ГИБРИДНЫЙ СИЛОВОЙ АГРЕГАТ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)
HYBRID POWER UNIT OF WHEELED VEHICLES (OPTIONS)

Группа изобретений относится к гибридным силовым агрегатам транспортных средств и может быть использована в различных конструкциях гибридных: мотоциклов, автомобилей, автобусов, беспроводных трамваев и троллейбусов, электровозов, тепловозов и легкого метро.
Из существующего уровня техники известны различные накопители энергии (Н.В. Гулиа Накопители энергии. - М.: Наука, 1980, - 150 с.), а также известны последовательная, параллельная и смешанная схемы гибридных силовых агрегатов (С.В. Бахмутов, А.Л. Карунин, А.В. Круташов, В.В. Ломакин, В.В. Селифонов, К.Е. Карпухин, Е.Е. Баулина, Ю.В. Урюков «Конструктивные схемы автомобилей с гибридными силовыми установками» Учебное пособие. - М: МГТУ «МАМИ». 2007 г, стр. 6-71, и так называемая «трансмиссионная» схема гибридного силового агрегата (С.В. Никишин «Новые гибридные силовые агрегаты для автомобилей» Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» статья в АЭЭ №8(28) 2005 г. стр. 48-51). Недостатками этих известных различных схем гибридных силовых агрегатов с различными накопителями энергии являются сложность в изготовлении, большие габариты и вес и, как следствие, высокая стоимость, а также отсутствие возможности простой и недорогой модернизации любого обычного существующего автомобиля с поршневым двигателем внутреннего сгорания в гибридный автомобиль, имеющий простой и недорогой контроллер управления, с небольшими по размерам и мощности аккумуляторной батареей и электродвигателем и достижением технического результата в экономии топлива, улучшении экологических показателей транспортного средства за счет отсутствия режима холостого хода двигателя внутреннего сгорания и возможности движения автомобиля без потребления топлива двигателем внутреннего сгорания.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению и поэтому принятым за прототип является патент на изобретение №RU 2464182 от 01.02.2011 - «Гибридный силовой агрегат транспортного средства (варианты)». Авторы: Давыдов Виталий Владимирович (RU), Гулиа Нурбей Владимирович (RU). Прототип по первому и второму вариантам содержит автономный источник энергии, маховичный накопитель энергии с механической системой отбора мощности, супервариатор. Супервариатор выполнен с двукратным разделением потока мощности и включает две обратимые электромашины. Обратимые электромашины механически соединены дифференциальным блоком. Дифференциальный блок включает три дифференциальных механизма с входным и выходным валами супервариатора. Автономный источник энергии выполнен в виде электроаккумулятора. Обратимые электромашины выполнены с возможностью периодического электрического соединения через преобразователи как одна с другой, так и с электроаккумулятором. Гибридный силовой агрегат по второму варианту дополнительно содержит второй автономный источник энергии, выполненный в виде теплового двигателя. Вал теплового двигателя выполнен с возможностью периодического кинематического соединения с входным валом супервариатора.
Недостатками прототипа по первому и второму вариантам являются сложность в изготовлении устройства в целом, большие габариты и вес супервариатора и аккумуляторной батареи, сложность управляющего контроллера и, как следствие, высокая стоимость всего устройства, а также дополнительно по второму варианту невысокая экологичность устройства при работе теплового двигателя (в частности поршневого двигателя внутреннего сгорания) на режимах холостого хода, а также отсутствие возможности простой и недорогой модернизации любого обычного существующего автомобиля с поршневым двигателем внутреннего сгорания в гибридный автомобиль, имеющий простой и недорогой контроллер управления, с небольшими по размерам и мощности аккумуляторной батареей и электродвигателем и достижением технического результата в экономии топлива, улучшении экологических показателей транспортного средства за счет отсутствия режима холостого хода у двигателя внутреннего сгорания и возможности движения автомобиля без потребления топлива.
Задачей группы изобретений (достижением технического результата) является создание гибридного силового агрегата колесного транспортного средства, позволяющего иметь небольшие по размерам и мощности аккумуляторную батарею, электродвигатель или электромашину, двигатель внутреннего сгорания, не использующий режим холостого хода, позволяющего эффективно перераспределять энергию между первичными источниками энергии, ведущими колесами гибридного силового агрегата колесного транспортного средства с вариантами гидромеханической, пневмомеханической, электромеханической трансмиссиями или их комбинациями и накопителем энергии, обеспечивая существенную экономию топлива, как за счет работы первичных источников энергии и двигателя внутреннего сгорания на оптимальном режиме, так и за счет рекуперации энергии торможения гибридного силового агрегата колесного транспортного средства, а также лучшую экологию за счет снижения токсичных выбросов, по указанным причинам, и позволяющего достигать лучшего результата в экономии топлива, улучшении экологических показателей при уменьшении веса, стоимости и возможности движения гибридного силового агрегата колесного транспортного средства без потребления топлива двигателем внутреннего сгорания, и при этом один из вариантов которого предоставляет принципиальную возможность достаточно простой и недорогой модернизации любого обычного существующего автомобиля с поршневым двигателем внутреннего сгорания в гибридный автомобиль, имеющий простой и недорогой контроллер управления, с небольшими по размерам и мощности аккумуляторной батареей и электродвигателем и достижением технического результата в экономии топлива, улучшении экологических показателей транспортного средства за счет отсутствия режима холостого хода двигателя внутреннего сгорания и возможности движения автомобиля без потребления топлива, и при этом другой из вариантов которого позволяет дополнительно использовать в качестве первичного источника внешнюю электрическую линию, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, предоставляющую принципиальную возможность создания гибридных автобусов, а также другие варианты которого позволяют дополнительно использовать в качестве накопителя энергии, как минимум, один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, что предоставляет принципиальную возможность создания двухколесных гибридных автомобилей, автобусов, троллейбусов, трамваев и монорельсового метро.
Указанная задача решается тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется один топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии, электродвигатель постоянного тока, с системой управления и импульсного электропитания, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, электрохимический аккумулятор и конденсатор или суперконденсатор, а также привод, имеющий в своем составе трансмиссию, для передачи вращательного момента, с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется один топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии, электродвигатель постоянного тока, с системой управления и импульсного электропитания, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, электрохимический аккумулятор и конденсатор или суперконденсатор, а также привод, имеющий в своем составе гидромеханическую трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется один топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии, обратимая электромашина, с системой управления и импульсного электропитания, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, электрохимический аккумулятор и конденсатор или суперконденсатор, а также привод, имеющий в своем составе электромеханическую трансмиссию, работающую в комплексе с обратимой электромашиной.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются одна обратимая электромашина, один электродвигатель постоянного тока, с системой управления и импульсного электропитания, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, электрохимический аккумулятор и конденсатор или суперконденсатор, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде гидромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод одной пары ведущих колес и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод другой пары ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются один топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии, одна обратимая электромашина, один электродвигатель постоянного тока, с системой управления и импульсного электропитания, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, электрохимический аккумулятор и конденсатор или суперконденсатор, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде гидромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод одной пары ведущих колес и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод другой пары ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются один топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии, обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором как минимум используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе электромеханическую трансмиссию, для передачи вращательного момента, с возможностью изменения числа оборотов вращения, на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются один топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии, обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором как минимум используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором и электрохимический аккумулятор, а также привод, который содержит в своем составе дополнительную гидромеханическую трансмиссию, включенную последовательно с электромеханической трансмиссией, для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод одной пары ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются один топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии, обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором как минимум используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором и электрохимический аккумулятор, а также привод, который содержит в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде гидромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод одной пары ведущих колес и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод другой пары ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются один топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии, обратимая пневмомашина, обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором как минимум используются один супермаховик, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, пневмоаккумулятор и электрохимический аккумулятор, а также привод, который содержит в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде комбинации в любом сочетании электромеханической, гидромеханической и пневмомеханической трансмиссий, передающих вращение на привод одной или несколько других пар ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются одна обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе электромеханическую трансмиссию для передачи вращательного момента, с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются одна обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, дополнительный супермаховик и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе электромеханическую трансмиссию для передачи вращательного момента, с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются одна обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором и электрохимический аккумулятор, а также привод, содержащий в своем составе дополнительную гидромеханическую трансмиссию, включенную последовательно с электромеханической трансмиссией, для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод одной пары ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются одна обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде гидромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод одной пары ведущих колес и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод другой пары ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используются одна обратимая пневмомашина, обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, двигатель внутреннего сгорания с декомпрессором, который с расширением полученных функциональных возможностей двигателя внутреннего сгорания использует только два штатных режима работы: нагрузочный с выключенным декомпрессором и режим маховика, в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, пневмоаккумулятор и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде комбинации в любом сочетании электромеханической, гидромеханической и пневмомеханической трансмиссий, передающих вращение на привод одной или несколько других пар ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе электромеханическую трансмиссию для передачи вращательного момента, с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, супермаховик, и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе электромеханическую трансмиссию для передачи вращательного момента, с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе дополнительную гидромеханическую трансмиссию, включенную последовательно с электромеханической трансмиссией, для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде гидромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод одних ведущих колес и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод других ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая пневмома-шин, обратимая электромашина и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, пневмоаккумулятор и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде комбинации в любом сочетании электромеханической, гидромеханической и пневмомеханической трансмиссий, передающих вращение на привод одних или несколько других ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая электромашина, топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе электромеханическую трансмиссию для передачи вращательного момента, с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая электромашина, топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, супермаховик, и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе электромеханическую трансмиссию для передачи вращательного момента, с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая электромашина, топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе дополнительную гидромеханическую трансмиссию, включенную последовательно с электромеханической трансмиссией, для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, передающую вращение на привод ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая электромашина, топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде гидромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод одних ведущих колес и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод других ведущих колес транспортного средства.
Указанная задача решается также тем, что предложен гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства, характеризующийся тем, что включает в себя первичный источник энергии, в котором, как минимум, используется одна обратимая пневмомашин, обратимая электромашина, топливный элемент или источник альтернативной возобновляемой энергии и внешняя электрическая линия, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, с которой транспортное средство связано через контактное или бесконтактное устройство передачи электроэнергии, накопитель энергии, в котором, как минимум, используются один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, пневмоаккумулятор и электрохимический аккумулятор, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде комбинации в любом сочетании электромеханической, гидромеханической и пневмомеханической трансмиссий, передающих вращение на привод одних или несколько других ведущих колес транспортного средства.
Сущность группы изобретений поясняется чертежами фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4.
На чертеже фиг. 1 представлена функциональная схема варианта исполнения гибридного силового агрегата колесного транспортного средства с поршневым двигателем внутреннего сгорания, вариант исполнения с гидромеханической трансмиссией которого, позволяет иметь возможность простой и недорогой модернизации любого существующего автомобиля с поршневым двигателем внутреннего сгорания в гибридный автомобиль с простым, недорогим контроллером управления и достижением технического результата в экономии топлива, улучшении экологических показателей транспортного средства и возможности движения автомобиля без потребления топлива двигателем внутреннего сгорания.
Гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства содержит первичный источник энергии в виде топливного элемента или источника альтернативной возобновляемой энергии (на эскизе не показаны), электродвигателя постоянного тока 6, по мощности и крутящему моменту соизмеримого с автомобильным электростартером, с системой управления и импульсного электропитания 5, например серийно выпускаемым импульсным устройством суперконденсаторного пуска автомобильного стартера, подключаемым через ключ управления 2 к аккумуляторной батарее 1, например штатному автомобильному сернокислотному аккумулятору и контроллеру управления 3, управляющему всеми элементами схемы, и при этом выходной вал электродвигателя постоянного тока 6, через редуктор 10 подключен к валу поршневого двигателя внутреннего сгорания 8, конструктивно выполненного с декомпрессором 4, декомпрессионный механизм, которого выполнен, например, как ограничитель обратного хода выпускных клапанов поршневого двигателя внутреннего сгорания (ПДВС), который с расширением полученных функциональных возможностей ПДВС не использует режим холостого хода совсем и использует только два штатных режима работы, нагрузочный с выключенным декомпрессором, (все клапаны ПДВС в штатном режиме управляются от газораспределительного механизма и включены в работу топливная система и система зажигания ПДВС) и режим маховика в виде вращающихся деталей ПДВС с включенным декомпрессором (все выпускные клапаны ПДВС полностью открыты исполнительным механизмом включенного декомпрессора и выключены топливная система с системой зажигания ПДВС), накопитель энергии в виде маховика вращающихся деталей ПДВС с включенным декомпрессором и супермаховика 9, например, выполненного в виде цилиндра, включенного через редуктор 10 к валу ПДВС, а также аккумуляторной батареи 1, например обычный автомобильный сернокислотный аккумулятор, подзаряжаемый штатным автомобильным генератором 7, контроллер управления 3, например штатный автомобильный контроллер управления системой зажигания и топливной системы ПДВС с дополнительно внесенными функциями управления исполнительным механизмом декомпрессора 4, механизмом блокировки 12 регулируемой гидромуфты с блокировкой 11, генератора 7 и импульсным устройством суперконденсаторного пуска автомобильного стартера 5, а также привод, имеющий в своем составе трансмиссию для передачи вращательного момента от выходного вала редуктора 10, например гидромеханическую трансмиссию в виде регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 с механизмом блокировки 12, который жестко связывает насосное и турбинное колеса регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 при достижении определенной скорости, и включенное, последовательно к регулируемой гидромуфте с блокировкой 11, механическое устройство для изменения числа оборотов передаваемого крутящего момента, например, в виде четырехступенчатой механической коробки передач 13, передающей вращение на привод 14 ведущих колес 15 колесного транспортного средства. Конструкция и работа регулируемой гидромуфты с блокировкой 11, применяемой в конструкции гибридного силового агрегата колесного транспортного средства по первому варианту, известна из уровня техники и описана в патенте на полезную модель RU 159270 от 24.04.2015 г.
Работа описанного гибридного силового агрегата колесного транспортного средства по первому варианту исполнения по схеме фиг. 1 осуществляется следующим образом.
Перед началом работы устройства (например, перед выездом колесного транспортного средства со стоянки) ключ зажигания 2 транспортного средства, который имеет два положения «отключено» и «включено» из отключенного положения переводится в положение «включено» и напряжение от аккумулятора 1 подается на контроллер управления 3, который управляет работой систем питания и зажигания ПДВС, режимами работы механизма блокировки 12 регулируемой гидромуфты с блокировкой 11, декомпрессора 4, генератора 7 и импульсного устройства суперконденсаторного пуска автомобильного стартера 5. Сразу после подачи напряжения, контроллер управления 3 переводит в режим готовности с зарядкой суперконденсатора импульсного устройства суперконденсаторного пуска автомобильного стартера 5, блокировку регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 переводит в выключенное положение, декомпрессор 4 во включенное положение, а системы питания и зажигания ПДВС в выключенное положение. На контроллер управления 3, кроме штатных датчиков ПДВС, воздействуют датчики положения педали управления (на схеме фиг. 1 не показана) регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 для полного выключения и плавного включения передаваемого вращательного момента в трансмиссии, положения рычага коробки передач 14, педалей тормоза и акселератора (на схеме фиг. 1 не показаны). В режиме работы транспортного средства без потребления топлива ПДВС, только с расходом электроэнергии - «электрический режим», после перевода ключа зажигания 2 транспортного средства в положение «включено» и достижения номинального уровня зарядки суперкондесатора импульсного устройства суперконденсаторного пуска автомобильного стартера 5, для начала движения транспортного средства достаточно выжать педаль управления регулируемой гидромуфты с блокировкой 11, перевести рычаг переключения коробки передач 14 в положение «1 скорость» и плавно отпустить педаль управления регулируемой гидромуфты с блокировкой 11, не трогая педаль акселератора, и при этом, в начале хода отпускания педали управления регулируемой гидромуфты с блокировкой 11, контроллер управления 3, дает команду на разряд суперконденсатора устройства суперконденсаторного пуска автомобильного стартера 5 и электродвигатель 6 раскручивает супермаховик 9 и маховик в виде вращающихся деталей ПДВС 8 с включенным декомпрессором 4, а также регулируемую гидромуфту с блокировкой 11 и далее в конце хода при плавном отпускании педали регулируемой гидромуфты с блокировкой 11, и вращение от выходного вала регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 плавно передается на коробку передач 14 и на привод 15 ведущих колес 16 транспортного средства с последующей блокировкой передаваемого вращательного момента на регулируемой гидромуфты с блокировкой 11, механизмом блокировки 12, управляемым контроллером управления 3, при достижении определенных оборотов ведущих колес 16 транспортного средства. Далее в электрическом режиме разгон транспортного средства аналогичен вышеописанному, с переключением в сторону повышения или понижения скоростей коробки передач 14 при отключении регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 педалью управления, в момент отпускания которой, электродвигатель 6 подкручивает супермаховик 9 и маховик в виде вращающихся деталей ПДВС 8 с включенным декомпрессором 4. При продолжении движения в «электрическом режиме», при включенной какой-либо скорости коробки передач 14, контроллер управления 3 периодически отключает механизм блокировки 12 регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 в момент импульсного питания электродвигателя 6, и общая динамика движения транспортного средства регулируется педалью регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 и педалью тормоза. Этот режим может использоваться при выезде транспортного средства с мест парковки (стоянки) и при движении в автомобильных «пробках», когда не требуется динамичный разгон, а также при запасенной кинетической энергии на супермаховике в режиме большей топливной экономичности на ровной дороге для поддержания постоянной скорости движения и также для возможного режима движения, если закончилось топливо для ПДВС. Для режима динамичного режима движения «комплексный режим с потреблением топлива ПДВС» все действия аналогичны электрическому режиму, но только для динамичного разгона транспортного средства достаточно при отпускании педали сцепления нажать на педаль акселератора. При этом контроллер управления 3 выключает декомпрессор 4 и ПДВС 8 из режима раскрученного маховика в виде вращающихся деталей ПДВС переводится в нагрузочный двигательный режим с включением систем управления топливом и зажиганием. В комплексном режиме движения транспортного средства, ПДВС также получает периодически дополнительный момент подкручивания от электродвигателя 6 в момент разряда суперконденсатора устройства суперконденсаторного пуска автомобильного стартера 5 по команде контроллера управления 3 по порогу срабатывания штатного вакуумного датчика контроллера управления 3 по разряжению во впускном коллекторе ПДВС 8 в нагрузочном режиме для улучшения динамики движения автомобиля. При отпускании педали акселератора, по команде контроллера управления 3, включается декомпрессор 4, отключаются системы управления топливом и зажиганием и ПДВС 8 переводится из нагрузочного двигательного режима в режим маховика в виде вращающихся деталей ПДВС. Таким образом, разогнав транспортное средство на ровном участке дороги в комплексном режиме с запасенной кинетической энергией в супермаховике, затем можно только подкручивать ведущие колеса в электрическом режиме для достижения наиболее экономичного и экологически чистого режима движения транспортного средства. Плановое (не экстренное) торможение транспортного средства осуществляется с рекуперацией кинетической энергии торможения в энергию супермаховика 9, путем постепенного, определяемого оператором, повышения передаточного отношения коробки передач 14 при замедлении скорости движения транспортного средства. Для режима торможения транспортного средства, достаточно плавно нажать на педаль тормоза, в пределах свободного хода педали до включения основной тормозной системы, отпустив педаль акселератора и не трогая педаль управления регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 и рычаг переключения коробки передач 14, и при этом контроллер управления 3 подаст импульс на включение механизма блокировки 12 регулируемой гидромуфты с блокировкой 11 и на включение декомпрессора 4, переводя ПДВС 8 из нагрузочного двигательного режима в режим маховика в виде вращающихся деталей ПДВС, с отключением системы управления топливом и зажиганием, и на управление генератором 7 в режиме заряда аккумуляторной батареи 1. Таким образом, достигается эффективная рекуперация энергии, при торможении транспортного средства с последовательным переключением оператором понижающих передач коробки передач 14, и энергия торможения эффективно раздельными потоками аккумулируется супермаховиком 9 и маховиком в виде вращающихся деталей ПДВС 8, а также электрическим аккумулятором 1. Так как электродвигатель 6 работает только в импульсном режиме с питанием в периодический момент разряда суперконденсатора устройства суперконденсаторного пуска автомобильного стартера 5, то в конструкции гибридного силового агрегата колесного транспортного средства по этому варианту достаточно иметь один недорогой штатный автомобильный сернокислотный аккумулятор 12 В и 75 Ач, энергии которого, как известно, достаточно чтобы разогнать железнодорожный локомотив. Рекуперация энергии торможения является существенным фактором повышения экономичности транспортного средства, а в городском цикле движения, например, рекуперация энергии торможения автомобиля в кинетическую энергию маховиков может обеспечить экономию 30-40% потребления топлива автомобилем. На всех режимах работы может использоваться дополнительный источник электроэнергии от топливного элемента или источника альтернативной возобновляемой энергии.
Описанная конструкция варианта гибридного силового агрегата колесного транспортного средства по схеме фиг. 1, может также применяться для простой и недорогой модернизации любого существующего автомобиля с поршневым двигателем внутреннего сгорания в гибридный автомобиль с простым, недорогим контроллером управления, и для этого достаточно в конструкцию головки блока поршневого двигателя ввести механизм декомпрессора, заменить штатный маховик двигателя на редуктор, например в виде цепной передачи с тремя звездочками, малого, среднего и большого диаметров, и далее дополнить конструкцию автомобиля супермаховиком с дополнительным повышающим редуктором, который подключается к малой звездочке основного редуктора, к средней звездочке редуктора подключается электродвигатель постоянного тока, для питания которого необходимо конструкцию автомобиля дополнить устройством суперконденсаторного пуска автомобильного стартера, к валу звездочки редуктора большого диаметра с одной стороны подключается коленчатый вал поршневого двигателя внутреннего сгорания с декомпрессором, а с другой стороны насосное колесо регулируемой гидромуфты с блокировкой, которая устанавливается вместо штатного узла сухого фрикционного сцепления, а далее к турбинному колесу регулируемой гидромуфты с блокировкой подключается штатная трансмиссия автомобиля с коробкой передач и приводом ведущих колес. В качестве контроллера управления, управляющего всеми элементами схемы, может использоваться штатный контроллер управления зажиганием и топливными форсунками поршневого двигателя, дополненный функциями управления устройством суперконденсаторного пуска автомобильного стартера, декомпрессора, автомобильного генератора, механизма блокировки регулируемой гидромуфты с блокировкой. Модернизированный достаточно просто и недорого автомобиль по такой схеме получает все достоинства гибридного автомобиля с достижением технического результата в экономии топлива, улучшении экологических показателей транспортного средства и возможности движения автомобиля без потребления топлива двигателем внутреннего сгорания. Вариант исполнения, в котором первичный источник энергии содержит обратимую электромашину вместо электродвигателя постоянного тока, а привод содержит в своем составе электромеханическую трансмиссию, работающую в комплексе с обратимой электромашиной, позволяет иметь только электромеханическую трансмиссию в колесном транспортном средстве и общий алгоритм работы устройства аналогичен вышеописанному. Вариант исполнения, в котором первичный источник энергии содержит обратимую электромашину, а привод, содержит в своем составе комбинированную трансмиссию для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде гидромеханической трансмиссии передающей вращение на привод одной пары ведущих колес и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод другой пары ведущих колес транспортного средства позволяет иметь переключаемый полноприводной вариант колесного транспортного средства, общий алгоритм работы которого аналогичен вышеописанному.
На чертеже фиг. 2 представлена функциональная схема варианта исполнения гибридного силового агрегата колесного транспортного средства, с предпочтительным газотурбинным двигателем внутреннего сгорания, который, как известно, в несколько раз меньше по весу и размерам поршневого двигателя равной мощности, и с несколькими первичными источниками энергии, с комбинированной трансмиссией для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде пневмомеханической трансмиссии передающей вращение на привод одной пары ведущих колес и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод другой пары ведущих колес колесного транспортного средства, которое может использоваться для городского общественного колесного транспортного средства с фиксированными остановками для высадки и посадки пассажиров, например гибридных конструкций автобусов.
Гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства содержит комплексный первичный источник электрической энергии, в виде топливного элемента или источника альтернативной возобновляемой энергии (на эскизе не показаны) и участка контактной сети, ограниченной пределами остановки общественного транспорта, например подключаемой через подвижный контакт токосъемника 11 транспортного колесного средства, а также обратимой электромашины 9, и механической энергии, в виде обратимой пневмомашины 8, включенных через редуктор 7 к валу газотурбинного двигателя внутреннего сгорания 6, газотурбинный двигатель внутреннего сгорания 6 (ГТДВС) с декомпрессором 4, конструктивно декомпрессионный механизм, которого выполнен, например, как байпас-воздуховод с шиберами, объединяющими вход компрессора и выход турбины ГТДВС, который с расширением полученных функциональных возможностей ГТДВС использует только два штатных режима работы, нагрузочный с выключенным декомпрессором (байпас-воздуховод шиберами отключен от входа компрессора и выхода турбины ГТДВС) и режим маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС с включенным декомпрессором (байпас-воздуховод шиберами подключен к входу компрессора и выходу турбины ГТДВС), накопитель энергии в виде аккумуляторной батареи 1, пневмоаккумулятора 10 и двух высокоскоростных маховиков, маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС с включенным декомпрессором и супермаховика 5, например в виде цилиндра, включенного через редуктор 7 к валу ГТДВС 6, валу обратимой пневмомашины 8 и валу обратимой электромашины 9, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию, для передачи вращательного момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, например электромеханическую, в виде используемой в схеме обратимой электромашины 9, работающей в комплексе с мотор-колесами 12 электромеханической трансмиссии одной пары ведущих колес 14 транспортного средства и пневмомеханическую, в виде используемой в схеме обратимой пневмомашины 8, связанной через пневмоаккумулятор 10 с обратимыми пневмомашинами 13 пневмомеханической трансмиссии, подключенной к другой паре ведущих колес 14 транспортного средства, а также силовой агрегат транспортного колесного средства содержит контроллер управления 3. В качестве контроллера управления 3, управляющего всеми элементами схемы, может использоваться штатный контроллер управления ГТДВС, дополненный функциями управления режимами работы декомпрессора 4 ГТДВС, обратимой электромашины 9 с мотор-колесами 12, обратимой пневмомашины 8 с пневмоаккумулятором 10 и обратимыми пневмомашинами 13, а также управления режимом работы токосъемника 11, подключаемого через подвижный контакт к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. На контроллер управления 3 кроме штатных датчиков ГТДВС 6 воздействуют датчики заряда электрической аккумуляторной батареи 1, пневмоаккумулятора 10 и тахометра супермаховика 5, датчик положения подвижного контакта токосъемника 11, (на схеме фиг. 2 не показаны), датчики положения педали тормоза, педали акселератора, имеющей два диапазона хода педали, от 0 до 30 градусов для использования запасенной в накопителе энергии и от 30 до 60 градусов с переводом ГТДВС из режима маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС в нагрузочный режим, с общим регулированием изменения числа оборотов вращения комбинированной трансмиссии, а также датчик программного рычага на три положения «вперед», «нейтраль», «назад» (на схеме фиг. 2 не показаны), которые воздействуют на контроллер управления 3, причем в положении программного рычага «нейтраль», при остановке транспортного средства, контроллер управления 3 включает также стояночный тормоз транспортного средства.
Работа описанного гибридного силового агрегата транспортного колесного средства по схеме фиг. 2 осуществляется следующим образом.
Перед началом работы устройства (например, перед выездом общественного транспортного средства со стоянки) ключ зажигания 2 транспортного средства, который имеет два положения «отключено» и «включено» из отключенного положения переводится в положение «включено» и напряжение от аккумулятора 1 подается на контроллер управления 3. Сразу после подачи напряжения от аккумулятора 1 на контроллер управления 3, декомпрессор 4 ГТДВС переводится во включенное положение и отключаются системы подачи топлива и зажигания, переводя ГТДВС 6 в режим маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС, а подвижный контакт токосъемника 11 подключается к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. Напряжение от участка контактной сети подается на обратимую электромашину 9, которая в режиме электродвигателя по команде контроллера управления 3, раскручивает через редуктор 7, маховик в виде вращающихся деталей ГТДВС 6 с включенным декомпрессором 4 и супермаховик 5, до номинальных оборотов, и при этом также контроллер управления 3 переводит обратимую пневмомашину 8 в режим компрессора для закачки атмосферного воздуха под давлением в пневмоаккумулятор 10 и через несколько минут транспортное средство готово к началу движения на запасенной в накопителе энергии. Для движения транспортного средства вперед, программный рычаг из положения «нейтраль» переводится в положение «вперед» и при этом контроллер управления 3 отключает подвижный контакт токосъемника 11 от участка контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, а также стояночный тормоз транспортного средства. И далее транспортное средство начинает плавное движение вперед с регулированием скорости движения оператором через регулирование положения педали акселератора в начальном диапазоне до 30 градусов, используя запасенную в накопителе энергию, которая распределяется контроллером управления 3 для привода через электромеханическую трансмиссию одной пары ведущих колес 14 и/или через пневмомеханическую трансмиссию другой пары ведущих колес 14 транспортного средства. При уменьшении запасенной в накопителе энергии, а также при необходимости динамичного разгона, определяемого оператором через регулирование положения педали акселератора в следующем диапазоне от 30 до 60 градусов, контроллер управления 3 выключает декомпрессор 4 ГТДВС и включает топливную систему и систему зажигания ГТДВС, переводя ГТДВС из режима маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС в нагрузочный режим и при этом контроллер управления 3 управляет энергией ГТДВС и распределяет ее между супермаховиком 5, электроаккумулятором 1, пневмоаккумулятором 10, электромеханической трансмиссией одной пары ведущих колес 14 и/или пневмомеханической трансмиссией другой пары ведущих колес 14 транспортного средства. При необходимости торможения транспортного средства, оператору достаточно отпустить педаль акселератора и плавно нажать педаль тормоза, при этом контроллер управления 3 включает декомпрессор 4 ГТДВС и выключает топливную систему и систему зажигания ГТДВС, переводя ГТДВС из нагрузочного режима в режим маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС, а обратимые машины электромеханической трансмиссии одной пары ведущих колес 14 и/или пневмомеханической трансмиссии другой пары ведущих колес 14 транспортного средства рекуперируют энергию торможения в накопитель. Для движения транспортного средства назад, программный рычаг из положения «нейтраль» переводится в положение «назад» и алгоритм работы всего устройства аналогичен режиму движения вперед. При остановке транспортного средства на остановке общественного транспорта, с участком контактной сети, ограниченной пределами остановки общественного транспорта, контроллер управления 3 включает декомпрессор 4 ГТДВС и выключает топливную систему и систему зажигания, переводя ГТДВС 6 в режим маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС с включенным декомпрессором, а подвижный контакт токосъемника 11 подключается к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. Напряжение от участка контактной сети подается на обратимую электромашину 9, которая в режиме электродвигателя по команде контроллера управления 3, раскручивает через редуктор 7, маховик в виде вращающихся деталей ГТДВС с включенным декомпрессором и супермаховик 5, до номинальных оборотов, и при этом также контроллер управления 3 переводит обратимую пневмомашину 8 в режим компрессора для закачки атмосферного воздуха под давлением в пневмоаккумулятор 10 и через время, необходимое для посадки и высадки пассажиров, транспортное средство готово к продолжению движения на запасенной в накопителе энергии. Это позволяет в полной мере получать дополнительные достоинства от использования большего количества первичных источников и накопителей энергии, а также газотурбинного двигателя, который способствуют уменьшению веса и габаритов силового агрегата, а также повышению надежности и гибкости работы всего устройства, и позволяет также наиболее эффективно использовать и перераспределять энергию между первичными источниками энергии, ведущими колесами транспортного средства и накопителем энергии, что обеспечивает существенную экономию топлива как за счет работы первичных источников энергии и газотурбинного двигателя на оптимальном режиме, так и за счет рекуперации энергии торможения транспортного средства, а также значительно улучшить экологию общественного транспортного средства за счет снижения токсичных выбросов. На всех режимах работы может использоваться дополнительный источник электроэнергии от топливного элемента или источника альтернативной возобновляемой энергии.
На чертеже фиг. 3 представлена функциональная схема варианта исполнения гибридного силового агрегата колесного транспортного средства с гироскопическим комбинированным маховиком, с предпочтительным газотурбинным двигателем внутреннего сгорания, который, как известно, в несколько раз меньше по весу и размерам поршневого двигателя равной мощности, и с несколькими первичными источниками энергии, с комбинированной трансмиссией для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде пневмомеханической трансмиссии передающей вращение на привод одного колеса и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод другого ведущего колеса двухколесного транспортного средства, которое может использоваться для междугороднего общественного колесного транспортного средства с фиксированными остановками, для высадки и посадки пассажиров, несоединенными между собой электрическими линиями, например конструкций двухколесных узкоколейных гибридных автомобилей, автобусов и легкого гибридного метро, устойчивость и энерговооруженность которых обусловлена применением гироскопических комбинированных маховиков.
Гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства содержит комплексный первичный источник электрической энергии, в виде участка контактной сети, ограниченной пределами остановки общественного транспорта, например подключаемой через подвижный контакт токосъемника 11 транспортного колесного средства, а также обратимой электромашины 9, и механической энергии, в виде обратимой пневмомашины 8, включенных через редуктор 7 к валу газотурбинного двигателя внутреннего сгорания 6, газотурбинный двигатель внутреннего сгорания 6 (ГТДВС) с декомпрессором 4, конструктивно декомпрессионный механизм, которого выполнен, например, как байпас-воздуховод с шиберами, объединяющими вход компрессора и выход турбины ГТДВС, который с расширением полученных функциональных возможностей ГТДВС использует только два штатных режима работы, нагрузочный с выключенным декомпрессором (байпас-воздуховод шиберами отключен от входа компрессора и выхода турбины ГТДВС) и режим маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС с включенным декомпрессором (байпас-воздуховод шиберами подключен к входу компрессора и выходу турбины ГТДВС), накопитель энергии в виде аккумуляторной батареи 1, пневмоаккумулятора 10 и двух высокоскоростных маховиков, маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС с включенным декомпрессором и гироскопический комбинированный маховик 5, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью, например, только элементами суперконденсаторов, которые могут через контроллер управления 3 подключаться в схему обратимой электромашины 9, включенноый механически через редуктор 7 к валу ГТДВС 6, валу обратимой пневмомашины 8 и валу обратимой электромашины 9, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию, для передачи вращательного момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, например электромеханическую, в виде используемой в схеме обратимой электромашиной 9, работающей в комплексе с мотор-колесом 12 электромеханической трансмиссии одного ведущего колеса 13 двухколесного транспортного средства и пневмомеханическую, в виде используемой в схеме обратимой пневмомашины 8, связанной через пневмоаккумулятор 10 с обратимой пневмомашиной 14 пневмомеханической трансмиссии, подключенной к другому ведущему колесу 15 двухколесного транспортного средства, а также гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства содержит контроллер управления 3. В качестве контроллера управления 3, управляющего всеми элементами схемы, может использоваться штатный контроллер управления ГТДВС, дополненный функциями управления режимами работы декомпрессора 4 ГТДВС, обратимой электромашины 9 с мотор-колесом 12, обратимой пневмомашины 8 с пневмоаккумулятором 10 и обратимой пневмомашиной 14 привода колеса 15, а также управления режимом работы токосъемника 11, подключаемого через подвижный контакт к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. На контроллер управления 3 кроме штатных датчиков ГТДВС 6 воздействуют датчики заряда электрической аккумуляторной батареи 1, уровня заряда пневмоаккумулятора 10 и суперконденсаторов, а также тахометра гироскопического комбинированного маховика 5, датчик положения подвижного контакта токосъемника 11, (на схеме фиг. 2 не показаны), датчики положения педали тормоза, педали акселератора, имеющей два диапазона хода педали, от 0 до 30 градусов для использования запасенной в накопителе энергии и от 30 до 60 градусов с переводом ГТДВС из режима маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС в нагрузочный режим, с общим регулированием изменения числа оборотов вращения комбинированной трансмиссии, а также датчик программного рычага на три положения «вперед», «нейтраль», «назад» (на схеме фиг. 2 не показаны), которые воздействуют на контроллер управления 3, причем в положении программного рычага «нейтраль», при остановке транспортного средства, контроллер управления 3 включает также стояночный тормоз транспортного средства, а при отключении ключа зажигания 2, при постановке транспортного средства на стоянку, контроллер управления 3 опускает также кузов транспортного средства на стояночные упоры, опуская регулируемую подвеску (на схеме фиг. 3 не показаны) ведущих колес 13 и 15.
Работа описанного гибридного силового агрегата транспортного колесного средства по схеме фиг. 3 осуществляется следующим образом.
Перед началом работы устройства (например, перед выездом общественного транспортного средства со стоянки) ключ зажигания 2 транспортного средства, который имеет два положения «отключено» и «включено» из отключенного положения переводится в положение «включено» и напряжение от аккумулятора 1 подается на контроллер управления 3. Сразу после подачи напряжения от аккумулятора 1 на контроллер управления 3, декомпрессор 4 ГТДВС переводится во включенное положение и отключаются системы подачи топлива и зажигания, переводя ГТДВС 6 в режим маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС, а подвижный контакт токосъемника 11 подключается к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. Напряжение от участка контактной сети подается на обратимую электромашину 9, которая в режиме электродвигателя по команде контроллера управления 3, раскручивает через редуктор 7, маховик в виде вращающихся деталей ГТДВС 6 с включенным декомпрессором 4 и гироскопический комбинированный маховик 5 до номинальных оборотов, и при этом также контроллер управления 3 переводит обратимую пневмомашину 8 в режим компрессора для закачки атмосферного воздуха под давлением в пневмоаккумулятор 10, а также на заряд суперконденсаторов гироскопического комбинированного маховика 5 и через несколько минут транспортное средство готово к началу движения на запасенной в накопителе энергии. Для движения транспортного средства вперед, программный рычаг из положения «нейтраль» переводится в положение «вперед» и при этом контроллер управления 3 поднимает кузов транспортного средства со стояночных упоров, поднимая регулируемую подвеску (на схеме фиг. 3 не показаны) ведущих колес 13 и 15, а также отключает подвижный контакт токосъемника 11 от участка контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, а также стояночный тормоз транспортного средства. И далее двухколесное транспортное средство, устойчивость которого обеспечивается гироскопическим комбинированным маховиком 5, начинает плавное движение вперед с регулированием скорости движения оператором через регулирование положения педали акселератора в начальном диапазоне до 30 градусов, используя запасенную в накопителе энергию, которая распределяется контроллером управления 3 для привода через электромеханическую трансмиссию одного ведущего колеса 13 и/или через пневмомеханическую трансмиссию другого ведущего колеса 15 двухколесного транспортного средства. При уменьшении запасенной в накопителе энергии, а также при необходимости динамичного разгона и лучшей устойчивости, определяемого оператором через регулирование положения педали акселератора в следующем диапазоне от 30 до 60 градусов, контроллер управления 3 выключает декомпрессор 4 ГТДВС и включает топливную систему и систему зажигания ГТДВС, переводя ГТДВС из режима маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС в нагрузочный режим и при этом контроллер управления 3 управляет энергией ГТДВС и распределяет ее между гироскопическим комбинированным маховиком 5, электроаккумулятором 1, пневмоаккумулятором 10, электромеханической трансмиссией одного ведущего колеса 13 и/или пневмомеханической трансмиссией другого ведущего колеса 15 двухколесного транспортного средства. При необходимости торможения двухколесного транспортного средства, оператору достаточно отпустить педаль акселератора и плавно нажать педаль тормоза, при этом контроллер управления 3 включает декомпрессор 4 ГТДВС и выключает топливную систему и систему зажигания ГТДВС, переводя ГТДВС из нагрузочного режима в режим маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС, а обратимые машины электромеханической трансмиссии одного ведущего колеса 13 и/или пневмомеханической трансмиссии другого ведущего колеса 15 двухколесного транспортного средства рекуперируют энергию торможения в накопитель. Для движения назад остановленного двухколесного транспортного средства, программный рычаг из положения «нейтраль» переводится в положение «назад» и алгоритм работы всего устройства аналогичен режиму движения вперед. При остановке двухколесного транспортного средства на остановке общественного транспорта, с участком контактной сети, ограниченной пределами остановки общественного транспорта, контроллер управления 3 включает декомпрессор 4 ГТДВС и выключает топливную систему и систему зажигания, переводя ГТДВС 6 в режим маховика в виде вращающихся деталей ГТДВС с включенным декомпрессором, а подвижный контакт токосъемника 11 подключается к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. Напряжение от участка контактной сети подается на обратимую электромашину 9, которая в режиме электродвигателя по команде контроллера управления 3, раскручивает через редуктор 7, маховик в виде вращающихся деталей ГТДВС с включенным декомпрессором и гироскопический комбинированный маховик 5, до номинальных оборотов, и при этом также контроллер управления 3 переводит обратимую пневмомашину 8 в режим компрессора для закачки атмосферного воздуха под давлением в пневмоаккумулятор 10, а также на заряд суперконденсаторов гироскопического комбинированного маховика 5 и через определенное время, необходимое для посадки и высадки пассажиров, двухколесного транспортное средство готово к продолжению движения на запасенной в накопителе энергии. Это позволяет в полной мере получать дополнительные достоинства от использования большего количества первичных источников и накопителей энергии, а также газотурбинного двигателя, который способствуют уменьшению веса и габаритов силового агрегата, а также повышению надежности и гибкости работы всего устройства, и позволяет также наиболее эффективно использовать и перераспределять энергию между первичными источниками энергии, ведущими колесами транспортного средства и накопителем энергии, что обеспечивает существенную экономию топлива как за счет работы первичных источников энергии и газотурбинного двигателя на оптимальном режиме, так и за счет рекуперации энергии торможения двухколесного транспортного средства, а также значительно улучшить экологию общественного транспортного средства за счет снижения токсичных выбросов и позволяет создавать двухколесные транспортные средства, которые могут использоваться для междугороднего общественного узкоколейного колесного транспортного средства с фиксированными остановками, для высадки и посадки пассажиров, несоединенными между собой электрическими линиями, например для конструкций двухколесных гибридных автомобилей, автобусов и легкого гибридного метро, устойчивость и энерговооруженность которых обусловлена применением гироскопических комбинированных маховиков и которые можно применять на узкоколейных выносных магистралях для решения транспортных проблем в мегаполисах. На всех режимах работы может также использоваться дополнительный источник электроэнергии от топливного элемента или источника альтернативной возобновляемой энергии.
На чертеже фиг. 4 представлена функциональная схема варианта исполнения гибридного силового агрегата колесного транспортного средства, с гироскопическим комбинированным маховиком без применения двигателя внутреннего сгорания, с комбинированной трансмиссией для плавной передачи крутящего момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, в виде гидромеханической трансмиссии передающей вращение на привод одного колеса и электромеханической трансмиссии, передающей вращение на привод другого ведущего колеса двухколесного транспортного средства, которое может использоваться для внутригородского общественного колесного транспортного средства с фиксированными остановками, для высадки и посадки пассажиров, несоединенными между собой электрическими линиями, например конструкций двухколесных гибридных электрических узкоколейных автомобилей - такси, троллейбусов, трамваев и легкого гибридного метро, устойчивость и энерговооруженность которых обусловлена применением гироскопических комбинированных маховиков и которые можно применять на узкоколейных выносных магистралях или выделенных нешироких полосах для решения транспортных проблем в мегаполисах.
Гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства содержит комплексный первичный источник электрической энергии, в виде обратимой электромашины 8, а также в виде участка контактной сети, ограниченной пределами остановки общественного транспорта, например подключаемой через подвижный контакт токосъемника 10 двухколесного транспортного средства, накопитель энергии в виде аккумуляторной батареи 1, а также, например, двух одинаковых гироскопических комбинированных маховиков 4 и 5, выполненных в виде полых цилиндров, заполненных полностью, например, только элементами конденсаторов, которые могут через контроллер управления 3 подключаться в электрическую схему обратимой электромашины 8, включенных механически через редуктор 6 к валу обратимой электромашины 8, а также привод, имеющий в своем составе комбинированную трансмиссию, для передачи вращательного момента с возможностью изменения числа оборотов вращения, например электромеханическую, в виде используемой в схеме обратимой электромашиной 8, работающей в комплексе с мотор-колесом 12 электромеханической трансмиссии одного ведущего колеса 11 двухколесного транспортного средства и гидромеханическую, в виде регулируемой гидромуфты с блокировкой 7, подключенной насосным колесом к редуктору 6 и турбинным колесом к входному валу, например, вариатора 9, выходной вал которого подключен к приводу 13 другого ведущего колеса 14 двухколесного транспортного средства, а также гибридный силовой агрегат колесного транспортного средства содержит контроллер управления 3 с функциями управления режимами работы обратимой электромашины 8 с мотор-колесом 12, управлением режимов заряда - разряда элементами суперконденсаторов двух гироскопических комбинированных маховиков 4 и 5, режимами работы регулируемой гидромуфты с блокировкой 7 и вариатора 9, а также управления режимом работы токосъемника 10, подключаемого через подвижный контакт к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. На контроллер управления 3 воздействуют датчики заряда электрической аккумуляторной батареи 1, тахометров и уровней заряда конденсаторов гироскопических комбинированных маховика 4 и 5, датчик положения подвижного контакта токосъемника 10 и датчики положения и регулирования механизмов регулирования вариатора 9 и регулируемой гидромуфты с блокировкой 7 (на схеме фиг. 4 не показаны), датчики положения педали тормоза, педали акселератора, а также датчик программного рычага на три положения «вперед», «нейтраль», «назад» (на схеме фиг. 4 не показаны), которые воздействуют на контроллер управления 3, причем в положении программного рычага «нейтраль», при остановке транспортного средства, контроллер управления 3 включает также стояночный тормоз транспортного средства, а при отключении ключа управления 2, при постановке транспортного средства на стоянку, контроллер управления 3 опускает также кузов транспортного средства на стояночные упоры, опуская регулируемую подвеску (на схеме фиг. 4 не показаны) ведущих колес 11 и 14.
Работа описанного гибридного силового агрегата колесного транспортного средства по схеме фиг. 4 осуществляется следующим образом.
Перед началом работы устройства (например, перед выездом общественного транспортного средства со стоянки) ключ управления 2 транспортного средства, который имеет два положения «отключено» и «включено» из отключенного положения переводится в положение «включено» и напряжение от аккумулятора 1 подается на контроллер управления 3. Сразу после подачи напряжения от аккумулятора 1 на контроллер управления 3, им переводится регулируемая гидромуфта с блокировкой 7 в отключенное положение, разъединяя насосное колесо и турбинное колесо, подключенное к входному валу вариатора 9, который при этом переводится на низшую передачу, а подвижный контакт токосъемника 10 подключается к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. Напряжение от участка контактной сети подается на обратимую электромашину 8, которая в режиме электродвигателя по команде контроллера управления 3, раскручивает через редуктор 6, гироскопические комбинированные маховики 4 и 5 до номинальных оборотов, и при этом обеспечивает заряд конденсаторов гироскопических комбинированных маховиков 4 и 5, и через несколько минут транспортное средство готово к началу движения на запасенной в накопителе энергии. Для движения транспортного средства вперед, программный рычаг из положения «нейтраль» переводится в положение «вперед» и при этом контроллер управления 3 поднимает кузов транспортного средства со стояночных упоров, поднимая регулируемую подвеску (на схеме фиг. 4 не показаны) ведущих колес 11 и 14, а также отключает подвижный контакт токосъемника 10 от участка контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта и стояночный тормоз транспортного средства. И далее двухколесное транспортное средство, устойчивость которого обеспечивается двумя одинаковыми, вращающимися в разные стороны, гироскопическими комбинированными маховиками 4 и 5, начинает плавное движение вперед с регулированием скорости движения оператором через регулирование положения педали акселератора, используя запасенную в накопителе энергию, которая распределяется контроллером управления 3 для привода через электромеханическую трансмиссию одного ведущего колеса 11 и/или через гидромеханическую трансмиссию другого ведущего колеса 14 двухколесного транспортного средства. Расстояние на маршрутах между местами остановки или стоянки общественного транспорта с участками контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта выбирается в зависимости от величины запасенной в накопителе энергии, достаточной для гарантированного движения на маршруте между остановками. При необходимости торможения двухколесного транспортного средства, оператору достаточно отпустить педаль акселератора и плавно нажать педаль тормоза, при этом контроллер управления 3 переводит обратимые машины электромеханической трансмиссии одного ведущего колеса 11 и гидромеханическую трансмиссию другого ведущего колеса 14 транспортного средства в режим рекуперации, возвращая энергию торможения в накопитель. Для движения транспортного средства назад, программный рычаг из положения «нейтраль» переводится в положение «назад» и контроллер управления 3 в реверсном режиме подключает только электромеханическую трансмиссию одного ведущего колеса 11, не подключая гидромеханическую трансмиссию другого ведущего колеса 14 и алгоритм работы двухколесного транспортного средства аналогичен режиму движения вперед. При остановке двухколесного транспортного средства на остановке общественного транспорта, с участком контактной сети, ограниченной пределами остановки общественного транспорта, контроллер управления 3 отключает электромеханическую и гидромеханическую трансмиссии, включает стояночный тормоз и подключает подвижный контакт токосъемника 10 к участку контактной сети, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта. Напряжение от участка контактной сети подается на обратимую электромашину 8, которая в режиме электродвигателя по команде контроллера управления 3, раскручивает через редуктор 6, гироскопические комбинированные маховики 4 и 5, до номинальных оборотов и обеспечивает заряд их конденсаторов и через время, необходимое для посадки и высадки пассажиров, транспортное средство готово к продолжению движения на запасенной в накопителе энергии. Это позволяет в полной мере получать дополнительные достоинства от использования большего количества первичных источников и накопителей энергии, а также получить транспорт с абсолютно чистой экологией, имеющий повышенную надежность и гибкость работы всего устройства, а также позволяет наиболее эффективно использовать и перераспределять энергию между первичными источниками энергии, ведущими колесами транспортного средства и накопителем энергии и позволяет создавать двухколесные транспортные средства, которые могут использоваться для внутригородского общественного колесного транспортного средства с фиксированными остановками, для высадки и посадки пассажиров, несоединенными между собой электрическими линиями, например конструкций двухколесных гибридных электрических узкоколейных автомобилей - такси, троллейбусов, трамваев и легкого гибридного метро, устойчивость и энерговооруженность которых обусловлена применением гироскопических комбинированных маховиков и которые можно применять на узкоколейных выносных магистралях или выделенных нешироких полосах для решения транспортных проблем в мегаполисах. На всех режимах работы может также использоваться дополнительный источник электроэнергии от топливного элемента или источника альтернативной возобновляемой энергии.
Описанная группа изобретений со всеми вариантами исполнения позволяет получить высокий экономический и экологический эффект при эксплуатации транспортных средств и очень важна в первую очередь для городского общественного транспорта для решения транспортных и экологических проблем в мегаполисах.
Таким образом, группа изобретений позволяет создавать наряду с обычными также двухколесные гибридные транспортные средства и охватывает несколько десятков возможных вариантов конструкций гибридных силовых агрегатов колесного транспортного средства, создаваемых при использовании различных типов двигателей внутреннего сгорания (поршневой двигатель, газотурбинный двигатель, двигатель Ванкеля и т.д.) с декомпрессорами различных типов и исполнений или без использовании различных типов двигателей внутреннего сгорания, разных первичных источников энергии, например электрической энергии для работы электродвигателя или обратимой электромашины, питаемых от различных устройств, например от топливного элемента или источника альтернативной возобновляемой энергии, аккумулятора, конденсатора и внешнего источника электроэнергии, подключаемого через контактное или бесконтактное устройство, или механической энергии, например пневмопривода, обратимой пневмомашины, накопителей электрической (аккумулятор, конденсатор и т.п.) и механической энергии (маховик в виде вращающихся деталей двигателя внутреннего сгорания с включенным декомпрессором, гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, супермаховик, пневмоаккумулятор и т.п.), разными схемами электромеханической, пневмомеханической или гидромеханической трансмиссий, передающих вращение на разное количество ведущих колес транспортного средства.
Благодаря вышеперечисленному в группе изобретений достигается технический результат, заключающийся в создании гибридного силового агрегата колесного транспортного средства, позволяющего иметь небольшие по размерам и мощности аккумуляторную батарею, электродвигатель или электромашину, двигатель внутреннего сгорания, не использующий режим холостого хода, позволяющего эффективно перераспределять энергию между первичными источниками энергии, ведущими колесами гибридного силового агрегата колесного транспортного средства с вариантами гидромеханической, пневмомеханической, электромеханической трансмиссиями или их комбинациями и накопителем энергии, обеспечивая существенную экономию топлива, как за счет работы первичных источников энергии и двигателя внутреннего сгорания на оптимальном режиме, так и за счет рекуперации энергии торможения гибридного силового агрегата колесного транспортного средства, а также лучшую экологию за счет снижения токсичных выбросов, по указанным причинам, и позволяющего достигать лучшего результата в экономии топлива, улучшении экологических показателей при уменьшении веса, стоимости и возможности движения гибридного силового агрегата колесного транспортного средства без потребления топлива двигателем внутреннего сгорания, и при этом один из вариантов которого предоставляет принципиальную возможность достаточно простой и недорогой модернизации любого обычного существующего автомобиля с поршневым двигателем внутреннего сгорания в гибридный автомобиль, имеющий простой и недорогой контроллер управления, с небольшими по размерам и мощности аккумуляторной батареей и электродвигателем и достижением технического результата в экономии топлива, улучшении экологических показателей транспортного средства за счет отсутствия режима холостого хода двигателя внутреннего сгорания и возможности движения автомобиля без потребления топлива, и при этом другой из вариантов которого позволяет дополнительно использовать в качестве первичного источника внешнюю электрическую линию, в виде участка электрической линии, ограниченной пределами остановки или стоянки общественного транспорта, предоставляющую принципиальную возможность создания гибридных автобусов, а также другие варианты которого позволяют дополнительно использовать в качестве накопителя энергии, как минимум, один гироскопический комбинированный маховик, выполненный в виде полого цилиндра, заполненного полностью в любой комбинации элементами или аккумуляторной батареи и/или конденсаторов и/или суперконденсаторов, что предоставляет принципиальную возможность создания двухколесных гибридных автомобилей, автобусов, троллейбусов, трамваев и монорельсового метро.