Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)



Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)
Электромеханический привод движителей транспортного средства (варианты)

 


Владельцы патента RU 2570847:

Миронов Александр Петрович (RU)
Бибиков Владимир Иванович (RU)
Трофименко Владимир Иванович (RU)

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Электромеханический привод движителей транспортного средства содержит тепловой двигатель, связанную с двигателем первую электрическую машину, первую и вторую механическую передачу и переключающее устройство для соединения или разъединения первой механической передачи между тепловым двигателем и движителями. Первая механическая передача имеет передаточное отношение, численно меньшее, чем частное от деления произведения числа максимальных допустимых рабочих оборотов работы первичного двигателя, умноженного на передаточное отношение второй механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов работы второй электрической машины. При этом указанное одно передаточное отношение численно не меньше, чем частное от деления произведения числа минимальных допустимых рабочих оборотов первичного теплового двигателя, умноженного на то же самое указанное передаточное отношение второй механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов второй электрической машины. Повышаются тягово-скоростные характеристики транспортного средства. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к транспортным средствам, имеющим движитель, установленный с обеих боковых сторон корпуса транспортного средства, и оснащенными в качестве первичного двигателя двигателем внутреннего или внешнего сгорания, имеющим возможность вращать тяговый электрогенератор, и тяговыми электродвигателями, имеющими возможность получать электроэнергию от указанного электрогенератора и проводить в движение через механические передачи движитель транспортного средства.

Указанные транспортные средства могут быть выполнены с одним тяговым электродвигателем или несколькими тяговыми электродвигателями. В случае оснащения транспортного средства одним тяговым электродвигателем, крутящий момент от этого тягового электродвигателя имеет возможность передаваться через механическую передачу на ведущие звенья обеих частей движителя, расположенных с разных боковых сторон транспортного средства. В случае оснащения транспортного средства двумя или большим количеством тяговых электродвигателей, каждая из противоположных частей движителя может быть приведена в движение от разных тяговых электродвигателей, через соответствующие разные механические передачи (Проектирование тр0гн7348р34ансмиссий автомобилей. Справочник, ред. А.И. Гришкевича - М.: Машиностроение, 1984 г., стр.14).

Достоинствами указанных технических решений является простота управления тягово-скоростным режимом движения, а также широкие возможности по достижению лучшей компоновки и распределению масс объектов, размещающихся в кузове по отношению к движителю с целью достижения, например, лучшей проходимости. Кроме того, такое техническое решение при большой массе транспортного средства и большом моменте, передаваемом от первичного двигателя к движителю транспортного средства, позволяет значительно упростить конструктивно и технологически совокупность механизмов, посредством которых передается мощность от первичного двигателя к движителю (в сравнении с аналогами, передающими такую же большую мощность другим способом).

Недостатком указанного технического решения с электромеханическим приводом движителя, например, в сравнении с транспортными средствами со ступенчатым регулированием момента и числа оборотов, подводимых к движителю, является значительно меньший (в 2÷6 раз) достигаемый длительный тяговый момент на движителе при уменьшении оборотов тягового электродвигателя от соответствующих его максимальной мощности, а также небольшой (в 3÷8 раз меньший) диапазон оборотов, в котором увеличивается длительный тяговый момент, подведенный к движителю, при уменьшении максимальной скорости транспортного средства. В результате, в сравнении с большинством транспортных средств с известными техническими решениями регулирования тягового скоростного режима движения и оснащенных двигателями с такой же максимальной мощностью тягово-скоростные качества по указанному выше техническому решению с бесступенчатым электромеханическим приводом движителя значительно ниже.

Например: для легковых автомобилей с механическим приводом от двигателей внутреннего сгорания, предназначенных для движения по дорогам, переданный на движитель тяговый момент, соответствующий максимальной мощности, может быть увеличен в 5-6 раз при уменьшении оборотов движителя в 6,5÷10 раз; для легковых автомобилей повышенной проходимости указанный соответствующий тяговый момент может быть увеличен уже в 10÷15 раз при соответствующем изменении оборотов в 8÷21 раз; для грузовых автомобилей тяговый момент, соответствующий максимальной мощности, переданный на движитель, может быть увеличен в 9÷21 раз при уменьшении оборотов движителя при этом в 12÷26,5 раз; а для грузовых автомобилей повышенной проходимости, указанный тяговый момент может быть увеличен в 14÷20 раз при уменьшении оборотов ведущего звена движителя в 15÷25 раз. (См. Catalogue de la REVUE AVTOMOBILE, Bern, Switzerland 2009; «Краткий автомобильный справочник» А.Н. Понизовкин и др. - М.: АО «ТРАНСКОНСАЛТИНГ», НИИАТ, 1994 г. например, автомобили: Lada Kalina 1,6 - 82 л.с., ″Ford Focus 1,4 - 80 л.с., «Dacia Logan 1,6 - 87 л.с., «Audi AG Avant 3,2V6 - 255 л.с.; Lada 4×4 1,7 - 80 л.с.; УАЗ 3153, Toyota Land Cruiser 2000 4,7V8 - 288 л.с., Mitsubishi Pajero V6 - 248 л.с.; МАЗ - 53371 4×2,2; КАМАЗ 5320 6×4,2, МАЗ-64226 6×4,2; ГАЗ 3307 4×2; УРАЛ 4320-01 6×6,1; КРАЗ 25561 6×6,1; КАМАЗ 43101 6×6,1).

Известно транспортное средство, имеющее установленный с обеих сторон кузова движитель, тяговый электродвигатель и первичный двигатель внутреннего сгорания, имеющий возможность вращать тяговый электрогенератор. Тяговый электрогенератор преобразует механическую энергию первичного двигателя в электроэнергию и передает ее по электрическим цепям тяговому электродвигателю. Тяговый электродвигатель имеет возможность приводить в движение движитель посредством механических передач (Автомобиль БелАЗ - 7549 4×2,2. Краткий автомобильный справочник /А.Н. Понизовкин и др./ - М.: АО «ТРАНСКОНСАЛТИНГ». НИИАТ. 1994).

Недостатком указанного технического решения является невозможность достигнуть тягово-скоростных параметров близких аналогичных параметрам транспортных средств с такой же мощностью тягового двигателя, выполненным по другим известным техническим решениям и применяемых на практике, например, транспортным средствам, имеющим механический привод со ступенчатым изменением передаточного отношения от вала тягового двигателя к ведущему звену движителя.

Известна приводная энергетическая установка по патенту JP 6144020, опубл. 24.05.1994 г., содержащая вал привода ведущей оси транспортного средства, тепловой двигатель, первую и вторую обратимые электрические машины, установленные в направлении ведущей оси последовательно друг за другом вдоль общей оси, совпадающей с осью вала привода, с возможностью подключения к этому валу, при котором соединение теплового двигателя и первой электрической машины с валом привода выполнено с возможностью размыкания, а также исполнительный механизм варьирования, предназначенный для обеспечения требуемого по условиям движения транспортного средства варианта подключения двигателей к валу привода, представляющий собой комбинацию двух соединительных узлов, первый из которых размещен между тепловым двигателем и первой электрической машиной, а второй - между первой и второй электрическими машинами.

В этом решении подключение теплового двигателя и двух электрических машин к валу привода ведущих колес осуществляется через планетарную коробку передач с изменяемым передаточным отношением, которая необходима в этом решении для того, чтобы получить возможность использовать электромашины с разными характеристиками: первая электромашина низкомоментная и высокооборотная, а вторая - высокомоментная и низкооборотная. Однако в отдельных режимах, например в режиме разгона автомобиля с максимальной интенсивностью, является нерациональным использовать две такие машины одновременно. Этот режим требует создания на ведущих колесах автомобиля высоких крутящих моментов для обеспечения трогания автомобиля с места и быстрого разгона до определенной скорости, но при этом частота вращения колес и соответственно валов трансмиссии невысокая. Для второй электромашины этот режим является оптимальным, а первая электромашина при этом большую часть времени разгона с максимальной интенсивностью работает на режиме низкой эффективности, который характеризуется сниженным КПД, что обуславливает повышение энергозатрат на единицу производимой мощности и соответственно приводит к снижению энергоэффективности всей установки.

Использование разнотипных электромашин в тяговом режиме при необходимости управления процессом переключения в коробке передач значительно усложняет систему управления комбинированной электромеханической установкой (КЭУ). Это происходит из-за того, что процесс переключения необходимо согласовать и объединить с логикой работы отдельных компонентов установки на всех режимах ее функционирования, в т.ч. по текущим условиям движения ТС, соответственно, требуется достаточно сложный управляющий блок с более усложненным программным продуктом, что увеличивает затраты, не всегда оправданные. К тому же при передаче мощности на ведущие колеса посредством коробки передач имеются механические потери. Эти потери присутствуют в большинстве режимов работы силовой установки. Данные потери также приводят к снижению КПД и, следовательно, энергоэффективности КЭУ в целом.

Наиболее близким к заявленному техническому решению (прототипом) является техническое решение (RU 2424919, B60K 6/42, B60W 10/00, опубл. 27.07.2011), в котором описана комбинированная энергетическая установка транспортного средства, содержащая вал привода ведущей оси транспортного средства, тепловой двигатель, первую и вторую обратимые электрические машины, установленные в направлении ведущей оси последовательно друг за другом с возможностью подключения к этому валу, при котором соединение теплового двигателя и первой электромашины выполнено с возможностью размыкания, а также исполнительный механизм варьирования, предназначенный для обеспечения требуемого по условиям движения транспортного средства варианта подключения двигателей к валу привода колес, представляющий собой комбинацию двух соединительных узлов, первый из которых размещен между тепловым двигателем и первой электрической машиной, а второй - между первой и второй электрическими машинами, при этом электрические машины выполнены равнозначными по характеристикам (мощности и выполняемым функциям), общая ось размещения теплового двигателя и первой электрической машины лежит на оси вала привода, расположенной перпендикулярно упомянутой ведущей оси, а ось размещения второй электрической машины параллельна оси вала привода, и соединение каждого из двигателей с валом привода выполнено с возможностью индивидуального подключения своим выходным валом через установленное между второй электрической машиной и валом привода согласующее устройство, не требующее внешнего регулирования, с обеспечением постоянного (неизменяемого) соотношения их частот вращения, причем соединение второй электрической машины с валом привода выполнено постоянным.

Недостаток данного решения заключается в недостаточном использовании энергетических ресурсов тяговых устройств, что не позволяет достигать тягово-скоростных параметров близких аналогичным параметрам транспортных средств с такой же мощностью тягового двигателя, выполненным по другим известным техническим решениям и применяемых на практике, например, транспортным средствам, имеющим механический привод со ступенчатым изменением передаточного отношения от вала тягового двигателя к ведущему звену движителя.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи повышения тягово-скоростных качеств транспортного средства, содержащего первичный двигатель внутреннего или внешнего сгорания, механически соединенный с тяговым электрогенератором, и тяговые электродвигатели, соединенные электрическими цепями с этим тяговым генератором с возможностью получения от него электроэнергии и превращения ее в работу валов этих электродвигателей, которые посредством механических передач приводят в движение движитель.

Указанный технический результат достигается тем, что в электромеханическом приводе движителей транспортного средства, содержащем первичный тепловой двигатель, кинематически связанную с тепловым двигателем первую электрическую машину для работы в режиме электрогенератора и передачи электрического тока по электрической цепи второй электрической машине, имеющей возможность работать в режиме тягового электродвигателя, первую механическую передачу, посредством которой имеется возможность приводить в движение движители транспортного средства от первичного теплового двигателя, вторую механическую передачу посредством которой имеется возможность приводить в движение движители транспортного средства от второй электрической машины, а так же переключающее устройство для соединения или разъединения первой механической передачи между первичным тепловым двигателем и движителями, вторая механическая передача выполнена с возможностью разъединения или соединения кинематической связи между движителями и второй электрической машиной и выполнена с переключающим устройством, посредством которого имеется возможность соединять или разъединять кинематическую цепь этой второй механической передачи, указанная кинематическая цепь между тепловым двигателем и первой электрической машиной выполнена с возможностью приводить в движение первую электрическую машину от теплового двигателя независимо от того соединена или разъединена первая механическая передача и независимо от того соединена или разъединена вторая механическая передача, первая механическая передача выполнена с возможностью привода в движение движителей от первичного теплового двигателя в режиме соединения или разъединения второй механической передачи между движителями и второй электрической машиной, а вторая механическая передача выполнена с возможностью привода в движение движителей в режиме соединения или разъединения первой механической передачи между первичным тепловым двигателем и движителями, при этом первая механическая передача имеет по крайней мере одно передаточное отношение численно меньшее, чем частное от деления произведения числа максимальных допустимых рабочих оборотов работы первичного двигателя умноженного на передаточное отношение второй механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов работы второй электрической машины, и при этом это указанное одно передаточное отношение численно не меньше, чем частное от деления произведения числа минимальных допустимых рабочих оборотов первичного теплового двигателя умноженного на то же самое указанное передаточное отношение второй механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов второй электрической машины, выраженное следующим соотношением:

где n T min - минимальные допустимые обороты вала первичного теплового двигателя,

n T max - максимальные допустимые обороты вала первичного теплового двигателя,

i1 - по крайней мере одно передаточное отношение первой механической передачи от вала первичного теплового двигателя до ведущего звена движителя,

n Э 2 max - максимальные рабочие обороты вала второй электрической машины,

i2 - передаточное отношение второй механической передачи от вала второй электрической машины до ведущего звена движителя.

При этом первая механическая передача может быть выполнена с возможностью привода в движение движителей от первичного теплового двигателя в режиме вращения первичным тепловым двигателем вала первой электрической машины и при этом с возможностью полного или частичного отключения последней от выработки электроэнергии.

При этом кинематическая цепь между тепловым двигателем и первой электрической машиной может иметь переключающее устройство с возможностью соединять или разъединять эту кинематическую цепь, и оно установлено вне пределов первой механической передачи и второй механической передачи.

При этом переключающее устройство второй механической передачи может быть выполнено с возможностью соединения или разъединения кинематической цепи этой передачи в режиме соединения или разъединения первой механической передачи между первичным тепловым двигателем и движителями.

При этом привод может быть выполнен с блоком управления переключающими устройствами в зависимости от изменения оборотов второй электрической машины, от изменения оборотов теплового двигателя, изменения величины тока, подводимого ко второй электрической машине и расхода топлива теплового двигателя.

При этом привод может быть выполнен с накопителем электроэнергии, соединенным электроцепями с первой и второй электрическими машинами и блоком управления для получения электроэнергии от указанных электрических машин и ее отдачи им по сигналам от блока управления.

Указанный технический результат так же достигается тем, что электромеханический привод движителей транспортного средства, содержащий по крайней мере один тяговый электродвигатель, по крайней мере один первичный тепловой двигатель, по крайней мере один тяговый электрогенератор с приводом от первичного теплового двигателя для передачи электроэнергии тяговому электродвигателю посредством соединяющих их электрических цепей, левую механическую передачу, посредством которой имеется возможность привода в движение левую часть движителя с левого борта транспортного средства от тягового электродвигателя, и правую механическую передачу, посредством которой имеется возможность привода в движение движителя с правого борта транспортного средства от указанного или от другого, тягового электродвигателя, оснащено дополнительной механической передачей, посредством которой первичный двигатель имеет возможность независимого привода движителей при отключении тягового электродвигателя, и снабжено переключающим устройством для разъединения или соединения механических связей, образованных указанными механическими передачами между валом тягового электродвигателя и движителями и между тем же указанным валом и первичным тепловым двигателем, и снабжено дополнительным переключающим устройством для возможности соединения или разъединения образованной дополнительной механической передачей механической связи между валом первичного теплового двигателя и движителями, в режиме соединения или разъединения кинематической связи тягового электродвигателя с движителями, при этом эта дополнительная передача имеет по крайней мере одно передаточное отношение численно меньшее, чем частное от деления произведения числа максимальных допустимых рабочих оборотов работы первичного двигателя умноженного на передаточное отношение левой или правой механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов работы тягового электродвигателя, и при этом это указанное одно передаточное отношение численно не меньше, чем частное от деления произведения числа минимальных допустимых рабочих оборотов первичного двигателя умноженного на тоже самое указанное передаточное отношение левой или правой механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов тягового электродвигателя, выраженное следующим соотношением:

ngmin - минимальные допустимые обороты вала первичного теплового двигателя,

ngmax - максимальные допустимые обороты вала первичного теплового двигателя,

ig - по крайней мере одно передаточное отношение дополнительной механической передачи от вала первичного теплового двигателя до ведущего звена движителя,

nэmax - максимальные рабочие обороты вала тягового электродвигателя,

iэ - передаточное отношение правой или левой механической передачи от вала тягового электродвигателя до вала соответствующего ведущего звена движителя.

При этом мощность тягового электродвигателя может быть меньше или равна мощности первичного теплового двигателя или мощность тяговых электродвигателей меньше или равна мощности первичного теплового двигателя.

При этом дополнительная механическая передача, левая механическая передача и правая механическая передача могут быть выполнены с постоянными передаточными отношениями.

При этом дополнительная механическая передача может быть выполнена с постоянным передаточным отношением, а левая механическая передача и правая механическая передача выполнены каждая с возможностью иметь два разных передаточных отношения, при этом численно большее из двух возможных передаточных отношений каждой из указанных левой и правой механических передач численно не больше частного от деления произведения максимально возможных рабочих оборотов тягового электродвигателя, умноженного на передаточное отношение дополнительной механической передачи и деленного на число минимальных возможных оборотов первичного теплового двигателя, и при этом указанное численно меньшее передаточное отношение из двух возможных, каждой левой и правой механических передач, численно не меньше частного от деления произведения минимальных возможных рабочих оборотов тягового электродвигателя умноженного на передаточное отношение дополнительной механической передачи и деленного на число максимальных возможных рабочих оборотов первичного двигателя, выраженное следующим соотношением:

iэ1 - численно большее из двух возможных передаточное отношение правой или левой механической передачи,

iэ2 - численно меньшее из двух возможных передаточное отношение правой или левой механической передачи,

ig - постоянное передаточное отношение дополнительной механической передачи от первичного теплового двигателя к движителю,

nэmin - минимальные возможные рабочие обороты тягового электродвигателя,

nэmax - максимально возможные рабочие обороты тягового электродвигателя,

ngmin - минимальные возможные рабочие обороты первичного теплового двигателя,

ngmax - максимальные возможные рабочие обороты первичного теплового двигателя.

и при этом, указанное численно меньшее передаточное отношение правой или левой механической передачи от тягового электродвигателя к движителю численно меньше произведения передаточного отношения дополнительной передачи на частное от деления числа максимально рабочих оборотов тягового электродвигателя на число максимальных оборотов первичного теплового двигателя.

При этом в дополнительной механической передаче, в левой механической передаче и в правой механической передаче могут иметься ступенчатые коробки передач, посредством которых, имеется возможность установить в каждой из указанных механических передач, по крайней мере, два разных по величине передаточных отношения, из которых первое больше второго, при этом в указанной дополнительной передаче от первичного двигателя к движителю, большее передаточное отношение численно не меньше произведения от умножения указанного большего передаточного отношения от тягового электродвигателя к движителю, левой или правой механической передачи, умноженного на частное от деления числа минимальных рабочих оборотов первичного теплового двигателя на число максимальных возможных оборотов тягового электродвигателя и, при этом это большее передаточное отношение в дополнительной передаче не больше произведения от умножения меньшего, из двух указанных, передаточного отношения той же левой или правой механической передачи, умноженного на частное от деления числа максимальных рабочих оборотов первичного теплового двигателя на число минимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя и, при этом меньшее, второе из указанных, передаточное отношение в дополнительной механической передаче численно не меньше произведения от умножения меньшего, второго из указанных, передаточного отношения в той же левой или правой механической передаче от тягового электродвигателя к движителю, умноженного на частное от деления числа минимальных оборотов первичного теплового двигателя на число максимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя и, при этом, это второе из двух указанных, передаточное отношение в дополнительной механической передаче численно меньше произведения от умножения меньшего второго, из указанных, передаточного отношения, в указанной той же левой или правой механической передаче, умноженного на частное от деления числа максимальных оборотов первичного теплового двигателя на число максимальных оборотов тягового электродвигателя, выраженное следующими соотношениями:

n - обороты ведущего звена движителя

ig1>ig2 - передаточные отношения, соответственно большего и меньшего, в дополнительной механической передаче от первичного теплового двигателя к движителю,

iэ1>iэ2 - передаточные отношения, соответственно большего и меньшего, в правой или левой механической передаче от тягового электродвигателя к движителю,

ngmax и ngmin - соответственно, максимальные и минимальные обороты первичного теплового двигателя,

nэmax и nэmin - соответственно, максимальные и минимальные обороты тягового электродвигателя,

Nэ и Ng - соответственно мощности тягового электродвигателя и первичного теплового двигателя.

При этом дополнительная механическая передача может быть выполнена по крайней мере, еще с одним передаточным отношением, численно равным или большим частного от деления произведения числа оборотов тягового первичного теплового двигателя при его максимальной мощности, умноженного на наибольшее передаточное отношение левой или правой механической передачи и деленного на число оборотов тягового электродвигателя при его максимальном моменте, выраженное следующим соотношением:

i - еще одно наибольшее (большее ранее указанных имеющихся) передаточное отношение дополнительной механической передачи

iэб - большее (из имеющихся) передаточное отношение правой или левой механической передачи

n g N max - обороты тягового первичного двигателя при его максимальной мощности

n э M max - обороты тягового электродвигателя при его максимальном моменте.

При этом дополнительная механическая передача, посредством которой первичный двигатель имеет возможность приводить в движение движитель, может содержать дифференциальный механизм посредством которого, при получении механической энергии от первичного двигателя движителем, взаимно соединены между собой первичный двигатель, левая часть движителя и правая часть движителя.

Указанный технический результат так же достигается тем, что электромеханический привод движителей транспортного средства, содержащий по крайней мере первый и второй первичные тепловые двигатели, по крайней мере, первый и второй тяговые электродвигатели и по крайней мере первый и второй электрогенераторы, при этом первый электрогенератор соединен первым кинематическим механизмом с первым первичным тепловым двигателем и электрической цепью с первым тяговым электродвигателем или электрическими цепями с первым и вторым тяговыми электродвигателями, второй электрогенератор соединен вторым кинематическим механизмом со вторым первичным тепловым двигателем и электрической цепью со вторым тяговым электродвигателем или электрическими цепями со вторым и первым тяговыми электродвигателями, первый тяговый электродвигатель выполнен с возможность привода с помощью левой механической передачи в движение движителя со стороны левого борта транспортного средства, второй тяговый электродвигатель выполнен с возможностью привода посредством правой механической передачи в движение движителя со стороны правого борта транспортного средства, и снабжен первым и вторым переключающими устройствами и выполнен с дополнительной механической передачей, имеющей две кинематические цепи, посредством первой из которых первый первичный тепловой двигатель имеет возможность отдельного привода в движение движителя со стороны левого борта транспортного средства при отключенных тяговых электродвигателях, посредством другой кинематической цепи дополнительной механической передачи, второй первичный тепловой двигатель имеет возможность отдельного привода в движение движителя со стороны правого борта транспортного средства, а первое переключающее устройство выполнено с возможностью разъединения или соединения механических связей, образованных указанными механическими передачами между валами тяговых электродвигателей и движителями и между теми же валами тяговых электродвигателей и валами первичных тепловых двигателей, а второе переключающее устройство имеет возможность соединять или разъединять механические связи, которые образованы кинематическими цепями дополнительной механической передачи между валами первичных тепловых двигателей и движителями в режимах соединения или разъединения тяговых электродвигателей с движителями.

Указанные признаки являются существенными, взаимосвязаны между собой и в совокупности достаточны для решения поставленной задачи и достижения указанного результата.

Настоящее изобретение поясняется примерами, которые не являются единственно возможными, но в достаточной степени демонстрируют возможность достижения указанного технического результата.

На фиг. 1 показан график изменения тягового момента и мощности на движителе при подведении последовательно к движителю суммарной мощности сначала от тяговых электродвигателей, а затем первичных тепловых двигателей при мощности последних большей, чем мощность тяговых электродвигателей и при наличии только одного передаточного отношения в каждой механической передаче между движителем и тяговыми двигателями.

На фиг. 2 показан график изменения тягового момента и мощности на движителе при подведении последовательно к движителю суммарной мощности сначала от тяговых электродвигателей, а затем от тяговых тепловых двигателей при мощности последних равной тяговым электродвигателям и при наличии только одного передаточного отношения в каждой механической передаче между движителем и тяговыми двигателями.

На фиг. 3 показан график изменения тягового момента на движителе при использовании в механических передачах между движителем и тяговыми электродвигателями двух передаточных отношений, а в механической передаче между движителем и тяговым первичным двигателем одного передаточного отношения.

На фиг. 4 показан график изменения тягового момента на движителе при использовании в каждой механической передаче между движителем и тяговыми двигателями двух передаточных отношений.

На фиг. 5 показан график изменения мощности тягового момента на движителе при использовании в механической передаче между движителем и тяговым первичным двигателем двух передаточных отношений, наибольшее из которых отвечает условию i g б n g N max n э M max × i э б , что позволяет получить наибольший тяговый момент на движителе при наименьшей скорости транспортного средства при заданной мощности тягового первичного двигателя.

На фиг. 6 схематично показано транспортное средство, выполненное по изобретению, с двумя тяговыми электродвигателями, один из которых имеет возможность приводить в движение правую часть движителя, а другой левую его часть, и дополнительным механическим приводом обеих указанных частей от одного первичного двигателя.

На фиг. 7 схематично показано транспортное средство по изобретению с возможностью использования двух передаточных отношений в механических передачах между движителем и тяговыми двигателями.

На фиг. 8 схематично показано транспортное средство, выполненное по изобретению, правая часть движителя которого, приводится в движение одним из двух тяговых первичных двигателей и одним из двух тяговых электродвигателей, а левая часть движителя приводится в движение другим из двух тяговых первичных двигателей и другим из двух тяговых электродвигателей.

На фиг. 9 схематично показано транспортное средство, выполненное по изобретению, где дополнительная механическая передача между движителем и тяговым первичным двигателем содержит частично правую и частично левую механические передачи.

На фиг. 10 схематично показано транспортное средство, выполненное по изобретению содержащее электромеханический привод движителей, имеющий блок управления и накопитель электрической энергии.

В рамках настоящего изобретения рассматривается электромеханический привод движителей транспортного средства, выполненного по изобретению, которое в сравнении с аналогичными известными транспортными средствами, при одной и той же мощности тяговых первичных двигателей, может развивать большую скорость и при этом иметь не меньшие тяговые возможности, или при одинаковой с ними максимальной скорости иметь большие тяговые возможности, или превосходить в обоих указанных тягово-скоростных качествах. При этом, этот результат достигается при безразрывной передаче тягового момента от тяговых двигателей к движителю, в том числе, механическими передачами с одной степенью свободы, а также без применения фрикционных устройств для передачи тягового момента, например сцеплений и фрикционов. Поэтому, в сравнении с другими известными транспортными средствами, имеющими электромеханические трансмиссии, содержащие фрикционные устройства, механические передачи с несколькими степенями свободы, для достижения таких же тягово-скоростных параметров, конструкция транспортного средства, выполненного по изобретению, проще и дешевле в производстве. Потери на трение в таком транспортном средстве, из-за указанного меньше, ресурс и коэффициент полезного действия выше. Кроме того, коэффициент полезного действия выше из-за того, что часть времени такое транспортное средство движется только посредством механического привода движителя от тягового первичного двигателя.

Техническое решение по заявленному изобретению может быть применено, например, в транспортных средствах с большой массой, предназначенных для передвижения в условиях полного бездорожья (где требуется большой тяговый момент) и, при этом, с возможностью передвижения этих транспортных средств с более высокой скоростью по дорогам общего пользования на значительные расстояния.

Для указанных условий передвижения известные транспортные средства с электромеханической трансмиссией с механическим приводом движителя только от тяговых электродвигателей не обладают достаточными тягово-скоростными качествами (по указанной выше причине).

В связи с этим возникла задача повысить тягово-скоростные качества указанных известных транспортных средств с электромеханической трансмиссией, но при этом не ухудшить другие их качества, например, простое управление тягой и скоростью, высокий ресурс и сравнительно невысокую стоимость производства.

Для решения поставленной задачи, согласно настоящего изобретения, предлагается конструкция транспортного средства, которая имеет движитель, по крайней мере один тяговый первичный двигатель, по крайней мере один электрогенератор и по крайней мере один электродвигатель. Тяговый первичный двигатель соединен механически с тяговым электрогенератором, который при вращении его тяговым первичным двигателем вырабатывает электроэнергию и передает ее, посредством электрических цепей тяговым электродвигателям (или тяговому электродвигателю). Движитель имеет левую часть, установленную с левой стороны кузова и правую часть, установленную с правой стороны кузова. Имеется левая механическая передача, посредством которой имеется возможность приводить в движение левую часть движителя от только одного и того же тягового электродвигателя, и правая механическая передача, посредством которой имеется возможность приводить в движение правую часть движителя от указанного или от другого, одного и того же, тягового электродвигателя.

Транспортное средство имеет дополнительную механическую передачу между первичным двигателем и движителем, посредством которой первичный тяговый двигатель может самостоятельно, без участия тяговых электродвигателей, приводить в движение движитель.

Дополнительная механическая передача выполнена с передаточным отношением численное значение которого меньше, чем частное от деления произведения числа максимальных допустимых рабочих оборотов первичного двигателя умноженного на передаточное отношение механической передачи от тягового электродвигателя к движителю и деленного на число максимальных допустимых оборотов работы тягового электродвигателя, и при этом, это одно передаточное отношение численно должно быть не меньше, чем частное от деления произведения числа минимальных допустимых рабочих оборотов первичного двигателя умноженного на то же самое указанное передаточное отношение механической передачи от тягового электродвигателя к движителю и деленного на число максимальных допустимых оборотов тягового электродвигателя. Это условие выражено следующим соотношением:

ngmin - минимальные допустимые обороты вала тягового первичного двигателя;

ngmax - максимальные допустимые обороты вала тягового первичного двигателя;

ig - по крайней мере одно передаточное отношение дополнительной механической передачи от вала первичного двигателя до ведущего звена движителя;

nэmax - максимальные рабочие обороты вала тягового электродвигателя;

iэ - передаточное отношение правой или левой механической передачи от вала тягового электродвигателя до вала соответствующего ведущего звена движителя.

Транспортное средство оснащено переключающим устройством с возможностью разъединять и соединять механическую передачу между ведущим звеном движителя и тяговым электродвигателем.

Транспортное средство оснащено дополнительным переключающим устройством с возможностью соединять и разъединять механическую передачу между первичным тяговым двигателем и ведущим звеном движителя, независимо от того, соединен или разъединен тяговый электродвигатель какими-либо механической передачей или механическими передачами с движителем.

Такое выполнение транспортного средства, за счет оснащения его дополнительной механической передачей, дает возможность дополнительно приводить в движение движитель механическим путем от первичного тягового двигателя и, при этом, вращать ведущее звено движителя с другой угловой скоростью, чем при приводе этого ведущего звена от тягового электродвигателя этого транспортного средства, а выполнение этой дополнительной механической передачи с любым из множества передаточных отношений в указанных пределах по приведенному соотношению, обеспечивает последовательную передачу тягового момента на движитель, сначала от тягового электродвигателя, а затем от первичного тягового двигателя.

При этом в начале интервала своих рабочих оборотов первичный двигатель имеет возможность вращать ведущее звено движителя с такой же угловой скоростью, как от тягового электродвигателя (фиг. 1), а в остальной части интервала своих рабочих оборотов первичный тяговый двигатель имеет возможность вращать ведущее звено движителя с большей угловой скоростью, чем при приводе от тягового электродвигателя. Таким образом, у транспортного средства появляется возможность использовать мощность первичного тягового двигателя в более широком диапазоне оборотов ведущего звена движителя, чем от каждого из указанных тяговых двигателей в отдельности.

Для того, чтобы не разрушить тяговый электродвигатель, при вращении ведущего звена движителя с большей угловой скоростью от первичного двигателя, транспортное средство оснащено переключающим устройством с возможностью разъединять механическую передачу между ведущим звеном движителя и тяговым электродвигателем. Для того, чтобы иметь возможность вращать это ведущее звено движителя от тягового электродвигателя с меньшей угловой скоростью, чем от первичного тягового двигателя транспортное средство оснащено дополнительным механическим устройством с возможностью разъединять дополнительную механическую передачу между первичным тяговым двигателем и ведущим звеном движителя. Кроме того, возможность разъединять указанные механические передачи между ведущим звеном движителя и указанными тяговыми двигателями позволяет валам последних вращаться не взаимозависимо. А так как при последнем отмеченном, указанные механические передачи выполнены с передаточными отношениями по установленной между ними зависимости, которая предусматривает возможность вращать ведущее звено движителя с одной и той же скоростью одновременно, от тягового электродвигателя в конце интервала его рабочих оборотов, и от первичного тягового двигателя в начале его рабочих оборотов, то имеется возможность, изменяя обороты разъединенного с движителем тягового двигателя, достигнуть оборотов, при которых угловая скорость разъединенных деталей в механической передаче, между этим тяговым двигателем и движителем, станет одинаковой и, затем, соединить указанные детали без скольжения относительно друг друга посредством соответствующего указанного переключающего устройства и далее передавать тяговый момент к движителю от этого последнего соединенного с движителем тягового двигателя, отсоединив ранее соединенный с движителем тяговый двигатель.

Таким образом, тяговый момент можно передавать на движитель непрерывно, сначала от одного тягового двигателя, а затем от другого тягового двигателя механическими передачами в том числе с одной степенью свободы, и не применять при этом фрикционных устройств для передачи тягового момента. Этот режим работы проиллюстрирован графиком изменения тягового момента на движителе при подведении к движителю суммарной мощности от тяговых первичных двигателей равной тяговым электродвигателям, при наличии только одного передаточного отношения в каждой механической передаче между движителем и тяговыми двигателями (фиг. 2).

Таким образом, указанные в заявленном техническом решении существенные признаки взаимосвязаны и, дополняя друг друга, вместе решают поставленную задачу - повышают тягово-скоростные качества транспортного средства с электромеханической трансмиссией, при непрерывной передаче тягового момента на движитель, в том числе при применении для этого механических передач только с одной степенью свободы. При этом выполнение транспортного средства по заявленному техническому решению существенно удешевляет его производство, так как не требуется оснащать транспортное средство дорогостоящими и сложными механическими передачами с несколькими степенями свободы, фрикционными устройствами, например сцеплениями и фрикционами, для передачи тягового момента, а также не требуется сервомеханизмов для управления этими устройствами. Кроме того, повышается коэффициент полезного действия транспортного средства, так как часть времени тяговый момент передается на движитель только механическим путем и только от первичного тягового двигателя, а также за счет того, что переключение передачи на движитель от одного тягового двигателю к другому происходит без потерь на трение скольжения при непрерывной передаче тягового момента.

В частном случае выполнение транспортных средств по изобретению с мощностью тяговых электродвигателей меньшей мощности их первичных двигателей, (иллюстрация фиг. 1) в подавляющем большинстве случаев, практически не влияет на тягово-скоростные возможности таких транспортных средств, предназначенных для движения на дорогах. Так как из практики транспортных средств, эксплуатирующихся на дорогах, для преодоления наибольших сопротивлений, встречающихся на дорогах, требуется меньшая мощность, чем для достижения максимальной скорости. При этом, при таком исполнении достигается меньшая стоимость и масса таких транспортных средств (фиг. 2) мощность тягового электродвигателя равна мощности первичных двигателей. Иллюстрация процесса перехода с режима привода движителей силовыми тяговыми электродвигателями на режим привода движителей от первичного теплового двигателя проиллюстрирован на фиг. 1, где показан график изменения тягового момента на движителе при подведении к движителю суммарной мощности от тяговых первичных двигателей большей, чем мощность тяговых электродвигателей.

В частном случае дополнительная механическая передача, левая механическая передача и правая механическая передача могут иметь постоянные передаточные отношения.

Такое, выполненное по изобретению, наиболее простое и экономически выгодное решение целесообразно применять в транспортных средствах, имеющих гусеничный движитель, так как скорость таких транспортных средств, как правило, не превышает 80 км/час (по причине значительно увеличивающихся потерь в гусеничном движителе уже при скорости свыше 70 км/час), поэтому увеличение тягового момента и расширение диапазона оборотов, в котором момент на движителе увеличивается при снижении максимальной скорости транспортного средства, достаточно для получения более высоких тягово-скоростных качеств, чем у известных транспортных средств такого же назначения, и при этом позволяет иметь более простое управление тягово-скоростными качествами транспортных средств.

В частном случае (фиг. 3), транспортное средство может иметь дополнительную механическую передачу с постоянным передаточным отношением, а правая механическая передача и левая механическая передача выполнены каждая с возможностью иметь два разных передаточных отношения, при этом, численно большее из двух возможных передаточных отношений каждой из указанных левой и правой механических передач численно не больше частного от деления произведения максимально возможных рабочих оборотов тягового электродвигателя умноженного на передаточное отношение дополнительной механической передачи и деленного на число минимальных возможных оборотов первичного двигателя, и при этом указанное, численно меньшее передаточное отношение из двух возможных, каждой правой и левой механических передач численно не меньше частного от деления произведения минимальных возможных рабочих оборотов тягового электродвигателя умноженного на передаточное отношение дополнительной механической передачи и деленного на число максимальных возможных оборотов первичного двигателя:

где

iэ1 - численно большее из двух возможных передаточное отношение правой или левой механической передачи;

iэ2 - численно меньшее из двух возможных передаточное отношение правой или левой механической передачи;

ig - постоянное передаточное отношение дополнительной механической передачи от первичного двигателя к движителю;

nэmin - минимальные возможные рабочие обороты тягового электродвигателя;

nэmax - максимально возможные рабочие обороты тягового электродвигателя;

ngmin - минимальные возможные рабочие обороты первичного двигателя;

ngmax - максимальные возможные рабочие обороты первичного двигателя;

и при этом указанное численно меньшее передаточное отношение левой или правой механической передачи от тягового электродвигателя к движителю численно меньше произведения передаточного отношения дополнительной передачи на частное от деления числа максимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя на число максимальных оборотов первичного тягового двигателя.

Такое техническое решение обеспечивает более широкий диапазон регулирования оборотов ведущего звена движителя от оборотов соответствующих максимальному моменту до соответствующих максимальной мощности, что повышает тягово-скоростного качества транспортного средства. Этот пример формирования тяговых моментов на движителе проиллюстрирован графиком изменения тягового момента и мощности на движителе при использовании в механических передачах между движителем и тяговыми электродвигателями двух передаточных отношений, а в механической передаче между движителем и тяговым первичным двигателем одного передаточного отношения (фиг. 3).

В частном случае в дополнительной механической передаче, в правой механической передаче и в левой механической передаче имеются ступенчатые коробки передач, посредством которых, имеется возможность установить в каждой из указанных механических передач, по крайней мере, два разных по величине передаточных отношения, из которых первое больше второго. При этом в указанной дополнительной передаче от первичного двигателя к движителю большее передаточное отношение численно не меньше произведения от умножения указанного большего передаточного отношения от тягового электродвигателя к движителю, правой или левой механической передачи, умноженного на частное от деления числа минимальных рабочих оборотов первичного двигателя на число максимальных возможных оборотов тягового электродвигателя и, при этом, это большее передаточное отношение в дополнительной передаче не больше произведения от умножения меньшего, из двух указанных, передаточного отношения той же левой или правой механической передачи, умноженного на частное от деления числа максимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя на число минимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя и, при этом, меньшее, второе из указанных, передаточное отношение в дополнительной механической передаче численно не меньше произведения от умножения меньшего, второго из указанных, передаточного отношения в той же правой или левой механической передаче от тягового электродвигателя к движителю, умноженного на частное от деления числа минимальных оборотов первичного двигателя на число максимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя и, при этом, это второе из двух указанных, передаточное отношение в дополнительной механической передаче численно меньшее произведения от умножения меньшего второго, из указанных, передаточного отношения, в указанной той же правой или левой механической передаче, умноженного на частное от деления числа максимальных оборотов первичного двигателя на число максимальных оборотов тягового двигателя. Это проиллюстрировано следующим соотношением

N - мощность, подводимая к ведущему звену движителя;

n - обороты ведущего звена движителя;

ig1>ig2 - передаточные отношения, соответственно большего и меньшего, в дополнительной механической передаче от первичного двигателя к движителю;

iэ1>iэ2 - передаточные отношения, соответственно большего и меньшего, в правой или левой механической передаче от тягового электродвигателя к движителю;

ngmax и ngmin - соответственно, максимальные и минимальные обороты первичного двигателя;

nэmax и nэmin - соответственно, максимальные и минимальные обороты тягового электродвигателя;

и показано на графике изменения тягового момента на движителе при использовании в каждой механической передаче между движителем и тяговыми двигателями двух передаточных отношений, представленным на фиг. 4.

Такое техническое решение обеспечивает любой диапазон регулирования оборотов ведущего звена движителя, в том числе, от оборотов, соответствующих максимальному моменту, до оборотов, соответствующих максимальной мощности тягового первичного двигателя, что позволяет иметь наиболее высокие тягово-скоростные качества в любом диапазоне оборотов ведущего звена движителя.

В частном случае дополнительная механическая передача может иметь, по крайней мере, еще одно наибольшее, из ранее указанных, передаточное отношение, численно равное или большее частного от деления произведения числа оборотов тягового первичного двигателя при его максимальной мощности, умноженного на наибольшее передаточное отношение правой или левой механической передачи и деленного на число оборотов тягового электродвигателя при его максимальной мощности. Это условие выражено следующим соотношением:

i - еще одно наибольшее (большее ранее указанных имеющихся) передаточное отношение дополнительной механической передачи;

iэб - большее (из имеющихся) передаточное отношение правой или левой механической передачи;

n g N max - обороты тягового первичного двигателя при его максимальной мощности;

n э M max - обороты тягового электродвигателя при его максимальном моменте.

Этот режим проиллюстрирован на фиг. 5, где показан график изменения мощности тягового момента на движителе при использовании в механической передаче между движителем и тяговым первичным двигателем двух передаточных отношений, наибольшее из которых отвечает условию i g б n g N max n э M max × i э б , что позволяет получить наибольший тяговый момент на движителе при наименьшей скорости транспортного средства при заданной мощности тягового первичного двигателя. На этом графике использованы следующие значения:

N - мощность, подводимая к движителю от тяговых двигателей;

n - обороты движителя;

M - момент на ведущем звене движителя, подводимый от тяговых двигателей;

Ng - изменение мощности, подводимой к движителю от тягового первичного двигателя;

Nэ - изменение мощности, подводимой к движителю от тягового электродвигателя;

Mg - изменение тягового момента, подводимого к движителю от тягового первичного двигателя (в данном примере от поршневого двигателя внутреннего сгорания);

Мэ - изменение тягового момента, подводимого к движителю от тягового электродвигателя;.

Такое техническое решение позволяет использовать полную мощность первичного тягового двигателя для получения тяги на минимальной скорости, следовательно, преодолевать максимальные возможные подъемы для заданной мощности и заданной максимальной скорости транспортного средства.

В частном случае, из любых вышеуказанных, дополнительная механическая передача, посредством которой первичный двигатель имеет возможность приводить в движение движитель, содержит дифференциальный механизм, посредством которого, при получении механической энергии от первичного двигателя движителем, взаимозависимо связаны между собой первичный двигатель, правая часть движителя и левая часть движителя. В этом случае, имеется возможность улучшить устойчивость и управляемость транспортного средства.

В частном случае, транспортное средство оснащено, по крайней мере, первым и вторым тяговыми электродвигателями, по крайней мере, первым и вторым первичными тяговыми двигателями, по крайней мере, первым и вторым тяговыми электрогенераторами.

Первый тяговый электрогенератор соединен первым механизмом с первым первичным двигателем и электрической цепью с первым тяговым электродвигателем (или электрическими цепями с первым и вторым тяговыми электродвигателями), второй тяговый электрогенератор соединен вторым механизмом со вторым первичным двигателем и электрической цепью (или электрическими цепями со вторым и первым тяговыми электродвигателями).

Эти тяговые электродвигатели имеют возможность посредством соответствующих указанных механизмов получать механическую энергию от указанных соответствующих первичных двигателей, преобразовывать эту энергию в электрическую и передавать последнюю посредством указанных электрических цепей указанным соответствующим тяговым электродвигателям. Первый тяговый электродвигатель имеет возможность приводить в движение только левую часть движителя посредством левой механической передачи, второй тяговый электродвигатель имеет возможность приводить в движение посредством правой механической передачи только правую часть движителя.

Дополнительная механическая передача имеет левую часть и правую часть. Посредством левой части дополнительной механической передачи первый тяговый двигатель имеет возможность самостоятельно, без участия тяговых электродвигателей, приводить в движение левую часть движителя посредством правой части дополнительной механической передачи. Второй тяговый первичный двигатель имеет возможность самостоятельно, без участия тяговых электродвигателей, приводить в движение правую часть движителя правой части дополнительной механической передачи.

Переключающее устройство имеет возможность разъединять или соединять механические связи, которые могут быть образованы указанными механическими передачами между валами указанных тяговых электродвигателей и движителем и между теми же валами тяговых указанных электродвигателей и валами указанных первичных двигателей, дополнительное переключающее устройство имеет возможность соединять или разъединять указанные механические связи, которые могут быть образованы левой и правой частями дополнительной механической передачи между валами указанных тяговых первичных двигателей и движителем независимо от того, соединены или разъединены тяговые электродвигатели какими-либо механическими передачами с движителем.

Этот частный случай выполнения транспортного средства по заявленному техническому решению выгоден при создании транспортных средств большой мощности в тех случаях, когда для указанного требуется создать, например, еще и тяговые двигатели с параметрами, которые можно достичь лишь при создании новых технических решений для этого.

В этом случае, указанное заявленное техническое решение позволяет применить в данном примере, двигатели уже изготавливаемые промышленностью, что значительно снизит затраты и время на создание такого транспортного средства. Кроме того, такое решение имеет компоновочные преимущества, а так же повышается жизнеспособность транспортного средства, так как при потере работоспособности одного из первичных двигателей и одного из тяговых электрогенераторов транспортное средство сохраняет возможность передвижения.

В частном случае дополнительная механическая передача, посредством которой имеется возможность передавать механическую энергию первичного тягового двигателя к движителю, может содержать в себе полностью или частично механическую передачу, посредством которой имеется возможность передавать механическую энергию от тягового электродвигателя к движителю. В этом случае, указанное позволяет получить компоновочные и технологические преимущества, снизить массу и стоимость в производстве транспортного средства.

Таким образом, сформулированы три алгоритма создания электромеханического привода движителей транспортного средства, позволяющих последовательно передавать тяговый момент к движителю/лям сначала от тяговых электродвигателей, а затем от первичного теплового двигателя или двигателей и наоборот.

По первому алгоритму этот привод содержит первичный тепловой двигатель, кинематически связанную с тепловым двигателем первую электрическую машину для работы в режиме электрогенератора и передачи электрического тока по электрической цепи второй электрической машине, имеющей возможность работать в режиме тягового электродвигателя, первую механическую передачу, посредством которой имеется возможность приводить в движение движители транспортного средства от первичного теплового двигателя, вторую механическую передачу посредством которой имеется возможность приводить в движение движители транспортного средства от второй электрической машины, а так же переключающее устройство для соединения или разъединения первой механической передачи между первичным тепловым двигателем и движителями. Вторая механическая передача выполнена с возможностью разъединения или соединения кинематической связи между движителями и второй электрической машиной и выполнена с переключающим устройством, посредством которого имеется возможность соединять или разъединять кинематическую цепь этой второй механической передачи, первая механическая передача выполнена с возможностью привода в движение движителей от первичного теплового двигателя в режиме соединения или разъединения второй механической передачи между движителями и второй электрической машиной, а вторая механическая передача выполнена с возможностью привода в движение движителей в режиме соединения или разъединения первой механической передачи между первичным тепловым двигателем и движителями. Кинематическая цепь между тепловым двигателем и первой электрической машиной выполнена с возможностью приводить в движение первую электрическую машину от теплового двигателя независимо от того соединена или разъединена первая ме5ханическая передача и независимо от того соединена или разъединена вторая механическая передача

По второму алгоритму этот привод содержит по крайней мере один тяговый электродвигатель, по крайней мере один первичный тепловой двигатель, по крайней мере один тяговый электрогенератор с приводом от первичного теплового двигателя для передачи электроэнергии тяговому электродвигателю посредством соединяющих их электрических цепей, левой части механическую передачу, посредством которой имеется возможность привода в движение левую часть движителя с левого борта транспортного средства от тягового электродвигателя, и правую механическую передачу, посредством которой имеется возможность привода в движение движителя с правого борта транспортного средства от указанного или от другого, тягового электродвигателя. Привод оснащен дополнительной механической передачей, посредством которой первичный двигатель имеет возможность независимого привода движителей при отключении тягового электродвигателя, и снабжено переключающим устройством для разъединения или соединения механических связей, образованных указанными механическими передачами между валом тягового электродвигателя и движителями и между тем же указанным валом и первичным тепловым двигателем, и снабжено дополнительным переключающим устройством для возможности соединения или разъединения образованной дополнительной механической передачей механической связи между валом первичного теплового двигателя и движителями, в режиме соединения или разъединения кинематической связи тягового электродвигателя с движителями

По третьему алгоритму этот привод содержит по крайней мере первый и второй первичные тепловые двигатели, по крайней мере, первый и второй тяговые электродвигатели и по крайней мере первый и второй электрогенераторы, при этом первый электрогенератор соединен первым кинематическим механизмом с первым первичным тепловым двигателем и электрической цепью с первым тяговым электродвигателем или электрическими цепями с первым и вторым тяговыми электродвигателями, второй электрогенератор соединен вторым кинематическим механизмом со вторым первичным тепловым двигателем и электрической цепью со вторым тяговым электродвигателем или электрическими цепями со вторым и первым тяговыми электродвигателями, первый тяговый электродвигатель выполнен с возможность привода с помощью левой механической передачи в движение движителя со стороны левого борта транспортного средства, второй тяговый электродвигатель выполнен с возможностью привода посредством правой механической передачи в движение движителя со стороны правого борта транспортного средства, и снабжен первым и вторым переключающими устройствами и выполнен с дополнительной механической передачей, имеющей две кинематические цепи, посредством первой из которых первый первичный тепловой двигатель имеет возможность отдельного привода в движение движителя со стороны левого борта транспортного средства при отключенных тяговых электродвигателях посредством другой кинематической цепи дополнительной механической передачи, второй первичный тепловой двигатель выполнен с возможность отдельного привода в движение движителя со стороны правого борта транспортного средства, а первое переключающее устройство выполнено с возможностью разъединения или соединения механических связей, образованных указанными механическими передачами между валами тяговых электродвигателей и движителями и между теми же валами тяговых электродвигателей и валами первичных тепловых двигателей, а второе переключающее устройство имеет возможность соединять или разъединять механические связи, которые образованы кинематическими цепями дополнительной механической передачи между валами первичных тепловых двигателей и движителями в режимах соединения или разъединения тяговые электродвигатели с движителями.

Ниже рассматриваются примеры конкретных исполнений заявленного изобретения.

Транспортное средство имеет кузов 1 (фиг. 6), движитель 2, содержащий левую часть 3, установленную с левой стороны кузова, и правую часть 4, установленную с правой стороны кузова. В транспортном средстве установлены тяговый первичный двигатель 5 внутреннего сгорания, тяговый электрогенератор 6 и тяговые электродвигатели 7 и 8. Тяговый первичный двигатель и тяговый электрогенератор соединены механизмом 9 (зубчатая передача или вал, муфта, сцепление, или комбинация этих узлов и т.д.), посредством которого тяговый первичный двигатель может вращать вал тягового электрогенератора. Тяговый электрогенератор соединен с тяговыми электродвигателями электрическими цепями 10 и 11. Между валом тягового электродвигателя и ведущим звеном 12 левой части движителя имеется левая 13 механическая передача, посредством которой тяговый электродвигатель 7 имеет возможность приводить в движение левую часть движителя. Между валом тягового электродвигателя 8 и ведущим звеном 14 правой части движителя имеется правая 15 механическая передача, посредством которой тяговый электродвигатель 8 имеет возможность приводить в движение правую часть движителя.

Транспортное средство оснащено дополнительной механической передачей 16 между валом 17 первичного тягового двигателя и ведущими звеньями 12 и 14 движителя, посредством которой тяговый первичный двигатель имеет возможность самостоятельно, без участия тяговых электродвигателей, приводить в движение движитель. В данном конкретном примере исполнения эта дополнительная механическая передача 16 представляет собой дифференциал, главная передача которого связана с валом 17 первичного тягового двигателя, а полуосевые шестерни конического редуктора дифференциала связаны валами с ведущими звеньями 12 и 14 движителя через переключающие устройства 18, смонтированные в кинематических цепях левой 13 и правой 15 механических передач.

Передаточное отношение этой дополнительной механической передачи равно одному из множества значений ограниченного пределами

ngmin - минимальные допустимые обороты вала тягового первичного двигателя,

ngmax - максимальные допустимые обороты вала тягового первичного двигателя.

ig - передаточное отношение дополнительной механической передачи от вала 17 тягового первичного двигателя до ведущего звена 12 или 14 движителя,

nэmax - максимальные рабочие обороты вала тягового электродвигателя,

iэ - передаточное отношение левой 13 или правой 15 механической передачи.

Указанное передаточное отношение дополнительной механической передачи обеспечивает возможность последовательной передачи тягового момента сначала от тягового электродвигателя, а затем от тягового первичного двигателя и наоборот. При этом при указанном передаточном отношении, имеются одни и те же обороты движителя одновременно соответствующие оборотам тягового электродвигателя, при соединении с ним посредством левой или правой механической передачи в конце интервала его рабочих оборотов, и оборотам тягового первичного двигателя, при соединении с ним, посредством дополнительной механической передачи, в начале интервала рабочих оборотов тягового первичного двигателя.

Указанные переключающие устройства 18 обеспечивают возможность разъединять или соединять механические связи, которые могут быть образованы указанными механическими передачами между валом тягового электродвигателя и движителем и между тем же валом и первичным двигателем.

Транспортное средство оснащено дополнительным переключающим устройством 19, посредством которого имеется возможность соединять или разъединять механическую связь между валом тягового первичного двигателя и движителем, которая может быть образована дополнительной механической передачей, независимо от того, соединен или разъединен тяговый электродвигатель какими-либо механическими передачей или передачами с движителем.

Работает транспортное средство следующим образом.

Пуск тягового первичного двигателя и движение транспортного средства на тяге от тягового электродвигателя происходит при разомкнутом дополнительном переключающем устройстве, посредством которого разъединяется дополнительная механическая передача между первичным тепловым двигателем и движителем. При этом переключающее устройство замкнуто и соединяет левую механическую передачу, между валом тягового электродвигателя 7 и ведущим звеном 12 движителя и соединяет правую механическую передачу, между валом тягового электродвигателя 8 и ведущим звеном 14 движителя. Первичный тепловой двигатель запускается, вращает вал тягового электрогенератора, который вырабатывает электрический ток и передает его тяговым электродвигателям посредством электрических цепей, соединяющих тяговый электрогенератор с тяговыми электродвигателями. Тяговые электродвигатели вращают посредством соответствующих указанных левой и правой механических передач соответствующие звенья правой и левой частей движителя и транспортное средство движется.

Переключение на тягу (на получение тягового момента ведущим звеном движителя) от первичного теплового двигателя происходит следующим образом. Первичный тепловой двигатель изменяет свои обороты до оборотов, при которых разомкнутые детали 20 и 21 переключающих устройств в дополнительной механической передаче 16 начинают вращаться с одинаковой угловой скоростью. В этом состоянии эти детали 20 и 21 соединяются дополнительным переключающим устройством 19, и, после этого, первичный тепловой двигатель начинает увеличивать свои обороты, В момент перехода тяговых электродвигателей из состояния ведущих движитель в состояние ведомых движителем, переключающее устройство 18 разъединяет детали 20, 22 в каждой левой и правой механической передаче, и таким образом, электродвигатели отключаются от движителя. Дальнейшее движение транспортного средства с увеличением скорости происходит на тяге от первичного теплового двигателя, в интервале изменения его рабочих оборотов. Таким образом, для изменения скорости транспортного средства используется последовательно интервал изменения рабочих оборотов тягового электродвигателя, а затем интервал изменения рабочих оборотов тягового первичного двигателя, и, при этом исключается превышение предела допустимых оборотов для тяговых электродвигателей, так как он отсоединен от движителя и тягового первичного двигателя переключающим устройством. При этом скорость такого транспортного средства, в случае использования в качестве тягового первичного двигателя поршневого двигателя внутреннего сгорания или турбины, может увеличиваться в 2÷2,5 раза, в сравнении с известными транспортными средствами на тяге только от тягового электродвигателя с механической передачей без разрыва потока мощности к движителю.

В этом примере исполнения по фиг. 6 мощность тяговых электродвигателей может быть меньше или равна мощности тягового первичного двигателя. А дополнительная механическая передача может иметь постоянные передаточные отношения.

В частном случае (фиг. 3 и 7) транспортное средство имеет дополнительную механическую передачу с одним передаточным отношением, а в левой 13 и в правой 15 механических передачах, в каждой из них, имеется двухступенчатый редуктор 24 с возможностью включения одного из двух передаточных отношений посредством, например, переключающей зубчатой муфтой 26.

Чтобы изменить скорость транспортного средства, например, сделать ее больше, чем это возможно при движении на тяге от тягового первичного двигателя, необходимо, при разомкнутом переключающем устройстве 18 в левой и правой механических передачах, в каждом двухступенчатом редукторе 24 включить муфтой 26, ступень соответствующую высшему (меньшему) передаточному отношению. После этого, изменить обороты тягового электродвигателя до угловой скорости, при которой угловые скорости разомкнутых деталей 20 и 22, в каждой левой и правой механической передаче, будут одинаковы и, затем переключающим устройством 18 соединить указанные детали 20 и 22. После этого, увеличивая обороты тягового электродвигателя 7 увеличить скорость транспортного средства. При этом в момент перехода тягового первичного двигателя из состояния ведущего, движитель в состояние ведомого движителем разомкнуть детали 20 и 21 дополнительной механической передачи переключающим устройством 19.

В частном случае (фиг. 4 и 7) в дополнительной механической передаче, в левой механической передаче и в правой механической передаче имеются ступенчатые коробки механических передач соответственно 27 и 24. Изменение передаточных чисел в указанных ступенчатых коробках передач осуществляется в течение времени, когда тяговый двигатель, соединенный с соответствующей коробкой передач разъединен с движителем посредством соответствующего переключающего устройства, а смена тяговых двигателей происходит последовательно, аналогично описанному в предыдущих случаях.

В частном случае, показанном на фиг.5, где дополнительная механическая передача может иметь, по крайней мере, еще одно наибольшее передаточное отношение численно равное или большее частного от деления произведения числа оборотов тягового первичного двигателя при его максимальном моменте умноженного на наибольшее передаточное отношение правой или левой механической передачи и деленного на число оборотов тягового электродвигателя при его максимальной мощности ( i g б n g N max n э M max × i э б ), показан случаи когда i g б = n g N max n э M max × i э б , а левая и правая механические передачи имеют только одно передаточное отношение.

В этом частном случае запуск тягового первичного двигателя и изменение передаточных отношений в дополнительной механической передаче осуществляется, как указано в предыдущих случаях, когда тяговый первичный двигатель разъединен с движителем.

Переключение на тягу движителя от тягового первичного двигателя посредством дополнительной механической передачи при ее указанном большем передаточным отношением в примере, показанном на фиг.5, происходит при оборотах движителя одновременно соответствующих оборотам максимальной мощности (максимальным рабочим оборотам) тягового первичного двигателя и оборотам максимального момента тягового электродвигателя ( n g M max i g = n э N max i э ). В этом примере (фиг. 5), тяговый момент при снижении скорости транспортного средства непрерывно увеличивается и двигатель не заглохнет пока сопротивление движению транспортного средства не превысит максимальный тяговый момент при заданной мощности первичного тягового двигателя.

В частном случае (фиг. 6, 1 и 9) дополнительная механическая передача имеет дифференциальный механизм 28. Указанный дифференциальный механизм позволяет сохранять устойчивость и управляемость транспортным средством в случае одновременного привода правой части движителя и левой части движителя от одного и того же тягового двигателя.

В частном случае (фиг. 8) транспортное средство имеет первый тяговый электродвигатель 29 и второй тяговый электродвигатель 30, первый тяговый первичный двигатель 31 и второй тяговый первичный двигатель 32, первый тяговый электрогенератор 33 и второй тяговый электрогенератор 34. Первые тяговые первичный двигатель и электрогенератор соединены между собой первым механизмом 35. Вторые тяговые первичный двигатель и электрогенератор соединены между собой вторым механизмом 36. Первые тяговый электрогенератор и электродвигатель соединены электрической цепью 37 между собой. Вторые тяговые электрогенератор и электродвигатель между собой соединены между собой электрической цепью 38. Транспортное средство имеет левую механическую передачу 39, которая может соединять вал 40 первого тягового электродвигателя и ведущее звеном 41 левой части движителя. Транспортное средство имеет правую механическую передачу 42, которая может соединять вал 43 второго тягового электродвигателя и ведущее 44 правой части движителя. Дополнительная механическая передача 16 имеет левую часть 45 и правую часть 46. Левая часть дополнительной механической передачи имеет возможность соединять вал 47 первого тягового первичного двигателя и ведущее звено 41 левой части движителя.

Правая часть дополнительной механической передачи имеет возможность соединять вал 48 второго тягового первичного двигателя и ведущее звено 44 правой части движителя. Транспортное средство имеет переключающее устройство 18, посредством которого имеется возможность разъединять или соединять механические связи, одна из которых может быть образована левой механической передачей между валом 40 первого тягового электродвигателя и ведущим звеном 41 левой части движителя, а другая из них механическая связь может быть образована той же левой (или ее частью) механической передачей 39 вместе с левой частью 45 дополнительной механической передачи между тем же валом 40 и валом 47 первого тягового первичного двигателя. Посредством указанного переключающего устройства 18, также имеется возможность разъединять или соединять механические связи, одна из которых может быть образована правой механической передачей 42 между валом 43 второго тягового электродвигателя и ведущим звеном 44 правой части движителя, а другая из них, механическая связь может быть образована той же правой (или ее частью) механической передачей 42 вместе с левой частью 46 дополнительной механической передачи между тем же валом 43 второго тягового электродвигателя и валом 48 второго тягового первичного двигателя.

Указанные соединение или разъединение указанных механических связей, посредством переключающего устройства 18, могут осуществляться независимо от того, соединены или разъединены какими-либо механическими передачами тяговые первичные двигатели с движителем.

Транспортное средство имеет дополнительное переключающее устройство 19, посредством которого имеется возможность соединять или разъединять механические связи, которые могут быть образованы левой частью 45 дополнительной механической передачи 16, между валом 47 первого тягового первичного двигателя и ведущим звеном 41 левой части движителя, и правой частью 46 дополнительной механической передачи 16, между валом 48 второго тягового первичного двигателя и ведущим звеном 44 правой части движителя. Указанное соединение или разъединение тяговых первичных двигателей с движителем посредством устройства 19 может выполняться независимо от того, разъединены или соединены тяговые электродвигатели какими-либо механическими передачами с движителем.

Запуск двигателя, движение транспортного средства и переключение получения тяги движителем от тяговых электродвигателей к тяговым первичным двигателям и наоборот происходит также, как в случае оснащения транспортного средства, выполненного по данному изобретению, с одним тяговым первичным двигателем.

В частном случае, показанном на фиг. 9, дополнительная механическая передача 16 содержит частично левую механическую передачу 13, а именно вал 50 ведущего звена 12 левой части 3 движителя 2 и все элементы, соединяющие указанный вал 50 и вал тягового электродвигателя, а также дополнительная механическая передача 16 содержит частично правую механическую передачу, а именно вал привода 51 ведущего звена 14 правой части 4 движителя 2 и элементы, имеющие возможность соединять указанный вал 51 и вал тягового электродвигателя 7.

Привод выполнен с управляющей системой тягово-скоростными параметрами транспортного средства (фиг. 10). Эта система содержит блок управления 52, датчики (не показаны), измеряющие необходимые параметры для управления тягово-скоростными качествами транспортного средства, преобразователь 53, формирующий параметры электрического тока для управления работой первичного теплового двигателя 5 и первой электрической машины 6, работы и управления второй электрической машиной 7 и/или 8 и указанными переключающими устройствами 18 и 19, а так же имеющий возможность направлять каждому из перечисленных потребителей сформированный для него электрический ток по команде указанного блока управления 52, анализирующего управляющее воздействие оператора (водителя) и сигналы, поступающие к нему от указанных датчиков, и формирующего и посылающего управляющие сигналы для преобразователя, а так же электрические цепи 54, необходимые для передачи указанных сигналов и электротоков. Блок управления переключающими устройствами работает по алгоритму в зависимости от изменения оборотов второй электрической машины, изменение оборотов теплового двигателя, величины тока тягового электродвигателя и расхода топлива теплового двигателя.

В систему управления приводом встроен соединенный с преобразователем 53 накопитель 55 электроэнергии достаточной емкости для питания электроэнергией тягового электродвигателя для поддержания достигнутых им оборотов на момент переключения движителя транспортного средства от электротяги на тягу, подводимую механическим путем непосредственно от первичного теплового двигателя в случае необходимости уменьшения оборотов последнего для достижения возможно большей предельной скорости передвижения для заданной мощности тяговых электродвигателей, а так же в случае необходимости уравнивания угловых скоростей разъединенных частей для последующего их соединения дополнительной механической передачей. Накопитель электроэнергии соединен электроцепями с первой и второй электрическими машинами и блоком управления для получения электроэнергию от указанных электрических машин и ее отдачи им по сигналам от блока управления.

Такое выполнение позволяет достичь большей скорости, в том числе и за меньшее время разгона транспортного средства и при этом уравнивать без скольжения относительно друг друга угловые скорости разъединенных частей соответствующей механической передачи при переключении от электротяги на тягу от первичного теплового двигателя (что позволяет обойтись без применения фрикционных механизмов и сервоусилителей) в случае, если мощность первичного теплового двигателя соответствует мощности сопротивления передвижению при максимальной скорости, а мощность, соответствующая оборотам переключения указанного теплового двигателя, чтобы достичь указанной скорости, меньше мощности максимальных рабочих оборотов тяговых электродвигателей.

Указанное изобретение практически осуществимо, так как уровень развития техники позволяет осуществить его производство.

1. Электромеханический привод движителей транспортного средства, содержащий первичный тепловой двигатель, кинематически связанную с тепловым двигателем первую электрическую машину для работы в режиме электрогенератора и передачи электрического тока по электрической цепи второй электрической машине, имеющей возможность работать в режиме тягового электродвигателя, первую механическую передачу, посредством которой имеется возможность приводить в движение движители транспортного средства от первичного теплового двигателя, вторую механическую передачу, посредством которой имеется возможность приводить в движение движители транспортного средства от второй электрической машины, а также переключающее устройство для соединения или разъединения первой механической передачи между первичным тепловым двигателем и движителями, отличающийся тем, что вторая механическая передача выполнена с возможностью разъединения или соединения кинематической связи между движителями и второй электрической машиной и выполнена с переключающим устройством, посредством которого имеется возможность соединять или разъединять кинематическую цепь этой второй механической передачи, указанная кинематическая цепь между тепловым двигателем и первой электрической машиной выполнена с возможностью приводить в движение первую электрическую машину от теплового двигателя независимо от того соединена или разъединена первая механическая передача и независимо от того соединена или разъединена вторая механическая передача, первая механическая передача выполнена с возможностью привода в движение движителей от первичного теплового двигателя в режиме соединения или разъединения второй механической передачи между движителями и второй электрической машиной, а вторая механическая передача выполнена с возможностью привода в движение движителей в режиме соединения или разъединения первой механической передачи между первичным тепловым двигателем и движителями, при этом первая механическая передача имеет по крайней мере одно передаточное отношение, численно меньшее, чем частное от деления произведения числа максимальных допустимых рабочих оборотов работы первичного двигателя, умноженного на передаточное отношение второй механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов работы второй электрической машины, и при этом это указанное одно передаточное отношение численно не меньше, чем частное от деления произведения числа минимальных допустимых рабочих оборотов первичного теплового двигателя, умноженного на то же самое указанное передаточное отношение второй механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов второй электрической машины, выраженное следующим соотношением:

где n T min - минимальные допустимые обороты вала первичного теплового двигателя,
n T max - максимальные допустимые обороты вала первичного теплового двигателя,
i1 - по крайней мере одно передаточное отношение первой механической передачи от вала первичного теплового двигателя до ведущего звена движителя,
n Э 2 max - максимальные рабочие обороты вала второй электрической машины,
i2 - передаточное отношение второй механической передачи от вала второй электрической машины до ведущего звена движителя.

2. Электромеханический привод по п. 1, отличающийся тем, что первая механическая передача выполнена с возможностью привода в движение движителей от первичного теплового двигателя в режиме вращения первичным тепловым двигателем вала первой электрической машины и при этом с возможностью полного или частичного отключения последней от выработки электроэнергии первой электрической машины от первичного теплового двигателя.

3. Электромеханический привод по п. 1, отличающийся тем, что кинематическая цепь между тепловым двигателем и первой электрической машиной имеет переключающее устройство с возможностью соединять или разъединять эту кинематическую цепь и установленное вне пределов первой механической передачи и вне пределов второй механической передачи.

4. Электромеханический привод по п. 1, отличающийся тем, что переключающее устройство второй механической передачи выполнено с возможностью соединения или разъединения кинематической цепи этой передачи в режиме соединения или разъединения первой механической передачи между первичным тепловым двигателем и движителями.

5. Электромеханический привод по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с блоком управления переключающими устройствами в зависимости от изменения оборотов второй электрической машины и оборотов теплового двигателя, величины тока электродвигателя и расхода топлива теплового двигателя.

6. Электромеханический привод по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен с накопителем электроэнергии, соединенным электрическими цепями с первой и второй электрическими машинами и блоком управления для получения электроэнергии от указанных электрических машин и ее отдачи им по сигналам от блока управления.

7. Электромеханический привод движителей транспортного средства, содержащий по крайней мере один тяговый электродвигатель, по крайней мере один первичный тепловой двигатель, по крайней мере один тяговый электрогенератор с приводом от первичного теплового двигателя для передачи электроэнергии тяговому электродвигателю посредством соединяющих их электрических цепей, левую механическую передачу, посредством которой имеется возможность привода в движение левой части движителя с левого борта транспортного средства от тягового электродвигателя, и правую механическую передачу, посредством которой имеется возможность привода в движение движителя с правого борта транспортного средства от указанного или от другого тягового электродвигателя, отличающийся тем, что он оснащен дополнительной механической передачей, посредством которой первичный двигатель имеет возможность независимого привода движителей при отключении тягового электродвигателя, и снабжен переключающим устройством для разъединения или соединения механических связей, образованных указанными механическими передачами между валом тягового электродвигателя и движителями и между тем же указанным валом и первичным теплового двигателя, и снабжен дополнительным переключающим устройством для возможности соединения или разъединения образованной дополнительной механической передачей механической связи между валом первичного теплового двигателя и движителями, в режиме соединения или разъединения кинематической связи тягового электродвигателя с движителями, при этом эта дополнительная передача имеет по крайней мере одно передаточное отношение, численно меньшее, чем частное от деления произведения числа максимальных допустимых рабочих оборотов работы первичного двигателя, умноженного на передаточное отношение левой или правой механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов работы тягового электродвигателя, и при этом это указанное одно передаточное отношение численно не меньше, чем частное от деления произведения числа минимальных допустимых рабочих оборотов первичного двигателя, умноженного на тоже самое указанное передаточное отношение левой или правой механической передачи и деленного на число максимальных допустимых оборотов тягового электродвигателя, выраженное следующим соотношением:

ngmin - минимальные допустимые обороты вала первичного теплового двигателя,
ngmax - максимальные допустимые обороты вала первичного теплового двигателя,
ig - по крайней мере одно передаточное отношение дополнительной механической передачи от вала первичного теплового двигателя до ведущего звена движителя,
nэmax - максимальные рабочие обороты вала тягового электродвигателя,
iэ - передаточное отношение правой или левой механической передачи от вала тягового электродвигателя до вала соответствующего ведущего звена движителя.

8. Электромеханический привод по п. 7, отличающийся тем, что мощность тягового электродвигателя меньше или равна мощности первичного теплового двигателя или мощность тяговых электродвигателей меньше или равна мощности первичного теплового двигателя.

9. Электромеханический привод по п. 7, отличающийся тем, что дополнительная механическая передача, левая механическая передача и правая механическая передача выполнены с постоянными передаточными отношениями.

10. Электромеханический привод по п. 7, отличающийся тем, что дополнительная механическая передача выполнена с постоянным передаточным отношением, а левая механическая передача и правая механическая передача выполнены каждая с возможностью иметь два разных передаточных отношения, при этом численно большее из двух возможных передаточных отношений каждой из указанных левой и правой механических передач численно не больше частного от деления произведения максимальных возможных рабочих оборотов тягового электродвигателя, умноженного на передаточное отношение дополнительной механической передачи и деленного на число минимальных возможных оборотов первичного теплового двигателя, и при этом указанное численно меньшее передаточное отношение из двух возможных, каждой левой и правой механических передач, численно не меньше частного от деления произведения минимальных возможных рабочих оборотов тягового электродвигателя, умноженного на передаточное отношение дополнительной механической передачи и деленного на число максимальных возможных рабочих оборотов первичного двигателя, выраженное следующим соотношением:

iэ1 - численно большее из двух возможных передаточное отношение правой или левой механической передачи,
iэ2 - численно меньшее из двух возможных передаточное отношение правой или левой механической передачи,
ig - постоянное передаточное отношение дополнительной механической передачи от первичного теплового двигателя к движителю,
nэmin - минимальные возможные рабочие обороты тягового электродвигателя,
nэmax - максимально возможные рабочие обороты тягового электродвигателя,
ngmin - минимальные возможные рабочие обороты первичного теплового двигателя,
ngmax - максимальные возможные рабочие обороты первичного теплового двигателя,
и при этом указанное численно меньшее передаточное отношение правой или левой механической передачи от тягового электродвигателя к движителю численно меньше произведения передаточного отношения дополнительной передачи на частное от деления числа максимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя на число максимальных оборотов первичного теплового двигателя.

11. Электромеханический привод по п. 7, отличающийся тем, что в дополнительной механической передаче, в левой механической передаче и в правой механической передаче имеются ступенчатые коробки передач, посредством которых имеется возможность установить в каждой из указанных механических передач по крайней мере два разных по величине передаточных отношения, из которых первое больше второго, при этом в указанной дополнительной передаче от первичного двигателя к движителю большее передаточное отношение численно не меньше произведения от умножения указанного большего передаточного отношения от тягового электродвигателя к движителю, левой или правой механической передачи, умноженного на частное от деления числа минимальных рабочих оборотов первичного теплового двигателя на число максимальных возможных оборотов тягового электродвигателя, и при этом это большее передаточное отношение в дополнительной передаче не больше произведения от умножения меньшего, из двух указанных, передаточного отношения той же левой или правой механической передачи, умноженного на частное от деления числа максимальных рабочих оборотов первичного теплового двигателя на число минимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя, и при этом меньшее, второе из указанных, передаточное отношение в дополнительной механической передаче численно не меньше произведения от умножения меньшего, второго из указанных, передаточного отношения в той же левой или правой механической передаче от тягового электродвигателя к движителю, умноженного на частное от деления числа минимальных оборотов первичного теплового двигателя на число максимальных рабочих оборотов тягового электродвигателя, и при этом это второе, из двух указанных, передаточное отношение в дополнительной механической передаче численно меньше произведения от умножения меньшего второго, из указанных, передаточного отношения, в указанной той же левой или правой механической передаче, умноженного на частное от деления числа максимальных оборотов первичного теплового двигателя на число максимальных оборотов тягового электродвигателя, выраженное следующими соотношениями:

ig1>ig2 - передаточные отношения, соответственно большего и меньшего, в дополнительной механической передаче от первичного теплового двигателя к движителю,
iэ1>iэ2 - передаточные отношения, соответственно большего и меньшего, в правой или левой механической передаче от тягового электродвигателя к движителю,
ngmax и ngmin - соответственно максимальные и минимальные обороты первичного теплового двигателя,
nэmax и nэmin - соответственно максимальные и минимальные обороты тягового электродвигателя,
Nэ и Ng - соответственно мощности тягового электродвигателя и первичного теплового двигателя.

12. Электромеханический привод по п. 7, отличающийся тем, что дополнительная механическая передача выполнена, по крайней мере, еще с одним наибольшим из ранее указанных передаточным отношением, численно равным или большим частного от деления произведения числа оборотов тягового первичного теплового двигателя при его максимальной мощности, умноженного на наибольшее передаточное отношение левой или правой механической передачи и деленного на число оборотов тягового электродвигателя при его максимальном моменте, выраженное следующим соотношением:

i - еще одно наибольшее (большее ранее указанных имеющихся) передаточное отношение дополнительной механической передачи,
iэб - большее (из имеющихся) передаточное отношение правой или левой механической передачи,
n g N max - обороты тягового первичного двигателя при его максимальной мощности,
n э M max - обороты тягового электродвигателя при его максимальном моменте.

13. Электромеханический привод по п. 7, отличающийся тем, что дополнительная механическая передача, посредством которой первичный двигатель имеет возможность приводить в движение движитель, содержит дифференциальный механизм, посредством которого, при получении механической энергии от первичного двигателя движителем, взаимно соединены между собой первичный двигатель, левая часть движителя и правая часть движителя.

14. Электромеханический привод движителей транспортного средства, содержащий по крайней мере первый и второй первичные тепловые двигатели, по крайней мере первый и второй тяговые электродвигатели и по крайней мере первый и второй электрогенераторы, при этом первый электрогенератор соединен первым кинематическим механизмом с первым первичным тепловым двигателем и электрической цепью с первым тяговым электродвигателем или электрическими цепями с первым и вторым тяговыми электродвигателями, второй электрогенератор соединен вторым кинематическим механизмом со вторым первичным тепловым двигателем и электрической цепью со вторым тяговым электродвигателем или электрическими цепями со вторым и первым тяговыми электродвигателями, первый тяговый электродвигатель выполнен с возможностью привода с помощью левой механической передачи в движение движителя со стороны левого борта транспортного средства, второй тяговый электродвигатель выполнен с возможностью привода посредством правой механической передачи в движение движителя со стороны правого борта транспортного средства, и снабжен первым и вторым переключающими устройствами и выполнен с дополнительной механической передачей, имеющей две кинематические цепи, посредством первой из которых первый первичный тепловой двигатель имеет возможность отдельного привода в движение движителя со стороны левого борта транспортного средства при отключенных тяговых электродвигателях, посредством другой кинематической цепи дополнительной механической передачи, второй первичный тепловой двигатель имеет возможность отдельного привода в движение движителя со стороны правого борта транспортного средства, а первое переключающее устройство выполнено с возможностью разъединения или соединения механических связей, образованных указанными механическими передачами между валами тяговых электродвигателей и движителями и между теми же валами тяговых электродвигателей и валами первичных тепловых двигателей, а второе переключающее устройство имеет возможность соединять или разъединять механические связи, которые образованы кинематическими цепями дополнительной механической передачи между валами первичных тепловых двигателей и движителями в режимах соединения или разъединения тяговых электродвигателей с движителями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электромобилям и зарядной системе для них. В гибридном транспортном средстве используется двигатель внутреннего сгорания с системой смазки и охлаждения и электромотор.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Шестиколесный автомобиль с комбинированным приводом содержит передние, средние и задние колеса, тепловой двигатель, связанный с передними и средними колесами, коробку передач и раздаточную коробку, обратимую электрическую машину, связанную с задними колесами.

Изобретение относится к гибридному транспортному средству. Устройство управления для гибридного транспортного средства содержит двигатель; стартерный электродвигатель для запуска двигателя; приводной электродвигатель, передающий крутящий момент как двигателю, так и ведущему колесу.

Изобретение относится к управлению гибридным транспортным средством. Контроллер переключения режима движения гибридного электрического транспортного средства содержит модуль определения скорости движения транспортного средства; модуль определения состояния заряда приводного аккумулятора и модуль управления переключением между первым, вторым и третьим режимом движения на основе скорости транспортного средства и состояния заряда приводного аккумулятора.

Изобретение относится к управлению пуском двигателя внутреннего сгорания в транспортном средстве с гибридным приводом, включает в себя каталитический нейтрализатор для очистки выхлопного газа в выхлопном канале.

Изобретение относится к устройству управления для транспортного средства, которое сконфигурировано, чтобы автоматически останавливать двигатель. В настоящем изобретении требование остановки двигателя, которое выводится в ответ на воздействие на тормоз водителем, и требование запрета остановки двигателя, которое выводится вследствие диагностики неисправности в датчике соотношения воздух-топливо, предусмотренном в выхлопной системе двигателя или т.п., являются независимыми требованиями, и, когда оба требования выводятся одновременно, выполняется требование остановки двигателя, которое имеет более высокий приоритет.

Изобретение относится к движителю транспортного средства. Движитель для транспортного средства содержит выходной вал двигателя, входной вал коробки передач, электрическую машину и планетарную передачу, которая содержит подвижные компоненты и стопорную втулку.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Устройство управления быстрым замедлением гибридного транспортного средства, в котором электромотор размещен между двигателем и ведущим ходовым колесом, а двигатель и электромотор соединены через муфту, содержит средство определения быстрого замедления, равного или превышающего предварительно определенное значение.

Изобретение относится к расположению и монтажу систем гибридной силовой установки. Опорная конструкция содержит опорную раму, которая поддерживает блок управления мощностью на кузове транспорта.

Изобретение относится к управлению двигателем. В устройстве управления запуском двигателя для гибридного транспортного средства, когда двигатель запускается в состоянии, в котором второй цилиндр из множества цилиндров спозиционирован в верхней мертвой точке, число оборотов двигателя повышается посредством образования первой вспышки в первом цилиндре.

Изобретение относится к системе привода транспортного средства. Система привода для транспортного средства содержит первый и второй электродвигатели и дифференциальный механизм с тремя вращающимися элементами. Первый элемент соединен с первым электродвигателем, второй - со вторым электродвигателем, а третий - с ведущими колесами. Первый и второй вращающиеся элементы расположены на противоположных сторонах относительно третьего вращающегося элемента, размещенного между ними. Электронный блок управления устанавливает область, не имеющую возможности быть выбранной в качестве целевого параметра управления в диапазоне параметра управления, который выводится посредством первого или второго электродвигателя. Также указанный блок запрещает изменения в параметре управления одного электродвигателя, пока изменяется параметр управления другого электродвигателя, и изменяет параметр управления электродвигателя с меньшей инерцией, когда транспортному средству предоставляется запрос на ускорение. Повышается эффективность движения. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к машинам с электроприводом. Способ снижения номинального параметра для узла замедляющих блоков резисторов машины содержит этапы, на которых: определяют температуру резистивных элементов и изоляторов, относящихся к узлу замедляющих блоков резисторов; формируют сигнал запуска, если температура резистивных элементов или изоляторов превышает соответствующий температурный порог. Затем определяют величину снижения номинального параметра, применяемую к трансмиссии, связанной с машиной, в ответ на сигнал запуска. Указанная величина основана на анализе обратной связи и упреждающем анализе температуры резистивных элементов и изоляторов. Указанная величина соответствует снижению параметра замедления трансмиссии. Система для реализации указанного способа содержит схему инвертора для передачи мощности между трансмиссией и узлом замедляющих блоков резисторов и контроллер, связанный со схемой инвертора. Контроллер регулирует величину мощности, формирует сигнал запуска и определяет величину снижения номинального параметра. Снижается перегрев замедляющих блоков. 2 н.и. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к электрическим транспортным средствам, характеризующимся заряжаемыми механическими аккумуляторами, например маховиками. Маховичный аккумулятор состоит из трех маховичных накопителей энергии идентичной конструкции. Маховичный накопитель состоит из кожуха, подшипников, вала, маховика и электрической машины. На валу закреплены маховик и ротор электической машины. Ротор каждого маховичного накопителя энергии выполнен с одинаковым суммарным моментом инерции относительно его оси вращения. В кожухе закреплены статор электрической машины и подшипники. Оси вращения ротора каждого маховичного накопителя пересекаются в одной точке и сдвинуты в пространстве на 120°, и накопители размещены на одинаковом расстоянии от точки пересечения их осей. По второму варианту маховичный аккумулятор состоит из четырех маховичных накопителей энергии. Оси вращения ротора каждого маховичного накопителя пересекаются в одной точке и сдвинуты в пространстве на угол (arcsin(1/3)+90°)=109,47° относительно друг друга, и накопители размещены на одинаковом расстоянии от точки пересечения их осей. Технический результат заключается в полной компенсации гироскопического момента, вредно воздействующего на транспортное средство, при использовании маховичного аккумулятора энергии. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к силовому агрегату транспортного средства. Силовой агрегат содержит электрический двигатель и трехскоростную трансмиссию, соединенную с электрическим двигателем. Трансмиссия включает в себя шесть параллельно расположенных валов, соединенных между собой зубчатыми шестернями и/или муфтами. Достигается повышение надежности силового агрегата. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к гибридному приводу. Гибридный привод для транспортного средства включает в себя первичное устройство энергоснабжения с главной передачей и передачей отбора мощности, которая включает в себя передачу посредством кулачкового вала и вторичное устройство энергоснабжения и преобразования энергии. Вторичное устройство соединено с одной передачей отбора мощности для передачи вторичному устройству предназначенную для преобразования энергию через одну передачу отбора мощности и для передачи трансмиссии транспортного средства преобразованную энергию из вторичного устройства через одну передачу отбора мощности. Достигается экономичность при сравнимом коэффициенте использования мощности. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится области приведения в движение ТС. Устройство приведения в движение для гибридного транспортного средства содержит: механизм передачи мощности, соединенный с двигателем; дифференциальный механизм, соединяющий механизм передачи мощности с ведущими колесами, и устройство переключения скорости механизма передачи мощности. Дифференциальный механизм содержит: первый вращательный элемент, соединенный с элементом механизма передачи мощности; второй вращательный элемент, соединенный с первой электрической машиной; третий вращательный элемент, соединенный со второй электрической машиной и ведущими колесами. Вращение выходного элемента механизма передачи мощности ограничено посредством переключающего устройства. Устройство приведения в движение имеет режим ограничения вращения выходного элемента и движения с помощью первой электрической машины и второй электрической машины. Механизм передачи мощности ускоряет и выводит вращение двигателя. Упрощается конструкция. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к управлению приводом транспортного средства. Способ управления системой тяги транспортного средства, включающего движительную систему с механическим приводом от двигателя внутреннего сгорания и вторую движительную систему с гидравлическим насосом, включает определение и передачу в блок управления в автоматическом режиме сигнала о состоянии трогания с места и обеспечение тяги от второй движительной системы в ответ на состояние трогания с места. Затем управляют в ручном режиме крутящим моментом от первой движительной системы и управление в автоматическом режиме второй движительной системой с помощью блока управления. Вторая движительная система содержит два гидравлических двигателя колес, соединенных параллельно и установленных на соответствующих передних управляемых колесах. Изобретение также относится к соответствующей системе тяги и тяжелому транспортному средству с системой тяги. Улучшаются характеристики трогания с места. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в приводных системах электрических транспортных средств. Техническим результатом является возможность осуществления в сочетании с электромотором выборочного управления скоростью и восстановления заряда аккумулятора в соответствии с выходными параметрами мотора. Аккумулятор переменной конфигурации содержит по меньшей мере один блок соединенных последовательно аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет положительный и отрицательный полюсы. Полюсы соединены посредством переключателей с соответствующими выходными соединениями. Включение набора переключателей с процессорным управлением изменяет конфигурацию по меньшей мере нескольких аккумуляторных элементов на конфигурацию, в которой напряжение подают на выходные соединения. Выходное напряжение аккумулятора может изменяться от 0 В до максимального напряжения, производимого последовательно соединенными аккумуляторными элементами. Альтернативная конфигурация переключателей разделяет группы последовательно соединенных аккумуляторных элементов на отдельные аккумуляторные блоки, которые позволяют создавать другие конфигурации аккумуляторных элементов. Управление рабочим циклом переключателей позволяет реализовать промежуточное управление выходным напряжением при уменьшенных переходных процессах при переключении. 2 н. и 33 з.п. ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к приводному устройству транспортного средства. Приводное устройство для транспортного средства содержит выходной вал двигателя, входной вал трансмиссии, электрическую машину, планетарную передачу, содержащую подвижные элементы, и блокирующий механизм, перемещающийся между первым положением и вторым положением. В первом положении выходной вал двигателя и входной вал трансмиссии могут вращаться с разными скоростями через планетарную передачу. Во втором положении блокирующий механизм жестко соединяет выходной вал двигателя с входным валом трансмиссии. Шлицевые соединения муфты блокирующего механизма в первом положении входят в зацепление со шлицевыми соединениями первого подвижного компонента планетарной передачи и во втором положении - с третьими шлицевыми соединениями второго подвижного компонента передачи. Первый подвижный компонент соединен с входным валом трансмиссии, а второй подвижный компонент с выходным валом двигателя. Повышается надежность устройства. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Гибридная трансмиссия для автотранспортного средства содержит два концентричных первичных вала, соединенные с двигателем и электрической машиной. Первый вторичный вал связан с колесами транспортного средства через дифференциал. Второй вторичный вал передает движение от первичного вала на дифференциал. Трансмиссия содержит средство соединения между двумя первичными валами, занимающее следующие положения: двигатель отсоединен от кинематической цепи, связывающей электрическую машину с колесами, или соединен с ней через второй вторичный вал; первичный вал, соединенный с двигателем, связан с первым вторичным валом для приведения во вращение колес с участием или без участия электрической машины; первичный вал, соединенный с двигателем, связан с первичным валом, соединенным с электрической машиной так, чтобы суммировать их крутящие моменты в направлении колес. Увеличивается число режимов движения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх