Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazki jest elektromagnetyczna blokada skrzyni biegów pojazdu hybrydowego napędzanego jednocześnie tylko jednym sinikiem albo spalinowym albo elektrycznym.
Pojazd hybrydowy standardowo wyposażony jest w dwa silniki napędowe tj. spalinowy i elektryczny. W zależności od przeznaczenia pojazdu, wzajemna konfiguracja tych silników jest różna. Uniwersalne rozwiązanie napędu hybrydowego pozwala realizować cztery warianty pracy: trzy przy jeździe pojazdu i jeden w czasie postoju pojazdu. Jazdę pojazdu można realizować: tylko silnikiem spalinowym, tylko silnikiem elektrycznym oraz silnikami spalinowym i elektrycznym pracującymi ró wnocześnie przy czym, w tym reżimie, silnik elektryczny może pracować także jako prądnica ładując akumulatory i baterie kondensatorów. W czasie postoju pojazdu silnik spalinowy może napędzać silnik elektryczny, który pracuje jako prądnica ładując akumulatory i baterie kondensatorów. Uniwersalne rozwiązanie hybrydowego układu napędowego wymaga zastosowania co najmniej dwóch sprzęgieł i przekładni mechanicznej z pozycją neutralną (luz) w której wał napędowy kół nie jest sprzęgnięty z wałami silników spalinowego i elektrycznego. W pojazdach specjalnych np. w dostawczych, używanych głównie w mieściły można stosować uproszczony mechanicznie wariant napędu hybrydowego. Wymagania trakcyjne dla takiego układu napędowego pojazdu można ograniczyć do dwóch stanów pracy: pracuje tylko silnik spalinowy albo pracuje tylko silnik elektryczny. Silnik spalinowy wykorzystywany jest do przejazdu na dalszych trasach z większą prędkością, natomiast silnik elektryczny umożliwia bezemisyjne poruszanie się pojazdu w aglomeracjach miejskich lub na innych terenach, gdzie ważne jest utrzymanie niskiej emisji zanieczyszczeń oraz poziomu emitowanego hałasu (np. parki, rezerwaty ścisłe, hale produkcyjne). W tym, rozwiązaniu hybrydowy układ napędowy pojazdu może być mechanicznie uproszczony. Znane rozwiązania bazują na katalogowym bloku napędowym z silnikiem spalinowym i silnikiem elektrycznym umieszczonym na wale napędowym pojazdu, między skrz ynią biegów i przekładnią różnicową (dyferencjałem). W przypadku braku możliwości blokady skrzyni biegów rozwiązanie to nie jest rozwiązaniem bezpiecznym. Dla przykładu gdy pojazd jest napędzany silnikiem elektrycznym, blok napędowy z silnikiem spalinowym jest na luzie i nie pracuje, a gdy kierowca pomyłkowo zaprzęgli sinik spalinowy wówczas może dojść do uszkodzenia jednego z elementów napędu.
Elektromagnetyczna blokada skrzyni biegów pojazdu hybrydowego bazująca na drążku skrzyni biegów i wykorzystująca katalogowy elektrozaczep według wynalazku charakteryzuje się tym. że na zewnętrznej części drążka skrzyni biegów, w kabinie kierowcy, przymocowali) jest okrągły trzpień blokady o średniej dopasowanej do średnicy otworu elektrozaczepu, a elektrozaczep jest zamocowany na saniach, tak aby mógł być. w pozycji luzu drążka, nasuwany na trzpień. Uzyskuje się to gdy oś trzpienia, w pozycji luzu drążka, pokrywała się z osią otworu elektrozaworu, a sanie są zamocowane przesuwnie na łożu z blokadą w skrajnych położeniach realizowana bolcami blokady, przy czym łoże jest przymocowane do konstrukcji kabiny pojazdu w takim miejscu aby elektrozaczep mógł być nas uwany i wysuwany z trzpienia blokady. Łoże ma trzy podłużne symetrycznie rozmieszczone otwory: dwa skrajne otwory blokady i środkowy otwór prowadzący w łożu. o długości dopasowanej do długości elektrozaczepu, przy czym otwory skrajne są krótsze i na końcach są nieprzelotowe, od strony przeciwnej do sań. cylindrycznie poszerzone, a otwór środkowy jest dłuższy i na całej długości od strony sań, jest nieprzelotowo szerszy. Na przedniej części sań jest zamocowany elektrozaczep, a w tylnej części sań są dwa okrągłe otwory usytuowane wzdłuż osi sań i dwu okrągłe otwory usytuowane poprzecznie do osi sań. Istotną rolę spełniają bolce blokad, które na jednym końcu są nagwintowane, a na drugim końcu, od strony zewnętrznej loża. mają główki okrągłe o średnicy dopasowanej do śre dnicy poszerzonych końców otworów skrajnych w łożu. Bolce te łączą łoże z saniami przechodząc przez otwory skrajne w łożu i otwory w saniach usytuowane poprzecznie do osi sań. Na bolce, od strony zewnętrznej sań. są nałożone sprężyny i podkładki, a nagwintowane końcówki bolców są wkręcone w uchwyt blokujący. Sanie są przykręcone przesuwnie do łoża śrubami prowadzanymi, poprzez otwory usytuowane wzdłuż osi sań i otwór prowadzący w łożu, przy czym między saniami i łożem jest podkładka dystansowa, korzystnie teflonową która umieszczona jest w części szerszej otworu w łożu, a od strony zewnętrznej łoża jest także podkładka ślizgowa, korzystnie teflonowa i podkładka metalowa przykręcona nakrętką i skontrowana nakrętką
Przykład rozwiązania elektromagnetycznej blokad skrzy ni biegów pojazdu hybrydowego jest przedstawiony na rysunku na którym pokazano: Fig. 1 schemat blokowy napędu, Fig. 2 widok 3D elementów blokady w stanie rozłożonym, Fig. 3 widok rzutu bocznego blokady, Fig. 4 przekrój poPL 223 709 B1 przeczy blokady w płaszczyźnie A-A przechodzącej przez oś jednej ze śrub prowadzącej sanie, Fig. 5 przekrój poprzeczny blokady w płaszczyźnie B-B przechodzącej przez osie bolców blokady 3.1, Fig. 6 widok 3D łoża od strony przeciwnej do sań, Fig. 7 powierzchnia loża od strony sań i Fig. 8 widok powierzchni sań na której jest zamocowany elektrozaczep typu BF400-12. Elektromagnetyczna blokada skrzyni biegów pojazdu hybrydowego ma zastosowanie w układzie napędowym przedstawionym na rysunku fig. 1. Napęd ten składa się ze standardowego bloku: silnik spalinowy 8, manualna skrzynia biegów 8.1, oraz silnika elektrycznego 6, przy czym silnik elektryczny 6 zabudowany jest na wale napędowym 8.2 między manualną skrzynią biegów 8.1 i mechanizmem różnicowym 8.3, który jest połączony walkami z kołami jezdnymi pojazdu 8.4. Silnik 6 elektryczny jest zasilany z zasobnika energii, poprzez przekształtnik energoelektroniczny 6.1, który jest sterowany i kontrolowany komputerem pokładowym 6.2. Zasobnikiem energii standardowo jest bateria akumulatorów, a dodatkowo może być także bateria superkondensatorów. Na drążku skrzyni biegów 5 jest przymocowany (przy spawany lub przykręcony) okrągły trzpień blokady 5.1 elektromagnetycznej. Elektromagnetyczna blokada skrzyni biegów 7 pojazdu hybrydowego składa się z trzpienia blokady 5.1 i katalogowego elektrozaczepu 4, które są umieszczone w kabinie kierowcy. Średnica trzpienia blokady 5.1 jest dopasowana do średn icy otworu elektrozaczepu 4.1. Elektrozaczep 4 jest zamocowany na saniach 2, tak aby mógł być w pozycji luzu drążka skrzyni biegów 5. nasuwany na trzpień blokady 5.1 i wysuwany z trzpienia blokady 5.1. Uzyskuje się to gdy oś trzpienia blokady 5.1, w pozycji luzu drążka skrzyni biegów 5. pokrywa się z osią otworu elektrozaczepu 4.1, a sanie 2 są zamocowane przesuwnie na łożu 1 z blokada w skrajnych położeniach, przy czym łoże 1 jest przymocowane do konstrukcji kabiny pojazdu w takim miejscu aby elektrozaczep 4 mógł być nasuwany i wysuwany z trzpienia 5.1 blokady. Przesuwanie sań 2 oraz ich blokadę w skrajnych położeniach zapewnia konstrukcja łoża 1. Loże 1 ma trzy podłużne symetrycznie rozmieszczone otwory: dwa identyczne skrajne otwory 1.6 blokady położenia sań 2 i środkowy otwór prowadzący sanie 1.7 po łożu 1. Długość otworów blokady położenia sań 1.6 i otworu prowadzącego sań 1.7 jest dopasowana do długości elektrozaczepu 4. Otwory blokady położenia sań 1.6 są krótsze i na końcach są nieprzelotowe, od strony przeciwnej do sań 2, cylindrycznie poszerzone, co uwidocznione jest na rysunku Fig. 6. Otwór prowadzący sań 1.7 jest dłuższy i na całej długości od strony sań 2, jest nieprzelotowe szerszy, co widać na rysunku Fig. 7. Elektrozaczep 4 jest przykręcony do przedniej części sań 2.1 śrubami mocującymi elektrozaczep 4.2, pokazują to rysunki Fig. 2 i Fig. 8. W tylnej części sań 2.2 są dwa okrągłe otwory wzdłużne w saniach 23 i dwa okrągłe otwory poprzeczne sań 2.4. Istotną rolę spełniają bolce blokady 3.1. które na jednym końcu są nagwintowane, a na drugim końcu, od strony zewnętrznej łoża, mają główki okrągłe o średnicy dopasowanej do średnicy poszerzonych końców otworów blokady położenia sań 1.6. Bolce blokady 3.1 łączą łoże 1 z saniami 2 przechodząc przez otwory blokady położenia sań 1.6 i otwory poprzeczne sań 2.4. Na bolce blokady 3.1, od strony zewnętrznej sań, są nałożone sprężyny 3.2 i podkładki 3.3, a nagwintowane końcówki bolców blokady 3.1 są wkręcone w uchwyt blokujący 3. Sanie 2 są przykręcone przesuwnie do łoża 1 śrubami prowadzanymi sanie 2.5, poprzez otwory wzdłużne w saniach 2.3 i otwór prowadzący sań 1.7, przy czym między saniami 2 i łożem 1 jest podkładka dystansowa 1.1, korzystnie teflonowa, która umieszczona jest w części szerszej otworu prowadzącego sanie 1.7 w łożu 1, a od strony zewnętrznej loża 1 jest także podkładka ślizgowa 1,2, korzystnie teflonowa i podkładka metalowa 13 przykręcona nakrętką 1.4 i skontrowana nakrętką kontrującą 1.5.
Kierowca chcąc jechać z napędem silnikiem elektrycznym 6, ustawia drążek 5 skrzyni biegów 8.1 w pozycję „luz” naciska uchwyt blokujący 3 i przesuwa sanie 2 w skrajne położenie w którym trzpień blokady 5.1 zajmuje położenie w otworze 4.1 elektrozaczepu 4, W tym stanie skrzynia biegów 13 jest zablokowana i nie ma możliwości przesunięcia sań 2 ani wrzucenia jakiegokolwiek biegu. Jeśli kierowca chce jechać z napędem silnikiem spalinowym 8, to musi „przycisnąć” odpowiedni przycisk sterujący komputera pokładowego 6.2, który poprzez zaciski elektrozaczep 4.3 zwolni elektrozaczep 4 i wówczas kierowca może, naciskając uchwyt blokujący 3, ręcznie przesunąć sanie 2 w drugie skrajne położenie w którym trzpień blokady 5.1 jest na zewnątrz elektrozaczepu 4. W tym stanie blokada nie działa i kierowca może swobodnie jadąc zmieniać biegi. Założenie blokady w pojeździć z napędem, hybrydowym w rozwiązaniu jak na rysunku Fig. 1 zabezpiecza przed, przypadkowym niechcącym, sprzęgnięciem spalinowego silnika I napędowego z wałem napędowym 8.2, gdy wał 8.2 jest napędzany silnikiem 6 elektrycznym.