УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА СКОРОСТНОМ ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ ПРИ ЕГО ТОРМОЖЕНИИ
DEVICE FOR RECEIVING ELECTRIC ENERGY ON A HIGH-SPEED VEHICLE WHILE ITS BRAKING

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам для получения электрической энергии на транспортном средстве при его торможении.
Известны технические решения для выработки электрической энергии на высокоскоростном электропоезде с диффузионными устройствами в виде сеток с окнами для снижения давления воздуха и преобразования ветровой энергии в электрическую (патент РФ №2505426 по кл. B60L 8/00 от 27.01.2014 г. и патент патент РФ №2574304 по кл. В61С 3/02 от 10.02.2016 г.)
Недостатком данных устройств является относительно низкая эксплуатационная надежность высокоскоростного поезда, заключающаяся, в частности, в том, что при торможении электропоезда имеет место большая нагрузка на тормозную систему колес, приводящая к значительному износу тормозных элементов и дополнительным энергозатратам при их работе.
С другой стороны, размещение ветрового турбогенератора на крыше вагона электропоезда повышает лобовое сопротивление при движении электропоезда, что также приводит к дополнительным энергозатратам.
Известно транспортное устройство, в котором для снижения нагрузки на колесные тормоза используются аэродинамические тормоза, выполненные в виде управляемых обтекателей, размещенных на крыше транспортного средства (патент ФРГ №2851983 по кл. В60Т 1/16 от 1980 г.).
При создании высокоскоростных средств со скоростями от 200 километров в час и выше решается задача построения обтекаемых форм корпуса с минимальным количеством элементов, выходящих за пределы заданных форм корпуса.
С другой стороны решается задача создания устройств колесного торможения транспортного средства для остановки его и иногда для притормаживания транспортного средства при движении его по линии железной дороги
Для решения такой задачи используются аэродинамические тормоза в виде управляемых обтекателей.
И третья задача, которая ставится при создании скоростного транспортного средства - это минимизация затрачиваемой электрической энергии для требуемого функционирования элементов узлов транспортного средства.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, заключается в создании устройства для получения электрической энергии на скоростном транспортном средстве при его торможении, повышения эксплуатационной стойкости тормозной системы транспортного средства и сокращения тормозного пути.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для получения электрической энергии на скоростном транспортном средстве при его торможении, содержащем размещенные на корпусе транспортного средства аэродинамические тормоза в виде поворотных элементов, каждый из которых выполнен в виде двух створок, расположенных эквидистантно относительно продольной оси корпуса, под створками в корпусе выполнена полость для размещения ветрового генератора электрической энергии, при этом полость образована отверстием в корпусе с вертикальными стенками по контуру отверстия.
На фиг. 1, 2, 3 представлена схема устройства для получения электрической энергии на скоростном транспортном средстве при его торможении.
Фиг. 1 - вид сверху устройства скоростного транспортного средства, фиг. 2 - вид спереди и фиг. 3 - общий вид скоростного транспортного средства с устройством для получения электрической энергии.
Представленная схема заявленного устройства для получения электрической энергии на скоростном транспортном средстве при его торможении содержит корпус транспортного средства 1 с обтекателем 2, содержащим две створки 3, расположенные эквидистантно относительно продольной оси корпуса, цилиндрическую полость 4, внутри которой расположен турбовентилятор 5, механически связанный с маховиком 6 и генератором 7, который, в свою очередь, электрически связан с потребителем или накопителем электрической энергии 8 (аккумуляторы и другие потребители), каналы 9 и окна 10 служат для выхода воздуха.
Заявленное устройство для получения электрической энергии на скоростном транспортном средстве при его торможении работает следующим образом.
При движении скоростного транспортного средства 1 створки 3 обтекателя корпуса 2 транспортного средства сведены. При торможении одновременно с подачей сигнала на тормозную систему транспортного средства подается сигнал и на систему открывания створок 3. В начальный момент створки 3 открываются принудительно механизмом открывания на определенный угол, после чего дальнейшее открывание створок происходит за счет воздушного потока.
Воздушный поток, сформировавшийся при открытии створок, направляется на расположенный в цилиндрической полости 4 турбовентилятор 5. Для более полного использования энергии воздушного потока имеется маховик 6, механически связанный с турбовентилятором 5 и генератором 7, который, в свою очередь, электрически связан с потребителем или накопителем энергии 8 (аккумуляторы или другие потребители энергии). Воздушный поток, пройдя через турбовентилятор 5, направляется по каналам 9 на выходные окна 10 транспортного средства.
Раскрытие в момент торможения скоростного транспортного средства створок обтекателя приводит, помимо получения электрической энергии, к созданию высокоэффективного аэродинамического тормоза, способствующего сокращению тормозного пути скоростного транспортного средства, а также продлению ресурса тормозной системы транспортного средства за счет снижения нагрузок на тормозную систему. В случае необходимости включение аэродинамического тормоза в работу может осуществляться независимо от основной тормозной системы.
По окончании процесса торможения створки возвращаются в исходное положение.