Комбінована енергетична установка повнопривідного транспортного засобу

Реферат: Комбінована енергетична установка повнопривідного транспортного засобу містить тепловий двигун і оборотну електричну машину, блоки перетворення, накопичення електроенергії і трансмісію. При цьому у трансмісії відсутній задній (задні) міст (мости) та кінематичний привід (карданна передача) з ним (ними), встановлені оборотні електричні машини для приводу усіх коліс, а саме: коліс задньої (задніх) осі (осей) та приводу коліс передньої (передніх) осі (осей) з кінематичним приводом (карданною передачею) колісного (колісних) редуктора (редукторів), що має (мають) планетарний механізм. UA 116670 U (12) UA 116670 U UA 116670 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі транспортного машинобудування, а саме до комбінованих енергетичних установок з двома різнотипними двигунами: тепловим та електричним для повнопривідних транспортних засобів, зокрема вантажних автомобілів, які можуть мати різні схеми приводу ведучих мостів, і може бути використана у багатовісних машинах (бронетранспортерах), автобусах, легкових автомобілях, тощо. Відома комбінована енергетична установка (КЕУ) повнопривідного транспортного засобу (ТЗ), наприклад легкового автомобіля "Audi-Q7", представлена на автосалоні у Франкфурті в 2005 р. [1], яка містить двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ) і оборотну електричну машину (OEM), встановлену між ДВЗ і автоматичною коробкою передач, а також два карданних вала, пов'язаних між собою міжосьовим диференціалом для передачі потоку (або потоків) потужності в підсумованому або роздільному режимах від двигунів на обидва ведучих моста автомобіля. Недоліком такої установки, є те, що її конструкція не передбачає можливості варіювання схеми передачі потоку (або потоків) потужності, наприклад тільки на один з мостів автомобіля. Відома КЕУ, в якій забезпечується варіювання типу двигуна, який використовується у конкретний відрізок часу, режиму використання ведучих коліс (передньопривідний, задньопривідний або повнопривідний автомобіль), наприклад КЕУ повнопривідного автомобіля фірми "Nissan", що включає в себе ДВЗ як тепловий двигун (ТД), оборотну електричну машину (OEM), блок перетворення та накопичення електроенергії і трансмісію, що містить зчеплення, коробку передач і підключені до ТД і OEM ланки передачі потужності на передній і задній ведучі мости транспортного засобу [2]. Недоліками цього аналога є те, що передача потужності на ведучі колеса одного або двох ведучих мостів являє собою складний комплекс зв'язків, обумовлений поперечним розташуванням ТД і прийнятими схемами роздачі і підсумовування потужності, кінематичні ланки яких інтегровані одна в одну. При цьому не повністю вичерпані варіанти функціональних можливостей ТЗ, так, наприклад, неможливий варіант незалежного приводу переднього ведучого моста від OEM, а заднього ведучого моста від ТД. При приводі переднього моста від OEM кутовий редуктор в передньому ведучому мосту передає потужність в зворотному напрямку в порівнянні з роботою кутового редуктора при передачі потужності від ТД до заднього ведучого моста, тобто вузли передачі потужності працюють у несприятливих по навантаженню умовах. Найбільш близьким аналогом, вибраним як прототип, є КЕУ повнопривідного ТЗ [3], що містить тепловий двигун і оборотну електричну машину, блоки перетворення, накопичення електроенергії і трансмісію, що включає приймально-розподільчий пристрій для розподілу за ведучими мостами транспортного засобу роздільних або підсумованих потоків потужності теплового двигуна і оборотної електричної машини, що має корпус, вал привода заднього моста і вал привода переднього моста, розташовані в корпусі на різних осях, і передавальний механізм. Недоліками такої конструкції є: низька інтенсивність наростання крутного моменту та зміни тягової сили на колесах за величиною та напрямком за наявності складових механічного приводу на задній міст (карданна передача від приймально-розподільчого пристрою до редуктора заднього моста, головна передача, диференціал, півосі), що збільшує їх інерційні маси при розгоні ТЗ від енергії, що створена ТД та/або OEM, що призводить до підвищення втрат, збільшення енергії, яка витрачається на розгін та погіршує динаміку руху автомобіля. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення КЕУ повнопривідного ТЗ спрямована на підвищення динаміки руху ТЗ (інтенсивності наростання крутного моменту та швидкої зміни тягової сили на колесах за величиною та напрямком), зменшенні втрат енергії при розгоні та русі ТЗ. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій комбінованій енергетичній установці повнопривідного транспортного засобу, що містить тепловий двигун і оборотну електричну машину, блоки перетворення, накопичення електроенергії і трансмісію, згідно з корисною моделлю, у трансмісії відсутній задній (задні) міст (мости) та кінематичний привід (карданна передача) з ним (ними), встановлені оборотні електричні машини для приводу усіх коліс, а саме: коліс задньої (задніх) осі (осей) та приводу коліс передньої (передніх) осі (осей) з кінематичним приводом (карданною передачею) колісного (колісних) редуктора (редукторів), що має (мають) планетарний механізм. Технічний результат, що отримується від реалізації корисної моделі, полягає у збільшенні ККД трансмісії, підвищення інтенсивності наростання крутного моменту та швидка зміна тягової сили на колесах за величиною та напрямком, що дозволить швидко змінювати не тільки лінійну швидкість руху, а й виконувати різноманітні маневри (рух "крабом", розворот на місці, тощо); 1 UA 116670 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 забезпечення скритного (безшумного) режиму руху при використанні електричного приводу коліс від електричної енергії акумуляторних батарей при не працюючому ТД. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому наведено загальний вигляд схеми комбінованої енергетичної установки повнопривідного транспортного засобу. Пропонована комбінована енергетична установка повнопривідного транспортного засобу містить тепловий двигун 1, наприклад ДВЗ, зі зчепленням 2 і коробкою передач 3, з якої крутний момент передається через карданну передачу 4 до розподільчої коробки 5, в якій лінія передачі потужності може розділятись через карданну передачу 6 до редуктора приводу переднього моста 7, а далі на передні колеса 8 та на генератор 9, з нього через електричний сигнал до блока управління 10, з якого через електричний сигнал до акумуляторних батарей (АКБ) 11 та задніх 12 оборотних електричних машин приводу задніх коліс 13 й через електричний сигнал до передніх 14 оборотних електричних машин з них через карданну передачу 15 до колісних редукторів 16 з планетарним механізмом до передніх коліс 8. КЕУ повнопривідного транспортного засобу забезпечує наступні режими його роботи: 1. Рух з приводом тільки на передній міст: 1.1. від ТД; 1.2. від АКБ при непрацюючому ТД (безшумний режим руху); 1.3. спільно від ТД і АКБ; 1.4. при працюючому ТД з приводом тільки на генератор; 2. Рух з приводом тільки на задній міст: 2.1. від АКБ при непрацюючому ТД (безшумний режим руху); 2.2. при працюючому ТД з приводом тільки на генератор; 3. Рух з комбінованим приводом на два ведучих моста: 3.1. на передній міст від ТД та на задній міст від АКБ при непрацюючому ТД (безшумний режим руху); 3.2. на передній міст від АКБ при непрацюючому ТД (безшумний режим руху) та на задній міст від АКБ при непрацюючому ТД (безшумний режим руху); 3.3. на передній міст спільно від ТД і АКБ на задній міст від АКБ при непрацюючому ТД (безшумний режим руху). В режимі 1.1 рух транспортного засобу здійснюється за рахунок створення крутного моменту у ТД 1 та його передачі через зчеплення 2 на коробку передач 3, з неї через карданну передачу 4 на розподільчу коробку 5, з неї через карданну передачу 6 до редуктора приводу переднього мосту 7, а з нього на передні колеса 8. При цьому режимі руху АКБ 11 заряджається від генератора 9, задніх 12 та передніх 14 OEM. В режимі 1.2 (безшумний режим) при заряджених АКБ 11 рух транспортного засобу здійснюється за допомогою передніх 14 OEM через карданну передачу 15 до колісних редукторів 16 з планетарним механізмом до передніх коліс 8. В режимі 1.3 рух транспортного засобу здійснюється у поєднанні режимів 1.1 та 1.2. та може використовуватись при необхідності у підвищенні динаміки розгону. В режимі 1.4 рух транспортного засобу здійснюється за рахунок створеного крутного моменту на передніх 8 колесах від передніх 14 OEM при використанні електричної енергії в АКБ 11. В цьому режимі здійснюється накопичення електричної енергії в АКБ 11 при працюючому ТД 1, який передає крутний момент тільки на генератор 9 (без його передачі до редуктора переднього моста 7) через зчеплення 2, коробку передач 3, карданну передачу 4 та розподільчу коробку 5. В режимі 2.1 (безшумний рух) рух транспортного засобу буде здійснюватись при використанні електричної енергії, накопленої у АКБ 11 та перетвореної в задніх 12 OEM в механічну енергію з подальшим приводом задніх коліс 13. В режимі 2.2 рух транспортного засобу здійснюється за рахунок створеного крутного моменту на задніх 13 колесах від задніх 12 OEMпри використанні електричної енергії в АКБ 11. В цьому режимі здійснюється накопичення електричної енергії в АКБ 11 при працюючому ТД 1, який передає крутний момент тільки на генератор 9 (без його передачі до редуктора переднього моста 7) через зчеплення 2, коробку передач 3, карданну передачу 4 та розподільчу коробку 5. В режимі 3.1 рух транспортного засобу здійснюється у поєднанні режимів 1.1 та 2.1. В режимі 3.2 рух транспортного засобу здійснюється у поєднанні режимів 1.2 та 2.1. В режимі 3.3 рух транспортного засобу здійснюється у поєднанні режимів 1.3 та 2.1. Використання пропонованої комбінованої енергетичної установки повнопривідного транспортного засобу дозволяє збільшити ККД трансмісії, підвищити інтенсивність наростання крутного моменту та швидку зміну тягової сили на колесах за величиною та напрямком, забезпечити скритне (безшумне) пересування при використанні електричного приводу 2 UA 116670 U 5 10 15 переднього та/або заднього моста від електричної енергії акумуляторних батарей при непрацюючому тепловому двигуні. Технічний результат, досягнутий у результаті реалізації заявленого рішення, перебуває в причинно-наслідковому зв'язку за сукупністю ознак корисної моделі. Джерела інформації: 1. Канунников С.В. От сложного - к совершенному / За рулем. - 2005. - № 11. - С. 208. 2. Патент GB 2305643 Велика Британія. МПК В60К 17/04; В60К 23/08. Vehicle with hybrid internal combustion engine and electric motor drive / заявники: FUJI HEAVY IND LTD [IP]; винахідники: HIROISHI SHIOMI; KOMATSU KENZO; YAMADA TAKEMASA; MATSUI FUJIO; номер заявки: GB19960020256 19960927; заявл. 16.04.1997. 3. Патент RU 2312030, МПК В60К 6/04; В60К 17/34. Комбинированная энергетическая установка полноприводного транспортного средства / заявители: С.В. Бахмутов, А.В. Круташов, В.В. Селифонов, Е.В. Авруцкий, К.Е. Карпухин, Е.Е. Баулина; патентообладатель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет МАМИ; заявл. 29.12.2005; опубл. 2007 г., бюл. № 34). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Комбінована енергетична установка повнопривідного транспортного засобу, що містить тепловий двигун і оборотну електричну машину, блоки перетворення, накопичення електроенергії і трансмісію, яка відрізняється тим, що у трансмісії відсутній задній (задні) міст (мости) та кінематичний привід (карданна передача) з ним (ними), встановлені оборотні електричні машини для приводу усіх коліс, а саме: коліс задньої (задніх) осі (осей) та приводу коліс передньої (передніх) осі (осей) з кінематичним приводом (карданною передачею) колісного (колісних) редуктора (редукторів), що має (мають) планетарний механізм. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3