Спосіб зв`язку між двигуном внутрішнього згорання і трансмісією автомобіля

1. Спосіб зв'язку між двигуном внутрішнього згорання і трансмісією автомобіля, який включає керування швидкістю за допомогою планетарного механізму, який відрізняється тим, що опорне зубчасте колесо (ОЗК) зв'язують з турбінним агрегатом, який працює за рахунок енергії відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання, причому здійснюють безступінчасту зміну швидкості та крутного моменту шляхом розгалуження потужно сті двигуна на два потоки - силового і регулюючого, силовий потік ефективної потужності двигуна подають на центральне зубчасте колесо (ЦЗК), а регулюючий потік потужності, який формується за рахунок енергії відпрацьованих газів двигуна, через турбінний агрегат подають на опорне зубчасте колесо (ОЗК), обидва потоки потужності додають на сателіті і результуючий потік подають на водило планетарного механізму, яке зв'язане з трансмісією автомобіля. 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що на певних стадіях руху автомобіля у необхідних випадках (руху з місця, розгону, підйому та інших) регулюючий потік потужності підсилюють шляхом відбору частини потужності силового потоку через замкнуту гідросистему з гідронасосом або через безступінчастий варіатор. CO Корисна модель відноситься до автомобілебудування і може бути використана в трансмісіях транспортних та інших засобів різних галузей промисловості, де застосовуються двигуни внутрішнього згорання. Відомий спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля [див. журнал "За рулем", №5, 1997, с.40-43], який здійснюється за допомогою багатоступінчастої механічної коробки передач з автоматичним керуванням за допомогою електронної системи - подачею команд на пневмоциліндри і соленоїди. Для переключення передач такого зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля встановлену муфта зчеплення. Основний недолік такого способу зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля є те, що при переключенні передач, із-за розриву передачі потужності, виникають значні динамічні навантаження, які негативно впливають на кінематичні пари тертя двигуна і трансмісії з їх інтенсивним спрацюванням, погіршується динаміка автомобіля спо стерігаються втрати потужності (зменшується коефіцієнт корисної дії двигуна) в залежності від їздових циклів автомобіля, особливо в міських умовах неусталеного руху. Відомий спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля [див. журнал "За рулем", 1999, №11, с.50 і №12, с.54], який здійснюється за допомогою багатоступінчастого варіатора, основним елементом якого є клиновий пас або пластинчастий багаторядний ланцюг, що складається з ланок пов'язаних між собою складним переплетінням CVT (Continuous Variaole Transmission), який знайшов застосування у повномірних автомобілях. Основний недолік такого способу зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля із-за значних динамічних навантажень є недостатній ресурс роботи багатоступінчастого варіатора, особливо клинового паса, або пластинчастого багаторядного ланцюга при постійній експлуатації. Відомий спосіб зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля за допомогою планетарної короб ( 0 ^^ т" т™ р С^f _^ ^D ST ^ 11267 ки передач [див. журнал "За рулем", №11, 1999, с.48-51] найбільш близький за своею технічною суттю до запропонованої моделі, де використання планетарної коробки передач зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля обумовлено простотою зміни передаточного відношення - достатньо лише пригальмувати одну або іншу ланку, що обертається, чи з'єднати їх між собою спеціальною фрикційною муфтою. Для зменшення динамічних навантажень застосовується гідротрансформатор. Основний недолік цього способу зв'язку між двигуном і трансмісією автомобіля є великі динамічні навантаження, великі втрати потужності (зменшується коефіцієнт корисної дії двигуна), витрати палива, висока вартість, складність і громіздкість, недостатній ресурс роботи. Задача корисної моделі - зменшення динамічних навантажень за рахунок плавної безступінчатої передачі швидкості та крутного моменту від двигуна внутрішнього згорання до трансмісії автомобіля за допомогою планетарної передачі з керуванням (гальмуванням або прискоренням) опорним зубчастим колесом через зв'язок його з турбінним агрегатом в якому використовується енергія відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання. Технічний результат досягається тим, що у способі зв'язку між двигуном внутрішнього згорання і трансмісією автомобіля за допомогою планетарного механізму опорне зубчасте колесо зв'язують з турбінним агрегатом, який працює за рахунок енергії відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання, при цьому здійснюють безступінчасту зміну швидкості та крутного моменту шляхом розгалуження потужності двигуна на два потоки - силового і регулюючого, силовий потік ефективної потужності двигуна подають на центральне зубчасте колесо (ЦЗК), а регулюючий потік потужності, який формується за рахунок енергії відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання, через турбінний агрегат подають на опорне зубчасте колесо (ОЗК), обидва потоки потужності додають на сателіті і результуючий потік подають на водило планетарного механізму, яке зв'язане з трансмісією автомобіля, на певних стадіях руху автомобіля у необхідних випадках (руху з місця, розгону, підйому та інших) регулюючий потік потужності підсилюють шляхом відбору частини потужності силового потоку через замкнуту гідросистему з гідронасосом чи безступінчастий варіатор. Спосіб зв'язку між двигуном внутрішнього згорання і трансмісією автомобіля, у якому використовується властивість планетарних передач додавати на одній із ланок потоки потужності двигуна внутрішнього згорання і відпрацьованих газів, що підводяться до його двох інших ланок, дозволяє плавно змінювати швидкості та крутні моменти від двигуна внутрішнього згорання до трансмісії автомобіля, підвищує коефіцієнт корисної* дії двигуна внутрішнього згорання, покращує динамічність автомобіля та збільшує ресурс його роботи. На фіг.1 показано кінематичну схему способу зв'язку двигуна з трансмісією автомобіля; на фіг.2 показано схему планетарного механізму, коли швидкості на сателіті додаються; на фіг.З показано схему планетарного механізму, коли швидкості на сателіті віднімаються. Спосіб зв'язку двигуна внутрішнього згорання з трансмісією автомобіля пояснюється схемою, де планетарний механізм містить центральне зубчасте колесо (ЦЗК) 1, опорне зубчасте колесо (ОЗК) 2, водило 3, з якого відбирається потужність двигуна на головну передачу автомобіля, які зв'язані між собою сателітом 4. З опорним зубчастим колесом 2 зв'язаний турбінний агрегат 5 з трубопроводами 6 і клапанами 7, 8 і 9, замкнута гідросистема з гідронасосом 10 і варіатор 11. Турбінний агрегат 5 і варіатор 11 можуть збільшувати або зменшувати швидкість обертання ОЗК 2, а замкнута гідросистема з гідронасосом 10 може пригальмовувати ОЗК 2. Турбінний агрегат 5, замкнута гідросистема з гідронасосом 10 і варіатор 11 працюють незалежно. Спосіб зв'язку двигуна внутрішнього згорання з трансмісією автомобіля здійснюється наступним чином. Два потоки потужності передаються від двигуна внутрішнього згорання на планетарний механізм. Один потік необхідної потужності з двигуна поступає безпосередньо на ЦЗК 1, а другий потік відпрацьованих газів подається через трубопроводи 6 і клапани 7 і 8 у турбінний агрегат 5, опісля поступає на ОЗК 2, при цьому клапан 9 закритий. Додавання обох потоків потужності відбувається на сателіті 4. Зі збільшенням кутової швидкості ОЗК 2 за рахунок турбінного агрегату 5 плавно збільшується кутова швидкість водила 3, яке зв'язане з трансмісією автомобіля На етапі руху автомобіля з місця, його розгону або підйому, коли кількість відпрацьованих газів значно менша ніж при повному навантаженні двигуна і можливі ситуації викликані появою "турбоям", тобто, коли недостатньо потужності відпрацьованих газів для гальмування ОЗК 2 до 2=0 або його розгону в протилежному напрямку, що співпадає з напрямком руху ЦЗК 1, відомим блоком електронного автоматичного керування двигуном спочатку включається замкнута гідросистема з гідронасосом 10 для гальмування ОЗК 2 ( 2=0), опісля варіатор 11 (- ^ 0 ) . При наявності достатньої потужності відпрацьованих газів замкнута гідросистема з гідронасосом 10 чи варіатор 11 відключаються блоком керування. Тоді ОЗК 2 розганяється ( $>0) турбінним агрегатом 5 за рахунок тільки енергії відпрацьованих газів, які поступають від двигуна через трубопроводи 6 та клапани 7 і 8. Ефективна робота турбінного агрегату 5 обумовлена кількістю турбін (більше однієї). Застосування потужності відпрацьованих газів двигуна і турбінного агрегату 5 забезпечує створення необхідного регулюючого високо обертового крутного моменту на валу ОЗК 2. Такий спосіб зв'язку двигуна з трансмісією автомобіля сприяє наближенню реальної тягової характеристики автомобіля до його ідеальної характеристики, водночас може здійснюватись його розгін з набагато більшим прискоренням і понижується питома витрата палива під час його руху, зумовлює створення агрегатів трансмісії з вихідними характеристиками, максимально наближеними до гіперболи, що відповідає динамічній хара 11267 льшується ресурс ланок автомобіля з причини відсутності різких змін навантажень, покращується його прохідність в різних умовах в результаті поступової і безперервної зміни тягового навантаження. ктеристиці двигуна з наступними перевагами: плавна зміна передаточного відношення, забезпечення постійного режиму роботи трансмісії, підвищення коефіцієнта корисної дії двигуна. Внаслідок цього покращується плавність руху, суттєво збі 1 4 2 Фіг. 1 Фіг. 2 Комп'ютерна верстка А. Рябко Фіг. З Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601