Транспортное средство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<Ä$62039

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.12.80 (21) 3218730/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.09.82. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 30.09.82 (51) М. Кл.

В 60 К 17/00

Гееудлрстеелный комитет (53) УДК 629 113

-585 (088.8) оо лелем лзебретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

А. Г. Черный, И. В. Смирнов, В. И. Гнипович, В. Г. Мельянцов и А. Г. Мельянцев

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

Изобретение относится к рекуперативным системам транспортных средств циклического действия, например, городских автобусов, содержащиХ в силовой установке гидропневматические рекуперативные энергии, которые обеспечивают накопление энергии путем перевода кинетической энергии транспортного средства при торможении в потенциальную энергию сжатого газа. Аккумулированная энергия может быть возвращена в энергетическую систему транспортного средства в период его разгона или движения.

Известно транспортное средство, содержащее устройство для рекуперации энергии торможения„ выполненное в виде обратимой гидромашины с органом регулирования, кинематически связанной с трансмиссией и двигателем транспортного средства, и гидравлически — с гидропневматическим аккумулятором, систему управления рекуперацией энерии, имеющую распределитель с электромагнитным устройство управления, сообщенный с одной стороны с гидропневматическим аккумулятором и гидробаком, а с другой стороны с обратимой гидромашиной, механизм управления подачей топлива, имеющий педаль акселератора, кинематически связанную с рычагом подачи топлива, и тормозную систему (1).

Системе рекуперации этого транспортного средства как и другим известным рекуперативным системам гидропневматического типа, присущ следующий недостаток. Они обеспечивают эффективную работу (т. е. значительную экономию топлива и уменьшение объема токсичных выхлопных газов) только тогда, когда в процессе торможения производится полная зарядка гидропневматических аккумуляторов. Подобная .возможность реализуется при достаточной начальной скорости торможения перед остановкой и непрерывности интенсивного торможения за счет рекуперативной гидросистемы вплоть до остановки (расчеты и эксперимент показывают, что начальная скорость торможения городских автобусов средней вместимости типа ЛАЗ должна составлять

36 — 40 км/ч). Если эти условия не обеспечены, — например, в случае движения машины в медленно движущейся колонне, аккумуляторы полностью не заряжаются, эффективность рекуперативной системы сушест962039 венно снижается. В этом случае в процессе разгона используется избыточная мощность двигателя, что приводит к перерасходу топлива, возрастанию объема выхлопных газов и увеличению их токсичности. С другой стороны, во время остановки машины двигатель работает в холостом режиме, что не является безвредным, а сопровождается повышенным удельным расходом топлива, выхлопом газов большей токсичности, чем для стационарного режима движения при хорошо отрегулированном двигателе. Следовательно, желательно обеспечить работу двигателя в более равномерном по нагрузке режиме, освободив его от пиковых перегрузок и уменьшив время работы в холостом режиме. Это возможно в случае использования 15 в силовой установке транспортного средства рекуперативной системы, которая заряжается от двигателя в период остановки транспортного средства, а затем уменьшает перегрузку двигателя при разгоне или движении транспортного средства. Зарядка рекуператора на основке может быть так «растянута» во времени, чтобы двигатель отдавал мощность, по величине близкую к режиму установившегося движения автобуса в городских условиях.

Цель изобретения — повышение эффективности путем рекуперирования избыточной энергии двигателя. Система управления должна обеспечить автоматизацию отбора и использования избыточной энергии двигателя, т. е. независимости этих процессов от воли водителя, а также проведение зарядки аккумулятора в режимах работы двигателя, не приводящих к его максимальной нагрузке.

Поставленная цель достигается тем, что транспортное средство снабжено механизмом независимого управления подачей топлива в двигатель и устройством зарядки гидропневматического аккумулятора от двигателя, включающим в себя измеритель частоты вращения вала двигателя, выполненза

4О ный в виде насоса с постоянным рабочим тановленным в отверстии поршня второго гидроклапана, штоковая полость которого связана трубопроводом с упомянутым измерителем частоты вращения, поршень кинематически связан с механизмом независимого управления подачей топлива в двигатель, а первый гидроклапан посредством трубопровода сообщен с жидкостной камерой упообъемом и приводом от двигателя, блок сравнения сигналов, пропорциональных необходимым к действительным значениям

45 частот вращения упомянутого вала и рабочему объему гидромашины, выполненного в виде четырех гидравлически связаных и попарно расположенных гидроклапанов, при этом шток первого гидроклапана первой пары смонтирован с возможностью взаимо- 5в действия с контролирующим плунжером, усмянутого аккумулятора, поршни второй пары гидроклапанов соединены пружиной, при чем один из гидроклапанов второй пары кинематически связан с органом регулирования рабочего объема упомянутой гидромамашины и трубопроводом с измерителем частоты вращения вала двигателя, с другой гидроклапан подключен трубопроводом к дополнительному распределителю, выполненному с электромагнитным управлением, кроме того, устройство зарядки снабжено контрольным элементом заполнения жидкостной камеры упомянутого аккумулятора, имеющим перепускной клапан, установленный в сливном трубопроводе аккумулятора, и клапан опорожнения, сообщенный с жидкостной камерой аккумулятора для контроля за количеством жидкости, при чем оба клапана связаны с контактными выключателями, установленными в электроцепи электромагнитного устройства управления распределителя, а устройство для совместного управления транспортным средством при одновременной работе двигателя и упомянутой гидромашины выполнено в виде клапана для подачи рабочей жидкости в гидропневматический аккумулятор, плунжер которого связан с педалью акселератора, а полость гидравлически связана с управляемым распределителем и через редукционный гидроклапан с жидкостной камерой упомянутого аккумулятора.

Кроме того, с целью автоматизации процесса управления, электромагнитное устройство управления распределителем содержит датчик движения транспортного средства, имеющего привод от трансмиссии и шесть контактных выключателей, два из которых связаны с отдельными электромагнитами управления, электрически соединенными с указанным датчиком, а третий— с двумя управляемыми электромагнитами, механически последовательно соединенными между собой и с органом ручного управления, причем один из них электрически соединен с указанными датчиками, а второй — с контактным выключателем перепускного клапана, четвертый контактный выключатель сообщен с управляющим электромагнитом, электрически связанным с контактным выключателем клапана опорожнения, контакт пятого выключателя механически связан с тормозной педалью, шестой контактный выключатель выполнен со скользящим контактом, связанным посредством тяги с педалью акселератора, и два электромагнита управления положением педали акселератора и тормозной педали, электрически связанные соответственно с шестым и пятым контактными выключателями.

Кроме того, механизм независимого управления подачей топлива в двигатель выполнен в виде двух рычагов, один из которых связан с педалью акселатора, а вто962039

25 зо

35 дом 21.

Управление транспортного средства со45 рой — со штоком поршня второго гидроклапана в первой паре гидроклапанов устройства зарядки упомянутого аккумулятора, и подпружиненного вала с двх:мя штифтами. связанного с дроссельной заслонкой двигателя, причем рычаги установлены свободно на валу и оперты каждый на соответствующий штифт, обеспечивая независимый поворот вала.

На фиг. показана общая схема устройства транспортного средства; на фиг. 2— механизм независимого управления подачей топлива в двигатель от педали акселератора и от устройства зарядки гидропневматического аккумулятора от двигателя.

Транспортное средство устроено следующим образом.

Двигатель 1 (фиг. 1) посредством муфты

2 сцепления соединен с коробкой 3 перемены передач, которая содержит набор шестерен и обеспечивает переключение передач посредством рукоятки 4. В корпусе коробки

3 передач имеется также механизм включения и отключения привода рекуператора к трансмиссии и двигателю 1, причем управление этим механизмом может осхпцествляться или вручную с помощью рукоятки 5 или автоматически, например, с помощью электромагнитных муфт (не показаны) . LLlecтерня 6 постоянно связана с веду щими колесами транспортного средства посредством шестерни 7 и карданного вала 8. Вал

9 соединен с регулируемой обратимой гидромашиной 10 рекуператора, имеющей рычаг 11 для регулирования ее рабочего обьема и связанной с другими элементами гидросистемы трубопроводами 12 и 13. Рекуператор содержит также гидропневматический аккумулятор 14 с жидкостной 15 и газовой 16 камерами, разделенными поршнем 17, управляемый распределитель 18, бак 19 с рабочей жидкостью и радиатор 20 охлаждения рабочей жидкости. Аккумулятор 14 связан с гидросистемой трубопроводержит тормозную педаль 22, связанную с системой колесных тормозов (не показана), и педаль 23 акселератора, соединенную тягой 24 с .рычагом 25 подачи топлива в двигатель 1. Пружины 26 и 27 возвращают педали в исходное положение.

В систему управления транспортного средства входит устройство зарядки гидропневматического аккумулятора от двигателя. Это устройство содержит гидронасос 28 постоянного рабочего объема, установленный на валу двигателя 1 и служащий измерителем частоты вращения этого вала (например, шестеренный насос). Насос 28 является также одним из элементов блока сравнения сигналов, пропорциональных необходимым и деиствительным значениям частот вращения вала двигателя и рабочему объему гидромашины, и связан трубопроводом

1О

15 го

29 с баком 19 « 30 с гидроклапаном 31, управляемым распределителем !8 (через трубопровод 32) и дополнительным раси редел ителем 33. Блок сра внения сигналов кроме гидроклапана 31 содержит регулируемый по давлению гидроклапан 34, причем клапаны 31 и 34 связаны между собой штоком 35, который соединяет поршень клапана 34 с контролнрук1щим плунжером 36, находящимся в отверстии поршня клапана 31. Тягой 37 поршень клапана 31 соединен с рычагом 38 механизма подачи топлива в двигатель 1, причем в исходное состояние рычаг 38 возвращается пружиной 39. Клапан 34 связан трубопроводом 40 с дополнительным распределителем 33, а посредством трубопровода 21 с аккумулятором 14. Клапан 31 соединен трубопроводом 4! с трубопроводом 29 и, таким образом, с баком 19. B блок сравнения сигналов входят также клапаны 42 и 43, поршни которых, посредством тяг 44 и 45 упруго между собой связаны — между ними установлена пружина 46. Клапан 43, регулируемый по давлению, связан трубопроводом 47 с дополнительным распределителем 33. Трубопровод 48 совместно с гидроканалом 49 соединяет клапан 42 с управляемым распределителем 18. Поршень клапана 42 связан также (посредством тяги 50) с рычагом 11 гидромашины 10.

Устройство зарядки гидропневматического аккумулятора содержит кроме перечисленного, контрольное устройство заполнения жидкостной камеры 15 аккумулятора 14, в которое входит перепускной клапан 51, отрегулированный на заданное давление рабочей жидкости, и клапан 52 опорожнения.

Клапан 51 служит для ограничения давления в аккумуляторе, клапан 51 — для контроля отсутствия рабочей жидкости в жидкостной камере 15. Оба последних клапана имеют контактные выключатели 53 и 54, подключенные к электросистеме транспортной машины. Клапан 5! соединен гидроканалом 55 с трубопроводом 21 и, следовательно, с жидкостной камерой 15, и гидроканалом 56 с радиатором 20 охлаждения рабочей жидкости, который с другой стороны соединен трубопроводом 57 с баком !9.

В систему управления транспортного средства входит устройство для совместного управления транспортным средством при одновременной работе основного двигателя и гидромашины рекуператора. Это устройство содержит клапан 58 подачи рабочей жидкости в устройство зарядки аккумулятора.

Плунжер последнего клапана 59 соединен тягой с педалью 23 акселератора. Трубопровод 60 связывает клапан 59 с редукционным клапаном 61 для понижения давления рабочей жидкости, к которому с другой стороны подходит трубопровод 21 от ак962039

20

Зо

40

50

55 кумулятора 14. От клапана 58 трубопровод

62 направляет рабочую жидкость к управляемому распределителю 18. В устройство для совместного управления транспортным средством также входят контактные выключатели 63 и 64, которые являются элементами электросистемы транспортного средства и электрически связаны с выключателями 53 и 54. Выключатель 63 имеет скользящий контакт, который тягой 65 связан с йедалью 23. Подвижный контакт выключателя 64 .установлен непосредственно на тормозной педали 22.

Входящий в систему управления транспортного средства дополнительный распределитель 33 соединен, кроме вышеуказанных трубопроводов 30, 40, 47, трубопроводом 66 с баком 19, а также гидроканалом 67 с трубопроводом 68, связывающим управляемый распределитель 18 с баком 19 (через трубопровод 66) . Эта система содержит датчик

69 контроля движения транспортного средства, установленный на валу шестерни 6, постоянно соединенной с ведущими колесами и предназначенный для выработки электрического сигнала в случае движения транспортного средства (датчик 69 может быть выполнен в виде электрического генератора). Датчик 69 входит в электросистему, которая содержит также контактный выключатель 70, управляющий электромагнит которого своими выводами соединен с выводами датчика 69, контактные выключатели 71 — 73 и электромагниты 74 — 77 для управления этими выключателями. Сердечники электромагнитов 74 и 75 связаны жестко тягой 78. Электромагнит выключателя

70 соединен параллельно с электромагнитом 75 выключателя 71 (провода на фиг. 1 не показаны), так что эти электромагниты работают в одинаковом режиме, так как размыкают свои контакты по сигналу от датчика 69 в период движения транспортного средства. В эту же электросистему входят электромагниты 79 — 82 и контрольная лампочка 83. Электромагниты 79 и 80 связаны тягами соответственно с педалями 22 и 23 и предназначены для фиксации этих педалей в определенном положении.

Электромагниты 81 и 82 управляют двухпозиционными золотниками распределителей

18 и 33. Тяга 78 с одной стороны связана с контактом выключателя 71, с другой оканчивается рукоятью для ручного управления выключателем 71 (для размыкания контактов выключателя 71 вручную).

Провода электросистем транспортного средства обозначены позициями 84 — 88.

Внешний источник питания подключается к клеммам 89 и 90. С клеммой 89 связаны проводами клеммы 91 — 93 (эти провода на фиг. 1 не показаны).

Все названные выше устройства связаны между собой. При этом рычаг 11 гидромашины 10 соединен тягой 94 с тормозной педалью 22. Управляемый распределитель 18 связан гидроканалами 95 — 98 соответственно с трубопроводами 12, 13, 68, 21 и таким образом со всей гидросистемой.

Двигатель 1 снабжен механизмом независимого управления подачей топлива в двигатель (фиг. 2) . Он содержит вал 99, на котором, например, установлена дроссельная заслонка (для карбюраторного двигателя). С этим валом жестко связан рычажок 100, который в исходное положение выставляется пружиной 101 растяжения. В валу 99 установлены штифты 102 и 103, а на вал — подвижно рычаги 38 и 25, име> ющие выступы, опирающиеся соответственно на штифты 102 и 103. Такая установка рычагов 38 и 25 позволяет им проворачивать вал 99 в сторону противодействия пружине 101 независимо друг от друга.

Транспортное средство работает следующим образом.

На фиг. 1 показано состояние транспортного средства в момент его остановки и при частично заряженном аккумуляторе 14. В этом случае шестерня 6 неподвижна и датчик 69 не вырабатываетэлектросигнал, контакты 70 и 7! замкнуты, контакты 53 и 54, 72 и 73 разомкнуты. Электромагниты 79 и

80 сработали: тормозная педаль 22 зафиксирована в исходном состоянии, что гарантирует замыкание контактов 64, а педаль

23 акселератора оттянута в положение, соответствующее максимальной подаче топлива в двигатель 1 и замыканию контактов выключателя 63. Обмотки электромагнитов

81 и 82 обесточены, поэтому под действием своих пружин золотник распределителя 33 находится в правом положении, а золотник распределителя 18 в левом положении.

При работающем двигателе 1, замкнутой муфте 2, подключенном к двигателю

1 рекуператоре (включением рукоятки 5) и нейтрали в коробке 3 передач в этом состоянии системы производится зарядка аккумулятора 14 от двигателя 1 следующим образом.

Двигатель 1 через муфту 2 приводит во вращение шестерни коробки 3 передач, вал

9 и ротор гидромашины 10. Рабочая жидкость всасывается из бака 19, поступает в гидромашину 10 по трубопроводам 66 и 68, гидроканалу 97 и трубопроводу 13 и подается из нее под давлением в аккумулятор 14 по. трубопроводу 12, гидроканалу 98, трубопроводу 21. Рабочая жидкость одновременно под давлением направляется по трубопроводу 40 в клапан 34 и по трубопроводу 47 в клапан 43. При этом поршень клапана 34 отжимается направо до получения состояния равновесия между нагрузкой на поршень от действия рабочей жидкоСти и усилием со стороны пружины, перемещая направо шток 35 и плунжер 36, одновременно перемещается направо поршень клапана 43, с помощью тяги 44 сжимая пру962039 жину 46 (т. е. создавая в ней начальное усилие, пропорциональное давлению рабочей.жидкости в камере 15).

В то же время двигатель 1 приводит в действие насос 28, который всасывает рабочую жидкость из бака 19 по трубопроводу 29 и нагнетает ее по трубопроводу 30 в клапан 31, а по трубопроводу 32, гидроканалу 49, трубопроводу 48 — в клапан 42.

Расход насоса 28 пропорционален скорости вала двигателя 1, а давление, создаваемое им, сопротивлениям со стороны поршней клапанов 31 и 42. Давление рабочей жидкости на поршень клапана 42 перемещает его вместе с тягой 50 налево, при этом рычаг

11 поворачивается против часовой стрелки, тем самым увеличивая рабочий объем гидромашины 10. Если давление в трубопроводе 21 нулевое, то пружина 46 имеет минимальное начальное натяжение, поршень клапана 42 максимально смещается налево, s

lS с помощью тяги 50 и рычага 1 обеспечиЪо вая максимальный рабочий объем гидромашины 10. Но, по мере увеличения давления в трубопроводе 21 и увеличения натяжения пружины 46, а также в зависимости от давления рабочей жидкости в трубопроводе

30 (см. ниже), перемещение поршня клапана 42 уменьшается и обеспечивает только частичный рабочий объем гидромашины 10, уменьшая ее производительность.

25 так как поршень клапана 34 и плунжер 36 не смещены направо). По мере возрастания

Под действием давления, возникающего з< в трубопроводе 30, поршень клапана 31 перемещается налево, вытесняя рабочую жидкость из -под поршня в трубопровод 41 и далее в бак 19, при этом тяга 37 вращает рычаг 38 (фиг. 1 и 2) против часовой стрелки и уменьшает подачу топлива в двигатель 3s

1. Перемещение поршня клапана 31 налево ограничивается положением плунжера 36: чем правее расположен плунжер 36, тем меньше смещение поршня клапана 31, тем меньше поворот рычага 38 и тем больше подача топлива в двигатель 1. Как только

40 плунжер 36 откроет отверстие в поршне, давление в трубопроводе 30 резко падает, масло переливается в подпоршневую полость клапана 31 и сливается (через трубопровод 41) в бак 19. Положение плун- 4 жера 36 зависит от перемещения поршня клапана 34, определяемого давлением в камере 1.

Совокупное действие перечисленных элементов приводит к следующему.

При незаряженном в начальный момент аккумуляторе 14 (нулевое давление в трубопроводе 21) обеспечивается работа гидромашины 10 с полным рабочим объемом (поршень клапана 42 перемещен максимально влево), а подача топлива в двига- тель 1 минимальна (поршень клапана 31 находится в крайнем левом положении, давления в трубопроводе 21 и перемещения направо поршеньков клапанов 43 и 34 уменьшается рабочий объем гидромашины 10 и увеличивается подача топлива в двигатель 1, Тем самым автоматически подбирается требуемая мощность двигателя и оптимизируется удельный расход топлива, его рациональное сгорание и снижение токсичности выхлопа. Регулировка этих процессов обеспечивается регулировочными клапанами 34 и 43.

По достижении максимального давления в аккумуляторе 14 за счет давления рабочей жидкости, поступающей по гидроканалу 5, перемещается направо поршень клапана 51, замыкаются контакты 54, а сброс жидкости производится по трубопроводу 56 через радиатор 20, и по трубопроводу 57 в бак 19. Так как контакты 54 замкнуты, срабатывает электромагнит 81 и перемещает золотник распределителя 33 влево. Соединяются трубопроводы 30, 32 и 68 через гидроканал 67, и рабочая жидкость перекчивается насосом 28 вхолостую, а поршень клапана 42 перемещается вправо, регулируя гидромашину 10 на нулевой рабочий объем (холостой ход). Перекрывается трубопровод 40 и соединяются трубопроводы 47 и 66, позволяя рабочей жидкости из клапана 43 перейти в бак 19. Рычаг 38 поворачивается при этом по часовой стрелке в крайнее положение.

Одновременно при замыкании контактов

54 размыкаются контакты 71 (срабатывает электромагнит 74), вследствие чего обесточиваются электромагниты 79 и 80, и педаль 23, под действием пружины 27, занимает исходное положение: рычаг 25 при этом поворачивается против часовой стрелки, обеспечивается минимальная подача топлива в двигатель 1; контакты выключателя 63 разомкнуты, плунжер клапана 59 разъединяет трубопроводы 60 и 62. Размыкание контактов 71 приводит также к обесточиванию электромагнита 77 и замыканию контактов 73. Завершение зарядки аккумулятора 14 сопровождается включением лампочки 83. Таким образом, по окончании зарядки аккумулятора 14 система управления автоматически переводится в состояние, необходимое для начала движения машины.

Троганье машины с места возможно при наличии двух случаев. В первом аккумулятор 14 полностью заряжен. Во втором случае аккумулятор 14 заряжен частично. В обоих случаях гидромашина 10 должна быть присоединена к трансмиссии (при помощи рукоятки5, фиг. 1).

Рассмотрим первый случай.

Нажатие педали 23 приводит к увеличению подачи топлива в двигатель, и к замыканию контактов выключателя 63. В результате срабатывает электромагнит 82, перемешая золотник распределителя 18 вправо.

962039

50 или установившегося движения машины тре55

При этом соединяются трубопроводы 62 и

48, 68 и 12 через гидроканал 95, 21 и 13 через гидроканалы 98 и 96. Рабочая жидкость поступает из камеры 15 в трубопровод 21, гидроканалы 98 и 96 в трубопровод

13 и в гидромашину 10, из которой вытесняется в трубопровод 12, гидроканал 95, трубопровод 68 и далее в бак 19. Одновременно из трубопровода 2! рабочая жидкость поступает в редукционный клапан 61, трубопровод 60, клапан 58, трубопроводы

62 и 48 и затем в клапан 42, чем обеспечивается регулировка гидромашины 10 на полный рабочий объем.

Г1онижение давления в камере 15 вызовет размыкание контактов 54, но, так как во время движения замкнуты контакты 72 (вследствие поступления электросигнала от датчика 69), электромагнит 81 будет находиться под напряжением, а золотник распределителя ЗЗ будет по-прежнему смещен влево.

Описанная работа гидромашины 10 будет совершаться одновременно с работой двигателя I, в которой при этом можно подавать любое количество топлива, обеспечивая различную интенсивность разгона (схема клапана 58) .

Движение машины сопровождается дальнейшим понижением давления в камере 15, контакты 54 разомкнуты и следовательно, электрома гнит 74 обесточен. Но контакты

71 остаются разомкнутыми, так как появляется ток, в электромагните 75 вследствие работы датчика 69; по той же причине разомкнуты и контакты 70.

Исчерпание запаса рабочей жидкости в камере 15, в процессе движения машины приведет к следующему. Поршень 17, воздействуя на клапан 52, замкнет контакты 53.

Это приведет к срабатыванию электромагнита 77 и размыканию контактов 73. В результате отключится электромагнит 82, и золотник распределителя 18, под действием пружины, переместится налево. В этом положении рабочая жидкость из клапана 42 вытесняется в трубопровод 48, гидроканал

49, трубопровод 32, гидроканал 67, трубопроводы 68, 66 и, далее, в бак 19. Гидромашина 10 будет иметь нулевой рабочий объем (холостой ход), а гидросистема оказывается подготовленной к торможению.

Если в процессе разгона с использованием запаса рабочей жидкости в камере 15 буется произвести экстренное торможение, не отпуская педали 23, то, при нажатии на тормозную педаль 22, размыкаются контакты 64, обесточивается электромагнит 82, золотник распределителя 18 перемещается влево под действием пружины, и гидросистема приходит в состояние, необходимое для торможения транспортного средства: возможно торможение вначале за счет ре1

Зо

45 кооператора (педаль 22 перемещает тяг . 94 налево и поворачивает рычаг 11 против часовой стрелки, увеличивая постепенно рабочий объем гидромашины 10), а при достаточно большом ходе педали 22 включаются колесные тормоза (подробнее торможение рекуператором описано ниже) .

Рассмотрим второй случай трогания машины, когда аккумулятор 14 заряжен частично. В этом случае необходимо обесточить электромагниты 79 и 80 и возвратить педаль 23 в исходное положение. Достигается это размыканием вручную контактов

71 (с помощью рукоятки на тяге 78). Сигналом к такому действию служит то, что лампочка 83 в начале движения не включена, а педаль 23 выжата. В остальном работа устройств происходит так же, как и в первом случае.

Торможение тра нспортного средства и одновременно зарядка аккумулятора !4 производятся следующим образом (при этом гидромашина 10 также присоединена к трансмиссии) .

Независимо от того, исчерпан запас рабочей жидкости в камере 15 или нет, золотник распределителя 33 находится в левом положении (контакты 72 замкнуты, и электромагнит 81 сработал); так же в левом положении, расположен золотник распределителя 18, так как обесточен электромагнит 82; если отпущена педаль 23, то разомкнуты контакты в выключателе 7; если педаль 23 не отпущена, но выжата педаль 22, то разомкнуты контакты 64-в обоих вариантах ток не подается в электромаг нит 82, он отключается и, под действием пружины, золотник распределителя 18 занимает положение слева, как показано на фиг. 1.

Ведущие колеса транспортного средства, движущегося по инерции, врашают карданный вал 8, шестерню 7 и через систему зубчатых передач в коробке передач 3 вал

9 и ротор гидромашины 10. Рабочая жидкость из бака 19 всасывается в трубопроводы 66, 68, поступает в гидроканал 97, затем — трубопровод 13 и вытесняется из гидромашины 10 в трубопровод 12, гидроканал 98, трубопровод 21 и, наконец, в камеру 15 аккумулятора 14. Рабочий объем гидромашины 10 регулируется от педали 22 с помошью тяги 94 и рычага 11. Возврат рычага 11 (вращение по часовой стрелке) осуществляется пружиной 46.

По достижении максимального давления в аккумуляторе 14 во время движения поршень клана на 51 перемещается направо, замыкая контакты 54 и обеспечивая слив избытка рабочей жидкости, через трубопровод

56 в радиатор 20, трубопровод 57 и в бак 19.

Рабочая жидкость перекачивается, минуя аккумулятор 14, рекуператор работает как тормоз-замедлитель. Интенсивность замедления определяется рабочим объемом гидро962039

14 загружен более равномерно, это уменьшает расход топлива и токсичность выхлопных газов; система автоматизирована, водитель не испытывает перегрузки от введения в управление новых устройств; эффективность использования рекуператора на транспортном средстве увеличивается, что ведет к дополнительной экономии топлива и уменьшению объема и токсичности выхлопа.

45

Формула изобретения

1. Транспортное средство, содержащее устройство для рекуперации энергии торможения, выполненное в виде обратимой гидромашины с органом регулирования, кинематически связанной с трансмиссией и двигателем транспортного средства, и гидравлически — с гидропневматическим аккумулятором, систему управления рекуперацией энергии, имеющую распределитель с электромагнитным устройством управления, сообщенный с одной стороны с гидропнев50

55 матическим аккумулятором и гидробаком, а с другой стороны с обратимой гидромамашины 10. Одновременно с контактами 72 во время движения транспортного средства окажутся замкнутыми контакты 54, обеспечивающие перевод золотника распределителя 33 в левое положение, поэтому в момент остановки транспортного средства, когда контакты 72 разомкнутся, положение золотника распределителя 33 сохранится.

В момент остановки транспортного средства разомкнуты и контакты 71, если аккумулятор 14 полностью заряжен (срабаты- 10 вает электромагнит 74), поэтому в этом случае автоматическая подзарядка аккумулятора 14 на остановке не производится (случай, когда на остановке аккумулятор

14 недозаряжен, описан выше).

Таким образом, использование предлагаемой системы управления транспортного средства приводит к рекуперированию избыточной мощности двигателя, более равномерной загрузке двигателя, уменьшению времени работы двигателя на холостом ходу во время остановки транспортного средства, что в целом уменьшает расход топлива, уменьшает объем выхлопных газов и уменьшает их токсичность. Подзарядка гидропневматического аккумулятора от дви-25 гателя производится автоматически, а все управление автоматизировано в такой степени, что водитель дополнительно не перегружен от введения в транспортное средство предлагаемой системы управления. Следовательно, эффективность применения рекурепатора в силовой установке транспортного средства возрастает.

В результате выполнения транспортного средства согласно вышеописанному достигается следующий эффект: рекуперируется 35 избыточная мощность двигателя, двигатель шиной, механизм управления подачей топлива, имеющий педаль акселератора, кинематически связанную с рычагом подачи топлива, и тормозную систему, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения эффективности путем рекуперации избыточной энергии двигателя, оно снабжено механизмом независимого управления подачей топлива в двигатель и устройством зарядки гидропневматического аккумулятора от двигателя, включающем в себя измеритель часстоты вращения вала двигателя, выполненный в виде насоса с постоянным рабочим объемом с приводом от двигателя, блок сравнения сигналов, пропорциональных необходимым и действительным значениям частот вращения упомянутого вала и рабочему объему гидромашины, выполненного в виде четырех гидравлически связанных и попарно расположенных гидроклапанов, при этом шток первого гидроклапана первой пары смонтирован с возможностью взаимодействия с контролирующим плунжером, установленным в отверстии поршня второго гидклапана, штоковая полость которого связана трубопроводом с упомянутым измерителем частоты вращения, поршень кинематически связан с механизмом независимого управления подачей топлива в двигатель, а первый гидроклапан посредством трубопровода сообщен с жидкостной камерой упомянутого аккумулятора, поршни второй пары гидроклапанов соединены пружиной, причем один из гидроклапанов второй пары кинематически связан с органом регулирования рабочего объема упомянутой гидромашины и трубопроводом с измерителем частоты вращения вала двигателя, а другой гидроклапан подключен трубопроводом к дополнительному распределителю, выполненному с электромагнитным управлением, кроме того, устройство зарядки снабжено контрольным элементом заполнения и идкостной камеры упомянутого аккумулятора, имеющим перепускной клапан, установленный в сливном трубопроводе аккумулятора и клапан опорожнения, сообщенный с жидкостной камерой аккумулятора для контроля за количеством жидкости, причем оба клапана связаны с контактными выключателями, установленными в электроцепи электромагнитного устройства управления распределителем, а устройство для совместного управления транспортным средством при одновременной работе двигателя и упомянутой гидромашины выполнено в виде клапана для подачи рабочей жидкости в гидропневматический аккумулятор, плунжер которого связан с педалью акселератора, а полость гидравлически связана с управляемым распределителем и через редукционный гидроклапан с жидкостной камерой упомянутого аккумулятора.

2. Транспортное средство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью автоматизации

962039 процесса управления, электромагнитное устройство управления распределителем содержит датчик движения транспортного средства, имеющего привод от трансмиссии и шесть контактных выключателей, два из которых связаны с отдельными электромаг5 нитами управления, электрически соединенными с указанным датчиком, а третий с двумя управляемыми электромагнитами, механически последовательно соединенными между собой и с органом ручного управления, причем один из них электрически соединен с указанными датчиками, а второй — с контактным выключателем перепускного клапана, четвертый контактный выключатель сообщен с управляющим электромагнитом, электрически связанным с кон-1 тактным выключателем клапана опорожнения, контакт пятого выключателя механически связан с тормозной педалью, шестой контактный выключатель выполнен со скользящим контактом, связанным посредством тяги с педалью акселератора, и два электромагнита управления положения педали акселератора и тормозной детали, электрически связанные соответственно с шестым и пятым контактными выключателями.

3. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что механизм независимого управления подачей топлива в двигатель выполнен в виде двух рычагов, один из которых связан с педалью акселератора, а второй — со штоком поршня второго гидроклапана в первой паре гидроклапанов устройства зарядки упомянутого аккумулятора, и подпружиненного вала с двумя штифтами, связанного с дроссельной заслонкой двигателя, причем рычаги установлены свободно на валу и оперты каждый на соответствующий штифт, обеспечивая независимый поворот вала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2М9569, кл. F 03 G 7/00, 1978 (прототип).

962039

Редактор Е. Папп

Заказ 7073/24

Составитель С. Белоусько

Техред А. Верес Корректор Ю Макаренко

Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4