ПЕРЕДАТОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭКОЛОГИЧНОГО ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕСКОЛЬКИХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

Передаточное устройство для экологичного электромобиля с иснользованием
нескольких источников энергии.
Заявленная полезная модель относится к области транснортных средств, в частности, к передаточным устройствам автомобилей, оснащенных несколькими системами питания - электропитанием и двигателем внутреннего сгорания - и служащим целям защиты окружающей среды.
Полезная модель К.Н.Р. ZL99211216.8 выдвигает идею экологически чистого электромобиля, предполагающего экономию бензина, с несколькими источниками питания, оснащенного системой электропитания наряду с системой питания от двигателя внутреннего сгорания. Указанный автомобиль способен сократить и даже устранить загрязнение воздуха благодаря использованию электроэнергии вместо энергии двигателя внутреннего сгорания при движении в густонаселенных зонах. Кроме того, данный тип системы электропитания способен обеспечить прохождение автомобилем более протяженной дистанции после зарядки - посредством перезарядки аккумулятора системы электропитания избыточной энергией, что также может уменьшить загрязнение воздуха и сэкономить энергию. В то же время, структура передаточного устройства, содержащегося в автомобиле согласно указанной полезной модели, является нелогичной, что приводит к невозможности рационального расположения системы электропитания на автомобильном шасси. Передаточное устройство, помимо прочего, использует в качестве элементов передачи конические щестерни, что приводит к нарушению комплексности структуры и нестабильности передачи. Все указанное ведет к невозможности применения данной конструкции на практике.
Основной целью настоящей полезной модели является создание устройства, передающего вращательное движение (передаточного устройства) в экологичных электромобилях с использованием нескольких источников энергии, отличающегося простотой конструкции, рациональностью, легкостью фиксации системы электропитания на щасси и стабильностью передачи.
В соответствии с настоящей полезной моделью предусмотрено передаточное устройство для экологичных электромобилей с использованием нескольких источников энергии, включающее вал для ввода мощности двигателя внутреннего сгорания и вал для ввода мощности батарей, отличающееся тем, что другой конец вала для ввода мощности двигателя внутреннего сгорания является концом выхода передаточного
устройства, вал для ввода мощности двигателя внутреннего сгорания параллелен валу для ввода мощности батарей, и указанные два вала соединяются через щестеренчатую передачу.
Параллельность вала для ввода мощности двигателя внутреннего сгорания и вала для ввода мощности батарей в указанном передаточном устройстве обуславливает параллельность электромотора-генератора системы электропитания и бокового луча автомобильного шасси, при этом передаточное устройство располагается между боковым лучом шасси и осью главной передачи таким образом, чтобы обеспечить нормальное расположение центра тяжести автомобиля. Это позволяет оборудовать автомобиль одновременно системой двигателя внутреннего сгорания и системой электропитания.
Подробное описание предлагаемой полезной модели приводится ниже на примерах и со ссылками на сопутствующие чертежи.
Фиг. 1: внутренняя структура передаточного устройства согласно полезной модели К.Н.Р. ZL99211216.8.
Фиг. 2: схематичное изображение возможного расположения электромоторагенератора, установленного на автомобильном шасси согласно полезной модели К.Н.Р. ZL99211216.8,
Фиг. 3: схематичное изображение типичного варианта воплощения передаточного устройства в соответствии с настоящей полезной моделью.
Фиг. 4: схематичное изображение расположения электромотора-генератора, установленного на автомобильном щасси согласно настоящей полезной модели.
Фиг. 5: общая схема структуры экологичного электромобиля с использованием нескольких источников энергии и применением передаточного устройства согласно настоящей полезной модели.
Как показано на Фиг 1 и 2, согласно полезной модели К.Н.Р. ZL99211216.8, вал 10 для ввода мощности двигателя внутреннего сгорания перпендикулярен валу 11 для ввода мощности батарей, таким образом, ось электромотора-генератора 7 может быть только перпендикулярна по отношению к боковому лучу 20 шасси, что на практике невозможно. Кроме того, передаточное устройство применяет конические шестерни 24 в качестве элементов передачи энергии, следовательно, не может быть обеспечена надежность функционирования.
мощности батарей, ось электромотора-генератора 7 может располагаться только перпендикулярно по отношению к боковому лучу 20 шасси. При небольшом расстоянии электромотор-генератор 7 не может крениться между передаточным устройством 1 и боковым лучом шасси 20, поэтому электромотор-генератор 7 может располагаться только над боковым лучом 20 шасси, что может привести к росту корпуса автомобиля и, в итоге, к смещению центра тяжести в автомобиле. Этот вариант на практике нереализуем.
В соответствии с Фиг. 3, при воплощении настоящей полезной модели, экологичный электромобиль с использованием нескольких источников энергии содержит вал 10 для ввода мощности двигателя внутреннего сгорания и вал 11 для ввода мощности батарей, причем один конец вала 10 соединен с выходом двигателя внутреннего сгорания, а другой конец вала 10 является концом 23 выхода передаточного устройства, конец 23 соединен с валом главного редуктора автомобиля, а валы 10 и 11 параллельны друг другу и соединяются через шестеренчатую передачу С. При данном воплощении шестеренчатая передача С содержит шестерни 12, 13, 14, 15 и 16. Шестерня 12 установлена на валу 10, шестерня 13 - на валу 17, шестерни 14 и 15 - на валу 18, шестерня 16 - на валу 11. Оси валов 17 и 18 параллельны осям валов 10 и 11. Шестерня 12 должна входить в зацепление с шестерней 13, шестерня 13 - с шестерней 14, шестерня 15 - с шестерней 16. Диаметр шестерни 12 должен превосходить диаметр шестерни 13, диаметр шестерни 13 - превосходить диаметр шестерни 14, диаметр шестерни 15 - превосходить диаметр шестерен 14 и 16.
Как изображено на Фиг. 3 и 4, при движении за счет мощности батарей электромотор-генератор 7 функционирует как электромотор, шестерни 12, 13, 14, 15, 16 - как элементы передачи и редукции и передают энергию от электромотора-генератора 7 на конец 23 вала передаточного устройства, чем обеспечивают передачу мощности на главный редуктор 2, после чего колеса автомобиля приводятся в движение. При движении за счет двигателя внутреннего сгорания, мощность двигателя 3 передается в коробку передач 5 через сцепление 4 и после этого сообщается валу 10 передаточного устройства 1; передаточное устройство 1 передает энергию через конец вала 23 - на главный редуктор в целях приведения автомобиля в движение. Указанные две системы питания могут функционировать как по отдельности, так и одновременно. Их функционирование может осуществляться через действие передаточного устройства 1.
что обуславливает надежную и стабильную передачу энергии. В то же время, вал 10 параллелен валу 11, что обуславливает параллельность электромотора-генератора 7 с валом 22 главной передачи автомобиля и обеспечивает габариты кузова на нормальном уровне после установки между валом 22 и боковым лучом шассн 20.
При движении за счет двигателя внутреннего сгорания, часть выработанной энергии передается от двигателя 3 на главный редуктор 2 через конец 23 выхода передаточного устройства в целях приведения автомобиля в движение, оставшаяся энергия передается валу 11 через шестеренчатую передачу С и заставляет вращаться вал 11, после чего электромотор-генератор 7 начинает функционировать как генератор и заряжает группу батарей 6 через управляющее устройство.
Сцепление может устанавливаться между валом передаточного устройства 1 и валом системы батарейного питания таким образом, чтобы обеспечить сцепление между валом электромотора-генератора 7 и валом 11. Когда сцепле.ние не задействовано, энергия двигателя внутреннего сгорания будет полностью использоваться для приведения автомобиля в движение, а в то время как сцепление задействовано, допускается применение двух режимов соответственно. При первом режиме энергия двигателя внутреннего сгорания и системы батарейного питания используются одновременно для приведения автомобиля в движение. Это практикуется в основном при движении с высокой скоростью или на подъеме. Второй режим, как указывалось выше, заключается в использовании избыточной энергии для целей перезарядки группы батарей 6 при движении автомобиля за счет двигателя внутреннего сгорания.
Сцепление может также устанавливаться между валом передаточного устройства 1 и валом двигателя внутреннего сгорания, в частности, между валом коробки передач 5 и валом 10 передаточного устройства 1. При движении за счет энергии двигателя внутреннего сгорания задействуется сцепление, а при подключении батарейного питания в целях приведение автомобиля в движение сцепление не задействуется, что предотвращает потери энергии, вызванные фрикционным воздействием коробки передач 5.
На Фиг. 5 показана общая схема экологичного электромобиля с использованием нескольких источников энергии и применением передаточного устройства согласно настоящей полезной модели. Автомобиль оснащен системой питания А на основе двигателя внутреннего сгорания, системой батарейного питания В, передаточным устройством 1 и главным редуктором 2. Система двигателя внутреннего сгорания А содержит упорядоченно соединенные двигатель 3, сцепление 4 и коробку передач 5.
Первый вал передаточного устройства 1 одним концом соединен с валом коробки передач 5, а другим концом - с валом главного редуктора 2; второй вал передаточного устройства 1 соединен с мотором системы батарейного питания В. Система батарейного питания В содержит группу батарей 6, электромотор-генератор 7, который может функционировать как электромотор при приведении его в действие электроэнергией, и как генератор при его приведении в действие за счет механической энергии, а также управляющее устройство, подсоединенное между группой батарей 6 и электромоторомгенератором 7. Вал электромотора-генератора 7 соединен со вторым валом передаточного устройства 1. Управляющее устройство может регулировать мощность и функционирование соответственно, в то время как группа батарей 6 подает питание на электромотор-генератор 7 в целях приведения автомобиля в движение. Когда избыток энергии в системе двигателя внутреннего сгорания трансформируется в электрическую энергию группы батарей 6, электромотор-генератор 7 функционирует как генератор и заряжает группу батарей 6. Современный уровень техники предполагает несколько типов управляющих устройств, и на практике такие функции выполняются соответствующими чипами, произведенными с использованием современных компьютерных технологий.