[发明专利]重力转化成动力的自行化节能车

说明书

技术领域

本发明属于汽车、电动车、人力车等车辆的自行化节能技术，给各种车辆的节能减排提供了新方法。这方法可以使各种汽车以最小的能量输出，就能产生最大的运动距离；可以使各种电动车辆最大程度的免用外加能源就能够自动行驶；也可以用于人力车辆的省力和自行化应用。所以适用于所有路上行驶运动的车辆。

背景技术

社会经济的可持续发展，需要大量的动力能源。而化石能源是人类目前的主要能源依靠，但是它的不可再生，使人类的能源利用面临危机；而它的环境污染，已使全球气候逐渐变暖。车辆的行驶用油，是化石能源的主要消耗；如何改变车辆行驶运动对化石能源的依靠，是全人类共同面临的挑战。

在人类对车辆使用的历史上，曾经有过一种免用能源就能够自动行驶的“木牛流马”技术的传说；对于这种自行化交通工具的制造和使用，是真是假已很难考证。不过远古人类对自行化交通工具的美好设想和追求，也是现代人类的理想追求。

现在各种车辆所用的节能技术，都存在各种缺点；各种技术都无法使车辆摆脱对化石能源的依靠。而一些对车辆自身各种动力能量转移利用的技术，也都存在缺点；很多技术都是以增加车辆行驶阻力为代价来获得很少的能量，节能效果很差。

车辆作为一种重量较大的运动物体，其自身重量实际就是一个强大的运动能量。是否能从它的行驶运动过程中对其运动能量重新回收转移利用？现在的物理学认为是不可能的。因为现在还没有很好的方法，可以从其运动过程中转移出运动能量来重新回收利用。但是车辆作为一种相对的水平运动物体，其实际运动过程受到路面凹凸不平的影响；其车身重量既有一个水平运动能量；也有一个运动距离很小的垂直运动能量。水平运动能量是个消耗能量的力；垂直运动能量则是个产生能量的力。现在的各种车辆只使用了消耗能量的水平运动力；而没有利用产生能量的强大垂直运动力；所以造成垂直运动力对路面的破坏。车辆的垂直运动力实际就是车身重力能。不过对于运动车辆而言，垂直运动力只是车身重力能的一部分，并不是全部。因为车身重力能的大小与车辆的运动速度关系密切；所以要利用好车身重力能，就必须从物理学的角度来做一个简单的探讨和说明。

在地面上水平运动的物体，有一个必须了解清楚的关键问题就是运动物体自身重量的重力：当物体静止时，物体自身重力就是一个固定不变的数值；当物体运动时，物体自身重力就是一个大小变化的数值；重力将随着物体运动速度的增加而逐渐变小。当物体达到一定的高速运动状态时，重力将等于零。重力并没有消失，它随着运动速度的增加而逐渐转化成物体的前进运动惯性力。

对于地面上水平运动的物体，阻碍其运动的只有两个阻力：一个是垂直重力造成的摩擦阻力；另一个是空气阻力。对于运动速度不同的物体，这两个阻力也大小不同：当物体运动速度比较慢时，重力很大，摩擦阻力也比较大，空气阻力却很小；克服摩擦阻力是它消耗能量的主要关键。当物体运动速度很快时，重力变得很小，摩擦阻力也变小，空气阻力却很大；克服空气阻力成为它消耗能量的主要关键。

车辆作为一种速度比较慢的运动物体，其行驶运动所消耗的能量主要用来克服自身重力造成的摩擦阻力。所以，提高车辆的行驶运动速度，其车身重力将大部分转化成前进运动惯性力：摩擦阻力将变得很小，它所消耗的能量就降到最低，其节能效果就相当显著。这就是现在大量建设高速公路和火车大量提速的主要原因。

然而，对于不能高速运动的车辆，对其自身垂直重力最大限度的转化成水平运动力，将成为节能减排的关键。

现在随着滑动轮技术的发展，阻碍车辆水平运动的摩擦阻力已变得很小；摩擦阻力大体上都不到车身重力的十分之一。所以车辆水平行驶动力只需要车身垂直重力的十分之一，就能满足车辆的行驶运动需要。

所以，本发明从车身重力能的实际情况来做设计：把车身与车轮分成上下两大相对活动部分；把车身上部的大部分重量当作一个上下运动能量来使用。当车身向下运动时，车身重力大部分被转移吸收利用；车轮受到的摩擦阻力就得到减少，其行驶运动所消耗的能量就降到最底。只要车辆有运动，就有重力能可转移利用；不单可以转移利用，还可以储存。不管重力大小都可以转移储存集中后再调配利用；使到车辆在不同的运动状态下，都可以全方位的来回收转移利用其重力能量；使车辆的节能减排达到最大程度的接近自行化状态。

发明内容