ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С АККУМУЛЯТОРОМ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к автомобильной промышленности и предназначена к использованию в качестве транспортных средств, т.е. в качестве автомобилей, автобусов и других видов транспорта.
Известно транспортное средство, например, автобус «НЕФАЗ 5299-01» (Руководство по эксплуатации: Шасси автобусное КАМА3 - 5297. - Набережные Челны, 2007. Рис.1, стр.13 - прототип), содержащее шасси, опирающееся задней частью с помощью подвески на задний ведущий мост с колесами, а передней частью, опирающееся на переднюю ось с передними рулевыми колесами, все колеса снабжены тормозными механизмами с пневмоприводом, задний мост кинематически связан карданным валом с силовым агрегатом, транспортное средство содержит также ряд механизмов для обеспечения его управления, эксплуатации и безопасной перевозки пассажиров.
Известное транспортное средство не имеет аккумулятора кинетической энергии при его торможении и механизма возврата накопленной энергии в силовую часть при его трогании с места и разгоне до разрешенной скорости движения, в результате чего энергия торможения в тормозных механизмах превращается в тепло, которое улетучивается в атмосферу.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы снабдить транспортное средство аккумулятором кинетической энергии, который возвращал бы ее в силовую часть автобуса или автомобиля в нужные моменты трогания и разгона.
Технический результат достигается тем, что транспортное средство с аккумулятором кинетической энергии, содержащее шасси, опирающееся задней частью с помощью подвески на задний ведущий мост с колесами, а передней частью, опирающееся на переднюю ось с передними рулевыми колесами, все колеса снабжены тормозными механизмами с пневмоприводом, задний мост кинематически связан карданным валом с силовым агрегатом, механизмы для обеспечения его управления, эксплуатации и безопасной перевозки пассажиров, ступица кардана, снабжена зубчатым механизмом, выходной вал которого через электромагнитную муфту связан с обратимым гидравлическим насосом, входы и выходы которого связаны трубопроводами с гидравлическим баком и золотниковым гидрораспределителем, входы и выходы золотникового гидрораспределителя связаны трубопроводами с газо-гидравлическим аккумулятором, золотниковый гидрораспределитель связан трубопроводом с гидравлическим баком и управляется электрическим приводом через блок управления с бортовым компьютером, который связан электрической цепью с электромагнитной муфтой, с датчиком педали тормоза, с датчиком педали сцепления, с датчиком давления в газо-гидравлическом аккумуляторе, с датчиками угловой скорости и углового ускорения карданного вала, с датчиками линейной скорости и веса транспортного средства.
Предложенное транспортное средство с аккумулятором энергии позволило значительно экономить топливо в городских условиях эксплуатации, уменьшить выброс выхлопных газов, а блок управления с бортовым компьютером позволяет находить наиболее оптимальные режимы торможения и разгона при перевозке пассажиров или грузов.
На фиг. представлена схема силовой части транспортного средства (автобуса) и аккумулятора кинетической энергии.
1
2
7
Транспортное средство (фиг.), например, автобус «НЕФАЗ 5299-01», содержащее шасси 1, опирающееся задней частью с помощью подвески, не показанной на схеме, на задний ведущий мост 2 с колесами 3, а передней частью, опирающееся на переднюю ось с передними рулевыми колесами, которые на схеме условно не показаны. Все колеса снабжены тормозными механизмами 4 с пневмоприводом, который на схеме не показан, задний мост 2 связан карданным валом 5 с силовым агрегатом 6 (двигатель с коробкой перемены передач). Автобус содержит также кузов и ряд механизмов для обеспечения его управления, эксплуатации и безопасной перевозки пассажиров, которые также на схеме не показаны. Ступица кардана, связанного с силовым агрегатом, снабжена зубчатым механизмом 7, выходной вал которого через электромагнитную муфту 8 связан с обратимым гидравлическим насосом 9. Входы и выходы гидравлического насоса связаны трубопроводами 10 и 11 с гидравлическим баком 12 и золотниковым гидрораспределителем 13. Входы и выходы золотникового гидрораспределителя связаны трубопроводами 14 и 15 с газо-гидравлическим аккумулятором 16. Золотниковый гидрораспределитель 13 связан трубопроводом 17 с гидравлическим баком 12 и управляется электрическим приводом 18 через блок управления 19. Блок управления с бортовым компьютером связан электрической цепью 20 с электромагнитной муфтой 8, с датчиком педали тормоза, датчиком педали сцепления, с датчиком давления в аккумуляторе энергии, с датчиками угловой скорости и углового ускорения карданного вала и с датчиками линейной скорости и веса автобуса. На фиг. для примера показан датчик давления в газо-гидравлическом аккумуляторе 16 с электрической линией 22. По перечисленным электрическим линиям идут соответствующие сигналы: u, u,…, u.
Автобус с аккумулятором энергии работает следующим образом.
1
1
2
7
С началом торможения автобус с шасси 1 начинает терять скорость. При этом по сигналу u с датчика педали тормоза блок управления 19 дает команду на включение электромагнитной муфты 8 и перемещение золотника в золотниковом гидрораспределителе 13. Следовательно, движение с карданного вала 5 через зубчатый механизм 7 передается обратимому гидравлическому насосу 9, который закачивает жидкость (масло) через открытый вход в золотниковом гидрораспределителе 13 по трубопроводам 10 и 14 в газо-гидроаккумулятор 16. При полной остановке автобуса блок управления 19 отключает электромагнитную муфту 8 и золотником запирает закаченную жидкость в аккумуляторе энергии 16. Следовательно, при торможении автобуса газо-гидравлический аккумулятор кинетической энергии часть тормозной энергии берет на себя, снижая потери тепловой энергии в тормозах. В момент трогания автобуса блок управления включает электромагнитную муфту 8, смещает золотник и открывает выход. Жидкость, находящаяся в аккумуляторе 16 под давлением, устремляется по трубопроводам 14 и 10 к гидронасосу 8, который становится гидродвигателем. Через муфту 8 и зубчатый механизм 7 гидродвигатель 9 начинает помогать вращать карданный вал, отдавая накопленную энергию. При достижении определенной линейной скорости автобуса, блок управления отключает электромагнитную муфту 8 и запирает золотником оставшуюся жидкость в аккумуляторе 16. Все повторяется при следующем торможении автобуса. Золотник золотникового гидрораспределителя 13 дает возможность сливать жидкость при необходимости из аккумулятора 16 в гидробак 12. Блок управления, собирая информацию со всех датчиков: с датчика педали тормоза, с датчика педали сцепления, с датчика давления в газо-гидравлическом аккумуляторе, с датчиков угловой скорости и углового ускорения карданного вала, с датчиков линейной скорости и веса автобуса (u, u,…, u), обрабатывает ее в бортовом компьютере и выдает команды на соответствующую работу системы или переводит ее в закрытое положение.
Предложенная система позволяет экономить топливо до 25%, снижать выброс выхлопных газов, особенно на режимах трогания с места и разгона. Наличие блока управления в аккумулирующей системе, делает ее адаптивной к различным видам транспорта. Предлагаемая полезная модель может найти применение на отечественных автобусах и автомобилях.