PL209462B1 - Hybrydowy dwuźródłowy układ napędowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest hybrydowy dwuźródłowy układ napędowy, znajdujący zastosowanie do napędu pojazdów, a zwłaszcza autobusów miejskich.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 181670 (numer zgłoszenia P-317955) układ hybrydowy zawierający przekładnię planetarną o dwóch stopniach swobody, silnik cieplny połączony poprzez układ przekładni i hamulca z kołem słonecznym przekładni planetarnej oraz w silnik elektryczny, połączony poprzez układ hamulca i sprzęgła z kołem pośredniczącym przekładni planetarnej, charakteryzujący się rozruchem pojazdu przy pracy silnika cieplnego oraz jednoczesnym hamowaniem przy pracy generatorowej silnika elektrycznego, ładującego w tym czasie baterie akumulatorów.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że silnik cieplny jest połączony z obwodem niskiego napięcia zawierającym baterie niskiego napięcia i starter-generator oraz z kołem słonecznym przekładni planetarnej poprzez sprzęgło i hamulec, zaś silnik elektryczny jest sterowany obwodem wysokiego napięcia, złożonym z układu sterującego i baterii akumulatorów trakcyjnych, a ten silnik elektryczny jest połączony poprzez hamulec z kołem pośredniczącym przekładni planetarnej, której jarzmo poprzez główną przekładnię mechaniczną jest połączone z przekładnią główną pojazdu, zaś główna przekładnia mechaniczna zawiera co najmniej jeden stopień przełożenia zmiennego.

Układ napędowy według wynalazku charakteryzuje się dużą efektywnością energetyczną i ograniczeniem hałasu. Tę efektywność pozwala uzyskać prosty kinematycznie układ napędu, charakteryzujący się wyłącznie jednym silnikiem cieplnym, jednym zespołem mechanicznym oraz jednym zmiennikiem momentu (silnikiem elektrycznym). Zastosowanie obwodu niskiego napięcia ułatwia rozruch silnika cieplnego po wyłączeniu go podczas hamowania odzyskowego, gdy napęd dwuźródłowy zamienia się w jednoź ródłowy. Ukł ad dwuźródłowy według wynalazku pozwala ograniczyć liczbę elementów napę du.

Wynalazek został ukazany w przykładzie wykonania na rysunku w układzie blokowym.

Hybrydowy dwuźródłowy układ napędowy według wynalazku posiada obwód niskiego napięcia ONN o napięciu 12 V, 24 V lub 36 V złożony ze startera/generatora S/G i baterii niskiego napięcia BNN. Ten układ ONN jest połączony z silnikiem cieplnym SC. Silnik ten jest połączony poprzez sprzęgło S1 i hamulec H1 z kołem słonecznym SŁ przekładni planetarnej PP. Z kołem pośredniczącym KP tej przekładni PP jest połączony poprzez hamulec H2 silnik elektryczny ME. Jest on sterowany obwodem wysokiego napięcia OWN złożonym z układu sterującego US i baterii akumulatorów trakcyjnych BT. Ma ona napięcie w przedziale 300 - 600 V. Jarzmo J przekładni planetarnej PP poprzez główną przekładnię mechaniczną P3 jest połączona z mostem napędowym PG pojazdu. Przekładnia ta zawiera co najmniej jedno zmienne przełożenie. Układ niskiego napięcia ONN umożliwia włączenie silnika cieplnego SC w dowolnym czasie, niezależnie od pracy napędowej układu dwuźródłowego.

Pojazd, zwykle autobus miejski, przyspiesza do określonej prędkości przy napędzie od silnika elektrycznego ME oraz przy wyłączonym silniku cieplnym SC, przy odłączonym sprzęgle S1 i zahamowanym przez hamulec H1 wale koła słonecznego SŁ. (przekładnia planetarna PP uzyskuje jeden stopień swobody). Po osiągnięciu tej prędkości następuje włączenie sprzęgła S1 przy jednoczesnym zahamowaniu wału koła słonecznego SŁ hamulcem H1 oraz jednoczesnym rozruchem silnika cieplnego SC za pomocą starter/generatora S/G. Dalsze przyspieszanie pojazdu lub jazda ustalona odbywa się w sposób hybrydowy, przy jednoczesnym napędzie od dwóch silników: elektrycznego ME i cieplnego SC. Podczas hamowania pojazdu następuje jednoczesne wyłączenie silnika cieplnego SC poprzez rozłączenie sprzęgła S1 oraz zahamowanie wału koła słonecznego SŁ poprzez hamulec H1.

Energia kinetyczna pojazdu zamieniana jest na energię elektromechaniczną akumulowaną w baterii akumulatorów wysokiego napięcia BT generowaną przez silnik elektryczny ME oraz wyzyskanie jednego stopnia swobody przekładni planetarnej PP po zahamowaniu jej koła słonecznego SŁ. Przekładnia ta zachowuje się wtedy jak zwykła przekładnia redukująca. Układ niskiego napięcia ONN zasilający starter-generator S/G umożliwia ponowne szybkie uruchomienie silnika cieplnego SC, gdy wymagana jest praca hybrydowa napędu.

Claims (1)

1. Hybrydowy dwuźródłowy układ napędowy, zawierający przekładnię planetarną, której koło słoneczne jest połączone z silnikiem cieplnym poprzez sprzęgło i hamulec, silnik elektryczny zasilany układem sterującym i bateriami trakcyjnymi połączonym z kołem pośredniczącym przekładni planetarnej, której jarzmo jest połączone z przekładnią główną pojazdu, znamienny tym, że silnik cieplny (SC) jest połączony z obwodem niskiego napięcia (ONN), zawierającym baterie niskiego napięcia (BNN) i starter-generator (S/G), oraz z kołem słonecznym (SŁ) przekładni planetarnej (PP) poprzez sprzęgło (S1) i hamulec (H1), zaś silnik elektryczny (ME) jest sterowany obwodem wysokiego napięcia złożonym z układu sterowania (US) i baterii akumulatorów trakcyjnych (BT), a ten silnik elektryczny (ME) jest połączony poprzez hamulec (H2) z kołem pośredniczącym (KP) przekładni planetarnej (PP), której jarzmo (J) poprzez główną przekładnię mechaniczną (P3) jest połączone z przekładnią główną (PG) pojazdu, zaś przekładnia (P3) zawiera co najmniej jeden stopień przełożenia zmiennego.