CS228380B1 - Motorkompresor s pneumatickou akumulací energie pro pohon vozidla - Google Patents

Abstract

V sacím potrubí motorkompres.oiru je přes nízkotlaký ventil napojen nízkotlaký zásobník a na výfukovém potrubí je přes vysokotlaký ventil, přes regenerační výměník a přes ovládací ventil, napojen vysokotlaký zásobník. Na nízkotlaký zásobník je přes doplňovací ventil napojen pomocný zásobník. Sací a výfukový ventil motorkoímpresoru, jakož i nízkotlaký, vysokotlaký a ovládací ventil, jsou napojeny na elektrohydraulický převodník napojený na mikroprocesor. Mikroprocesor je napojen na pedál akcelerátoru a brzdy, na snímač otáček a na tlakové snímače na nízkotlakém zásobníku, na přívodní olejové trubce a na vysokotlakém zásobníku.

Description

(54) Motorkompresor s pneumatickou akumulací energie pro pohon vozidla

V sacím potrubí motorkompres.oiru je přes nízkotlaký ventil napojen nízkotlaký zásobník a na výfukovém potrubí je přes vysokotlaký ventil, přes regenerační výměník a přes ovládací ventil, napojen vysokotlaký zásobník. Na nízkotlaký zásobník je přes doplňovací ventil napojen pomocný zásobník. Sací a výfukový ventil motorkoímpresoru, jakož i nízkotlaký, vysokotlaký a ovládací ventil, jsou napojeny na elektrohydraulický převodník napojený na mikroprocesor. Mikroprocesor je napojen na pedál akcelerátoru a brzdy, na snímač otáček a na tlakové snímače na nízkotlakém zásobníku, na přívodní olejové trubce a na vysokotlakém zásobníku.

Vynález se týká motorkompresoru s pneumatickou akumulací energie pro pohon vozidla při rozjezdu.

Při provozu spalovacích motorů pohánějících vozidla s proměnným pracovním režimem, tj. s častým rozjížděním a zastavováním, dochází k velké ztrátě energie a tudíž i k vysoké spotřebě pohonných hmot. U posunovacích lokomotiv se neustále rozjíždí a opět brzdí lokomotiva i se soupravou vagónů. U městských autobusů s poměrně krátkou vzdáleností zastávek a s velkým počtem řízených křižovatek dochází k neustálému rozjíždění a brzdění. Při rozjezdu a při stání ve stanici dochází k nadměrnému vzniku exhalací, při brzdění k nevratnému maření energie a opotřebení brzd.

Problémem akumulace energie při brzdění pro potřebu následujícího rozjezdu se zabývá řada světových výrobců vozidel.

Známý je pohon vozidla se spalovacím motorem s hydrostatickou převodovkou a setrvačníkem, který se při brzdění vozidla roztočí a v setrvačníku naakumulovaná mechanická energie se využije při následném rozjezdu vozidla. Nevýhodou tohoto zařízení je potřeba složité a tudíž i nákladné hydrostatické převodovky.

Známý je pohon vozidla se spalovacím motorem a akumulací energie ve stlačeném plynu nad hladinou kapaliny použité k hydrostatickému pomocnému pohonu při rozjezdu vozidla. Nevýhodou tohoto rekuperačního zařízení je jeho poměrně malá akumulační kapacita.

Známé je zařízení na využití energie ve výfukových plynech spalovacího motoru k pohonu setrvačníku turbinou na výfukové plyny a využití energie v setrvačníku k pohonu elektromotoru (DOS 2 941 902). Nevýhodou tohoto zařízení je poměrně malý zisk energie.

Známý je též integrovaný spalovací motor pro¹ pohon vozidel s využitím energie zbylé v motoru po ukončení pracovního procesu a její přeměny v systému více hydropneumatických tlakových okruhů v kroutící moment, převedený na klikový hřídel spalovacího motoru (DOS 3 005 631). Nevýhodou tohoto motoru je poměrně malý zisk energie při značné složitosti integrovaného motoru.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje motorgenerátor s pneumatickou akumulací energie podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na sací potrubí motorkompresoru je přes nízkotlaký ventil napojen nízkotlaký zásobník a na výfukové potrubí je přes vysokotlaký ventil, přes regenerační výměník a přes ovládací ventil napojen vysokotlaký zásobník. Na nízkotlaký zásobník je přes doplňovací ventil napojen pomocný zásobník. Sací a výfukový ventil motorkompresoru, jakož i nízkotlaký, vysokotlaký a ovládací ventil jsou napojeny na elektrohydraulický převodník napojený na mikroprocesor. Ten je napojen na pedál akcelerátoru a brzdy, na snímač otáček a na tlakové snímače na nízkotlakém zásobníku, na přívodní olejové trubce a na vysokotlakém zásobníku.

Výhoda motorkompresoru s pneumatickou akumulací energie podle vynálezu spočívá v tom, že motorkompresor pracuje při brzdění vozidla v kompresorovém režimu a vytlačuje vzduch z nízkotlakého zásobníku přes regenerační výměník do vysokotlakého zásobníku, přičemž ve výměníku se odnímá stlačenému vzduchu teplo vzniklé kompresí. Při rozjezdu vozidla proudí stlačený vzduch z vysokotlakého zásobníku přes výměník cto motorkompresoru pracujícího v režimu vzduchotlakého expanzního motoru. Vzduch ohřátý ve výměníku v motoru expanduje a předá mu větší část energie získané předchozím brzděním.

Příkladné provedení motorkompresoru s pneumatickou akumulací energie podle vynálezu je znázorněno na připojeném výkresu.

Motorkompresor 1 má v sacím potrubí 2 čistič vzduchu 3 a nízkotlaký ventil 4, napojený na nízkotlaký zásobník 5. Vstřikovač 6 v hlavě válce 7 je napojen vstřikovací čerpadlo 8. Ve výfukovém potrubí 9 je vysokotlaký ventil 10, napojený na vysokotlaký zásobník 11 přes regenerační výměník 12 a ovládací ventil 13. Sací ventil 14 a výfukový ventil 15 v hlavě válce 7, jakož i nízkotlaký ventil 4, vysokotlaký ventil 10 a ovládácí ventil 13 jsou napojeny na elektrohydraulický převodník 16. Tlakový olej do převodníku 16 dodává vysokotlaké olejové čerpadlo 17 přes zpětný ventil 18 a zásobník tlakového oleje 19 přívodní trubkou 20. Odpadní olej je z převodníku 16 odváděn odpadní trubkou 21 do karteru motorkompresoru 1. Na převodník 16 je napojen mikroprocesor 22, do kterého vstupují přívody od pedálu akcelerátoru 23, od pedálu brzdy 24, ze snímače otáček 25 v motorkompresoru 1, z tlakového snímače 26 na nízkoitlakém zásobníku 5, z tlakového snímače 27 na přívodní olejové trubce 20 a z tlakového snímače 28 na vysokotlakém zásobníku 11. Na nízkotlaký zásobník 5 je přes doplňovací ventil 29, ovládaný mikroprocesorem 22, napojen pomocný zásobník 30. V pomocném zásobníku 30 je stlačený vzduch pro ovládání brdzy, dveří atp.,

Funkce motorkompresoru je následující: Při normálním pracovním režimu motorkompresoru pracují sací ventily 14, výfukové ventily 15, ovládané elektrohydrauiickým převodníkem 16 a mikroprocesorem 22, tak jak to vyžaduje pracovní režim spalovacího motoru a vstřikovací čerpadlo 8 dodává palivo do vstřikovače 6. Při tom jsou nízkotlaký ventil 4 i vysokotlaký ventil 10 v dolní poloze.

Při odlehčení pedálu akcelerátoru 23 přestane vstřikovací čerpadlo 8 dodávat palivo do válců a ty se vypláchnou vzduchem. Po

2 8 3 8 O

5 stlačení pedálu brzdy 24 se na zásah mikroprocesoru 22 a elektrohydraulického převodníku 1S nízkotlaký ventil 4 i vysokotlaký ventil 10 přesunou do horní polohy a ovládací ventil 13 se otevře. Sací ventily 14 a výfukové ventily 15 na základě obdobného zásahu počnou pracovat v režimu kompresoru. Motorkompresor, poháněný koly setrvačností dojíždějícího vozidla, nasává vzduch z nízkotlakého zásobníku 5 a stlačuje jej přes regenerační výměník 12 do vysokotlakého zásobníku 11. Mikroprocesor 22 zpracovává údaje ze snímačů 25, 26, 27 a 28 a reguluje podle polohy pedálu brzdy 24 časování ventilů 14, 15 tak, aby stlačování vzduchu a jemu odpovídající příkon nwtorkompresoru 1 odpovídal potřebám brzdění vozidla. Po zastavení vozidla mikroprocesor 22, na základě impulsu ze snímače otáček 25, uzavře ovládací ventil 13 a zabrzdí vozidlo. Poklesne-li v nízkotlakém zásobníku 5 tlak vzduchu pod provozně ekonomickou hodnotu, což zjistí mikroprocesor 22 pomocí snímače 18 na nízkotlakém zásobníku 5, doplní se vzduch z pomocného zásobníku 20.

Při rozjezdu se vozidlo odbrzdí a ovládací ventil 13 se otevře. Jelikož motorkompresor 1 nepracuje, olejové čerpadlo nedodává olej a tlakový olej se odebírá ze zásobníku tlakového oleje 19. Mikroprocesor 22 podle impulsů od pedálu akcelerátoru 23 a ze snímačů 25, 26, 27 a 28 řídí časování sacích a výfukových ventilů 14, 15 tak, aby motorkompresor 1 pracoval v režimu tlakovzdušného· motoru s regulací výkonu podle polohy pedálu akcelerátoru 23. Stlačený vzduch proudí z vysokotlakého zásobníku 11, ohřívá se v regeneračním výměníku 12, expanduje ve válcích motorkompresoru 1 a proudí do nízkotlakého zásobníku 5. Při snížení tlakového spádu mezi vysokotlakým zásobníkem 11 a nízkotlakým zásobníkem 5 pod provozně ekonomickou hodnotu nastaví mikroprocesor 22 pomocí elektrohydraulického převodníku 16 sací a výfukové ventily 14, 15 do režimu spalovacího motoru. Zároveň se přesune nízkotlaký ventil 4 i vysokotlaký ventil 10 do dolní polohy, ovládací ventil 13 se uzavře a vstřikovací čerpadlo 8 počne dodávat palivo do vstřikovače 6. Při dalším brzdění se celý cyklus opakuje. Obdobným způsobem se akumuluje pneumatická energie ve vysokotlakém zásobníku 11 během brzdění vozidla při jízdě s kopce nebo při snižování rychlosti vozidla, Akumulovaná energie se využívá při následující akceleraci vozidla. Regeneračním výměníkem 12 se snižuje tepelné namáhání vysokotlakého zásobníku 11, zvyšuje se výkon motorkompresoru 1 při pracovním režimu tlakovzdušného motoru, zvyšuje účinnost celého cyklu a zabraňuje nadměrnému podchlazení pracovního prostoru motorkompresoru 1 při expanzi vzduchu. Tím se usnadní přechod na pracovní režim spalovacího motoru.

Claims (3)

1. předmEt

   1. Motorkompresor s pneumatickou akumulací energie pro pohon vozidla, vyznačený tím, že na sací potrubí (2) motorkompresoru (1) je přes nízkotlaký ventil (4) napojen nízkotlaký zásobník (5j a na výfukové potrubí (9) je přes vysokotlaký ventil (10), přes regenerační výměník (12) a přes ovládací ventil (13) napojen vysokotlaký zásobník (lij, přičemž na nízkotlaký zásobník (5) je přes doplňovací ventil (29) napojen pomocný zásobník (30).
2. 2. Motorkompresor podle bodu 1, vyznačený tím, že nízkotlaký ventil (4), vysokotlaký ventil (10) a ovládací ventil (13), vstřikovací čerpadlo (8) a doplňovací venVYNÁLEZU til (29), sací ventil (14) a výfukový ventil (15) jsou napojeny na elektrohydraulický převodník (16), napojený přívodní trubkou (20) přes zásobník tlakového oleje (19) na vysokotlaké čerpadlo (17), přičemž elektrohydrauiický převodník (161 je napojen na mikroprocesor (22).
3. 3, Motorkompresor podle bodu 2, vyznačený tím, že na mikroprocesor (22) je napojen pedál akcelerátoru (23), pedál brzdy (24), snímač otáček (25), takový snímač (28) na nízkotlakém zásobníku (5), tlakový snímač (27) na přívodní olejové trubce (20) a tlakový snímač (28) na vysokotlakém zásobníku (10).