Транспортное средство

 

а

< <. гпФг о и и с-ИИт.е

И ЗОБРЕТЕ Н ЦЯ

Союз Советски а

Социалистических

Республик

< " 787196

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (61) Дополнительное к авт. с вид-ву (22 ) Заявлено 21.02.79 (21 ) 2727727/27-11 (51)M. Кл.

В 60 К 17/00

F 16 Н 33/02

F 16 0 57/00 с присоединением заявки М—

Гоеударстаенный комитет (28) Приоритет— (53) УДК 629,113 (088.8) по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.12.80. В,оллетень,ил, 46

Дата опубликования описания 15. 12,80 (72) Автор изобретения

А. Г. Черный

Курский политехнический институт (71) Заявитель (54) ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Изобретение относится к системам транспортных машин; например автобусов, состоящих иэ энергетического агрегата и привода на движитель и включающих рекуператоры энергии, которые накапливают энергию при торможении и

5 возвращают ее в процессе разгона машины.

Известно транспортное средство, содержащее устройство для рекуперации энергии торможения, выполненное в виде управляемого распределителя, который с одной стороны сообщен то трубопроводами с тидропневматическим аккумулятором и гндробаком,-а с другой стороны— с обратимой гидромашиной, систему управления подачей топлива, состоящую иэ управлявшего и управляемого органов, первый из которых связан с элементом управления упомянутого распределителя, и из гидропривода, связывающего между собой упомянутые органы, коробку передач, имеющую два промежуточных вала с шестернями, введенными в зацепление с ведущей и ведомой шестернями соответственно входного и выходного валов коробки передач, причем на первом промежуточном валу упомянутые шестерни установлены свободно с ним при помоши управляемой муфты, а одна из шестерен на втором промежуточном валу, связанная с упомянутой ведущей шестерней, жестко закреплена на нем.

Устройство управления подачей топлива в двигатель имеет педаль, управляемую водителем, и привод от педали к системе подачи топлива в двигатель (к карбюратору бензинового двигателя или топливному насосу дизеля). Указанный привод от педали может быть механическим, гидравлическим или комбинированным.

В процессе разгона одновременно с подачей топлива в основной двигатель автомобиля водитель, посредством клапана, открывает канал, позволяющий рабочей жидкости поступать из газогидравлнческого аккумулятора в обратимую гидромашнну, таким образом обеспечивая дополнительную подачу энергии на движитель с целью экономии топлива и увеличения ресурсов основного двигателя (1), Недостаток такого управления совместной работой основного двигателя и гидромашины рекуператора энергии состоит в том, что связанные между собой посредством механической

787196

Цель изобретеш|я — улучшение тяговой характеристики и уменьшение pQcxoJIB топлива при совместной работе гидромашины и двигателя транспортного средства.

Поставленная цель достигается тем, что система управления подачей топлива снабжена электромагнитом, в цепи управления которого установлен контактный переключатель, и гидро. цилиндром, сообщенным с упомянутым гидроприводом, а в коробке передач шестерня второго промежуточного вала, связанная с ведомой шестерней, выполнена косозубой, установлена с возможностью осевого перемещения и связана с подвижным контактом упомянутого переключателя, при этом шток гидроцилиндра связан с электромагнитом.

На фиг. 1 схематически изображено транспортное средство с системой управления; на фиг. 2 — управляемый распределитель, положение установившегося двигателя транспортного средства; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг. 2; на фиг, 4 — управляемый распределитель, положение режима торможения транспортного средства; на фиг. 5 — разрез Ь-Б на фиг. 4; на фиг. 6 — разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 7— управляемый распределитель, положение разгона 55 транспортного средства; на фиг. 8 — разрез

Г-Г на фиг. 7; на фиг, 9 — разрез Д-Д на фиг.1; на фиг. 1Π— вид Е на фиг. 9.

3 передачи основной двигатель и .идромашина могут совместно работать таким образом, что вал основного двигателя будет стремиться отставать.от трансмиссионного вала, приводимого гидродвигателем. В таком случае трансмиссионный вал (и механически связанный с ним вал гидромашины) окажется ведущим по отношению к валу основного двигателя. В результате основной двигатель окажет тормозящее действие на трансмиссионный привод, что приведет к перерасходу топлива и ухудшению тяговой характеристики рекунеративной системы (так как часть запасенной энергии будет затрачена на преодоление сопротивления, создаваемого основным двигателем).

Для ликвидации укаэанного состояния необходимо увеличить угловую скорость вала основ.ного двигателя путем увеличения подачи топлива (a отличие от описанного случая это топливо будет расходоваться с полезным эффектом), 20

Имея сдвоенную силовую установку, водитель в процессе разгона не всегда может заметить тормозящее воздействие основного двигателя и своевременно оптимизировать совместную работу силовых агрегатов. Поэтому необходимо

25 автоматическое устройство, которое обеспечивает наиболее эффективную совместную работу основного двигателя и гидромашины рекуперативпой системы, ф

Транспортное средство содержит двигатель 1, соединенный посредством муфты 2 с коробкой

3 передач. В коробку 3 передач входит меха низм, передающий мощность от нерегулируемой обратимой гидромашины 4 на трансмиссию и соединяющий гидромашину 4 с двигателем 1.

Этот механизм содержит шестерни 5 и 6, свободно установленные на валу 7. Жесткое соединение этих шестерен с валом 7 осуществляется с помощью кулачковой муфты 8, управляемой рукояткой 9. Коробка 3 передач содержит ведущую шестерню10 входного вала, шестерни 11 и 12 промежуточного вала 13 и ведомую шестерню 14 выходного вала, соединенного с карданным -валом 15, который, в свою очередь, передает мощность на ведущие колеса 16. Шестерни 5, 14 и 12 выполнены косозубыми. Шестерня 12 сидит на валу 13 на скользящей шпонке и имеет возможность осевого перемещения. С правой стороны перемещения шестерни 12 ограничено буртом-упором, выполненным на валу 13, а с левой стороны посредством подшипника 17 эта шестерня упирается в ползун 18, прижатый к подшипнику 17 пружиной 19. На конце ползуна 18 имеется подвижный контакт 20, которому противостоит неподвижный контакт 21.

Гидросистема рекуператора энергии торможения кроме гидромашины 4 содержит газогидравлический аккумулятор 22, жидкостная камера которого соединена трубопроводом 23 с управляемым распределителем 24, содержащим золотник 25. Распределитель 24 соединен трубопроводами 26 и 27 с гидромашиной 4, причем на трубопроводах установлены обратные клапаны

28 и 29. К трубопроводу 27 присоединен трубопровод 30, который подводит рабочук жидкость к предохранительному клапану 31, связанному трубопроводом 32 с радиатором 33. Последний с помощью трубопровода 34 соединен с трубопроводом 35 и, таким образом, с гидробаком

36, Трубопровод 35 соединяет гидробак с распределителем 24, На гидробаке 36 установлены обратные клапаны 37 и 38, служащие для соединения полости гидробака 36 с атмосферой.

Клапан 37 соединяет гидробак с атмосферой в случае понижения давления в нем, а клапан

38 — в случае повышения давления в баке.

Золотник 25 связан тягой 39, оканчивающейся вилкой с управляемым органом, а именно с педалью 40 акселератора, Пружина 41 сжатия стремится отжать золотник 25 направо и уравновешивается пружиной 42 растяжения, оттягивающей педаль 40 налево. С тягой 39 жестко связан контакт 43, работающий в паре с неподвижным контактом 44. Золотник 25 с другой стороны связан тягой 45 с сердечником электрома ннтв 46.

787 196

Устройство управления подачей топлива в двигатель 1 имеет гидравлический привод, содержащий гидроцилиндры 47 — 49. Полости этих гидроцилиндров соединены трубопроводами 50 и 51. Поршень гидроцилиндра 47 шарнирно со- 5 единен тягой 52 с педалью 40. Поршень гидроцилиндра 48 посредством тяги 53 соединен с сердечником электромагнита 54, а поршень гидроцилиндра 49 тягой 55 шарнирно соединен с рычагом 56 изменения подачи топлива в двигатель 1 (управление дроссельной заслонкой в карбюраторном двигателе .; или топливным насосом в дизеле). Пружина 57 стремится повернуть рычаг 56 против часовой стрелки. Провода 58 соединяют электромагнит 54 с контак- 15 тами 20, 21 и 43, 44. Параллельно к этим устройствам присоединена сигнальная электролампа 59, расположенная на приборном шитке в кабине водителя.

Контакты 43 и 44 соединены с источником питания.

Транспортное средство работает следующим образом.

Посредством рукоятки 9 гидромашина 4 присоединяется к трансмиссии (нри этом соединены элементы 5 и 8) или к двигателю (соединены элементы 6 и 8). В последнем случае аккумулятор 22 заряжается от двигателя 1 или обеспечивает заводку двигателя 1, если гидромашина 4 работает как гидронасос за счет энер-gp гии, запасенной в аккумуляторе 22.

В процессе установившегося движения транспортного средства и при подключении рекуператора к трансмиссии (т.е. при повороте рукоятки 9 и соединении деталей 5 и 8) гидромашина 4 работает в холостом режиме. Золотник 25 распределителя 24 расположен в среднем положении, находясь под действием взаимно уравновешивающихся пружин 41 и 42, а его каналы соединяют между собой трубопроводы 26 и 27 (фиг. 2) . Масло засасывается из трубопровода 26 в гидромашину 4, затем поступает в трубопровод 27, и далее, в каналы золотника 25, циркулируя по замкнутому кругу. В этом движении оно проходит через обратные клапаны 28 и 29.

В процессе торможения при нажатии тормозной педали и подключении электромагнита 46 к источнику питания, указанный электромагнит срабатывает, втягивая сердечник и перемещая. тягу 45 и золотник 25 влево. При этом преодолевается сопротивление пружины 41. Каналы золотника 25 соединяют между собой соответственно трубопроводы 27 и 23, 35 и 26 (фиг.З).

Гидромашина 4 от колес 16, трансмпссионного вала !5, шестерен 14 и 5 работает как гидронасос, всасывая масло иэ гидробака 36 через трубопроводы 35 и 26 и затем нагнетая его в аккумулятор 22 через трубопроводы 27 и 23.

Когда давление в аккумуляторе 22 попнимается до максимума, срабатывает предохранительный клапан 31, и масло движется из трубопровода 27 в трубопроводы 30 и 32, затем поступает в радиатор 33 (в котором охлаждается), а из него — в трубопроводы 34, 35 и сливается в гидробак 36.

Троганье с места и разгон транспортной машины производится при нажатии на педаль 40 акселератора, Перемещение педали 40 направо освобождает тягу 39 от действия пружины 42, поэтому под действием пружины 41 золотник

25 перемещается вместе с тягой 39 направо и занимает положение, показанное на фиг. 4, а контакты 43 и 44 замыкаются! Одновременно посредством тяги 52 педаль 40 перемещает поршень гидроцилиндра 47 вправо, рабочая жидкость по трубопроводу 50 поступает в гидроцилиндр 49, перемещает направо поршень последнего гидроцилиндра и посредством тяги

55 поворачивает рычаг 56 управления подачей топлива в двигатель 1, преодолевая при этом сопротивление пружины 57. Каналы золотника

25 (фиг. 4) соединяют соответственно трубопроводы 23 и 26, 27 и 35. Трансмиссия, таким образом, приводится одновременно от двигателя 1 посредством шестерен 10 — 12 и 14 и от гидромашины 4, работающей в режиме гидродвигателя, посредством шестерен 5, 14.

Гидромашина 4 работает за счет энергии, накопленной в аккумуляторе 22 следующим образом.

Масло под давлением поступает из аккумулятора 22 в трубопроводы 23 и 26 затем— в гидромашину 4 и сливается через трубопроводы 27 и 35 в гидробак 36, Гидромашина 4 нерегулируемая, поэтому при подключении аккумулятора 22, как источника энергии, она развивает мощность, соответствуюшую давлению в аккумуляторе 22 и частоте вращсния колес 16. Дополнительная мощность на движитель может быть передана только от двигателя 1. Если оба силовых агрегата отдают мощность на трансмиссию, то силы, приложенные к шестерням 5 и 12 действуют так, как показано на фиг. 9 и 10 (на фиг. 9 показаны окружные силы, приложенные к шестерням 5 и 12; на фиг. 10 — осевая сила, приложенная к шестерне 12, которая является косозуьой). Если же угловая скорость вала двигателя 1, а следовательно, и шестерни 12 недостаточна, чтобы приводить шестерню 14, то она в этом случае приводится только шес- : терней 5, и является ведущей по отношению к шестерне 12. При этом направление окружной силы, действующей на шестерню 12, противоположно показанному на фиг. 9, и направлеwe осевой силы, действующей на шестерню 12, изменяется на противоположное. Двигатель в этом случае оказывает тормоэяшее действие

787! Ч на транспортную машину, тяговая характеристика рекуператора ухудшается так как часть мощности гидромашины 4 затрачивается на преодоление сопротивления двигателя 1; топливо двигателем 1 расходуется бесполезно. Увеличение частоты вращения вала двигателя 1 и соответственно шестерни 12 и превращение шестерни 12 в ведущую может быть обеспечено только увеличением подачи топлива в двигатель 1 (которое в этом случае будет расходоваться на совершение полезной работы), Дополнительный разгон вала двигателя 1 в описываемой системе производится автоматически следующим образом.

Под действием осевой. силы шестерня 12 перемеШается налево и воздействует на ползун

18 (фиг. 1), передвигая его влево, преодолевая при этом действие пружины 19. Замыкаются контакты 20 и 21 и, поскольку электрическая цепь подключена к источнику питания пу- щ тем предварительного замыкания контактов 43 и 44, срабатывает электромагнит 54, сердечник которого вместе с тягой 53 перемещается влево, а рабочая жидкость иэ этого гидроцилиндра поступает в гидроцилиндр 49, перемещает пор- 25 шень последнего гидрощшиндра и посредством рычага 56 обеспечивается дополнительная подача топлива в двигатель 1. Одновременно возрастает обратная реакция на педаль 40, которая ощущается водителем и является сигналом cpi- 3О батывания автоматической системы, на шитке приборов в кабине водителя включается сигнальная лампа 59. Как только угловая скорость вала двигателя и шестерни 12 возрастает, последняя становится ведущей по отношению к шестерне 14, осевая сила действует на шестерню 12 так, как показано на фиг. 6, полэун 18 перемещается вправо, контакты 20 и 21 размыкаются, и электрическая цепь электромагнита

54 обесточивается. При этом рычаг под действи-4о ем пружины 57 поворачивается против часовой стрелки, подача топпива в двигатель уменьшается.

В процессе описываемого движения (разгона) может появиться необходимость. в экстрен- 4 ном торможении, когда нажимается тормозная педаль, ко не отпускается педаль 40 акселератора; контакты 43 и 44 размыкаются, отключая электрическую цепь электромагнита 54 от источника питания. Следовательно, в процессе такого экстренного торможения дополнительная подача топлива в двигатель 1 невозможна.

Таким образом, предложенная система управления транспортным средством оптимизирует совместную работу двигателя и гидромашины в период его работы в режиме гидродвигателя.

6 8

Автоматическое устройство, установленное в системе подачи топлива, обеспечивает такую совместную работу силовых агрегатов, когда двигатель не может оказывать тормозящего действия из-за недостаточной подачи топлива. Тяговый момент гидромашины используется полностью на совершение разгона транспортной машины без потерь на преодоление сопротивления двигателя в случае малой подачи топлива. Все топливо расходуется только для обеспечения движения машины, что приводит к его экономии.

Формула изобретения

Транспортное средство, содержащее устройство для рекуперации энергии торможения, выполненное в виде управляемого распределителя, который с одной стороны сообщен трубопроводами с гидропневматическим аккумулятором и гидробаком, а с другой стороны — с обратимой гидромашиной, систему управления подачей топлива, состоящую из управляющего и управляемого органов, первый из которых связан с элементом управления упомянутого распределителя, и из гидропривода, связывающего между собой упомянутые- органы, коробку передач, имеющую два промежуточных вала с шестернями, введенными в зацепление с ведущей и ведомой шестернями соответственно входного и выходного валов, коробки передач, причем на первом промежуточном валу упомянутые шестерни установлены свободно и связаны с ним при помощи управляемой муфты, а шестерня второго промежуточного вала, связанная с ведущей шестерней, жестко закреплена на нем,отличающееся тем,что,с целью улучшения тяговой характеристики и уменьшения расхода топлива при еовместной работе гидромашины и двигателя транспортного средства, система управления подачей топлива снабжена электромагнитом, в цепи управления к торого установлен контактный переключатель, и гидроцилицдром, сообщенным с упомянутым гидроприводом, а в коробке передач шестерня второго промежуточного вала, связанная с ведомой шестерней, выполнена косозубой, установлена с возможностью осевого перемещения и связана с подвижным контактом упомянутого переключателя, при этом шток гидроцилиндра связан с электромагнитом, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Н 2477244j11, кл. F 16 D 57 00, 1978.

Составитель В. Ухнин

Техред М. Петко

Корректор И. Муска

Редактор Н. Касарда

Филиал 11!!П "1lатент", г. Уж1оро:t. y.i. 1!роскошная. 4 Заказ 8240/12 Тираж 763 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета (С(Р по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раунгская наб., д. 4;5