Альтернативне джерело електричної енергії автомобіля з двигуном шестеренного типу та гідроприводом

Реферат: Винахід належить до альтернативних джерел електричної енергії автомобіля. Альтернативне джерело електричної енергії містить двигун шестеренного типу та гідропривід. Також містить гідроциліндр, закріплений до несучої системи, біля кожного колеса, поршень зі штоком, закріпленим до маточини колеса або осі. Крім того, альтернативне джерело електричної енергії містить трубопроводи, золотникові пристрої, зубчасту передачу з муфтою вільного ходу, генератор струму. Технічний результат полягає у покращенні ефективності використання автомобіля. UA 112884 C2 (12) UA 112884 C2 UA 112884 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до альтернативних джерел енергії автомобіля. Аналогом може бути "Підвіска з зубчастим механізмом використання енергії переміщення підресореної та непідресореної мас автомобіля (причепа, напівпричепа)", патент на винахід № 106561 від 10.09.2014 р. Винахід спрямований покращити ефективність використання автомобіля за рахунок впровадження джерела електричної енергії з двигуном шестеренного типу та гідроприводом, які використовують під час руху енергію переміщення підресорних та непідресорених мас автомобіля. Новим у винаході є застосування двигуна шестеренного типу 15 (фіг. 1) з гідроприводом, гідроциліндрів 1, 3, 10, 12 (фіг. 1), трубопроводів 5, 8. 14, 20 (фіг. 1), золотникових пристроїв 16, 17, 18, 19 (фіг. 1), що дає можливість використання під час руху автомобіля енергії переміщення підресорених 2 (фіг. 1) і непідресорених мас 4, 9, 13, 21 (фіг. 1) одна відносно іншої та приводити в дію генератор струму 7 (фіг. 1). Під час руху автомобіля підресорені маси 2 (фіг. 1) постійно здійснюють вертикальне коливання відносно непідресорених мас 4, 9, 13, 21 (фіг.1), а непідресорені маси вертикально переміщуються, копіюючи профіль дороги. При цьому пружні елементи підвісок (ресори, пружини, торсіони, пневматичні елементи тощо) деформуються під дією підресорених та непідресорених мас автомобіля і сили, які пересувають ці маси автомобіля (причепа, напівпричепа) розсіюються при роботі гасильного пристрою підвіски (нагрівають оливу амортизатора), на нагрів елементів підвіски під час їх взаємного тертя. Ця енергія коливань підресорених та непідресорених мас автомобіля може бути використана у інших альтернативних джерелах енергії автомобіля. Широке впровадження та розвиток конструкцій гібридних автомобілів, жорсткі вимоги щодо підвищення рівня ефективності експлуатації автомобілів вимагає використання й енергії пересування підресорених та непідресорених мас автомобіля під час його руху. Суть винаходу. Пропонується встановлення між несучою системою 2 (фіг. 1) та непідресореними масами 4, 9, 13, 21 (фіг. 1) гідроциліндрів 1, 3, 10, 12 (фіг. 1), на несучій системі трубопроводів 5, 8, 14. 20 (фіг.1), золотникових пристроїв 16, 17, 18, 19 (фіг. 1), двигуна шестеренного типу 15 (фіг. 1), шестеренну передачу маховикового типу з муфтою вільного ходу 6 (фіг. 1), генератор струму 7 (фіг. 1), що дає можливість під час взаємного переміщення підресорених 2 (фіг. 1) та непідресорених мас 4, 9, 13, 21 (фіг. 1) одна відносно іншої приводити у дію двигун шестеренного типу 15 (фіг.1) та генератор струму 7 (фіг. 1). Задача винаходу - покращення ефективності роботи автомобіля за рахунок використання енергії переміщення підресорених та непідресорених мас та створення додаткових джерел електричної енергії. Суть винаходу пояснює креслення. 1. Загальна схема альтернативного джерела електричної енергії автомобіля з двигуном шестеренного типу та гідравлічним приводом наведена на фіг. 1. 2. На фіг. 1. у статичному стані автомобіля на горизонтальній площині (вигляд зверху) зображено альтернативне джерело електричної енергії автомобіля з двигуном шестеренного типу та гідравлічним приводом. Значення позначень фіг. 1: 1 - гідроциліндр лівий передній; 2 несуча система; 3 - гідроциліндр передній правий; 4 - маточина правого колеса; 5 трубопроводи правого переднього гідроциліндра 3; 6-шестірня (маховик) з муфтою вільного ходу; 7 - генератор струму; 8 - трубопроводи правого заднього гідроциліндра 10; 9 - маточина заднього правого колеса; 10 - гідроциліндр правий задній; 11 - дена шестірня приводу генератора; 12 - гідроциліндр задній лівий; 13 - маточина заднього лівого колеса; 14 трубопроводи лівого заднього гідроциліндра 12; 15 - двигун шестеренного типу; 16, 17, 18, 19 золотникові пристрої гідроприводів гідроциліндрів 1, 3, 10, 12; 20 - трубопроводи переднього лівого гідроциліндра 1; 21 - маточина переднього лівого колеса; 3. На фіг. 2 у статичному стані зображено двигун шестеренного типу з гідравлічним приводом (гідроциліндром 1, трубопроводами 20, золотниковим пристроєм 16), при відсутності переміщення поршня 23 відносно гідроциліндра 1. 4. На фіг. 3 зображено двигун шестеренного типу 15 з гідравлічним приводом (гідроциліндром 1, трубопроводами 20, золотниковим пристроєм 16), при переміщенні поршня 23 вверх та зменшенні відстані між несучою системою 2 і маточиною 21 переднього лівого колеса та збільшенні тиску оливи у надпоршневому об'ємі Б гідроциліндра 1. 5. На фіг. 4 зображено двигун шестеренного типу 15 з гідравлічним приводом (гідроциліндром 1, трубопроводами 20, золотниковим пристроєм 16), при переміщенні поршня 23 вниз та збільшенні відстані між несучою системою 2 і маточиною 21 переднього лівого колеса та збільшенні тиску оливи у піддпоршневому об'ємі А гідроциліндра 1. 1 UA 112884 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Значення позначень фіг. 2, 3, 4: 1 - гідроциліндр лівий передній; 2 - несуча система; 15 двигун шестеренного типу; 16 - золотниковий пристрій гідроприводу гідроциліндра 1; 20 трубопроводи переднього лівого гідроциліндра 1; 21 - маточина переднього лівого колеса; 22 шток поршня; А - підпоршневий об'єм гідроциліндра 1; 23 - поршень гідроциліндра 1; Б надпоршневий об'єм гідроциліндра; 24 - поршень золотника; 25 - пружина; 26 - трубопровод відведення оливи від двигуна шестеренного типу; В - область високого тиску оливи двигуна шестеренного типу; 27 - вал приводу шестірні (маховика) 6; 28 - шестірня вала 27; Г - область низького тиску оливи двигуна; 29 - вал шестерень 6, 30; 30 - шестірня двигуна шестеренного типу; 31 - трубопровід високого тиску подачі оливи від підпоршневого об'єму А гідроциліндра 1; 3 - трубопровід високого тиску подачі оливи від надпоршневого об'єму Б гідроциліндра 1; 33 пружина золотникового пристрою; Під час руху автомобіля по дорогах підресорені маси 2 (фіг. 2) постійно здійснюють вертикальне коливання та переміщення відносно непідресорених мас 4, 9, 13, 21 - (фіг. 2), а не підресорені маси пересуваються у вертикальному напряму, копіюючи профіль дороги. Встановлення між несучою системою 2 та маточинами коліс 4, 9, 13, 21 (фіг. 1) гідроциліндрів 1, 3, 10, 12 (фіг. 1), на несучій системі трубопроводів 5, 8, 14, 20 (фіг. 1), золотникових пристроїв 16, 17, 18, 19 (фіг. 1), двигуна шестеренного типу 15 (фіг. 1), шестеренної передачі маховикового типу з муфтою вільного ходу, генератора струму 7, дає можливість за рахунок взаємного переміщення підресорених 2 (фіг. 2) та непідресорених мас 4, 9, 13, 21 (фіг. 2) одна відносно іншої, приводити у дію двигун шестеренного типу 15 (фіг. 1) та генератор струму 7 (фіг. 1). Випадок № 1 - під час руху по рівній прямій поверхні дороги, відстань між несучою системою 2 (фіг. 2) та маточиною колеса 21 (фіг. 21) не змінюється, поршень гідроциліндра 23 (фіг. 2) не пересувається відносно гідроциліндра 1 (фіг. 2) і тиск оливи у надпоршневому об'ємі Б дорівнює тиску оливи у підпоршневому об'ємі А. Олива під тиском по трубопроводах 20 (фіг. 2) до золотникового пристрою 16 (фіг. 2) не подається. Пружини золотникового пристрою врівноважені, отвори трубопроводів 31, 32 (фіг. 2) закриті і двигун шестеренного типу 15 не передає крутний момент до генератора струму 7 (фіг. 1). Випадок № 2 - під час руху на поворотах та по не рівній поверхні дороги, при наїзді переднього лівого колеса на випуклу поверхню дороги (або опусканні підресореної маси під час коливань), маточина 21 переднього лівого колеса піднімаючись, заставляє поршень 23 гідроциліндра 1 (фіг. 2) рухатись вверх та стискати оливу у надпоршневому об'ємі Б. Олива під тиском переміщається по трубопроводу 20 (фіг. 2) тисне на поршень золотника 24 (фіг. 2) та, долаючи опір пружини 33, пересуває його і відкриває отвір трубопровода 32 подачі оливи під тиском до зубів двигуна 15, що примушує шестірня 28, 30 (фіг. 2) обертатися та приводити в дію, через шестерні 6, 11 (фіг. 1) генератор струму 7 (фіг. 1). Одночасно з подачею оливи до зубів шестерень 28, 30 двигуна 15 (фіг. 2), золотниковий пристрій відкриває отвір 20 відведення оливи до підпоршневого об'єму А гідроциліндра 1 (фіг. 2). Після зменшення тиску двигун може зупинятися, але генератор 7, за рахунок наявності шестірні (маховика) 6 (фіг. 1) з муфтою вільного ходу, продовжує працювати. Випадок № 3 - під час руху на поворотах та по нерівній поверхні дороги, при опусканні переднього лівого колеса на поверхні дороги (або піднятті підресореної маси під час коливань), маточина 21 переднього лівого колеса, опускаючись, заставляє поршень 23 гідроциліндра 1 (фіг. 2) рухатись вниз та стискати оливу у підпоршневому об'ємі А. Олива під тиском переміщається по трубопроводу 20 (фіг. 2) тисне на поршень золотника 24 (фіг. 2) та, долаючи опір пружини 25, пересуває його і відкриває отвір трубопровода 31 подачі оливи під тиском до зубів шестерень 28, 30 двигуна 15, що примушує шестерні 28, 30 (фіг. 2) обертатися та приводити в дію, через шестерні 6, 11 (фіг. 1) генератор струму 7 (фіг. 1). Одночасно з подачею оливи до зубів шестерень 28, 30 двигуна 15, золотниковий пристрій відкриває отвір 20 відведення оливи до надпоршневого об'єму Б гідроциліндра 1 (фіг. 2). Після зменшення тиску двигун може зупинятися, але генератор 7, за рахунок наявності шестерні (маховика) 6 (фіг. 1) з муфтою вільного ходу, продовжує працювати. При цьому ротор генератора 7 обертається у тому ж напряму, що і у випадку 2. Джерела інформації: 1. Автомобілі. Навчальний посібник. М.Ю. Основенко, В.П. Сахно.1992 р. 2. Автомобілі. Основи конструкції, теорія. Навчальний посібник. В.І. Сирота, В.П. Сахно. 2007 р. 3. Автомобиль. Анализ конструкции, елементы расчета. Учебник. В.В. Осепчугов, А.К.Фрумкин. Машиностроение. 1989. - 304 с. 2 UA 112884 C2 5 10 15 4. Автомобиль. Основы конструкции. Учебник. Н.Н. Вишняков и другие. 5. Автомобілі. Тягово-швидкісні властивості та паливна економічність: Навч. посібник. Сахно В.П., Безбородова Г.Б., Маяк М.М., Шарай СМ - К.: В-во "КВІЦ", 2004. - 174 с. 6. Автомобільні двигуни. Підручник. Ф.І. Абрамчук, Ю.Ф. Гутаревич, К.Є. Долганов, І.І. Тимченко В-во Арістей, 2006. - 476 с. 7. Гібридні автомобілі. Монографія. О.В. Баженов та інші. ХНАДУ, 2008. - 327 c. 8. Основи конструкції автомобілів. Навчальний посібник. В.І. Сирота. В-во Арістей, 2006. 280 с. 9. Основи конструкции автомобиля. Учебное пособие для ВУЗов. Иванов A.M., Солнцев А.И., Гаевский В.В. и др. изд. "За рульом", 2005, - 336 с. 10. Устройство автомобіля. Учебник. Михайловский У.В., Серебряков К.Б., Тур У.Я. М.; Машиностроение, 1987. - 352 с. 11. Програми самонавчання з вивчення конструкції та принципу дії елементів конструкції автомобіля. Примітка: Всі вище наведені джерела інформації не мають інформації про альтернативні джерела електричної енергії автомобіля з двигуном шестерневого типу та гідравлічним приводом. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 Альтернативне джерело електричної енергії автомобіля з двигуном шестеренного типу та гідроприводом характеризується тим, що включає гідроциліндри, закріплені до несучої системи, поршні зі штоками, які поділяють внутрішню частину гідроциліндрів на верхню та нижню порожнини й закріплені до непідресорених мас, трубопроводи, золотникові пристрої, двигун шестеренного типу, зубчасту передачу з муфтою вільного ходу, генератор струму, яке відрізняється тим, що додатково виконані два канали, причому верхній канал з′єднує верхню порожнину циліндра із верхньою порожниною золотникового пристрою та порожниною, в якій розташована верхня частина плунжера, а нижній канал з′єднує нижню порожнину циліндра із нижньою порожниною золотникового пристрою та порожниною, в якій розташована нижня частина плунжера, золотник має плунжер, який розташовано у середньому положенні за рахунок пружин, а середня порожнина золотникового пристрою з′єднана із нагнітальною порожниною двигуна шестеренного типу, крім того, є два канали, що з’єднують верхню та нижню порожнини золотникового пристрою із входом до двигуна шестеренного типу. 3 UA 112884 C2 4 UA 112884 C2 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5