RU102328U1

RU102328U1 - ELECTRIC TRACTION SYSTEM OF VEHICLE WITH POWER SUPPLY FROM OWN POWER SUPPLY SOURCES

Info

Publication number: RU102328U1
Application number: RU2010141968/11U
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Артёмов; Алексей Алексеевич Ипатов; Лев Юрьевич Лежнев; Николай Анатольевич Хрипач; Иван Александрович Федоров
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2011-02-27

Abstract

1. Электрическая тяговая система транспортного средства с питанием от собственных источников энергоснабжения, содержащая двигатель внутреннего сгорания, обратимую электрическую машину, установленную соосно с двигателем и имеющую привод от него через выключаемую муфту, буферный накопитель энергии, состоящий из аккумуляторных батарей, подключенный к электрической машине и электродвигателю привода колес, компрессор пневматической системы и насос гидроусилителя руля, имеющие привод от вала электрической машины через зубчатую передачу и выключаемые муфты. ! 2. Электрическая тяговая система по п.1, отличающаяся тем, что выключаемые муфты выполнены фрикционными. ! 3. Электрическая тяговая система по п.1, отличающаяся тем, что выключаемая муфта, связывающая между собой валы двигателя внутреннего сгорания и электрической машины, выполнена в виде муфты свободного хода. 1. The electric traction system of the vehicle powered by its own energy sources, containing an internal combustion engine, a reversible electric machine, mounted coaxially with the engine and having a drive from it through a switchable clutch, a buffer energy storage device consisting of rechargeable batteries connected to an electric machine and a wheel drive electric motor, a pneumatic system compressor and a power steering pump, having a drive from the shaft of an electric machine through a gear transmission and turn-off couplings. ! 2. The electric traction system according to claim 1, characterized in that the switch-off clutch is made of friction. ! 3. The electric traction system according to claim 1, characterized in that the switch-off clutch connecting the shafts of the internal combustion engine and the electric machine is made in the form of a freewheel.

Description

Техническое решение относится к наземным транспортным средствам. Оно касается транспортных средств, снабженных электрической тяговой системой, имеющей питание от собственных источников энергоснабжения.The technical solution relates to land vehicles. It applies to vehicles equipped with an electric traction system, powered by its own energy sources.

Известны различные электрические тяговые системы, имеющие питание от собственных источников энергоснабжения, используемых также для привода вспомогательных агрегатов. Такие тяговые системы показаны в охранных документах №№2309680, 2929497, 3940172, опубликованных в ФРГ, в заявках №№504166, 1284213 на выдачу европейских патентов, в патенте №5249637, выданном в США, в международной заявке WO 91/08123.Various electric traction systems are known that are powered by their own power sources, which are also used to drive auxiliary units. Such traction systems are shown in security documents No. 2309680, 2929497, 3940172 published in Germany, in applications No. 504166, 1284213 for the grant of European patents, in patent No. 5249637, issued in the United States, in international application WO 91/08123.

Более близким аналогом является электрическая тяговая система транспортного средства, показанная в заявке №3009503, В60К 25/00, опубликованной в ФРГ. Она содержит двигатель внутреннего сгорания, электрическую машину, вал которой соединен с валом двигателя зубчатой передачей, аккумуляторную батарею, электродвигатель для привода посредством ременной передачи генератора электрического тока, компрессора пневматической системы транспортного средства, насоса гидроусилителя руля. Однако эта электрическая тяговая система имеет весьмасложный привод вспомогательных агрегатов, который к тому же нуждается в периодическом регулировании натяжения ремня в ременной передаче.A closer analogue is the electric traction system of a vehicle, shown in application No. 3009503, B60K 25/00, published in Germany. It contains an internal combustion engine, an electric machine, the shaft of which is connected to the engine shaft by a gear transmission, a storage battery, an electric motor for driving by means of a belt drive of an electric current generator, a compressor of the pneumatic system of a vehicle, a power steering pump. However, this electric traction system has an all-powerful auxiliary drive unit, which also needs periodic adjustment of the belt tension in the belt drive.

Задача - создание электрической тяговой системы транспортного средства, имеющей простой и надежный привод вспомогательных агрегатов.The task is to create an electric traction system for a vehicle with a simple and reliable drive of auxiliary units.

Решение этой задачи обеспечено тем, что созданная электрическая тяговая система транспортного средства с питанием от собственных источников энергоснабжения содержит двигатель внутреннего сгорания, обратимую электрическую машину, установленную соосно с двигателем и имеющую привод от него через выключаемую муфту, буферный накопитель энергии, состоящий из аккумуляторных батарей, подключенный к электрической машине и электродвигателю привода колес, компрессор пневматической системы и насос гидроусилителя руля, имеющие привод от вала электрической машины через зубчатую передачу и выключаемые муфты.The solution to this problem is provided by the fact that the created electric traction system of a vehicle powered by its own energy sources contains an internal combustion engine, a reversible electric machine, mounted coaxially with the engine and having a drive from it through a switchable clutch, a buffer energy storage device consisting of rechargeable batteries, connected to an electric machine and a wheel drive electric motor, a pneumatic system compressor and a power steering pump, driven by a shaft The electrical machine via a gear and clutches.

Вследствие того, что вал электрической машины расположен соосно с валом двигателя внутреннего сгорания и связан с ним посредством выключаемой муфты, разъединяющей эти валы при остановке двигателя во время движения транспортного средства по экологически чистой территории, электрическая машина выполнена обратимой, способной работать в качестве генератора электрического тока при работе двигателя внутреннего сгорания и в качестве электродвигателя для привода компрессора и насоса гидроусилителя руля, созданная электрическая тяговая система имеет сравнительно простую и компактную конструкцию, в которой компрессор и насос имеют простой и надежный привод от вала электрической машины посредством зубчатой передачи и выключаемых муфт, удобно размещаемый на транспортном средстве.Due to the fact that the shaft of the electric machine is coaxial with the shaft of the internal combustion engine and connected to it by means of a switch-off clutch that disconnects these shafts when the engine stops while the vehicle is moving in ecologically clean territory, the electric machine is made reversible, capable of operating as an electric current generator when the internal combustion engine is operating and as an electric motor for driving the compressor and power steering pump, an electric traction system is created The system has a relatively simple and compact design, in which the compressor and pump have a simple and reliable drive from the shaft of an electric machine through a gear transmission and clutch, which can be conveniently placed on a vehicle.

Выключаемые муфты могут быть выполнены фрикционными.Switch-off couplings can be made frictional.

Выключаемая муфта, связывающая между собой валы двигателя внутреннего сгорания и электрической машины, может быть выполнена в виде муфты свободного хода.A switch-off clutch connecting the shafts of an internal combustion engine and an electric machine can be made in the form of a freewheel.

Созданная электрическая тяговая система транспортного средства содержит двигатель внутреннего сгорания 1, соосно с которым установлена обратимая электрическая машина 2. Электрическая машина 2 предназначена для работы в качестве генератора электрического тока при работе двигателя внутреннего сгорания 1 и в качестве электродвигателя при неработающем двигателе 1 для привода компрессора 3 пневматической системы транспортного средства, содержащей ресиверы для накопления сжатого воздуха, и насоса 4 гидроусилителя руля системы рулевого управления транспортным средством, содержащей гидроаккумулятор. Вал 5 электрической машины 2 расположен соосно с валом 6 двигателя 1 и связан с ним посредством выключаемой муфты 7, разъединяющей валы 5 и 6 при остановке двигателя 1 во время движения транспортного средства по экологически чистой территории или в центральной части крупного города. Выключаемая муфта 7 может быть выполнена в виде муфты свободного хода либо в виде фрикционной муфты.The created electric traction system of the vehicle contains an internal combustion engine 1, coaxially with which a reversible electric machine 2 is installed. The electric machine 2 is designed to operate as an electric current generator when the internal combustion engine 1 is operating and as an electric motor when the engine 1 is idle to drive the compressor 3 the pneumatic system of the vehicle, containing receivers for the accumulation of compressed air, and the pump 4 power steering system steering driving a vehicle containing a hydraulic accumulator. The shaft 5 of the electric machine 2 is located coaxially with the shaft 6 of the engine 1 and is connected to it by means of a turn-off clutch 7, which disconnects the shafts 5 and 6 when the engine 1 is stopped while the vehicle is moving in an ecologically clean area or in the central part of a large city. Switch-off clutch 7 can be made in the form of a freewheel or in the form of a friction clutch.

Компрессор 3 и насос 4 гидроусилителя руля установлены соосно и имеют привод от вала 5 электрической машины 2 со стороны его свободного конца посредством зубчатой передачи 8, расположенной между компрессором 3 и насосом 4. С валом 9 зубчатой передачи компрессор 3 связан выключаемой фрикционной муфтой 10, а насос 4 связан выключаемой фрикционной муфтой 11. Вследствие совместного привода компрессора и насоса гидроусилителя руля от вала электрической машины со стороны его свободного конца компрессор и насос вместе с расположенной между ними зубчатой передачей можно разместить в едином блоке, прикрепляемом к торцу корпуса электрической машины, точно его центрируя посредством кольцевых выступов на сопрягаемых поверхностях. Это существенно упрощает привод указанных вспомогательных агрегатов, который при этом вследствие использования зубчатой передачи получается весьма надежным.The compressor 3 and the power steering pump 4 are mounted coaxially and are driven by the shaft 5 of the electric machine 2 from its free end by means of a gear 8 located between the compressor 3 and the pump 4. The compressor 3 is connected to the gear shaft 9 by a switchable friction clutch 10, and the pump 4 is connected by a turn-off friction clutch 11. Due to the joint drive of the compressor and the power steering pump from the shaft of the electric machine from the side of its free end, the compressor and the pump together with the tooth located between them of the transmission can be placed in a single unit is attached to the end of the housing of the electrical machine, its exact centering by annular projections on the mating surfaces. This greatly simplifies the drive of these auxiliary units, which, due to the use of a gear transmission, is very reliable.

К электрической машине 2 электрической цепью 12, содержащей контактор 13, подключен тяговый электродвигатель 14 привода колес 15 транспортного средства. Кроме того, указанной электрической цепью к электрической машине через контактор 13 подключен буферный накопитель энергии 16, состоящий из собранных в блок аккумуляторных батарей.A traction motor 14 of a vehicle wheel drive 15 of a vehicle is connected to an electric machine 2 by an electric circuit 12 containing a contactor 13. In addition, the indicated electrical circuit to the electrical machine through the contactor 13 is connected to a buffer energy storage 16, consisting of assembled in a battery pack.

Во время движения транспортного средства двигатель внутреннего сгорания 1 вращает через включенную муфту 7 ротор электрической машины 2, которая в этом случае работает в качестве генератора электрического тока. Электрическая энергия, вырабатываемая электрической машиной 2, поступает по электрической цепи 12 через контактор 13 к электродвигателю 14 привода колес 15, обеспечивая движение транспортного средства. Избыток электрической энергии поступает по электрической цепи через контактор 13 в буферный накопитель энергии 16. При работе двигателя 1 производится также привод от его вала 6 через включенную муфту 7, вал 5 электрической машины 2, зубчатую передачу 8 и включенные муфты 10 и 11 компрессора 3 пневматической системы транспортного средства и насоса 4 гидроусилителя руля.During the movement of the vehicle, the internal combustion engine 1 rotates through the included clutch 7 the rotor of the electric machine 2, which in this case works as an electric current generator. The electric energy generated by the electric machine 2, enters the electric circuit 12 through the contactor 13 to the electric motor 14 of the wheel drive 15, providing movement of the vehicle. The excess electric energy is supplied through the electric circuit through the contactor 13 to the energy storage buffer 16. When the engine 1 is operating, it is also driven from its shaft 6 through the included clutch 7, the shaft 5 of the electric machine 2, the gear 8 and the included clutches 10 and 11 of the pneumatic compressor 3 vehicle system and pump 4 power steering.

После накопления в буферном накопителе энергии 16 достаточно энергии, то есть после полной зарядки его аккумуляторных батарей, двигатель 1 для уменьшения загрязнения окружающей среды вредными веществами, выделяющимися с его отработавшими газами, может быть остановлен, и его вал 6 разъединяется муфтой 7 с валом 5 электрической машины 2. После остановки двигателя 1 электрическую машину переключают с режима работы в качестве генератора на режим работы в качестве электродвигателя для привода посредством зубчатой передачи 8 компрессора 3 через включенную муфту 10, а также для привода насоса 4 гидроусилителя руля через включенную муфту 11.After the energy accumulator 16 has accumulated enough energy 16, that is, after its batteries are fully charged, the engine 1 can be stopped to reduce environmental pollution by harmful substances emitted from its exhaust gases, and its shaft 6 is disconnected by the coupling 7 with the electric shaft 5 machines 2. After stopping the engine 1, the electric machine is switched from the operating mode as a generator to the operating mode as an electric motor for driving by means of a gear 8 of the compressor 3 through Turning the sleeve 10 and also to drive the power steering pump 4 via the clutch 11.

После создания нужного давления в пневматической системе транспортного средства, а именно, в ее ресивере, муфта 10 выключается и компрессор 3 останавливается. После достижения необходимого давления в гидроаккумуляторе рулевого управления, наполняемом насосом 4, выключается муфта 11, разъединяющая вал 9 зубчатой передачи и вал насоса 4, и насос 4 останавливается. При этом электрическая машина 2 может быть остановлена.After creating the desired pressure in the pneumatic system of the vehicle, namely, in its receiver, the clutch 10 is turned off and the compressor 3 is stopped. After reaching the required pressure in the hydraulic accumulator of the steering, filled with pump 4, the clutch 11 is disconnected, disconnecting the gear shaft 9 and the pump shaft 4, and the pump 4 is stopped. In this case, the electric machine 2 can be stopped.

Во время работы электрической машины в качестве электродвигателя она получает электрическую энергию от буферного накопителя энергии 16, который в это время снабжает электрической энергией также электродвигатель 14 привода колес транспортного средства.During operation of the electric machine as an electric motor, it receives electric energy from a buffer energy storage 16, which at that time also supplies electric energy to the vehicle’s wheel drive motor 14.

После значительного уменьшения количества энергии в аккумуляторных батареях накопителя энергии производят пуск двигателя 1, включают муфту 7, и тогда вращающий (крутящий) момент двигателя от вала 6 через муфту 7 поступает на вал 5 ротора электрической машины, начинающей работать в качестве генератора электрического тока, снабжая электрической энергией электродвигатель 14 и накопитель энергии 16. При вращении вала 5 валом 6 происходит привод двигателем 1 через зубчатую передачу 8 также компрессора 3 и насоса 4 гидроусилителя руля.After a significant reduction in the amount of energy in the batteries of the energy storage device, start the engine 1, turn on the clutch 7, and then the torque (torque) of the engine from the shaft 6 through the clutch 7 enters the shaft 5 of the rotor of the electric machine, starting to work as an electric current generator, supplying electric energy, the electric motor 14 and the energy storage 16. When the shaft 5 is rotated by the shaft 6, the engine 1 also drives the compressor 3 and the power steering pump 4 through the gear 8.

Созданная электрическая тяговая система транспортного средства имеет простую и компактную конструкцию, которую удобно размещать на транспортном средстве вместе с компрессором и насосом гидроусилителя руля, имеющих простой и надежный привод посредством зубчатой передачи и фрикционных муфт от вала обратимой электрической машины, размещенной соосно с двигателем внутреннего сгорания и связанной своим валом с валом двигателя с помощью муфты, выключаемой при остановке двигателя во время движения транспортного средства по экологически чистой территории.The created electric traction system of the vehicle has a simple and compact design, which is convenient to place on the vehicle together with the compressor and power steering pump, which have a simple and reliable drive by means of a gear transmission and friction clutches from the shaft of a reversible electric machine, coaxial with the internal combustion engine and connected by its shaft to the engine shaft with the help of a coupling that is switched off when the engine is stopped while the vehicle is moving in an environmentally friendly stand area.

Claims

1. The electric traction system of the vehicle powered by its own energy sources, containing an internal combustion engine, a reversible electric machine, mounted coaxially with the engine and having a drive from it through a switchable clutch, a buffer energy storage device consisting of rechargeable batteries connected to an electric machine and a wheel drive electric motor, a pneumatic system compressor and a power steering pump, having a drive from the shaft of an electric machine through a gear transmission and turn-off couplings.

2. The electric traction system according to claim 1, characterized in that the switch-off clutch is made of friction.

3. The electric traction system according to claim 1, characterized in that the switch-off clutch connecting the shafts of the internal combustion engine and the electric machine is made in the form of a freewheel.