ES2930759T3 - Sistema de generación de energía para un vehículo - Google Patents

Abstract

Un vehículo (1) que comprende un motor (6), un bastidor (3) y al menos un par de ruedas motrices (4) llevadas por el bastidor (3) y acopladas mecánicamente por medio de un eje de transmisión (8) al motor (6), comprendiendo además el vehículo (1) un sistema de generación de energía (10) mecánicamente acoplado al eje de transmisión (8) para generar energía eléctrica utilizando la energía rotacional del eje de transmisión (8). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de generación de energía para un vehículo

Campo técnico

La presente invención se refiere a un sistema de generación de energía, en particular un sistema de generación de energía para un vehículo de transporte público de pasajeros.

Antecedentes

Los dispositivos electrónicos están cada vez más presentes en los vehículos y la demanda de generación de energía eléctrica para alimentarlos aumenta en consecuencia.

Para generar dicha corriente eléctrica, normalmente se utiliza al menos un alternador, que está dispuesto cerca del motor del vehículo y que convierte una parte de la energía rotativa del cigüeñal en energía eléctrica.

Con el tiempo, para aumentar dicha generación de energía, se ha aumentado el número de alternadores hasta llegar a tres alternadores por vehículo. Como era insuficiente, se ha aumentado la potencia de cada alternador individual de 90 A a 120-150 A.

Han surgido varios problemas.

Los alternadores ocupan una cantidad significativa de espacio y, por lo tanto, al aumentar su número y/o potencia, se ha incrementado el hacinamiento alrededor del motor. Esto reduce el espacio disponible para otros componentes.

Adicionalmente, un vehículo tiene normalmente dos alternadores que se posicionan en oposición con respecto al eje vertical de simetría del motor para equilibrar las fuerzas sobre el cigüeñal. Si un vehículo tiene tres alternadores, dos se colocan en un lado del motor y el restante en el lado opuesto; la relación de los pesos que soporta el motor se desestabiliza así porque las fuerzas que actúan en un lado y en el otro son desiguales.

Adicionalmente, dado que la polea del alternador debe estar acoplada mecánicamente con el cigüeñal, los alternadores deben ser colocados cerca del motor. Sin embargo, la temperatura es muy elevada (90-105 °C) en las proximidades del motor como consecuencia de la combustión que se produce en su interior; el rendimiento ideal de los alternadores se sitúa en los 25 °C y empeora mucho a altas temperaturas.

El aumento de potencia necesario para compensar la pérdida de eficiencia debida a las altas temperaturas requiere el uso de correas de transversales de gran tamaño y correas sobredimensionadas para transmitir el par necesario.

Por último, la recuperación de energía durante las fases de desaceleración sólo puede lograrse con sistemas de poleas locas (tensores BSG), que también ocupan mucho espacio alrededor del motor.

Ejemplos de disposiciones de recuperación de energía conocidas se divulgan, por ejemplo, en los documentos US2009/095549 A1, GB2543043 A, US4222450A, GB2462325 A, US2004/262062 A1 o US2006/0030450 A1.

El documento US2009/000836A1 A divulga un ensamble de accionamiento que puede aplicar un par de torsión puro a un miembro accionado, permitiendo al mismo tiempo un movimiento limitado del miembro accionado en la dirección radial. Este ensamble de accionamiento es particularmente adecuado para convertir un vehículo de combustión interna (IC) en un vehículo híbrido IC-eléctrico que comprende la instalación de dos motores eléctricos acoplados a un árbol de accionamiento del vehículo mediante el accionamiento de esta invención, de tal manera que los motores eléctricos pueden proporcionar parte o toda la potencia mecánica requerida para propulsar el vehículo, aceptando al mismo tiempo algún movimiento relativo entre los árboles de accionamiento existentes del vehículo y el chasis e imponiendo una fuerza radial mínima en el árbol de accionamiento.

Por lo tanto, sigue siendo necesario mejorar los sistemas de generación de energía para aumentar la energía eléctrica producida sin aumentar, sin embargo, las necesidades de espacio en los vehículos.

Compendio

La invención pretende resolver los problemas mencionados de forma sencilla y rentable.

Los objetos mencionados anteriormente se logran mediante un sistema de generación de energía eléctrica de acuerdo con la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos

Otras características y beneficios de la invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción no limitante, proporcionada con fines ilustrativos, con referencia a los dibujos adjuntos en donde:

• La figura 1 es una vista en planta, con partes eliminadas para mayor claridad, de un vehículo que comprende un sistema de acuerdo con la invención;

• La figura 2 es una vista en sección, con partes eliminadas para mayor claridad, del sistema de acuerdo con la invención; y

• La figura 3 es una vista en planta, con partes eliminadas para mayor claridad, del sistema de la figura 2.

Descripción detallada

La presente descripción se refiere a un autobús, aunque podría aplicarse a cualquier vehículo, por ejemplo, un camión o una camioneta.

La figura 1 ilustra esquemáticamente el bastidor 3 de un vehículo de transporte público de pasajeros 1, que comprende esencialmente al menos un par de ruedas motrices 4, preferentemente ruedas traseras, soportadas por el bastidor 3 y libres de rodar con respecto a éste. El vehículo 1 comprende, además, un motor 6 acoplado mecánicamente a las ruedas 4 para proporcionarles un par motor mediante un árbol de transmisión 8, de forma conocida.

De acuerdo con la presente invención, el vehículo 1 comprende un sistema de generación 10 configurado para producir energía eléctrica utilizando la energía rotativa del árbol de transmisión 8. El sistema de generación 10 está directamente acoplado al árbol de transmisión 8 corriente abajo del motor 6 y corriente arriba de las ruedas 4, más precisamente está colocado fuera del compartimiento del motor a lo largo del árbol de transmisión 8.

Más detalladamente (figuras 2 y 3), el sistema de generación 10 comprende al menos dos alternadores 11 fijados al bastidor 3 del vehículo 1 cuyas respectivas poleas están acopladas mecánicamente con el árbol de transmisión 8. Al menos dos alternadores 11 están fijados ventajosamente en los lados opuestos con respecto al árbol de transmisión 8, más precisamente de forma simétrica con respecto al eje del árbol de transmisión 8 para minimizar los momentos de inclinación que actúan sobre el árbol de transmisión 8 debido al acoplamiento mecánico con al menos dos alternadores 11.

Por esta razón, el número de alternadores 11 es un múltiplo de dos. En la presente descripción, hay dos alternadores. Cada uno de al menos dos alternadores 11 está acoplado mecánicamente al árbol de transmisión 8 mediante un sistema de acoplamiento con una relación de transmisión fija.

El mencionado acoplamiento mecánico es preferentemente una transmisión por correa 12. Ventajosamente, la transmisión por correa 12 es una transmisión por correa dentada implementada entre la polea de los alternadores 11 y un manguito 14 fijado alrededor del árbol 8 y de un diámetro tal que establece una relación de transmisión preestablecida con la polea de los alternadores 11.

Los alternadores 11 se fijan preferentemente al bastidor mediante un soporte 13.

El sistema de generación 10, o alternativamente los alternadores 11, pueden incluir una cubierta (no mostrada) configurada para evitar la contaminación de los alternadores 11 y de la transmisión por correa 12 por, por ejemplo, agua o suciedad.

A partir de lo anterior, los beneficios de un vehículo 1 con un sistema de generación de energía 10 de acuerdo con la presente invención son muy claros.

Dado que los alternadores 11 ya no están fijados al alojamiento del motor 6, hay más espacio en el compartimento del motor para instalar los demás dispositivos auxiliares.

Además, ya no existe el problema de la desestabilización de la relación de los pesos soportados por el motor.

La eficiencia de los alternadores 11 se ve mejorada ya que su temperatura de trabajo es menor con respecto a la temperatura en las proximidades del motor 6. De este modo, se pueden utilizar alternadores de potencia inferior/estándar que ocupan menos espacio.

Al utilizar alternadores de potencia estándar, se puede reducir la sección del cable y el tamaño de correa.

Además, como los alternadores están instalados corriente abajo del motor 6 y corriente arriba de las ruedas 4, es decir, corriente abajo del retardador de caja de cambios, es posible recuperar más energía al ralentí. En efecto, el par motor es el que proviene directamente de las ruedas 4. Las pérdidas de calor debidas al retardador de caja de cambios, así como las pérdidas mecánicas de la caja de cambios, no influyen en la cantidad de energía recuperada por el sistema de alternadores 11.

Por último, es evidente que el vehículo 1 que comprende un sistema de generación de energía 10 de acuerdo con la presente invención puede ser objeto de modificaciones y variaciones sin apartarse por ello del ámbito de protección definido por las reivindicaciones.

Por ejemplo, puede haber cuatro o seis alternadores 11 colocados simétricamente con respecto al árbol de transmisión 8.

Claims (6)

REIVINDICACIONES

1. Vehículo (1) que comprende un motor (6), un bastidor (3) y al menos un par de ruedas motrices (4) soportadas por el bastidor (3) y acopladas mecánicamente mediante un árbol de transmisión (8) a dicho motor (6), comprendiendo dicho vehículo (1) un sistema de generación de energía (10) acoplado mecánicamente a dicho árbol de transmisión (8) para generar energía eléctrica aprovechando la energía rotacional de dicho árbol de transmisión (8),

en donde dicho sistema de generación de energía (10) comprende al menos dos alternadores (11),

en donde dichos alternadores (11) están acoplados directamente a dicho árbol de transmisión (8) mediante un sistema de acoplamiento que tiene una relación de transmisión fija entre el árbol de transmisión (8) y una polea de dichos alternadores (11),

en donde dicho sistema de acoplamiento es una transmisión por correa (12), caracterizada porque cada uno de dichos alternadores (11) está unido a dicho bastidor por un soporte (13), en donde dicho soporte (13) apoya a dicho alternador (11) en tres puntos separados uno del otro, impidiendo el movimiento de rotación del motor con respecto al soporte y al bastidor.

2. El vehículo de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicho sistema de generación de energía (10) está dispuesto corriente abajo del motor (6) y corriente arriba de dicho par de ruedas (4).

3. El vehículo de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde dichos alternadores (11) están dispuestos de manera simétrica con respecto a un eje de dicho árbol de transmisión (8).

4. El vehículo de acuerdo con las reivindicaciones 1,2 o 3, en donde el número de dichos alternadores (11) es un múltiplo de dos.

5. El vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha transmisión por correa (12) es una transmisión por correa dentada implementada entre la polea de dichos alternadores (11) y un manguito (14) fijado alrededor de dicho árbol de transmisión (8) y de un diámetro tal que establece una relación de transmisión preestablecida con la polea de dichos alternadores (11).

6. El vehículo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho sistema de generación (10) comprende una cubierta configurada para evitar la contaminación de dichos alternadores (11) y dicha transmisión por correa (12).