Рекуператор кинетической энергии транспортного средства

 

682708

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕ1Е НИ Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.05.75 (21) 2143865/25-11 с присоединением заявки № (51) М. Кл."

F 16H 33/00

В 60К 17/00

F 16Р 61/00 (43) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (53) УДК 629.113 (088.8) по делам иэобретеиий и открытий (72) Авторы изобретения

В. Г. Мельянцев, Б. А. Тимохин, А. Г. Мельянцев и Н. В. Гулиа

Курский политехнический институт (71) Заявитель (54) РЕКУПЕРАТОР КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

ГосУдаРствеииый комитет (23) Приоритет

Изобре1ение относится к силовым установкам транспортных средств, например автомобилей, применяемых для накопления энергии при торможении и ее последующего использования (рекуперации) с целью увеличения интенсивности разгона, сокращения расхода горючего и токсичности выхлопа, а также для запуска двигателя.

Известен регулятор, позволяющий рекунерацию энергии торможения автомобиля при торможении и на спусках за счет накачивания воздуха компрессором, связанным с трансмиссией машины, в баллоны, и последующего использования этого сжатого воздуха для работы пневмодвигателя, разгоняющего автомобиль.

Недостатком этой конструкции является весьма малый КПД, вызванный малым

КПД компрессора и пневмодвигателя, а также потерей адиабатического тепла.

Известен также регулятор кинетической энергии транспортного средства, содержащий гидроаккумулятор, реверсивную гидромашину с приводом от трансмиссии транспортного средства, связанную гидролиниями через распределитель с гидроаккумулятором, и гидробак, сообщенный с упомянутым гидролиниями через распределитель, Основным недостатком этой конструкции можно считать потерю адиабатического тепла за счет охлаждения баллонов окружающей средой при сжатии газа и более или менее длительном его хранении, охлаждейия жидкости (масла) в баке и повышен5 ную опасность выброса масла в окружающее пространство при неисправности предохранительной системы баллона или его внезапной течи, в результате, например, аварии самого транспортного средства.

10 Другими недостатками этой системы можно считать невозможность осуществления движения автомобиля при рекуперации энергии в большом диапазоне дорожных условий и скоростей, так как в ней отсут15 ствует система принудительного охлаждения масла при движении на затяжных спусках и система присоединения к трансмиссии, обеспечивающая большую гамму эксплуатационных режимов, а также ручной пуск двигателя при отказе основной системы пуска.

Целью изобретения является снижение энергетических потерь.

Указанная цель достигается тем, что в рекуператоре кинематической энергии гидробак снабжен термоизоляцией и предохранительным клапаном высокого давления, а гидроаккумулятор размещен в гидробаке и погружен в жидкость.

На фиг. 1 изображена кинематическая

682708 схема транспортного средства с рекуператором; на фиг. 2 — рабочие положения распределителя.

Устройство (фиг. 1) содержит механизм

1 попеременного включения вала реверсивной гидромашины 2, состоящий из свооодно сидящих на валу гидромашины 2 зубчатых колес 3 и 4, постоянно зацепленных с колесами 5 и 6 соответственно на первичном 7 и вторичном 8 валах коробки передач 9 транспортного средства, причем первичный вал 7 соединяется сцеплением lO с двигателем l l, а вторичный 8 — с ведущим мостом !2 машины. 11одключение гидромашины 2 производится рукоятью 13, перемещающей по валу гидромашины 2 муфту включения 14 до соединения ее с соответствующими полумуфтами на обращенных к муфте 14 торцах колес 3 и 4, Переключение передач в коробке 9 осуществляется рукоятью 15. Гидромашина 2 через гидролинию 16 с обратным клапаном 17 соединяется с распределителем

18, позволяющим соединять гидролинию 16 через обратный клапан 19 с гидролинией 20 гидромашины 2 при холостой ее работе.

При торможении машины гидролинию 16 соединяют распределителем 18 с гидролинией 21, подающей масло в гидроаккумулятор 22, имеющий эластичную диафрагму 23, разделяющую газовую 24 и жидкостную 25 части гидроаккумулятора 22, а гидролинию

20 — с гидролинией 26 гидробака 27.

В режиме разгона машины гидролиния

20 соединяется через распределитель 18 с гидролинией 21, а гидролиния 16 — с гидролинией 26. При повышении давления в системе в режиме торможения регулируемый перепускной клапан 28 соединяет гидролинию 16 с гидролинией 29 масляного радиатора 30, из которого посредством гидролинии 31 охлажденное масло поступает в гидробак 27.

Гидробак 27, внутри которого помещен гидроаккумулятор 22, изготовлен из пластичного металла и имеет термоизоляцию

32 и патрубок 33 с обратным клапаном 34, через который в гидробак 27 поступает воздух низкого давления, например, от компрессора тормозной системы, для улучшения работы гидромашины 2 в режиме насоса, и с предохранительным клапаном 35 аварийного режима. Перед патрубком 33 в гидробаке 27 имеется маслоотражатель 36, препятствующий попаданию масла в патрубок

33 и выбросу его через предохранительный клапан 35. Гидролинии 26 и 21 соединяет также ручной насос 37 для ручной закачки масла в гидроаккумулятор 22.

Распределитель 18 состоит из золотника

38, имеющего ряд отверстий, и корпуса 39.

Отверстие в золотнике 38 сделано так, что при положении 1 золотника 38 (фиг. 2) они соединяют гидролинии 16 и 26, а также 20 и 21, что соответствует разгону машины; при положении 11 соединены гидролинии 16

lO !

ЗО

55 по

65 с 21, а 20 с 26, ITo соответствует торможению машины; при положении ill соединены гидролинпи 16 и 20, что соответствует холостому ходу гидромашины (на фиг. 2 указаны не сами гидролинии 16 и 20, а их клапаны, соответственно 17 и 19).

"абота устройства состоит в следующем.

При положении П распределителя 18 гидромашина 2 работает как насос, нагнетается масло из гидробака 27 в гидроаккумулятор 22. При перемещении рукоятки 13 впра ио вал гидромашины 2 соединяется через колесо 3 и муфту 14 со вторичным валом 8 коробки передач 9, а через нес — с ведущим мостом 12 машины. Движущаяся машина тормозится, сс кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию сжатого газа в гидроаккумуляторе. Двигатель 11 при этом может быть подключен к трансмиссии сцепления 10 или отключен, а в коробке 9 включена соответствующая передача. При включении нейтральной передачи в коробке 9 переключений муфты 14 на колесо 4 и включении сцепления 10 при работающем двигателе 11 в гидроаккумулятор 22 газ сжимается энергией только двигателя

11 при неподвижной или движущейся по инерции машине. При нейтральном положении муфты 14 вал гидромашины 2 неподвижен.

При положении 1 распределителя 18 гидромашина 2 работает как двигатель, причем масло переходит через нее из гидроаккумулятора 22 в гидробак 27. При соединении муфты 14 с колесом 3 при включенной передаче в коробке 9 происходит разгон транспортного средства гидромашиной 2 энергией сжатого газа. Двигатель 11 может быть подключен к коробке передач 9 сцеплением 10, помогая разгону, или отключен.

При подключении муфты 14 к колесу 4 и включении сцепления 10 гидромашина 2 прокручивает двигатель 11, заводя его.

При положении Ш распределителя 18 масло циркулирует в гидромашине 2, работающей вхолостую. Путь масла в распределителе 18 показан стрелками.

При торможении на затяжных спусках и работе гидромашины в режиме насоса давление в гидроаккумуляторе 22 доходит до уровня, на который отрегулирован перепускной клапан 28, и масло начинает циркулировать через перепускной клапан 28, радиатор 30 и гидробак 27, охлаждаясь в радиаторе 30.

При аварийной ситуации — возможном разрушении гидроаккумулятора 22 — сжатый в нем газ повышает давление в гидробаке

27, изготовленном из мягкой стали или другого пластичного металла, но благодаря сравнительно большому объему гидробака

27 до сравнительно небольшой величины.

Избыточный газ выбрасывается наружу через предохранительный клапан 35, а масло отражается обратно в гидробак 27 маслоот682708 ражателем 36. Кроме того, гидробак 27 предохраняет гидроаккумулятор 22 от возможных ударов при авариях.

Между гидроаккумулятором 22 и маслом в гидробаке 27 происходит теплообмен, причем тепло удерживается термоизоляцией 32, что делает работу устройства более мягкой, сглаживает пики давлений в гидроаккумуляторе 22 и повышает КПД устройства.

В случае отказа основной системы запуска двигателя 11 он может быть запущен гидромашиной 2 в режиме двигателя. В случае, если в гидроаккумуляторе 22 нет давления, его можно набрать при помощи ручного насоса 37.

Устройство может быть использовано преимущественно на транспортных машинах, например городских автобусах, а также на других машинах с неравномерным циклом загрузки по мощности.

Формула изобретения

5 Рекуператор кинетической энергии транспортного средства, содержащий гидроаккумулятор, реверсивную гидромашину с приводом от трансмиссии транспортного средства, связанную гидролиниями через рас10 пределитель с гидроаккумулятором, и гидробак, сообщенный с упомянутыми гидролиниями через распределитель, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергетических потерь, гидробак снабжен термос изоляцией и предохранительным клапаном высокого давления, а гидроаккумулятор размещен в гидробаке и погружен в жидкость.

682708

А

26 ("иг,2

Составитель В. Ухнин

Корректор Р. Беркович

Редактор Н. Коган

Заказ 2360/1 Изд. № 588 Тираж 1139 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1, л

1У в

38