Устройство для рекуперации кинетической энергии торможения движущегося транспортного средства

Изобретение относится к транспортному машиностроению и, в частности, к тормозной системе колесных и гусеничных транспортных средств. Устройство содержит главный тормозной гидроцилиндр, трубопроводы, рабочую тормозную жидкость и обратный клапан. На первичном валу коробки передач жестко закреплен ротор гидродвигателя, а на вторичном валу коробки передач жестко закреплена шестерня привода, установленная с возможностью передачи вращения от ведущих колес дифференциальному механизму. Устройство также содержит насосы малой и большой подачи рабочей жидкости, гидрокамеру с диафрагмой, взаимодействующей с плунжером золотника гидрокамеры. При перекрытии плунжером золотника педали гидротормоза и плунжером золотника гидрокамеры в нагнетательной полости насоса малой подачи рабочей жидкости соединяется нагнетательная полость насоса большой подачи рабочей жидкости через обратный клапан с гидроаккумулятором рабочей жидкости. Педаль гидротормоза соединена со штифтом, свободно перемещающимся до точки опоры в сквозном эллипсной формы отверстии тяги, приводящей в возвратно-поступательное движение плунжер золотника педали гидротормоза. Педаль управления открытием дроссельной заслонки карбюратора соединена со штифтом, свободно перемещающимся до точки опоры в сквозном эллипсной формы отверстии тяги, приводящей в возвратно-поступательное движение плунжер золотника управления, обеспечивающего соединение через гидрокран при включенной в коробке передач одной из передач ротора гидродвигателя с рабочей жидкостью, находящейся в гидроаккумуляторе. Реле давления срабатывает при наличии только заданного давления рабочей жидкости в гидроаккумуляторе. Достигается повышение экономии топлива и снижение износа деталей транспортного средства в процессе эксплуатации. 7 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и, в частности, к тормозной системе колесных и гусеничных транспортных средств. Известны конструкции тормозной системы на автомобилях (А.с. 1556976, Бюл. №14, опуб. 15.04.90), использующие принцип авторотации двух вращающихся соосных воздушных винтов с противоположно направленными вращениями, содержащие корпус, трубопроводы, клапана, блок управления.

Недостаток - эффективность торможения автомобиля зависит от габаритных размеров воздушных винтов, скорости движения автомобиля.

Наиболее близким аналогом является конструкция тормозной системы автомобиля (Михайловский Е.В. Устройство автомобиля. М.: Машиностроение. 1961, стр.290, стр.203), содержащая главный тормозной цилиндр, гидропровода высокого давления, тормозные механизмы.

Недостаток - на работу гидровакуумного усилителя тормозов расходуется тяговым двигателем топливо, нет узлов для рекуперации кинетической энергии от торможения движущегося автомобиля.

Целью изобретения является повышение экономии топлива и снижение износа деталей автомобиля в процессе трогания с места, разгона транспортного средства, торможения, а также уменьшение загрязнения окружающей среды отработавшими газами двигателя.

Указанная цель достигается за счет того, что в устройстве, состоящем из корпуса, главного тормозного цилиндра, трубопроводов, рабочей тормозной жидкости, обратного клапана, на первичном валу коробки передач жестко закреплен ротор гидродвигателя, а на вторичном валу коробки передач жестко закреплена шестерня привода через дифференциальный механизм насосов малой и большой подачи рабочей жидкости, причем педаль гидротормоза соединена со штифтом, свободно перемещающимся до точки опоры в сквозном эллипсной формы отверстии (окне) тяги, приводящей в возвратно-поступательное движение плунжер золотника педали гидротормоза, имеющего сквозное эллипсной формы отверстие, ось которого перпендикулярна продольной оси плунжера, а также с гидрокамерой, диафрагма которой через шток приводит в возвратно-поступательное движение плунжер золотника гидрокамеры таким образом, что при перекрытии плунжером золотника педали тормоза и плунжером золотника гидрокамеры в нагнетательной полости насоса малой подачи приводит к соединению нагнетательной полости насоса большой подачи через обратный клапан с гидроаккумулятором рабочей жидкостью, педаль управления открытием дроссельной заслонки карбюратора соединена с штифтом, свободно перемещающимся до точки опоры в сквозном эллипсной формы отверстии (окне) тяги, приводящей в возвратно-поступательное движение плунжер золотника управления, имеющего сквозное отверстие, перпендикулярное продольной оси плунжера, и обеспечивающего соединение через гидрокран при включенной в коробке передач одной из передач ротора гидродвигателя с рабочей жидкостью, находящейся в гидроаккумуляторе, причем реле давления срабатывает при наличии только заданного давления рабочей жидкости в гидроаккумуляторе.

Технический результат изобретения достигается за счет:

- рекуперации кинетической энергии торможения движущегося транспортного средства и аккумулирования ее в виде рабочей жидкости под избыточным давлением в гидроаккумуляторе.

- Расходования из гидроаккумулятора рабочей жидкости на работу гидродвигателя, вращающего ведущие колеса при трогании автомобиля с места и в процессе движения без сжигания тяговым двигателем топлива.

- Уменьшения загрязнения окружающей среды отработавшими газами.

- Увеличения срока службы деталей д.в.с. и трансмиссии автомобиля.

На фиг.1 - схема жесткого соединения ротора гидродвигателя с первичным валом коробки передач, фиг.2 - схема соединения (контакта) ведущих колес с ведущими шестернями насосов большой и малой подачи, фиг.3 - схема тормозного колесного механизма, фиг.4 - схема контакта ведущего колеса с проезжей частью дороги, фиг.5 - схема местонахождения рычага стояночного тормоза, фиг.6 - кинематическая связь педали тормоза с гидросистемой, фиг.7 - кинематическая связь педали управления подачей топлива в д.в.с. с гидроприводом тормозов.

Устройство состоит из первичного вала 1 коробки передач 2 транспортного средства, ротора 3 гидродвигателя 4, предназначенного для вращения ведущих колес 36, вторичного вала 5 коробки передач, шестерни 6, жестко закрепленной на вторичном валу и предназначенной для передачи вращения от ведущих колес дифференциальному механизму 7, насоса 8 малой подачи для торможения сателлита 44, насоса 9 большой подачи для заполнения рабочей жидкостью 10 (например, моторным маслом М 8 Г2к) под избыточным давлением гидроаккумулятора 25, педали 11 гидротормоза, штифта 12, точки упора 13, окна 14 для перемещения штифта, тяги 15 для сжатия пружины 68 и сообщения возвратно-поступательного движения плунжеру 16 педали гидротормоза, золотника 17 гидротормоза, отверстия 18, соединяющего нагнетательную полость насоса малой подачи с трубопроводом 72, гидрокамеры 19 с диафрагмой 20 и штоком 21 для сообщения возвратно-поступательного движения плунжеру 22 гидрокамеры, предохранительного клапана 26 гидроаккумулятора, золотника 23 гидрокамеры для соединения нагнетательной полости насоса 8 с его всасывающей полостью и воздухоочистителя 70 с трубопроводом 71, обратного клапана 24, педали 27 управления открытием дроссельной заслонки в карбюраторе, штифта 28, точки 29 упора, отверстия 30 для перемещения штифта 28, тяги 31 для привода дроссельной заслонки, плунжера 32 золотника 33 для соединения через отверстие 34, золотник 59, трубопровод 62 гидрокрана 49 с гидроаккумулятором, карданного вала 37, ведущего вала 38 насоса 8, ведущего вала 39 насоса 9, рабочего цилиндра 40 гидротормоза, трубопровода 41 высокого давления тормозной жидкости, зазора 42, внутренней поверхности 43 тормозного барабана, шестерни 45, указателя 46 движения рабочей жидкости, пружины 48, рычага 50 переключения передач, нейтрального 51 положение рычага 50, первой передачи 52, второй 53, третьей 54, четвертой 55 и т.д., плунжера 57 для соединения через отверстие 58 золотника 59 гидроаккумулятора 25 с гидрокраном 49, точки 60 контакта колеса с проезжей частью дороги 61, рычага 63 управления ручным тормозом, тяги 64, нерабочего 65 и рабочего 66 местонахождений рычага, главного тормозного цилиндра 67, сливного клапана 69, емкости 73, всасывающего трубопровода 74, трубопроводов 76 и 75, сквозного отверстия 35.

Работа устройства. Транспортное средство не движется. В гидроаккумуляторе 25 рабочая жидкость 10 отсутствует, а в емкости 73 находится весь объем рабочей жидкости 10. Рычаг 63 находится в положении 66. Гидрокран перекрыл связь между аккумулятором 25 и гидродвигателем 4.

Запустили карбюраторный д.в.с., который работает в режиме холостого хода. Действуя усилием от ноги водителя на педаль 27 синхронно:

- сжимаем пружину 48, перемещаем плунжер 32 золотника 33; штифт 28 перемещается в окне 30, не влияя на режим холостого хода д.в.с. до тех пор, пока не соприкоснется с точкой 29. К этому моменту окно 34 совпадет с проходным сечением в трубопроводах, подсоединенных к золотнику 33. Выключают сцепление. Включают первую 52 передачу. Перемещают рычаг 63 в положение 65, а через тягу 64 открывают гидрокран 19. Включают сцепление. Из-за отсутствия надобности в процессе движения тормозной системой не пользуются.

Вращаются: шестерня 6 и дифференциальный механизм 7, сателлиты 45 и 44, ведущий вал 38 насоса 8. Однако насос 8 рабочую жидкость 10 не подает, так как с воздухоочистителя 70 поступает воздух через отверстие 35, трубопровод 75 во всасывающую полость насоса 8 и, пройдя в нагнетательную полость по трубопроводу 72, поступает в атмосферу.

Синхронно шестерня 45 дифференциального механизма 7 вращается, но в противоположную сторону относительно шестерни 44. Через ведущий вал 39 вращаются шестерни в насосе 9. Воздух из воздухоочистителя 70 через отверстие 35, воздухопровод 71 поступает в нагнетательную полость наноса 16 и далее во всасывающий трубопровод 74.

Движение транспортного средства сопровождается торможением. Уменьшают до нуля усилие на педаль 27 и синхронно воздействуют на педаль 11. Штифт 12, перемещаясь в окне 14, через тягу 15 сжимает пружину 68, перемещает плунжер 16 и окно 18, отключив таким образом нагнетательную полость насоса 8 от трубопровода 72. Одновременно от перемещения тяг 41 работает главный тормозной цилиндр 67. Тормозная жидкость по трубопроводу 41 поступает в рабочие тормозные цилиндры 40, компенсируется зазор 42, происходит процесс торможения.

Одновременно деформируется диафрагма 20 и перемещает плунжер 22, из-за чего перекроется доступ воздуха в трубопроводы 75 и 71 от воздухоочистителя 70.

С этого момента из емкости 73 рабочая жидкость 10 через трубопровод 74 поступит во всасывающую полость насосов 8 и 9, работающих за счет вращения: ведущих колес 36, карданного вала 37, вторичного вала 5, шестерни 6, деталей дифференциального механизма 7, причем данное вращение происходит за счет кинетической энергии процесса торможения транспортного средства. Так как из нагнетательной полости насоса 8 малой подачи рабочей жидкости 10 деваться некуда, ведущий вал 38 и шестерня 44 автоматически перестанут вращаться.

С этого момента шестерня 45 и ведущий вал 39 автоматически начнут вращаться в два раза быстрее, следуя закону теоретической механики (Лызо Г.П. Тракторы, автомобили, двигатели. М.: Высшая школа. 1968, стр.282), насос 9 через обратный клапан 21 интенсивно начнет заполнять гидроаккумулятор 25 рабочей жидкостью 10 под избыточным давлением.

Расход кинетической энергии процесса торможения на работу насоса 9 сопровождается уменьшением износа внутренней 43 поверхности тормозного барабана и накладок колодок тормозного механизма.

Транспортное средство прекратило движение. Усилие на педаль 11 отсутствует. Она возвратилась в исходное положение, а вместе с ней выпрямилась пружина 68, возвратился плунжер 16 золотника 17. Произошел спад давления в трубопроводе 41, из-за чего плунжер 22 возвратился в исходное положение. Рычаг 63 переводят в рабочее 66 положение. Гидрокран 19 закрыт.

Трогание с места и движение транспортного средства при наличии в гидроаккумуляторе 25 рабочей жидкости. Запускают д.в.с. Медленно включают сцепление, увеличивая синхронно усилие на педаль 27, перемещая плунжер 32. Таким образом постепенно начинают соединять через отверстие 34 гидроаккумулятор 25 с ротором 3 гидродвигателя 4, который вращает первичный вал 1, вторичный вал 5, карданный вал 37, колеса 36.

Процесс движения происходит без расходования топлива д.в.с.

Конструкция позволяет при увеличении усилия на педаль до такой степени, что штифт 30 мгновенно соприкоснется с упором 29, вращение на колеса 36 будет передаваться синхронно как от д.в.с., так и от гидродвигателя 4. Причем при отсутствии рабочей жидкости в гидроаккумуляторе 25 не препятствует движению транспортного средства только с работающим д.в.с.

Устройство для рекуперации кинетической энергии торможения движущегося транспортного средства, содержащее главный тормозной гидроцилиндр, трубопроводы, рабочую тормозную жидкость и обратный клапан, отличающееся тем, что на первичном валу коробки передач жестко закреплен ротор гидродвигателя, а на вторичном валу коробки передач жестко закреплена шестерня привода, установленная с возможностью передачи вращения от ведущих колес дифференциальному механизму, устройство для рекуперации также содержит насосы малой и большой подачи рабочей жидкости, гидрокамеру, диафрагма которой через шток приводит в возвратно-поступательное движение плунжер золотника гидрокамеры таким образом, что при перекрытии плунжером золотника педали гидротормоза и плунжером золотника гидрокамеры в нагнетательной полости насоса малой подачи рабочей жидкости соединяется нагнетательная полость насоса большой подачи рабочей жидкости через обратный клапан с гидроаккумулятором рабочей жидкости, педаль гидротормоза соединена со штифтом, свободно перемещающимся до точки опоры в сквозном эллипсной формы отверстии тяги, приводящей в возвратно-поступательное движение плунжер золотника педали гидротормоза, имеющего сквозное эллипсной формы отверстие, ось которого перпендикулярна продольной оси плунжера, педаль управления открытием дроссельной заслонки карбюратора соединена со штифтом, свободно перемещающимся до точки опоры в сквозном эллипсной формы отверстии тяги, приводящей в возвратно-поступательное движение плунжер золотника управления, имеющего сквозное отверстие, перпендикулярное продольной оси плунжера, и обеспечивающего соединение через гидрокран при включенной в коробке передач одной из передач ротора гидродвигателя с рабочей жидкостью, находящейся в гидроаккумуляторе, а реле давления срабатывает при наличии только заданного давления рабочей жидкости в гидроаккумуляторе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам управления транспортными средствами с электроприводом. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для аккумулирования энергии при торможении транспортного средства (ТС) с последующим ее возвратом для разгона ТС.

Изобретение относится к средствам рекуперации энергии торможения и колебаний подвески посредством пневмогидравлического аккумулятора. .

Изобретение относится к накопителю механической энергии для использования в приводах транспортных средств. Накопитель включает вал, на котором жестко закреплено четырехлучевое водило и установлены центральная шестерня с возможностью поворота вокруг вала и обгонная муфта для обеспечения одностороннего вращения центральной шестерни. На концах четырехлучевого водила закреплены оси, на которых установлены с возможностью вращения шестерни-сателлиты, находящиеся в зацеплении с центральной шестерней. Шестерни-сателлиты установлены на осях с образованием полостей, в которых размещены накопители потенциальной энергии, выполненные в виде пружин кручения, навитых вокруг осей и прикрепленных своими концами к осям и шестерням-сателлитам. Вал установлен с возможностью осевого перемещения. На одном его конце установлена двухсторонняя электромагнитная фрикционная муфта, состоящая из обоймы с площадками под контакт и двух полумуфт: одна полумуфта жестко соединена с валом, а другая - с центральной шестерней. Рабочие поверхности полумуфт содержат электромагнитные катушки и установлены с возможностью контактирования с площадкой. Обойма соединена с валом отбора мощности. На другом конце вала установлена фрикционная муфта для периодической остановки вращения вала и пружины сжатия, обеспечивающие нейтральное положение вала. Достигается уменьшение расхода топлива транспортного средства. 6 ил.

Изобретение относится к устройству для преобразования тепловой энергии в механическую энергию в транспортном средстве (1). Устройство содержит рабочую среду, которая превращается в пар с помощью источника (3) тепла в транспортном средстве (1) и после этого расширяется посредством турбины (13), при этом генерируется механическая энергия. Устройство содержит блок (31) управления, приспособленный для приема информации, которая указывает, когда транспортное средство (1) нужно тормозить и, когда это имеет место, приспособленное для подключения системы (21, 39) охлаждения транспортного средства к силовой передаче (2, 5-9) транспортного средства, при этом система (21, 39) охлаждения охлаждает хладагент до низкой температуры. Блок (31) управления приспособлен для приема информации, которая указывает, когда транспортное средство (1) требует дополнительной движущей силы и, когда это имеет место, приспособлен для использования охлажденного хладагента. Достигается эффективное преобразование тепловой энергии в механическую в транспортном средстве. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гибридному приводу. Гибридный привод для транспортного средства включает в себя первичное устройство энергоснабжения с главной передачей и передачей отбора мощности, которая включает в себя передачу посредством кулачкового вала и вторичное устройство энергоснабжения и преобразования энергии. Вторичное устройство соединено с одной передачей отбора мощности для передачи вторичному устройству предназначенную для преобразования энергию через одну передачу отбора мощности и для передачи трансмиссии транспортного средства преобразованную энергию из вторичного устройства через одну передачу отбора мощности. Достигается экономичность при сравнимом коэффициенте использования мощности. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к управлению приводом транспортного средства. Способ управления системой тяги транспортного средства, включающего движительную систему с механическим приводом от двигателя внутреннего сгорания и вторую движительную систему с гидравлическим насосом, включает определение и передачу в блок управления в автоматическом режиме сигнала о состоянии трогания с места и обеспечение тяги от второй движительной системы в ответ на состояние трогания с места. Затем управляют в ручном режиме крутящим моментом от первой движительной системы и управление в автоматическом режиме второй движительной системой с помощью блока управления. Вторая движительная система содержит два гидравлических двигателя колес, соединенных параллельно и установленных на соответствующих передних управляемых колесах. Изобретение также относится к соответствующей системе тяги и тяжелому транспортному средству с системой тяги. Улучшаются характеристики трогания с места. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электромашиностроению, и может быть использовано при изготовлении транспортных средств, станков или устройств бытовой техники

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано на электроподвижном составе, получающем питание от контактной сети однофазного переменного тока. Технический результат заключается в повышении коэффициента мощности инвертора. В способе управления зависимым инвертором однофазного переменного тока при указанном в материалах заявки управлении вентилями анодной и катодной групп моста зависимого инвертора в первом и втором полупериодах импульсов управления с регулируемы углом βрег и нерегулируемым углом β в соответствующих зонах регулирования дополнительно подают на всех зонах регулирования, кроме первой, в первом полупериоде напряжения импульсов управления с нерегулируемым углом β на управляемый вентиль катодной группы средней цепочки предыдущей зоны, а во втором полупериоде - на управляемый вентиль анодной группы средней цепочки предыдущей зоны. Импульсы управления с нерегулируемым углом β, подаваемые в каждом полупериоде на одну соответствующую пару управляемых вентилей крайних цепочек соответствующих зон, подают с задержкой по времени относительно нерегулируемого угла β на величину угла отпирания γ1 соответствующего управляемого вентиля средней цепочки предыдущей зоны. 4 ил.

Изобретение относится к электроэнергетическим системам судов. Способ управления торможением и реверсом гребных электродвигателей заключается в поочередном рекуперативном торможении двигателей судна. Рекуперация энергии торможения осуществляется через звено постоянного тока путем управления соединением звеньев сигналами от системы верхнего уровня в зависимости от скорости судна и количества рекуперируемой энергии гребных электрических двигателей. Производится равномерный переброс рекуперативной энергии торможения через звено постоянного тока каждого электродвигателя между всеми электродвигателями судна. С помощью предсказательной модели режима торможения и реверса гребных электрических двигателей судна с учетом текущих и прогнозируемых параметров движения судна и элементов единой электроэнергетической системы определяются оптимальные параметры торможения: очередность торможения, время начала и скорость торможения и разгона гребных электрических двигателей, параметры генераторных установок электростанции. Технический результат заключается в оптимизации торможения судна с двумя и более регулируемыми гребными электродвигателями судна. 1 ил.
Наверх