ПРИВОД АВТОМОБИЛЯ

Привод автомобиля
Полезная модель относится к автомобильному транспорту, конкретно к гибридным автомобилям, использующим электродвигатель в качестве силового привода, с электропитанием от аккумуляторной батареи с подзарядкой последней от генератора автомобиля при включении двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Ежедневно миллионы автомобилей стоят в пробках. Двигатели работают, выбрасывая в атмосферу огромное количество вредных веществ, ухудшая и без того нездоровую экологию городов. Особенно тяжелые последствия экологии наблюдаются в связи с прогрессирующим ростом количества наземных транспортных средств. Не последнее значение имеет и то, что водители бездарно тратят деньги на топливо, вылетающее в выхлопную трубу автомобиля при стоянии в пробке.
В связи с изложенным стоит задача улучшения экологии городов. Одним из направлений решения такой задачи является создание гибридных автомобилей, способных передвигаться как от ДВС, так и от электродвигателей. В гибридном приводе электродвигатель устанавливают между ДВС и коробкой передач или непосредственно на коробке передач, в любом случае такое расположение электродвигателя ведет к усложнению механизмов штатного привода автомобиля. Рассмотрим известные технические решения по данному направлению развития автомобильного транспорта.
Известен гибридный привод автомобиля марки «Порше» » (см. статью «Зарядка снижает аппетит», стр. 42, журнал «За рулем» №7, 2013 г.).
Недостатком данного привода является расположение электродвигателя между ДВС и коробкой передач, что ведет к увеличению длины всего привода. При проведении ремонтных работ необходима разборка всего привода. Вторым недостатком является необходимость работы электродвигателя от высоковольтной батареи, что при коротком замыкании приведет к непредсказуемым последствиям. Также высоковольтная батарея требует подзарядки после пробега автомобилем определенного расстояния. Кроме вышеперечисленного в работе гибридного привода участвуют сложные механизмы управления, контроля и обслуживания, что ведет к удорожанию автомобиля.
В качестве прототипа выбран гибридный привод, в частности для автомобиля (см. патент РФ №2446060, МПК B60K 6/48, опубликован 27.03.2012). Гибридный привод содержит ДВС, коробку передач, электродвигатель. Коробка передач содержит гидротрансформатор, перед которым в направлении потока мощности расположен дифференциал.
Недостатком прототипа является включение в коробку передач дополнительных механизмов, в данном случае дифференциала и гидротрансформатора, что ведет к ее усложнению, трудоемкости сборки и сложности при эксплуатации. Расположение электродвигателя на коробке передач приведет к объемному увеличению данного гибридного привода и соответственно к уменьшению внутреннего объема кузова автомобиля.
Задачей полезной модели является упрощение механизма привода автомобиля.
Технический результат решения поставленной задачи заключается в получении простого в изготовлении и ремонте привода с автономной установкой и работой в автомобиле и, как следствие, образовании дополнительного привода.
Поставленная задача достигается тем, что привод автомобиля согласно полезной модели содержит первую (ведущую) шестерню, установленную на вал ротора электродвигателя и вторую (ведомую) шестерню, установленную на крышке подшипника первичного вала коробки передач. При этом вторая шестерня выполнена, с одной стороны, в виде ступицы с запрессованными в ступицу подшипником и сальником. С другой стороны к шестерне болтами крепится гаситель крутильных колебаний (демпфер), ступица которого своими шлицами входит в зацепление с первичным валом коробки передач. Гайка с шайбой, установленные на первичный вал после шлицевого соединения, удерживают шестерню на крышке подшипника первичного вала. Шестерни кинематически связаны между собой. Электродвигатель жестко присоединен к коробке передач и расположен сбоку снаружи от нее.
Полезная модель поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображен привод автомобиля;
на фиг. 2 изображен привод, установленный на автомобиль с передними ведущими колесами.
Заявленный технический результат обеспечивается тем, что привод содержит коробку передач 1 с крышкой подшипника первичного вала 2. Сальник 3 с подшипником 4 запрессованы в ступицу ведомой шестерни 5. С другой стороны к ведомой шестерне 5 болтами прикреплен гаситель крутильных колебаний 6, ступица которого своими шлицами входит в зацепление с первичным валом 7 коробки передач 1. Гайка с шайбой 8 установлены на первичный вал 7 после шлицевого соединения. Ведущая шестерня 9 установлена на электродвигатель 10. Полученный привод установлен в задней части автомобиля отдельно от имеющихся узлов и механизмов.
Привод автомобиля работает следующим образом (см. фиг. 1 и фиг. 2). Перед включением привода необходимо выключить двигатель автомобиля 11, установить рычаг штатной коробки передач 12 в нейтральное положение и включить зажигание. Рычагом (на чертеже не показан), связанным с тягой переключения передач 13, включить передачу в коробке передач 1. Тягой 14, соединенной с выключателем 15 замкнуть цепь от аккумулятора 16 к электродвигателю 10. Аккумулятор 16 своей положительной клеммой соединен со штатным аккумулятором 17 автомобиля. Вращательное движение передается от ведущей шестерни 9 вала ротора электродвигателя 10 на ведомую шестерню 5, установленную на крышке подшипника первичного вала коробки передач 1, далее на карданные валы 18, связанные с колесами автомобиля 19. Движение автомобиля проходит с небольшой скоростью и рассчитано на короткие расстояния. Для остановки автомобиля достаточно разомкнуть цепь и нажать на педаль тормоза. Необходимо помнить, что ДВС автомобиля не работает, поэтому тормозная система работает неэффективно. Данный привод предназначен, главным образом, для движения автомобиля в пробках, а также для кратковременного включения при пробуксовке передних колес (в гололед) штатного привода. На короткое время автомобиль приобретает возможности полноприводного, т.е. автомобиля со всеми ведущими колесами. Как только автомобиль получает возможность двигаться от ДВС, привод необходимо отключить, т.к. он не предназначен для движения с большой скоростью. Энергия, затраченная на работу электродвигателя, восполняется от генератора при работе ДВС. Мощность и частота вращения, передаваемые первичным валом коробки передач на вторичный, зависят от мощности электродвигателя и частоты вращения ротора, а также от разности диаметра шестерен. Стартер легкового автомобиля развивает мощность 2 л.с.при напряжении 12 В. Стартер дизельных грузовых автомашин развивает мощность 11 л.с.при напряжении 24 В (Ст. - 103 А01. Краткий автомобильный справочник, 1983 г., стр. 162). Таким образом, чем выше напряжение в сети автомобиля, тем мощнее электродвигатель устанавливается в привод.
Кинематическая связь от электродвигателя к первичному валу коробки передач возможна также посредством цепи или клинового (зубчатого) ремня. В этом случае на вал ротора электродвигателя устанавливается звездочка или шкив, соединенные соответственно со звездочкой или шкивом установленным на крышке подшипника первичного вала коробки передач.
С другой стороны, к звездочке или шкиву, выполненным также как и вторая шестерня, болтами прикреплен гаситель крутильных колебаний.
Вторая шестерня, как альтернатива, может крепиться к ступице, установленной на крышке подшипника первичного вала.
Предлагаемый привод рассчитан на установку в автомобилях с передними ведущими колесами. Однако при конструктивном изменении коробки передач привода и заднего моста автомобиля он может устанавливаться и на заднеприводный автомобиль.
Автомобиль с данным приводом экономит топливо, улучшая экологию, и работает в режиме полноприводного. Расположение привода в задней части автомобиля позволяет равномерно распределить центр тяжести, что ведет к улучшению безопасности, так как сцепление задних колес с полотном дороги возрастает и при торможении они работают более эффективно.
Привод автомобиля найдет применение в автомобильной промышленности для производства экономичных и экологически чистых автомобилей.