Система для повітряного охолодження або нагрівання шин транспортного засобу

Реферат: Система повітряного охолодження або нагрівання шин транспортного засобу містить не менше як один пристрій подачі охолодженого/розігрітого повітря, який встановлений близько коліс транспортного засобу і призначений для створення спрямованого потоку повітря на протектор шин, з електроприводом, який підключений в бортову систему електроживлення транспортного засобу, не менше як один датчик температури навколишнього середовища та/або датчик температури шин транспортного засобу, які провідною або безпровідною мережею з'єднані з бортовою системою управління руху транспортного засобу. Як пристрій подачі охолодженого/розігрітого повітря використаний електровентилятор з електричною спіраллю, сопло якого встановлено в отворах колісної арки, причому потік повітря із зазначених сопел спрямований в радіальному напрямку до шини. UA 117192 U (12) UA 117192 U UA 117192 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до транспортного машинобудування, зокрема, до засобів для забезпечення охолодження або нагрівання шин транспортних засобів. Система призначена для контролю і підтримки оптимальної температури покришок, найбільш придатною для ідеального зчеплення з дорожнім полотном залежно від погодних умов і температури навколишнього середовища. З рівня техніки відомий комплекс для управління шинами колісних транспортних засобів і забезпечення оптимальних їх температур, шляхом рідинного охолодження, і тисків [Патент UA 101841, МПК B60C 23/04, B60C 23/18, B60C 23/20, опубл. 10.07.2014, Бюл. № 13], містить гідронасос з електроприводом, що підключений до ємності з охолоджуючою рідиною й до магістралі для охолоджуючої рідини, у яку вбудований нормально закритий електромагнітний клапан з додатковим виходом, а також уведені форсунки для охолодження автомобільних шин. Форсунки з'єднані магістраллю з додатковим виходом нормально закритого електромагнітного клапана, відкриття якого управляється граничним пристроєм, що включений в коло живлення електромагніта, який підключений до датчиків температури, які розташовані у зоні боковини шини на границі з біговою доріжкою, а також з'єднаний із джерелом живлення за допомогою вимикача, що має керування від електромагніта. Додатково введено генератор холоду для охолодження робочої рідини, приєднаний після ємності з охолоджуючою рідинною магістраллю. Дане технічне рішення є складними для інтеграції в систему транспортного засобу, дорогими в експлуатації і обслуговуванні. Також описаний спосіб рідинного охолодження шин не дозволяє швидко провести подачу на бічну поверхню шини охолоджуючої рідини. Відомий пристрій охолодження холодоагентом пневматичної шини транспортного засобу [Патент RU 2335412 C1, МПК B60C 23/19, опубл. 10.10.2008 р]. Пристрій охолодження холодоагентом пневматичної шини містить цапфу колеса, внутрішнє ущільнення на цапфі, повітряний ресивер. У пристрій додатково введено трубопровід, обладнаний клапаном і з'єднуючий пневматичну шину з внутрішнім ущільненням на цапфі колеса. Трубопровід має прохідний переріз, який дозволяє здійснити подачу стисненого повітря за короткий проміжок часу в умовах, близьких до адіабатного розширення. При цьому внутрішнє ущільнення на цапфі колеса з'єднане з повітряним ресивером через цапфу і магістраль, в яку вбудований електромагнітний клапан, з'єднаний з джерелом живлення через блок управління, до якого підключений датчик температури в шині. Крім цього шина забезпечена запобіжним клапаном. Недоліком даної конструкції є її складність і необхідність використання спеціального холодоагенту. Близьким за технічним рішенням до заявленої корисної моделі є транспортний засіб [Патент RU 2523881, МПК B60C 23/18, опубл. 27.07.2014 р.], забезпечений пневматичними шинами, де на зовнішній поверхні щонайменше однієї з боковин кожної пневматичної шини сформовані поглиблення, і транспортний засіб включає пристрій охолодження, який випускає газ для охолодження зовні пневматичних шин. В даному транспортному засобі пристрій охолодження включає повітропровід, і повітропровід на одному кінці забезпечений отвором для відбору повітря, в який надходить повітря, а на іншому кінці - випускним отвором, з якого повітря виходить у напрямку до пневматичної шини. А для зниження температури газу (повітря), використовують теплообмінник, а саме проміжний охолоджувач, який встановлюють в будьякому місці повітропроводу. Недоліком даного технічного рішення є обов'язкова наявність на зовнішній поверхні шини спеціальних поглиблень або утворення боковин з використанням гуми з хорошою теплопровідністю. Крім того, для охолодження повітря необхідний досить довгий повітропровід, який розташований під днищем кузова автомобіля, і обов'язкова наявність теплообмінника, а такі конструктивні особливості є складними для інтеграції в систему транспортного засобу, дорогими в експлуатації і обслуговуванні. Найближчим аналогом корисної моделі є пристрій охолодження для транспортного засобу з пневматичними шинами, який подає текуче середовище для охолодження пневматичної шини зовні шини, щонайменше коли тиск повітря пневматичної шини знижується [Патент RU 2501666, МПК B60C 23/18, опубл. 20.12.2013 р.]. Зазначене текуче середовище собою газ, який подають на ділянку боковини та/або ділянку протектора пневматичної шини, причому зазначений газ подають на ділянку боковини та/або ділянку протектора, розташованого з внутрішньої сторони від екватора шини щодо транспортного засобу. Зазначений газ являє собою повітря, а вказаний пристрій охолодження включає трубку, забезпечену з одного кінця повітрозабірним отвором для всмоктування повітря, а з іншого кінця соплом для подачі повітря до пневматичної шині. Недоліками найближчого аналога є те, що: - пристрій охолодження виконано у вигляді трубки, яка розміщена на днищі кузова транспортного засобу, і для забезпечення подачі повітря до коліс дана трубка розгалужується на чотири трубки, які проходять біля відповідних чотирьох коліс транспортного засобу, а такі 1 UA 117192 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 конструктивні особливості є складними для інтеграції в систему транспортного засобу, дорогими в експлуатації і обслуговуванні і також збільшують масу транспортного засобу; - для зниження температури повітря в трубках необхідно теплообмінне обладнання, що також ускладнює реалізацію даного рішення на практиці; - використання тільки одного сопла для подачі рідини, яке закріплене в напрямку вниз від отвору на надколісній дузі автомобіля транспортного засобу, не може забезпечити високу швидкість охолодження шин транспортного засобу. Задачею корисної моделі є удосконалення системи повітряного охолодження або нагрівання шин транспортного засобу, в якій за рахунок використання автономних пристроїв подачі охолодженого/розігрітого повітря, сопла яких встановлено в отворах в колісної арці, причому потік повітря з яких направлено в радіальному напрямку до шини, забезпечується збільшення швидкості охолодження/нагрівання поверхні шини, що також дозволяє підвищити довговічність шини та безпеку руху без ускладнення системи транспортного засобу і збільшення його маси. Поставлена задача вирішується тим, що запропонована система повітряного охолодження або нагрівання шин транспортного засобу, що містить не менше як один пристрій подачі охолодженого/розігрітого повітря, який встановлений близько коліс транспортного засобу і призначене для створення спрямованого потоку повітря на протектор шин, з електроприводом, який підключений в бортову систему електроживлення транспортного засобу, не менше як один датчик температури навколишнього середовища та/або датчик температури шин транспортного засобу, які провідною або безпровідною мережею з'єднані з бортовою системою управління руху транспортного засобу, згідно з корисною моделлю, як пристрій подачі охолодженого/розігрітого повітря використаний електровентилятор з електричною спіраллю, сопло якого встановлено в отворах колісної арки, причому потік повітря із зазначених сопел спрямований в радіальному напрямку до шини. Згідно з корисною моделлю, сопло пристрою подачі охолодженого/розігрітого повітря за допомогою магістралі подачі повітря з'єднано з форсунками, які встановленими в отворах колісної арки. Запропонована корисна модель пояснюється кресленнями, де на Фіг. 1 показано функціональну схему системи повітряного охолодження або нагрівання шин транспортного засобів, на Фіг. 2 схематично зображено транспортний засіб оснащений запропонованою системою, на Фіг. 3 і Фіг. 4 схематично показані варіанти виконання запропонованої системи. Система повітряного охолодження або нагрівання шин транспортного засобу 1 (далі по тексту ТЗ 1), як показано на Фіг. 1-4, містить не менше один пристрій подачі охолодженого/розігрітого повітря, прикріплений в колісній арці 2 коліс 3. Як такий пристрій подачі охолодженого/розігрітого повітря використаний електровентилятор 4 з електричною спіраллю 5. Сопло 6, призначене для направленої подачі потоку повітря 7 електровентилятора 4, встановлено в отворі 8 в колісній арці 2. Сопла 6 встановлені в отворах 8 в колісні арці 2 таким чином, щоб потік повітря 7 із зазначених сопел був направлений в радіальному напрямку до шини. Електровентилятори 4 з електричними спіралями 5 можуть бути прикріплені на арці колеса 2 кріпильними болтами. Електропривод 9 підключений в бортову систему електроживлення транспортного засобу, наприклад до акумуляторної батареї 10, при цьому системи електроживлення електровентиляторів 4 і електричних спіралей 5 можуть бути або об'єднані, або розділені. Включення електровентиляторів 4 і електричних спіралей 5 може здійснюватися за допомогою відомих в автомобілебудуванні методів і засобів або безпосередньо водієм (наприклад, за допомогою кнопки), або за сигналом відомої в даній області бортової системи управління руху ТЗ. При використанні розділених систем електроживлення електровентиляторів 4 і електричних спіралей 5, здійснюється можливість подавати на поверхню шин 14 потік холодного повітря (у випадку, коли включені тільки електровентилятори 4), або гарячого повітря (у випадку, коли включені і електровентилятори 4, і електричні спіралі 5). У запропонованій системі використовують не менше один датчик температури навколишнього середовища 11 та/або датчик температури шини 12. Зазначені датчики призначені для визначення температури за бортом ТЗ 1 або ж температури шин і передачі даних на бортову систему управління руху 13 ТЗ 1 за допомогою дротового або бездротового зв'язку. Наприклад, датчик температури 11 може бути прикріплений будь-яким відомим методом на кузові ТЗ 1, а датчик температури 12 може бути прикріплений до ведучого колеса у внутрішньому просторі шини 14 або може бути використано кілька таких датчиків прикріплених до всіх шин 14. У різних варіантах (як показано на Фіг. 1-4) запропонована система працює таким чином. 2 UA 117192 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 У запропонованому технічному рішенні можуть бути два основні режими роботи системи. При першому режимі електровентилятори 4 включені, а нагрівальні елементи - електричні спіралі 5 вимкнені; це режим роботи тільки вентилятора для охолодження поверхні протектора шини 14. При другому режимі включені як електровентилятори 4, так і нагрівальні елементи електричні спіралі 5; в цьому випадку на поверхню протектора шини 14 подається гаряче повітря. Кількість режимів може бути змінено виробником. У процесі руху ТЗ температура шин 14 змінюється, а датчик температури 12 постійно фіксує зміну температури шини, і передає сигнал 18 по бездротовій мережі або по електропроводам в бортову систему управління руху 13, де вказаний сигнал обробляється, наприклад визначеним 0 мікроконтролером. При досягненні шинами 14 критичної температури, наприклад вище 100 С, мікроконтролер дає команду на подачу електричного струму на електровентилятори 4. Після включення електровентиляторів 4, потік повітря 7 через сопла 6 подається на протектор шин 14 і охолоджує їх. Відбувається зниження температури шини 14 колеса 3. Так як інформація про зміну температури протектора шин 14 постійно передається датчиком 12 в бортову систему управління руху 13, то при зменшенні температури шин до допустимого (або заздалегідь визначеного) значення мікроконтролер дає сигнал на розрив ланцюга акумуляторна батарея 10 і електровентиляторів 4 і система повітряного охолодження шин вимикається. У зимовий період запропоновану систему використовують, щоб справитися з обмерзанням і уникнути падіння тиску в колесах при холодній погоді. У такому варіанті: при досягненні шинами 14 критичної температури, мікроконтролер дає команду на подачу електричного струму на електровентилятори 4 і електричні спіралі 5. Нагрітий потік повітря 7 через сопла 6 подається на протектор шин 14 і нагріває їх. Відбувається підвищення температури шини 14 колеса 3. Так як інформація про зміну температури протектора шин 14 постійно передається датчиком 12 в бортову систему управління руху 13, то при нагріванні температури шин до допустимого (або заздалегідь визначеного) значення мікроконтролер дає сигнал на розрив ланцюга акумуляторна батарея 10 електровентилятори 4 і електричні спіралі 5, і система повітряного охолодження шин вимикається. На Фіг. 3 показано, що в даному технічному рішенні використовується три електровентилятора 4 з електричними спіралями 5. Така конструктивна особливість забезпечує одночасну подачу потоку (холодного/гарячого) повітря 7 з трьох сопел 6, і за рахунок цього протектор шини 14 охолоджується/нагрівається в три рази швидше, ніж в описаних аналогах. На Фіг. 4 показано, що у варіанті даного технічного рішення використовується один електровентилятор 4 з електричною спіраллю 5, який розміщений в центральній верхній точці колісної арки 2. Сопло 6 електровентилятора 4 за допомогою магістралі 15 подачі повітря (наприклад, трубопроводу) з'єднане з форсунками 16, встановленими в отворах 8 колісної арки 2. При включенні електроприводу 9, потік повітря буде виходити і з сопла 6 і з форсунок 16, що забезпечує одночасну подачу потоку (холодного/гарячого) повітря 7 з трьох точок, і за рахунок цього протектор шини 14 охолоджується/нагрівається в три рази швидше, ніж в описаних аналогах. В системі управління і контролю руху транспортного засобу можуть бути передбачені індикатори температури повітря, яке подається. Температура і інтенсивність потоку повітря, що подається, може регулюватися автоматично або за допомогою механічного перемикача. У деяких випадках можливе ступінчасте регулювання температури повітря, що подається, і наявність перемикача потужності (на розсуд виробника транспортного засобу). Основними перевагами запропонованої корисної моделі є: - наявність трьох потоків повітря (холодного або гарячого), спрямованих на протектор шин, що забезпечує збільшення швидкості охолодження/нагрівання поверхні протектора шини; - можливість працювати в двох режимах: в режимі охолодження (при не включеною електричною спіраллю) і в режимі нагрівання (з включеною електричною спіраллю); - використання повітря для створення середовища охолодження/нагрівання поверхні протектора шини; - простота інтеграції в систему транспортного засобу, що не вимагає ускладнення системи транспортного засобу і збільшення його маси. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Система для повітряного охолодження або нагрівання шин транспортного засобу, що містить не менше як один пристрій подачі охолодженого/розігрітого повітря, який встановлений близько коліс транспортного засобу і призначений для створення спрямованого потоку повітря на протектор шин, з електроприводом, який підключений в бортову систему електроживлення 3 UA 117192 U 5 транспортного засобу, не менше як один датчик температури навколишнього середовища та/або датчик температури шин транспортного засобу, які провідною або безпровідною мережею з'єднані з бортовою системою управління руху транспортного засобу, яка відрізняється тим, що як пристрій подачі охолодженого/розігрітого повітря використаний електровентилятор з електричною спіраллю, сопло якого встановлено в отворах колісної арки, причому потік повітря із зазначених сопел спрямований в радіальному напрямку до шини. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що сопло пристрою подачі охолодженого/розігрітого повітря за допомогою магістралі подачі повітря з'єднано з форсунками, які встановлені в отворах колісної арки. 4 UA 117192 U Комп’ютерна верстка М. Мацело 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 5