Спосіб енергоакумулюючого руху транспортного засобу

Спосіб енергоакумулюючого руху транспортного засобу, що включає передачу крутного моменту від двигуна внутрішнього згоряння на ведучі колеса транспортного засобу при його рушанні, русі і гальмуванні, який відрізняється тим, що перед рушанням транспортного засобу передачу крутного моменту здійснюють від двигуна внутрішнього згоряння на генератор, яким виробляють електричну енергію і передають її електричному двигуну, обертаючому маховик, а при рушанні транспортного засобу обертаючий момент від маховика передають електричному двигуну, що переводять у генераторний режим, при цьому вироблений електричний струм подають на генератор, що переводять у руховий режим, у результаті якого утворений обертаючий момент передають на ведучі колеса транспортного засобу, а при гальмуванні транспортного засобу обертаючий момент від ведучих коліс передають на генератор, а вироблену ним електричну енергію передають на двигун, що обертає маховик, яким накопичують кінетичну енергію для наступної передачі її ведучим колесам для рушання або розгону транспортного засобу. UA (21) a200814306 (22) 12.12.2008 (24) 25.05.2010 (46) 25.05.2010, Бюл.№ 10, 2010 р. (72) БЄЛОВ МИХАЙЛО ГЕННАДІЙОВИЧ (73) БЄЛОВ МИХАЙЛО ГЕННАДІЙОВИЧ (56) WO 02/060714 A1, B60K 6/00, B60L 11/00, 08.08.2002 US 9235899 A, 10.05.1960 US 3858674 A, B60K 21/08, 07.01.1975 DE 3827519 A1, B60K 1/02, 15.02.1990 Автосчастье завтрашнего дня [Інтернетпублікація] http://www.ogoniok.com/arhive/2003/4812/33-50-55/ (збережено Internet Arhive Wayback Machine 19.12.2007 та знайдено 14.08.2009 ) Маховик и транспорт будущего [Інтернетпублікація] http://www.skif.biz/index.php?name=Pages&op=page &pid=123 (опубліковано 26.02.2005 (Журнал «Наука и жизнь», №4 1973г., стр. 17-23 ) та знайдено 14.08.2009) Супертехника от супермена: Супермаховик и супервариатор для суперавтомобиля [Інтернетпублікація] http://www.popmech.ru/print/article/84supertehnika-ot-supermena/ (опубліковано 03.2006 C2 2 (19) 1 3 чих коліс призводить до значних непродуктивних втрат палива. Встановлено, що найбільша витрата палива пов'язана з режимом рушання, розгону і гальмування транспортного засобу. Ці втрати палива зв'язані зі складністю визначення необхідного об'єму палива, який повинен забезпечити оптимальний швидкісний режим. Як правило, для подолання інерції маси автомобіля з паливної системи подається більше палива чим це необхідно. Це призводить не тільки до перевитрати палива, але і значним викидам в атмосферу продуктів його неповного згоряння, які погіршують екологію регіону. В умовах міських транспортних магістралей, при високій інтенсивності руху у взаємно пересічних напрямках, рух автомобіля визначає часту зміну режимів: від його рушання і прискорення до гальмування. У місті, практично, зведений до мінімуму рівномірний режим руху, як самий економічний. Превалює переривчастий, котрий збільшує витрату палива в порівнянні з рівномірним на 2540%. Завданням винаходу є вдосконалення способу руху транспортного засобу за рахунок використання енергоакумулюючих засобів у вигляді інерційного тіла - маховика взаємодіючого з електричними машинами, працюючими в змінному режимі: двигун - генератор. Використання інерційного тіла у вигляді маховика дозволяє акумулювати запас кінетичної енергії і віддавати її, перетворюючи в механічну енергію обертання ведучих коліс при русі транспортного засобу. Застосування енергоакумулюючого елемента в транспортному засобі дозволяє знизити витрати палива і зменшити шкідливі викиди в навколишню атмосферу. Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що спосіб енергоакумулюючого руху транспортного засобу, включає передачу крутного моменту від двигуна внутрішнього згоряння на ведучі колеса транспортного засобу при його рушанні, під час руху і гальмуванні. Відповідно до винаходу, перед рушанням транспортного засобу передачу крутного моменту здійснюють від двигуна внутрішнього згоряння на генератор. Генератором виробляють електричну енергію і передають її електричному двигуну, що обертає маховик. При рушанні транспортного засобу обертаючий момент від маховика передають електричному двигуну і переводять його у генераторний режим. Вироблений електричний струм подають на генератор, який переводять у рухомий режим. Утворений обертаючий момент передають на ведучі колеса транспортного засобу. При гальмуванні транспортного засобу, обертаючий момент від ведучих коліс передають на генератор і вироблену ним електричну енергію передають на електричний двигун, який обертає маховик. Обертовим маховиком накопичують кінетичну енергію для наступної передачі її ведучим колесам для рушання або розгону транспортного засобу. Заявлений винахід ілюструється графічним зображенням, на якому представлена схема колісного транспортного засобу. Спосіб реалізований винаходом описується на прикладі автомобіля із задніми ведучими колесами (див. Фіг.). 90808 4 Розглянутий автомобіль оснащений двигуном внутрішнього згоряння 1, коробкою передач 2, проміжною передатною ланкою у вигляді розподільної коробки 3, що є додатковою коробкою передач, задніми ведучими колесами 4. Коробка передач 2 з'єднана підвісним валом 5 з розподільною коробкою 3, а розподільна коробка 3 за допомогою карданного вала 6 з'єднана з ведучими колесами 4 автомобіля. Розподільна коробка 3 виконана з можливістю з'єднання і роз'єднання з електричним двигуном 7 (далі по тексту двигун розподільної коробки), який виконаний з можливістю його перемикання для роботи в генераторному режимі. На рамі автомобіля (або її конструкції, що заміняє) установлена інерційна система у вигляді маховика 8, який має передавальну механічну ланку 9 у вигляді, наприклад, ремінної, ланцюгової, зубчастої або іншої передачі. Передавальна ланка 9 з'єднана з електричним двигуном 10 (далі по тексту двигун маховика), виконаним з можливістю його перемикання для роботи в генераторному режимі. Двигун маховика 10 через відповідний блок управління 11 електрично з'єднаний із електричним двигуном 7 розподільної коробки 3. Блок управління 10 забезпечує синхронізовану або індивідуальну роботу агрегатів 7, 10 у руховому або генераторному режимах. Спосіб енергоакумулюючого руху транспортного засобу реалізується таким чином. Рух транспортного засобу здійснюється в декількох режимах: рушання, розгін, відносно рівномірний рух, гальмування і зупинка. Різні режими руху спричиняють різну витрату палива, а значить і економічні показники експлуатації транспортного засобу. У пропонованому винаході транспортний засіб оснащують енергоакумулюючою системою, що являє собою горизонтально розташований маховик 8, вісь якого обертається в підшипниковому вузлі. У стані спокою, коли автомобіль не рухається, його двигун 1 обертає колінчатий вал із заданим числом обертів. Передача обертаючого моменту від колінчатого вала передається на підвісний вал 5, а підвісний вал 5 передає обертання на розподільну коробку 3. Залежно від положення важелів керування розподільної коробки 3 передача обертаючого моменту може здійснюватися на ротор електричного двигуна 7. При обертанні ротора електричний двигун 7 працює в генераторному режимі, виробляючи електричну енергію. Ця енергія, надходячи по відповідних шинах, через блок керування 11 надходить на електричний двигун 10, який взаємодіє із маховиком 8 - енергоакумулятором. Зв'язок двигуна з маховиком 8 може бути різний залежно від конструктивного виконання автомобіля, маси маховика 8, частоти його обертання і необхідного крутного моменту. Зв'язок 9 між маховиком 8 і електричним двигуном 10 може бути ремінним або ланцюговим. Може використатися механічний або гідравлічний редуктор зі змінюваним передаточним числом обертів. 5 Двигун 10 маховика 8, обертаючи останній забезпечує накопичення енергії тіла обертання, яка є достатньою для передачі її на ведучі колеса 4 автомобіля. Після того, як маховик 8 досяг заданої частоти обертання, автомобіль зі стану спокою починає рушання з місця. При рушанні автомобіля маховик 8 передає обертаючий момент через передавальну ланку 9 на ротор електричного двигуна 10 маховика 8. При обертанні ротора цей двигун 10 починає працювати в генераторному режимі, виробляючи електричну енергію. Ця енергія через блок управління 11 живить двигун 7 розподільної коробки 3. Ротор двигуна 7, взаємодіючи з розподільною коробкою 3 передає обертаючий момент по ланцюгу: розподільна коробка 3 - карданний вал 6 - ведучі колеса 4 автомобіля. Обертаючий момент маховика 8 забезпечує рушання автомобіля з місця. Залежно від конструктивного виконання автомобіля і його ваги, рушання може здійснюватися у двох варіантах: - рушання за рахунок енергії обертання маховика; - рушання за рахунок енергії обертання маховика і роботи двигуна внутрішнього згорання; Після додання автомобілю запасу кінетичної енергії достатнього для продовження рівномірного руху за допомогою розподільної коробки 3 від'єднують електричний двигун 7, а маховик 8 припиняє своє обертання. Відключення маховика і його зупинка доцільна при русі за містом, коли режим переміщення автомобіля не пов'язаний з необхідністю частих прискорень і гальмувань. У місті, коли режим руху є переривчастим, економічно доцільно постійно використовувати енергію маховика 8 для періодичних прискорень автомобіля. У цьому випадку акумуляція енергії маховиком 8 відбувається за рахунок ведучих коліс 4 при гальмуванні автомобіля. При гальмуванні автомобіля обертаючий момент від ведучих коліс 4 передають на карданний вал 6, на розподільну коробку 3. Розподільна ко 90808 6 робка 3 обертає ротор електричного двигуна 7, який переходить у генераторний режим. Вироблена електрична енергія по шинах через блок керування 11 надходить на клеми двигуна 10 маховика 8. Ротор двигуна 10 обертаючись передає за допомогою передачі 9 обертання маховику 8 до досягнення необхідної частоти обертів. Отриманий запас енергії маховик 8 використовує для передачі ведучим колесам 4 для розгону в тому ж порядку, як і при рушанні автомобіля з місця, що було описано раніше. Дослідження показали, що використання енергоакумулюючого режиму способу руху транспортного засобу незалежно від його конструктивного виконання і призначення, забезпечує зниження витрат на паливо за рахунок використання кінетичної енергії обертання маховика в тих режимах, які є найбільш енергоємними. До цих режимів відносяться рушання транспортного засобу з місця і його розгін. Максимальна ефективність використання способу досягається при його застосуванні на автомобілях, які рухаються у місті. У цьому випадку спосіб дозволяє не тільки знизити витрати як газоподібного, так і рідкого палива, але і істотно знизити викиди в атмосферу продуктів неповного згоряння палива. Ці продукти в сполученні з атмосферною вологою характеризуються високою токсичністю, канцерогенністю і хімічною активністю протягом тривалого періоду часу. Додатково встановлена система буде сприяти мінімальному зношуванню гальмівної системи. Звичайна гальмівна система автомобіля буде використатися для остаточної зупинки автомобіля, або у випадку аварійного гальмування. Додатково гіроскопічний ефект обертового маховика, забезпечить підвищену стійкість і плавність ходу автомобіля. Застосування способу дозволяє вирішувати проблему економії енергоносіїв, а також поліпшення екології регіону, особливо великих міст або промислових мегаполісів. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 90808 8 Підписне Тираж 28 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 – 42, 01601