xiàn)剎車能量的回收。但很大一部分被送往胎內(nèi)磁感應(yīng)線圈，此時由于胎內(nèi)磁感應(yīng)線 圈被接通，在電流作用下產(chǎn)生了與E1同向的強(qiáng)磁場￡2,試驗測得在開始段￡2〉^1。由于E2 與E1同方向，兩磁場疊加到一起形成更強(qiáng)的的磁場E3zEl+E2，被輻條或輻板切割，隨即測得 峰值電流與磁場。此時由于有電流通過轉(zhuǎn)動的輻條或輻板，因此輻條或輻板受磁場力，阻止 車輪轉(zhuǎn)動，而隨車輪轉(zhuǎn)速降低，輻條或輻板單位時間切割的磁感線數(shù)目減少，電流就減小，導(dǎo) 致磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生的磁場E2變?nèi)?，因此車輪轉(zhuǎn)動所受的磁場阻力就減小，不會抱死輪胎，從 而實現(xiàn)電磁防抱死輔助剎車。
本發(fā)明的效果
經(jīng)試驗測得，該系統(tǒng)在汽車剎車時，可產(chǎn)生瞬時峰值較高的電流，經(jīng)存貯利用，節(jié)能效 果明顯。并實現(xiàn)電磁防抱死輔助剎車，因為不使用摩擦剎車方式，因此剎車時不消耗燃料和 剎車配件材料，不會產(chǎn)生熱量，不會造成環(huán)境污染，環(huán)保、安全性能優(yōu)良。
四

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的電磁感應(yīng)系統(tǒng)在車輪上的布局結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記
1、輻條或輻板 2、車胎3、車輪軸4、磁感應(yīng)線圈4-1、磁感線5、內(nèi)導(dǎo)電圈6、 外導(dǎo)電圈 7、釹鐵硼強(qiáng)磁鐵8、蓄電池9、車內(nèi)用電設(shè)備(包括車前氙氣大燈，車內(nèi) 照明，車內(nèi)空調(diào)，車內(nèi)電子設(shè)備)10、剎車板 10-1、輸入端上的常開觸點 10-2、輸 出端上的常開觸點 11、 A接線端子 12、 B接線端子13、 C接線端子14、車尾剎車紅 燈15、導(dǎo)線
五具體實施例方式
結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的實施過程，如圖l、圖2、圖3所示
汽車的動力系統(tǒng)有車輪軸3、車胎2、輻條或輻板1以及蓄電池8、剎車板10等。在前 后二車輪軸3上固定釹鐵硼強(qiáng)磁鐵7，使其產(chǎn)生的磁場為垂直于車輪回轉(zhuǎn)面的方向。在汽車 各輪胎2與車圈之間固定磁感應(yīng)線圈4，磁感應(yīng)線圈4與車圈之間用絕緣材料絕緣；在各車 輪的近車輪軸端安裝內(nèi)導(dǎo)電圈5，或者利用每個車輪的輪箍充當(dāng)內(nèi)導(dǎo)電圈5，在各車輪安裝輪 胎的車圈上安裝外導(dǎo)電圈6，或者利用與輻條或輻板1一體的車圈充當(dāng)外導(dǎo)電圈6;各車輪上 的內(nèi)導(dǎo)電圈5將該車輪的輻條或輻板1近車輪軸3端相連接，各車輪上的外導(dǎo)電圈6將該車 輪的輻條或輻板1遠(yuǎn)車輪軸3端相連接，各車輪的內(nèi)導(dǎo)電圈5與外導(dǎo)電圈6之間連接該車輪 輻條或輻板1構(gòu)成了閉合導(dǎo)體；各車輪上的磁感應(yīng)線圈4的一端與該車輪上的內(nèi)導(dǎo)電圈5相 連接并引出導(dǎo)線15順著車輪軸3通過接線端子A 11與蓄「tl池8的正極相連接，各車輪上的
磁感應(yīng)線圈4的另一端與接線端子C 13相連，各車輪上的外導(dǎo)電圈6通過接線端子B 12與 剎車板10的輸入端常開觸點10-1相連接；剎車板10的輸出端常開觸點10-2通過接線端子 C 13與蓄電池8的負(fù)極相連接，導(dǎo)線15順勢固定在輻條或輻板1與車輪軸3上。車尾剎車 顯示紅燈14的電源線分別與接線端子A 11和接線端子C 13相連接。接線端子A 11與接線 端子B 12均通過車輪軸3走線。各車輪磁感應(yīng)線圈4的連接方式相同，4個車輪上的外導(dǎo)電 圈6相匯接于接線端子B 12， 4個車輪上的內(nèi)導(dǎo)電圈5相匯接于接線端子A 11。兩車輪軸3 以同樣的方式固定釹鐵硼強(qiáng)磁鐵7。踩下剎車板10時，常開觸點.10-1與常開觸點10-2連接， 整個電路被接通；磁感應(yīng)線圈4被接通供電，產(chǎn)生磁場E2，輻條或輻板l上有電流通過，此 時才產(chǎn)生阻礙車輪轉(zhuǎn)動的磁場力作用于輻條或輻板1，此力隨速度降低而減小，實現(xiàn)電磁防 抱死輔助剎車；產(chǎn)生的電流并對蓄電池8充電，同時點亮車尾的剎車紅燈14顯示汽車剎車制 動。直到腳放丌剎車板IO，常開觸點10-1與常開觸點10-2斷開，電路才斷開。因此，在普 通行駛的時候，由于該系統(tǒng)回路未被接通，無電流不會產(chǎn)生磁場力，因此不會產(chǎn)生阻力影響 車的行駛。倒車時回路不導(dǎo)通，以免反向電流燒毀設(shè)備。應(yīng)用該電磁節(jié)能剎車系統(tǒng)，節(jié)省了 能量，又實現(xiàn)了安全環(huán)保的防抱死剎車。
由于剎車初始時車輪的高速轉(zhuǎn)動，利用輪胎的支撐輻條或輻板切割磁感線，在閉合回路
中產(chǎn)生電流，將動能轉(zhuǎn)化為電能存儲起來。同時用其產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)動反向的安培力來阻止車 輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)防抱死剎車。.這是一種防抱死的剎車方式，車正常行駛時，由于車輪的轉(zhuǎn) 動使支撐輻條或輻板切割釹鐵硼強(qiáng)磁鐵磁場El的磁感線，造成內(nèi)、外導(dǎo)電圈之間時刻存在著 電動勢，但有電壓無電流，踩下剎車時，剎車板相當(dāng)于一個開關(guān)，使通過此開關(guān)連接的儲電 設(shè)備及用電設(shè)備，以及窩在輪胎內(nèi)的磁感應(yīng)線圈構(gòu)成的回路被接通，此時閉合回路在電動勢 的作用下產(chǎn)生電流，此電流一部分被送入蓄電池存儲，以及直接向用電設(shè)備供電(如點亮車 尾剎車紅燈)，但很大一部分被送往胎內(nèi)磁感應(yīng)線圈，磁感應(yīng)線圈借此電流又產(chǎn)生新的同向強(qiáng) 磁場E2，此磁場疊加于原釹鐵硼強(qiáng)磁鐵產(chǎn)生的磁場E1，由于E2與E1同方向，兩磁場疊加到 一起形成更強(qiáng)的的磁場E3:E1+E2。由于作為閉合回路一部分的輻條或輻板有電流通過，電流 沿輻條或輻板走向，垂直于磁場E3，轉(zhuǎn)動的輻條或輻板切割磁感線作功，因此輻條或輻板受 與車輪轉(zhuǎn)動反向的安培力，阻止車輪轉(zhuǎn)動。經(jīng)過一個極短時間的正反饋過程，使產(chǎn)生的電流 與磁場出現(xiàn)峰值，此電流及磁場E3達(dá)最大值后又隨車速減小而減弱，因此輻條或輻板所受阻 力又隨車速的降低而減小，不會抱死輪胎。即車速越慢，支撐輻條或輻板轉(zhuǎn)動越慢，單位時 間內(nèi)切割的磁感線條數(shù)越少，輻條或輻板上產(chǎn)生的電流也越小，電流的減小使得磁感應(yīng)線圈 產(chǎn)生的磁場E2也變?nèi)?，?dǎo)致輻條或輻板轉(zhuǎn)動所受磁場阻力越小，因此輪胎不會被抱死，通過 調(diào)整電流分配大小及線圈匝數(shù)來決定所受磁場阻力的大小，從而將車輪控制在轉(zhuǎn)與不轉(zhuǎn)的臨 界狀態(tài)，從而實現(xiàn)最短距離剎車，因此這是一種新型的防抱死剎車技術(shù)。由于剎車不是靠摩 擦使車輪停轉(zhuǎn)，因此不會消耗能源與摩擦材料。為保險可輔助剎車盤或剎車鼓的摩擦剎車。 該系統(tǒng)利用了剎車能量，節(jié)省了能源，又實現(xiàn)了安全環(huán)保的剎車。
權(quán)利要求
1、電磁節(jié)能剎車系統(tǒng)，由汽車車軸、車輪及車輪輪胎、車輪輻條、剎車板、蓄電池、車尾剎車顯示紅燈及其他用電器構(gòu)成，其特征為在前后二車輪軸上固定安裝釹鐵硼強(qiáng)磁鐵，在各輪胎與車圈之間安裝磁感應(yīng)線圈，磁感應(yīng)線圈與車圈之間用絕緣材料絕緣；在各車輪的近車輪軸端安裝內(nèi)導(dǎo)電圈或者利用每個車輪的輪箍充當(dāng)內(nèi)導(dǎo)電圈，在各車輪安裝輪胎的車圈上安裝外導(dǎo)電圈，或者利用與輻條或輻板一體的車圈作為外導(dǎo)電圈；各車輪上的內(nèi)導(dǎo)電圈將該車輪輻條或輻板近車輪軸端相連接，各車輪上的外導(dǎo)電圈將該車輪輻條或輻板遠(yuǎn)車輪軸端相連接，各車輪的內(nèi)導(dǎo)電圈與外導(dǎo)電圈之間連接該車輪輻條或輻板構(gòu)成了閉合導(dǎo)體；各車輪上的磁感應(yīng)線圈的一端與該車輪上的內(nèi)導(dǎo)電圈相連接并引出導(dǎo)線順著車輪軸通過接線端子A與蓄電池及剎車紅燈的正極相連接，各車輪上的磁感應(yīng)線圈的另一端通過接線端子C與電池及剎車紅燈的負(fù)極相連；各車輪上的外導(dǎo)電圈通過接線端子B與剎車板的常開觸點一端相連，剎車板的另一端上的常開觸點連接至接線端子C；車尾剎車紅燈與蓄電池的正、負(fù)電源線分別與接線端子A和接線端子C相連接，蓄電池連接車內(nèi)各用電器。
全文摘要
本發(fā)明屬于節(jié)能技術(shù)，尤其是一種電磁節(jié)能剎車系統(tǒng)。是在車軸上固定安裝釹鐵硼強(qiáng)磁鐵；在輪胎與車圈之間安裝磁感線圈；在車輪近車軸端和車圈上安裝內(nèi)、外導(dǎo)電圈，內(nèi)導(dǎo)電圈與外導(dǎo)電圈之間連接車輪輻條構(gòu)成了閉合導(dǎo)體；磁感線圈的一端與內(nèi)導(dǎo)電圈相連接并引出導(dǎo)線通過接線端子A與蓄電池的正極相連接，其另一端與外導(dǎo)電圈相連接并引出導(dǎo)線通過接線端子B與剎車板輸入端上的常開觸點相連接；剎車板輸出端上的常開觸點通過接線端子C與蓄電池的負(fù)極相連接；車尾剎車顯示紅燈的電源線分別與接線端子A和接線端子C相連接構(gòu)成。該系統(tǒng)在汽車剎車時，可產(chǎn)生瞬時峰值較高的電流，經(jīng)存貯利用，節(jié)能效果明顯。并實現(xiàn)無損耗電磁剎車，環(huán)保、安全性能優(yōu)良。
文檔編號B60L7/10GK101337510SQ20081001430
公開日2009年1月7日 申請日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者殷悅揚(yáng) 申請人:殷悅揚(yáng)