EA017989B1 - Vehicle and method for improving its performance - Google Patents
Vehicle and method for improving its performance Download PDFInfo
- Publication number
- EA017989B1 EA017989B1 EA201000353A EA201000353A EA017989B1 EA 017989 B1 EA017989 B1 EA 017989B1 EA 201000353 A EA201000353 A EA 201000353A EA 201000353 A EA201000353 A EA 201000353A EA 017989 B1 EA017989 B1 EA 017989B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- flywheel
- engine
- vehicle
- masses
- link
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для повышения эффективности и стабильности эксплуатационных характеристик наземных транспортных средств на колесном и гусеничном ходу, а также железнодорожных транспортных средств.The invention relates to the automotive industry and can be used to improve the efficiency and stability of the operational characteristics of land vehicles on wheeled and tracked tracks, as well as railway vehicles.
В настоящее время эксплуатируется огромнейшее количество легковых, грузовых и специальных автомобилей, тракторов, автобусов, дизельных поездов и др. транспортных средств. Их недостатком является недостаточная эффективность и большие механические потери. Это происходит, во-первых, из-за сил трения отрицательного характера, неизбежно возникающих в двигателях внутреннего сгорания; вовторых, из-за потерь при преобразовании поступательного движения ведущего звена этих двигателей во вращательное движение их ведомого звена за счет падения усилий на ведущем звене около так называемых мертвых точек; в-третьих, из-за потерь энергии, возникающих в результате зависящего от силы и направления ветра лобового сопротивления транспортного средства; и, в-четвертых, из-за непостоянства величины сцепления движителя транспортного средства с дорожным покрытием.Currently operating a huge number of cars, trucks and special vehicles, tractors, buses, diesel trains and other vehicles. Their disadvantage is the lack of efficiency and large mechanical losses. This occurs, firstly, due to negative friction forces that inevitably arise in internal combustion engines; secondly, due to losses when converting the translational motion of the leading link of these engines into the rotational motion of their driven link due to a drop in effort at the leading link near the so-called dead points; thirdly, due to energy losses resulting from the drag of the vehicle depending on the strength and direction of the wind; and fourthly, due to the inconsistency of the adhesion value of the propulsion device of the vehicle with the road surface.
В результате наблюдается низкая экономичность таких транспортных средств, что вызывает большой расход топлива их двигателями и, как следствие, ухудшение экологических показателей при массовом использовании транспортных средств. Также из-за этого во многом снижается ресурс и надежность работы транспортного средства.As a result, low efficiency of such vehicles is observed, which causes a large fuel consumption by their engines and, as a result, environmental degradation in the mass use of vehicles. Also, due to this, the resource and reliability of the vehicle are largely reduced.
Учитывая вышеизложенное, повышение эффективности транспортных средств, уменьшение расхода топлива их двигателями, улучшение экологии, улучшение стабильности и надежности работы, увеличение срока службы транспортных средств является важной и актуальной задачей.Given the above, increasing the efficiency of vehicles, reducing fuel consumption by their engines, improving the environment, improving stability and reliability, increasing the service life of vehicles is an important and urgent task.
Для этих целей в транспортных средствах используют накопленную энергию маховых масс в начале движения и при торможении транспортного средства через систему включения в работу маховых масс.For these purposes, the vehicles use the stored energy of the flywheel masses at the beginning of the movement and when the vehicle brakes through the inclusion system of the flywheel masses.
Например, известно транспортное средство [1], включающее в себя двигатель, соединенный своим ведомым звеном с движителем транспортного средства через передаточные устройства и через маховик, который закреплен на ведомом звене двигателя. Для повышения экономичности работы такого транспортного средства и улучшения экологических характеристик при пуске и остановке его двигателя введено независимое использование энергии двигателя транспортного средства и маховика. С этой целью применен дополнительный маховик как накопитель энергии и кинематическое устройство, выполненное в виде установленных на валах зубчатых колес и двух обгонных муфт, регулируемых системой управления для периодической связи между частями вала. При этом дополнительный маховик накопителя энергии выполнен в виде запасного колеса, размещенного в багажнике транспортного средства.For example, a vehicle is known [1], which includes an engine connected by its driven link to the vehicle propulsion device through transmission devices and via a flywheel that is mounted on the engine driven link. To increase the efficiency of such a vehicle and improve environmental performance when starting and stopping its engine, the independent use of the energy of the engine of the vehicle and the flywheel has been introduced. For this purpose, an additional flywheel was used as an energy storage device and a kinematic device made in the form of gears and two overrunning clutches mounted on the shafts, controlled by a control system for periodic communication between the shaft parts. At the same time, the additional flywheel of the energy storage device is made in the form of a spare wheel located in the trunk of a vehicle.
Известен также способ [1] улучшения эксплуатационных характеристик транспортного средства, которое приводится в движение через расположенный в кожухе маховик двигателя, заключающийся в использовании энергии маховой массы в начале движения и при торможении транспортного средства через систему включения в работу маховой массы, в качестве которой применена масса дополнительного маховика.There is also known a method [1] for improving the operational characteristics of a vehicle, which is driven through an engine flywheel located in a casing, which consists in using the mass of the flywheel at the beginning of movement and when the vehicle is braked through the inclusion system in the work of the flywheel, which is used as a mass additional flywheel.
Недостатком известных устройства и способа по аналогу [1] является то, что повышение экономичности транспортного средства и улучшение экологических характеристик работы его двигателя не достигается в основном режиме работы - установившемся движении, а только при разгоне и торможении.A disadvantage of the known device and method similar to [1] is that increasing the efficiency of the vehicle and improving the environmental performance of its engine is not achieved in the main mode of operation - steady motion, but only during acceleration and braking.
Другим недостатком аналога [1] является сложность конструкции его устройства, обусловленная наличием независимого отдельного привода (карданного вала, редуктора, обгонных муфт) и сложность осуществления способа. Поэтому практическое использование предложенного устройства и способа улучшения его эксплуатационных характеристик маловероятно.Another disadvantage of the analogue [1] is the design complexity of its device, due to the presence of an independent separate drive (cardan shaft, gearbox, overrunning clutches) and the complexity of the method. Therefore, the practical use of the proposed device and method of improving its operational characteristics is unlikely.
Проще по конструкции транспортное средство [2], принятое за прототип изобретения-устройства.A simpler construction vehicle [2], taken as a prototype of the invention of the device.
Такой прототип содержит аналогичные элементы аналога [1], но в качестве накопителя энергии применены два дополнительных маховика, расположенных в жестко закрепленных на остове транспортного средства герметичных кожухах, заполненных текучей средой под отрицательным давлением - вакуумом, поддерживаемым с помощью вакуумного насоса.Such a prototype contains similar analog elements [1], but as an energy storage device two additional flywheels are used, which are located in sealed enclosures rigidly fixed to the vehicle’s skeleton, filled with fluid under negative pressure — a vacuum supported by a vacuum pump.
Известен способ [2] улучшения эксплуатационных характеристик транспортного средства, которое приводится в движение через расположенные в герметичных кожухах, заполненных вакуумом, маховики, заключающийся в использовании энергии маховых масс маховиков в начале движения и при торможении транспортного средства через систему включения в работу этих маховых масс.There is a method [2] for improving the operational characteristics of a vehicle, which is driven through flywheels located in airtight casings filled with vacuum, which consists in using the energy of the flywheel masses at the beginning of movement and when the vehicle brakes through the system of switching on these flywheel masses.
Однако недостатком прототипов [2] устройства и способа является все тот же недостаток аналогов [1] устройства и прототипа: не достигается в основном режиме работы - установившемся движении, а только при разгоне и торможении, повышение экономичности транспортного средства, улучшение экологических характеристик работы его двигателя.However, the disadvantage of prototypes [2] of the device and method is the same drawback of analogues [1] of the device and prototype: it is not achieved in the main mode of operation - steady motion, but only during acceleration and braking, increasing the efficiency of the vehicle, improving the environmental performance of its engine .
Кроме того, наличие отдельно выполненных массивных маховиков, которые расположены в двух герметичных кожухах, необходимость применения в них вакуума и отдельного вакуумного насоса усложняет способ управления транспортным средством.In addition, the presence of separately executed massive flywheels, which are located in two sealed enclosures, the need to use a vacuum and a separate vacuum pump in it complicates the way of driving.
Задача изобретения состоит в создании транспортного средства повышенной эффективности, с уменьшенными механическими потерями, увеличенной стабильностью и надежностью работы, увеличенным сроком службы, уменьшенным расходом топлива и с улучшенными экологическими характериThe objective of the invention is to create a vehicle with increased efficiency, with reduced mechanical losses, increased stability and reliability, increased service life, reduced fuel consumption and improved environmental performance
- 1 017989 стиками за счет использования энергии маховых масс не только в процессе начала движения и торможения транспортного средства, но и в основном режиме его работы - установившемся движении.- 017989 sticks due to the use of energy of the flywheel masses, not only in the process of starting the movement and braking of the vehicle, but also in the main mode of its operation - steady motion.
Поставленная задача для изобретения-устройства решается тем, что транспортное средство, включающее в себя двигатель, соединенный своим ведомым звеном с возможностью избирательного подключения маховых масс с движителем транспортного средства через передаточные устройства и через расположенный в герметичном кожухе, заполненным текучей средой, маховик, который расположен на ведомом звене двигателя, имеет отличительные признаки: герметичный кожух закреплен жестко на ведомом звене двигателя, на котором маховик расположен через подшипниковое соединение, при этом в качестве маховых масс применены массы герметичного кожуха и маховика, а в качестве текучей среды электровязкая жидкость.The problem for the invention is solved by the fact that the vehicle includes an engine connected by its driven link with the possibility of selectively connecting the flywheel to the vehicle propulsion device through transmission devices and through a flywheel located in an airtight housing filled with fluid, which is located on the driven link of the engine, has distinctive features: a sealed casing is fixed rigidly to the driven link of the engine, on which the flywheel is located through the bearings connection, while the masses of the sealed casing and the flywheel are used as the flywheel masses, and the electrically viscous liquid is used as the fluid.
Закрепление герметичного кожуха жестко на ведомом звене двигателя позволит обеспечить вращение герметичного кожуха с ведомым звеном и этим создать дополнительный элемент накопителя энергии маховых масс.Fixing the tight casing rigidly on the driven link of the engine will allow the rotation of the tight casing with the driven link and thereby create an additional element of the energy storage of the fly masses.
Расположение на ведомом звене двигателя маховика через подшипниковое соединение направлено на обеспечение возможности раздельного и совместного вращения маховика и герметичного кожуха, т.е. для получения одной или двух маховых масс.The location on the driven link of the flywheel engine through the bearing connection is aimed at ensuring the possibility of separate and joint rotation of the flywheel and the sealed casing, i.e. to obtain one or two fly masses.
Применение в качестве маховых масс массы герметичного кожуха и маховика будет способствовать упрощению конструкции транспортного средства и его компоновочной схемы, так как в отличие от аналога [1] и прототипа [2] отпадает необходимость в нахождении дополнительного места на транспортном средстве для закрепления, в первом случае, усложненного привода к запасному колесу, а во втором случае - двух герметичных корпусов с массивными дополнительными маховиками.The use of masses of a sealed casing and a flywheel as fly masses will help simplify the design of the vehicle and its layout, as unlike the analogue [1] and prototype [2], there is no need to find additional space on the vehicle for fastening, in the first case , a complicated drive to the spare wheel, and in the second case - two sealed enclosures with massive additional flywheels.
Применение в качестве текучей среды электровязкой жидкости позволит обеспечить через нее управление упомянутой выше избирательностью включения маховых масс, а также обеспечить регулировку величины момента инерции на ведомом звене двигателя транспортного средства.The use of an electrically viscous fluid as a fluid will make it possible to control through it the selectivity of turning on the fly masses mentioned above, as well as to provide adjustment of the moment of inertia on the driven link of the vehicle engine.
Все это позволит значительно упростить конструкцию и компактность расположения узла маховых масс вместе с традиционными узлами транспортного средства, ведомым звеном его двигателя и корзиной сцепления. Кроме того, введение совокупности упомянутых отличительных признаков обеспечит возможность использовать положительный эффект применения накопленной энергии маховых масс не только в процессе начала движения и торможения транспортного средства, но и в интервалах между ними, т.е. в основном режиме его работы - в установившемся движении. А это в сравнении с аналогом [1] и прототипом [2] повысит эффективность работы транспортного средства за счет уменьшения его механических потерь, увеличения стабильности и надежности работы, увеличения срока службы, уменьшения расхода топлива и улучшения экологических характеристик.All this will significantly simplify the design and compact location of the flywheel assembly together with the traditional vehicle components, driven link of its engine and clutch basket. In addition, the introduction of the totality of the mentioned distinguishing features will provide the opportunity to use the positive effect of using the accumulated energy of the flywheel masses not only in the process of starting the vehicle and braking the vehicle, but also in the intervals between them, i.e. in the main mode of his work - in steady motion. And this in comparison with the analogue [1] and prototype [2] will increase the efficiency of the vehicle by reducing its mechanical losses, increasing stability and reliability, increasing the service life, reducing fuel consumption and improving environmental performance.
Вариантами выполнения такого транспортного средства являются нижеследующие:The options for performing such a vehicle are as follows:
ведомое звено двигателя снабжено датчиком, электрически связанным с системой подачи электрического сигнала, которая через герметичный кожух и ведомое звено двигателя соединена с текучей средой;the engine driven unit is provided with a sensor electrically connected to the electrical signal supply system, which is connected to the fluid through a sealed casing and engine driven unit;
в качестве датчика применен датчик числа оборотов ведомого звена двигателя;as a sensor, a sensor for the speed of the driven link of the engine is used;
система подачи электрического сигнала связана с герметичным кожухом и ведомым звеном двигателя через скользящие контакты, причем скользящий контакт относительно ведомого звена двигателя подключен к отрицательной, а скользящий контакт относительно герметичного кожуха - к положительной клемме системы подачи электрического сигнала;the electrical signal supply system is connected to the sealed casing and the driven motor link through sliding contacts, the sliding contact relative to the driven motor link is connected to the negative, and the sliding contact relative to the sealed housing is connected to the positive terminal of the electric signal supply system;
масса маховика в 3-5 раз превышает массу герметичного кожуха;the weight of the flywheel is 3-5 times the mass of the sealed casing;
герметичный кожух закреплен на ведомом звене через изолирующие прокладки.a sealed casing is fixed to the driven link through insulating gaskets.
Поставленная задача для изобретения-способа решается тем, что способ улучшения эксплуатационных характеристик транспортного средства, которое приводится в движение через расположенный в герметичном кожухе, заполненный текучей средой маховик двигателя, заключающийся в использовании энергии маховых масс в начале движения и при торможении транспортного средства через систему включения в работу маховых масс, имеет отличительный признак: энергию маховых масс используют также и в промежутках между началом движения и торможением транспортного средства.The problem for the invention-method is solved in that the method of improving the operational characteristics of the vehicle, which is driven through located in a sealed enclosure, filled with fluid medium, the engine flywheel, which consists in using the energy of the flywheel masses at the beginning of movement and when the vehicle brakes through the inclusion system into the work of the flywheel masses, has a distinctive feature: the energy of the flywheel masses is also used in the intervals between the beginning of the movement and the braking deleterious agents.
Введением такого признака добиваются в сравнении с аналогом [1] и прототипом [2] постоянного применения маховых масс в процессе движения транспортного средства, что повысит эффективность работы транспортного средства за счет уменьшения его механических потерь, увеличения стабильности и надежности работы, увеличения срока службы, уменьшения расхода топлива и улучшения экологических характеристик.By introducing such a feature, in comparison with the analogue [1] and prototype [2], continuous use of flywheel in the process of vehicle movement is achieved, which will increase the efficiency of the vehicle by reducing its mechanical losses, increasing stability and reliability, increasing service life, reducing fuel consumption and environmental performance improvements.
Вариантами осуществления способа являются нижеследующие отличительные признаки:Embodiments of the method are the following distinguishing features:
в качестве маховых масс применяют массы герметичного кожуха и маховика двигателя, в качестве текучей среды - электровязкую жидкость, при этом система включения в работу маховых масс дополнена регулируемым соединением электровязкой жидкости с источником электрического сигнала;the masses of the sealed casing and the flywheel of the engine are used as the flywheel masses, the electrically viscous liquid is used as the fluid, and the inclusion system of the flywheel masses is supplemented by the adjustable connection of the electrically viscous liquid with an electric signal source;
величину электрического сигнала изменяют в зависимости от числа оборотов ведомого звена двигателя.the magnitude of the electrical signal is changed depending on the number of revolutions of the driven link of the engine.
Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, где на фиг. 1 показана принципиальная схема транспортного средства, а на фиг. 2 - принципиальная схема его двигателя, выходное звено которого обоThe invention is illustrated by illustrations, where in FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle, and FIG. 2 is a schematic diagram of its engine, the output link of which is about
- 2 017989 рудовано накопителем энергии, который соединен с трансмиссией транспортного средства.- 2 017989 was mined by an energy storage device that is connected to a transmission of a vehicle.
Транспортное средство (1) включает в себя двигатель (2), соединенный с движителем (3) транспортного средства (1) через передаточные устройства. Как пример, к передаточным устройствам по фиг. 1 отнесены система (4) включения в работу маховых масс, коробка перемены передач (5), карданный вал (6) и трансмиссия (7) ведущего заднего моста движителя (3), выполненного, например, в виде колес или элементов гусеничного хода. Аналогичные карданный вал (6) и трансмиссия (7) могут быть применены (не показано) и для ведущего переднего моста транспортного средства (1).The vehicle (1) includes an engine (2) connected to the propulsion device (3) of the vehicle (1) via transmission devices. As an example, to the transmission devices of FIG. 1, the system (4) for turning on the fly mass, the gearbox (5), the driveshaft (6) and the transmission (7) of the drive rear axle of the propeller (3), made, for example, in the form of wheels or tracked elements, are assigned. Similar propeller shaft (6) and transmission (7) can be applied (not shown) for the leading front axle of the vehicle (1).
Система (4) включения в работу маховых масс содержит в себе герметичный кожух (8), заполненный текучей средой (9). В качестве текучей среды (9) применена электровязкая жидкость. Внутри герметичного кожуха (8) расположен маховик (10). Массы герметичного кожуха 8 и маховика 10 применены в качестве маховых масс транспортного средства (1) и значительно различаются по своей величине между собой. Например, для легковых автомобилей и грузовиков малой грузоподъемности масса маховика (10) может в 3-5 раз превышать массу герметичного кожуха (8). Этот диапазон основан на теории и практике работы инерционных механизмов, которые показывают в нашем случае, что чем больше превышение массы маховика (10) относительно герметичного картера (8), тем больше возможность увеличить момент инерции, т.е. повысить эффективность и увеличить степень защиты от источников переменных сил и скорости, а сам процесс затухания колебаний приблизить к апериодическому характеру. Однако большое увеличение массы маховика (10) приводит к увеличению габаритов конструкции системы (4) маховых масс с деталями (19), (20) муфты сцепления, а малая масса картера - к малому моменту его инерции. Поэтому рекомендуется применять упомянутый рациональный диапазон соотношения масс маховика (10) и герметичного картера (8).The system (4) for turning on the fly masses comprises a sealed casing (8) filled with a fluid medium (9). An electrically viscous fluid was used as a fluid (9). Inside the sealed casing (8) is a flywheel (10). The masses of the hermetic casing 8 and the flywheel 10 are used as the flywheel masses of the vehicle (1) and vary significantly in size with each other. For example, for cars and light trucks, the mass of the flywheel (10) can be 3-5 times the mass of the sealed casing (8). This range is based on the theory and practice of the inertial mechanisms, which show in our case that the greater the excess of the mass of the flywheel (10) relative to the sealed housing (8), the greater the possibility of increasing the moment of inertia, i.e. increase efficiency and increase the degree of protection against sources of variable forces and speeds, and bring the process of damping of oscillations closer to the aperiodic nature. However, a large increase in the flywheel mass (10) leads to an increase in the dimensions of the design of the flywheel system (4) with the clutch parts (19), (20), and a small crankcase mass leads to a small moment of its inertia. Therefore, it is recommended to use the mentioned rational range of the mass ratio of the flywheel (10) and the sealed housing (8).
Двигатель (2) имеет ведущее звено (11), например поршневое, как показано на фиг. 2, соединенное через палец (12) с шатуном (13), который расположен через подшипниковое соединение (15) с ведомым звеном (14) двигателя (2), например коленчатым валом, как показано на фиг. 2. Через такое же подшипниковое соединение (15) ведомое звено (14) двигателя (2) расположено в его корпусе.The engine (2) has a driving link (11), for example a piston, as shown in FIG. 2, connected via a pin (12) to a connecting rod (13), which is located through a bearing connection (15) with a driven link (14) of the engine (2), for example, a crankshaft, as shown in FIG. 2. Through the same bearing connection (15), the driven link (14) of the engine (2) is located in its housing.
Через подшипниковое соединение (16) маховик (10) расположен на ведомом звене (14) двигателя (2), который снабжен также шкивом (17) для обеспечения функционирования других потребителей энергии двигателя (2), например генератора (не показано).Through the bearing connection (16), the flywheel (10) is located on the driven link (14) of the engine (2), which is also equipped with a pulley (17) to ensure the operation of other energy consumers of the engine (2), for example, a generator (not shown).
Герметичный кожух (8) закреплен жестко на ведомом звене (14) двигателя (2) через изолирующие прокладки (18). На шлицах герметичного кожуха (8) посажена фрикционная накладка (19), а на шлицах входного элемента коробки перемены передач (5) - нажимной диск (20), соединенный с системой управления (21), условно показанной на фиг. 2 стрелкой. Например, это может быть традиционная система управления муфтой сцепления с выжимным подшипником и вилкой, управляемой от педали сцепления с гидроусилением (не показано).A sealed casing (8) is fixed rigidly to the driven link (14) of the engine (2) through insulating gaskets (18). A friction lining (19) is fitted on the splines of the sealed enclosure (8), and a pressure plate (20) connected to the control system (21), conventionally shown in FIG. 1, is mounted on the splines of the input element of the gearbox (5). 2 arrow. For example, it could be a traditional clutch control system with a release bearing and fork controlled from a hydraulic clutch pedal (not shown).
Ведомое звено (14) двигателя (2) снабжено датчиком (22), электрически связанным с системой (23) подачи электрического сигнала, которая через герметичный кожух (8) и ведомое звено (14) двигателя соединена с текучей средой (9).The driven unit (14) of the engine (2) is equipped with a sensor (22) electrically connected to the electric signal supply system (23), which is connected to the fluid medium (9) through a sealed casing (8) and the driven unit (14) of the engine.
Таким образом, обеспечивается дополнение системы (4) включения в работу маховых масс соединением электровязкой жидкости (9) с источником (24) электрического сигнала. При этом такое соединение выполнено с возможностью регулирования величины подаваемого электрического сигнала от источника (24) электрического сигнала на электровязкую жидкость (9) через автоматический блок управления (25) , входящий в систему (23) подачи электрического сигнала. Она связана с герметичным кожухом (8) и ведомым звеном двигателя (14) через скользящие контакты (26, 27), причем скользящий контакт (27) относительно ведомого звена (14) двигателя (2) подключен к отрицательной (28), а скользящий контакт (26) относительно герметичного кожуха (8) - к положительной (29) клемме системы (23) подачи электрического сигнала. Работает транспортное средство (1) с применением способа улучшения его характеристик следующим образом.Thus, the system (4) is supplemented with inclusion of the flywheel mass into the operation by connecting an electroviscous fluid (9) with an electric signal source (24). In this case, such a connection is made with the possibility of controlling the magnitude of the supplied electrical signal from the source (24) of the electrical signal to the electrically viscous fluid (9) through an automatic control unit (25) included in the electrical signal supply system (23). It is connected with a sealed casing (8) and a driven link of the engine (14) through sliding contacts (26, 27), and the sliding contact (27) relative to the driven link (14) of the engine (2) is connected to the negative (28), and the sliding contact (26) with respect to the sealed enclosure (8), to the positive (29) terminal of the electrical signal supply system (23). The vehicle (1) operates using the method of improving its performance as follows.
В исходном положении (фиг. 2) на стоянке транспортного средства (1) система управления (21) не воздействует на нажимной диск (20).In the initial position (Fig. 2) in the parking lot of the vehicle (1), the control system (21) does not affect the pressure plate (20).
Поэтому между фрикционной накладкой (19) и герметичным кожухом (8) образован зазор и нет соединения ведомого звена (14) двигателя (2) с коробкой перемены передач (5).Therefore, between the friction lining (19) and the sealed casing (8), a gap is formed and there is no connection of the driven link (14) of the engine (2) with the gearbox (5).
После включения зажигания (не показано) двигателя (2) от источника (24) электрического сигнала осуществляется воздействие на ведущее звено (14) двигателя (2) движущей силы, например от высокого давления газов, образующихся при сгорании топлива. Они давят на ведущее звено (11) и перемещают его вниз, до нижней мертвой точки. После этого по инерции ведущее звено (11) устремляется вверх и доходит до верхней мертвой точки. Затем цикл такого рабочего хода ведущего звена (11) повторяется.After turning on the ignition (not shown) of the engine (2) from the source (24) of the electric signal, a driving force is applied to the driving link (14) of the engine (2), for example, from the high pressure of the gases generated during fuel combustion. They put pressure on the leading link (11) and move it down to the bottom dead center. After that, by inertia, the leading link (11) rises up and reaches the top dead center. Then the cycle of such a working stroke of the leading link (11) is repeated.
Поступательное движение ведущего звена (11) во время его рабочего хода через шатун (13) передается ведомому звену (14) двигателя (2). Происходит преобразование поступательного движения ведущего звена (11) во вращательное движение герметичного кожуха (8).The translational movement of the driving link (11) during its working stroke through the connecting rod (13) is transmitted to the driven link (14) of the engine (2). The translational movement of the driving link (11) is converted to the rotational movement of the sealed casing (8).
Каждому рабочему ходу ведущего звена (11) предшествуют пассивные, подготовительные процессы. Например, для двигателя (2) внутреннего сгорания это такты всасывания, выпуска и т.п. Они не приводят непосредственно во вращение герметичный кожух (8), а осуществляются за счет созданного имEach working move of the leading link (11) is preceded by passive, preparatory processes. For example, for an internal combustion engine (2), these are suction, exhaust, etc. They do not directly rotate the sealed casing (8), but are carried out at the expense of what he created
- 3 017989 крутящего момента.- 3 017989 torque.
В процессе самого рабочего хода ведущего звена (11) происходит уменьшение воздействия усилия на него около мертвых точек за счет того, что момент инерции маховых масс, заключенных в герметичном кожухе (8) и его крутящий момент увеличены вследствие автоматического регулирования с помощью системы (23) подачи электрического сигнала. При этом изменение момента инерции герметичного кожуха (8) измеряется датчиком (22) и осуществляется через управляющий блок управления (25) путем изменения, пропорционально текущей величине оборотов ведущего звена (14), величины электрического сигнала, прикладываемого к текучей среде (9) - электровязкой жидкости через скользящие контакты (26, 27), а также через токопроводящие части герметичного кожуха (8) и ведущего звена (14) двигателя (2).In the process of the working stroke of the driving link (11), there is a decrease in the force exerted on it near the dead points due to the fact that the moment of inertia of the fly masses enclosed in the sealed casing (8) and its torque are increased due to automatic control using the system (23) giving an electric signal. In this case, the change in the moment of inertia of the sealed casing (8) is measured by the sensor (22) and is carried out through the control unit (25) by changing, in proportion to the current speed of the drive link (14), the magnitude of the electrical signal applied to the fluid (9) - electrovisc fluid through sliding contacts (26, 27), as well as through the conductive parts of the sealed casing (8) and the drive link (14) of the engine (2).
Поэтому меняется вязкость текучей среды (9) и, следовательно, изменяется сила сцепления между герметичным кожухом (8) и маховиком (10). Это вызывает уменьшение или увеличение общей вращающейся маховой массы этих элементов.Therefore, the viscosity of the fluid (9) changes and, therefore, the adhesion between the sealed casing (8) and the flywheel (10) changes. This causes a decrease or increase in the total rotating fly mass of these elements.
В начальный момент, например, при пуске двигателя (2) начинает вращаться только герметичный кожух (8). Поэтому момент его инерции незначительный. Это облегчает запуск двигателя (2).At the initial moment, for example, when starting the engine (2), only the sealed casing (8) starts to rotate. Therefore, the moment of its inertia is insignificant. This facilitates starting the engine (2).
При увеличении числа его оборотов увеличивается управляющий электрический сигнал, подаваемый на текучую среду (9), и увеличивается трение между герметичным кожухом (8) и маховиком (10), т.е. увеличивается их общая маховая масса.With an increase in the number of its revolutions, the control electric signal supplied to the fluid (9) increases and the friction between the sealed casing (8) and the flywheel (10) increases, i.e. their total fly mass increases.
В процессе работы двигателя (2) при значительной вязкости текучей среды (9) достигается жесткое сцепление маховика (10) с герметичным кожухом (10). Поэтому суммарный момент инерции ведущей части системы (4) равен сумме моментов инерции маховика (10) и герметичного кожуха (8).During the operation of the engine (2) with significant viscosity of the fluid (9), a rigid adhesion of the flywheel (10) to the sealed casing (10) is achieved. Therefore, the total moment of inertia of the leading part of the system (4) is equal to the sum of the moments of inertia of the flywheel (10) and the sealed casing (8).
Так как масса маховика (10) значительно превышает массу герметичного кожуха (8) и общеизвестно, что момент инерции пропорционален массе, то за счет автоматического увеличения, например, напряжения подаваемого электрического сигнала на текучую среду (9) возможно значительное увеличение общего момента инерции маховых масс ведущей части системы (4), что значительно облегчает трогание с места транспортного средства в случае соединения входного звена коробки передач (5) с двигателем (2) при сцеплении нажимного диска (20) с герметичным кожухом (8) посредством системы управления (21) через фрикционную накладку (19).Since the mass of the flywheel (10) significantly exceeds the mass of the sealed casing (8) and it is well known that the moment of inertia is proportional to the mass, due to the automatic increase, for example, the voltage of the supplied electrical signal to the fluid (9), a significant increase in the total moment of inertia of the fly masses is possible the leading part of the system (4), which greatly facilitates pulling away from the vehicle when the input link of the gearbox (5) is connected to the engine (2) when the pressure plate (20) engages with the hermetic casing (8) COROLLARY control system (21) through a friction lining (19).
Полезная эффективная мощность (№) двигателя (2), которую можно получить, зависит от крутящего момента (Ме) и частоты вращения (п) ведомого звена (14).The effective effective power (No.) of the engine (2) that can be obtained depends on the torque (Me) and the speed (p) of the driven link (14).
Согласно известной формуле [3] № = Ме пAccording to the well-known formula [3] No. = Me p
Так как упомянутое увеличение общей вращающейся массы ведущей части системы (4) повышает крутящий момент и частоту вращения ведомого звена (14) двигателя (2), то будет обеспечиваться увеличение его эффективной мощности и, в конечном итоге, мощности движителя (3) транспортного средства (1).Since the mentioned increase in the total rotating mass of the leading part of the system (4) increases the torque and speed of the driven link (14) of the engine (2), an increase in its effective power and, ultimately, the power of the propulsion device (3) of the vehicle ( one).
В предложенном устройстве в отличие от существующих устройств [1, 2] описанной выше регулировкой частоты вращения ведущего звена (14) двигателя 2 с помощью изменения вязкости текучей среды (9) можно более эффективно влиять на режим работы двигателя (2) и режимы движения транспортного средства (1). Это происходит потому, что согласно вышеприведенной формуле в этом случае изменяется не только мощность, но и крутящий момент, вследствие того, что величина приложенного управляющего напряжения к текучей среде (9) пропорциональна частоте вращения ведомого звена (14). Следовательно, это автоматически вызывает увеличение или уменьшение вязкости текучей среды (8) и автоматически вызывает повышение или снижение силы сцепления между герметичным кожухом (8) и маховиком (10), с последующим соответствующим изменением общей вращающейся маховой массы и крутящих моментов двигателя (2) и движителя (3) транспортного средства (1).In the proposed device, in contrast to the existing devices [1, 2] of the above-described adjustment of the rotational speed of the driving link (14) of the engine 2 by changing the viscosity of the fluid (9), it is possible to more effectively influence the engine operating mode (2) and vehicle movement modes (one). This is because, according to the above formula, in this case, not only the power changes, but also the torque, due to the fact that the magnitude of the applied control voltage to the fluid (9) is proportional to the speed of the driven link (14). Therefore, this automatically causes an increase or decrease in the viscosity of the fluid (8) and automatically causes an increase or decrease in the adhesion force between the sealed casing (8) and the flywheel (10), followed by a corresponding change in the total rotating flywheel and engine torques (2) and mover (3) of the vehicle (1).
Такое изменение необходимо для различных режимов движения транспортного средства. Например, в случае преодоления тяжелых подъемов транспортным средством (1), увеличивают крутящий момент двигателя (2) за счет автоматического увеличения величины электрического сигнала, подаваемого на текучую среду (9). В случае же крутых спусков - тормозят двигателем (2) транспортное средство (1) за счет уменьшения крутящего момента двигателя (2) с помощью уменьшения величины этого сигнала.Such a change is necessary for various modes of vehicle movement. For example, in the case of overcoming heavy lifts by a vehicle (1), the engine torque (2) is increased by automatically increasing the magnitude of the electrical signal supplied to the fluid (9). In the case of steep descents, they slow down the vehicle (1) by the engine (2) by reducing the engine torque (2) by reducing the value of this signal.
Обеспечение необходимой мощности двигателя (2) путем изменения величины крутящего момента и числа оборотов его ведомого звена (14) и, следовательно, величины крутящего момента, снимаемого с ведущей части системы (4), практически осуществляется через известные устройства, например регулятор частоты вращения двигателя (2) внутреннего сгорания (не показано). Такой регулятор управляет подачей горючей смеси или топлива в цилиндр двигателя (2) внутреннего сгорания с помощью, например, дроссельной заслонки во впускном трубопроводе (не показаны). Таким образом, регулятором частоты вращения устанавливается необходимая мощность кривошипно-шатунного механизма (11-14) двигателя (2), используемого для привода шкива (17), связанного с генератором, подпитывающим источник электропитания (24) и для привода движителя (3) транспортного средства (1).Providing the necessary engine power (2) by changing the magnitude of the torque and the number of revolutions of its driven link (14) and, therefore, the magnitude of the torque taken from the leading part of the system (4), is practically carried out through known devices, for example, the engine speed controller ( 2) internal combustion (not shown). Such a regulator controls the flow of a combustible mixture or fuel into the cylinder of the internal combustion engine (2) using, for example, a throttle valve in the intake manifold (not shown). Thus, the speed controller sets the required power of the crank mechanism (11-14) of the engine (2) used to drive the pulley (17) associated with the generator feeding the power source (24) and to drive the propulsion device (3) of the vehicle (one).
В процессе работы кривошипно-шатунного механизма известных устройств [1, 2] за счет непостоянства скорости вращения его ведомого звена, обусловленного источниками переменных сил и переменIn the process of operation of the crank mechanism of known devices [1, 2] due to the inconsistency of the rotation speed of its driven link, due to sources of variable forces and changes
- 4 017989 ной скорости, ухудшается стабильность работы конечного потребителя энергии. В предложенном же устройстве трение, возникающее между герметичным кожухом (8) и маховиком (10), обусловлено наличием текучей среды (9) в виде электровязкой жидкости и обусловлено приложенным напряжением, определяющим величину вязкости этой жидкости. Это предотвращает нежелательное изменение характера вращения герметичного кожуха (8) за счет корректировки этого вращения вращающимся маховиком (10) с большей массой. Т.е. будет происходить демпфирование колебаний рабочих характеристик кривошипно-шатунного механизма (11-14) двигателя (2), вызванных внутренними факторами (износ, нагрев и др.) и внешними факторами (изменение сопротивления выходному звену со стороны движителей (3), климатические условия и т.д.). Чем больше общий момент инерции системы (4), тем больше она защищена от воздействия источника переменных сил и переменной скорости, т.е. увеличивается коэффициент защиты и механически импеданс, характеризующие стабильность работы двигателя (2) и самого транспортного средства (1).- 4 017989 speed, the stability of the end energy consumer is deteriorating. In the proposed device, the friction that arises between the sealed casing (8) and the flywheel (10) is due to the presence of a fluid (9) in the form of an electroviscous fluid and due to the applied voltage, which determines the viscosity of this fluid. This prevents an undesirable change in the nature of the rotation of the sealed casing (8) due to the adjustment of this rotation by the rotating flywheel (10) with a larger mass. Those. there will be damping of fluctuations in the operating characteristics of the crank mechanism (11-14) of the engine (2) caused by internal factors (wear, heating, etc.) and external factors (change in the resistance of the output link from the movers (3), climatic conditions, etc. .d.). The greater the total moment of inertia of system (4), the more it is protected from the action of a source of variable forces and variable speed, i.e. increases the protection coefficient and mechanical impedance, characterizing the stability of the engine (2) and the vehicle itself (1).
При остановке двигателя (2) уменьшается число оборотов его ведомого звена (14), электрическое напряжение на текучей среде (9) приближается к нулю. Следовательно, массивный маховик (10) по инерции свободно вращается, незначительно сцепляясь с герметичным кожухом (8). В результате чего будут уменьшаться динамические нагрузки на кривошипно-шатунный механизм (11-14) двигателя (2), а также на передаточные механизмы (5-7) транспортного средства (1), чем будет обеспечиваться плавность его остановки.When the engine (2) stops, the number of revolutions of its driven link (14) decreases, the electric voltage on the fluid (9) approaches zero. Therefore, the massive flywheel (10) rotates freely by inertia, slightly engaging with the sealed casing (8). As a result, dynamic loads will be reduced on the crank mechanism (11-14) of the engine (2), as well as on the transmission mechanisms (5-7) of the vehicle (1), which will ensure a smooth stop.
В процессе эксплуатации транспортного средства (1) трение, возникающее между герметичным кожухом (8) и маховиком (10), обусловленное наличием электровязкости текучей среды (9), приводит к уменьшению также энергии собственных колебаний кривошипно-шатунного механизма (11-14) двигателя (2).During operation of the vehicle (1), the friction that arises between the sealed casing (8) and the flywheel (10), due to the presence of the electroviscosity of the fluid (9), also reduces the energy of the natural oscillations of the crank mechanism (11-14) of the engine ( 2).
При использовании предложенного устройства и способа улучшения его эксплуатационных характеристик необходимая мощность двигателя (2) достигается при меньшем давлении на его ведущее звено (11) по сравнению с существующими механизмами. Это происходит за счет вышеописанной автоматической корректировки величины крутящего момента на выходе системы (4) включения в работу маховых масс, что способствует снижению общей нагрузки на кривошипно-шатунный механизм (11-14) двигателя (2) в процессе движения транспортного средства, повышая их эксплуатационный ресурс.When using the proposed device and method for improving its operational characteristics, the required engine power (2) is achieved with less pressure on its driving link (11) compared to existing mechanisms. This is due to the above automatic adjustment of the torque at the output of the system (4) of turning on the fly mass, which helps to reduce the total load on the crank mechanism (11-14) of the engine (2) during the movement of the vehicle, increasing their operational resource.
Одновременно с увеличением общей маховой массы ведущего звена системы (4) увеличивается крутящий момент двигателя (2). В результате уменьшается и мощность механических потерь, обусловленная пассивными подготовительными процессами. Это, в конечном итоге, уменьшает усилия на поршневое ведущее звено (11) двигателя (2) около мертвых точек его возвратно-поступательного движения. Такое уменьшение усилий за счет увеличения крутящего момента двигателя (2), определяемого плавно изменяющейся частотой вращения его выходного звена (14) при пуске, работе и остановке, увеличивает эффективность, надежность и стабильность работы кривошипно-шатунного механизма (11-14) двигателя (2), передаточных элементов (5-7) трансмиссии транспортного средства (1) и увеличивает срок его службы с уменьшением расхода топлива и улучшением экологических характеристик.Simultaneously with an increase in the total flywheel mass of the leading link of the system (4), the engine torque (2) increases. As a result, the power of mechanical losses due to passive preparatory processes also decreases. This, ultimately, reduces the effort on the piston drive link (11) of the engine (2) near the dead points of its reciprocating motion. Such a reduction in effort due to an increase in engine torque (2), determined by a smoothly changing speed of its output link (14) during start-up, operation and stop, increases the efficiency, reliability and stability of the crank mechanism (11-14) of the engine (2) ), transmission elements (5-7) of the vehicle’s transmission (1) and increases its service life with reduced fuel consumption and improved environmental performance.
Источники информации.Information sources.
1. Патент КП № 2100217, МПК В60К 6/10, заявлен 23.04.93, опубликован 27.12.97.1. Patent KP No. 2100217, IPC В60К 6/10, filed April 23, 1993, published December 27, 1997.
2. Патент ЕР № 0473556 (А2), МПК В60К 6/10, заявлен 2.08.91, опубликован 4.03.92 (прототип).2. Patent EP No. 0473556 (A2), IPC B60K 6/10, claimed 2.08.91, published on 4.03.92 (prototype).
3. Алексеев В.П., Иващенко Н.А., Ивин В.И. и др. Двигатели внутреннего сгорания. М.; Машиностроение, 1980, с. 39.3. Alekseev V.P., Ivashchenko N.A., Ivin V.I. and others. Internal combustion engines. M .; Engineering, 1980, p. 39.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201000353A EA017989B1 (en) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Vehicle and method for improving its performance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201000353A EA017989B1 (en) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Vehicle and method for improving its performance |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201000353A1 EA201000353A1 (en) | 2012-04-30 |
| EA017989B1 true EA017989B1 (en) | 2013-04-30 |
Family
ID=46145156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201000353A EA017989B1 (en) | 2009-11-30 | 2009-11-30 | Vehicle and method for improving its performance |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA017989B1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1335742A1 (en) * | 1985-10-30 | 1987-09-07 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Fluid coupling |
| EP0473556A2 (en) * | 1990-08-07 | 1992-03-04 | GENTILI OLEODINAMICA S.r.l. | A device for enhancing accumulation and retention of kinetic energy in the flywheels of engines and motors generally, and for improving the successive utilization of such energy |
| RU2160191C2 (en) * | 1994-04-25 | 2000-12-10 | Стахиев Валерий Анатольевич | Inertia transmission |
| US20040023569A1 (en) * | 2000-08-25 | 2004-02-05 | Roycroft Terence James | Power train |
-
2009
- 2009-11-30 EA EA201000353A patent/EA017989B1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1335742A1 (en) * | 1985-10-30 | 1987-09-07 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Fluid coupling |
| EP0473556A2 (en) * | 1990-08-07 | 1992-03-04 | GENTILI OLEODINAMICA S.r.l. | A device for enhancing accumulation and retention of kinetic energy in the flywheels of engines and motors generally, and for improving the successive utilization of such energy |
| RU2160191C2 (en) * | 1994-04-25 | 2000-12-10 | Стахиев Валерий Анатольевич | Inertia transmission |
| US20040023569A1 (en) * | 2000-08-25 | 2004-02-05 | Roycroft Terence James | Power train |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201000353A1 (en) | 2012-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1275790C (en) | Power driving system | |
| US7654354B1 (en) | System and method for providing a launch assist system | |
| CN101741172B (en) | Hybrid power system | |
| CN103061945B (en) | The method of controller start-up phase | |
| DK2137039T3 (en) | Hybrid power train | |
| CN102612594A (en) | Engine starting device | |
| KR20080056729A (en) | Method and system for shutting down an engine in a hybrid vehicle | |
| CN102009652A (en) | Method for controlling hybrid electric vehicle to enter hybrid drive mode from pure electric mode | |
| CN102826000A (en) | Vehicle hybrid power system and container stacker | |
| US9764728B2 (en) | Electric vehicle | |
| CN102582410B (en) | Multifunctional dual energy-saving emission-reducing apparatus | |
| CN1295940A (en) | Gas-electricity power combined engine | |
| JP4078658B1 (en) | Fuel-saving traveling vehicle using repulsion | |
| RU114001U1 (en) | VEHICLE | |
| EA017989B1 (en) | Vehicle and method for improving its performance | |
| CN203078314U (en) | Multifunctional automotive hydraulic hybrid-power energy-saving and emission-reducing device | |
| CN203221878U (en) | Independent type automatic switching hybrid power transmission case | |
| BRPI0611951A2 (en) | adaptive modular transmission and power control method | |
| RU2112665C1 (en) | Method of and power unit for transmitting energy to automobile wheels | |
| CN112638733B (en) | Control method and control device for hybrid vehicle | |
| GB2450331A (en) | I.c. engine crankshaft drive system having a pair of crankshafts per piston | |
| CN201335136Y (en) | Hydrotransmitter | |
| Dorfschmid et al. | Evolution to the seven-speed automatic transmission 7G-Tronic Plus | |
| CN217259581U (en) | Single-engine full-power-take-off hydraulic power assembly and engineering vehicle | |
| Bey et al. | Downsizing concept with two-cylinder CNG engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM |
|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |
|
| NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): RU |