RU2048353C1

RU2048353C1 - Car

Info

Publication number: RU2048353C1
Authority: RU
Inventors: А.М. Рубайло
Original assignee: Рубайло Анатолий Максимович
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1995-11-20

Abstract

FIELD: automotive industry. SUBSTANCE: six-wheeled passenger car has carrying symmetrical three-box body and engine unit consisting of two internal combustion engines operating on liquefied gas from cryogenic yank, each furnished with electric generator and high isothermic turbine supercharger. Installed in car are opposite electric transmissions. All wheels of car are driven by built-in electric motors. To control value and direction of traction vector use is made of optoelectronic opposite backed-up system furnished with self-contained power supply system from solar batteries on car roof. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области автомобилестроения, в частности к автомобилям группового и личного пользования. The invention relates to the field of automotive industry, in particular to cars of group and personal use.

Известно устройство легкового автомобиля ВАЗ 2108 "Лада", содержащего двухобъемный трехдверный пятиместный несущий кузов типа хэтчбек, бензиновый поперечно расположенный двигатель внутреннего сгорания с переднеприводной трансмиссией и четырехколесное шасси независимой подвески с передней парой ведущих и управляемых колес. A device of a VAZ 2108 Lada passenger car is known, comprising a two-volume, three-door, five-seater hatchback-type bodywork, a gasoline transverse internal combustion engine with a front-wheel drive transmission, and a four-wheel independent suspension chassis with a front pair of driving and steered wheels.

Известно устройство автомобиля "Хонда-Прелюд", снабженного независимой управляемой подвеской и четырьмя ведущими и управляемыми колесами-движителями с механо-гидравлической системой управления величиной и направлением вектора тяги автомобиля. A device of the Honda Prelude is known, equipped with an independent steered suspension and four driving and steered drive wheels with a mechano-hydraulic system for controlling the magnitude and direction of the vehicle's traction vector.

Недостатки известных устройств малая вместимость, низкая эффективность энергоустановки и экологическая нечистоплотность автомобиля. The disadvantages of the known devices are small capacity, low efficiency of the power plant and environmental vehicle leakage.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство легкового автомобиля, созданного из двух "Хонд", содержащего несущий, симметричный относительно средней плоскости, кузов, образующий пассажирское отделение и двигательные отсеки с обоих концов автомобиля и имеющий проемы для дверей с боковых его сторон, силовую установку, состоящую из двигателей внутреннего сгорания, расположенных в двигательных отсеках каждой из половин кузова, содержащих переднеприводную трансмиссию, пару ведущих и управляемых колес-движителей, подвеску, сидения, а также систему управления величиной и направлением вектора тяги движителей с оппозитными рулевыми колонками. The closest in technical essence to the claimed device is the prototype device of a car, created from two "Honda", containing a carrier, symmetrical about the middle plane, a body forming a passenger compartment and engine compartments at both ends of the car and having openings for doors with its lateral sides, a power plant consisting of internal combustion engines located in the engine compartments of each of the body halves containing a front-wheel drive transmission y, a pair of driving and steered drive wheels, suspension, seats, as well as a control system for the magnitude and direction of the thrust vector of thrusters with opposed steering columns.

Недостатки прототипа низкая надежность автомобиля, малая эффективность двигателей и экологическая нечистоплотность силовой установки. The disadvantages of the prototype low reliability of the car, low engine efficiency and environmental untidiness of the power plant.

Цель изобретения повышение надежности и живучести автомобиля. The purpose of the invention to increase the reliability and survivability of the car.

Цель достигается посредством установки дополнительной пары колес под центром кузова и оборудования его перегородкой жесткости, снабжения двигателей электрогенератором и перевода трансмиссий и движителей автомобиля на электрическую тягу. Система управления направлением и величиной вектора тяги выполнена оппозитной и сдублированной и переведена на оптоэлектронику с волоконно-оптическими связями и независимой системой электропитания от солнечных батарей и аккумуляторов. Оппозитные и зависимые рулевые колонки снабжены электроприводами, сидения выполнены надувными и легкосъемными, а подвеска колес выполнена независимой управляемой пневмогидравлической. The goal is achieved by installing an additional pair of wheels under the center of the body and equipping it with a stiffness partition, supplying the engines with an electric generator and transferring the transmissions and propulsors of the car to electric traction. The control system for the direction and magnitude of the thrust vector is made opposite and duplicated and transferred to optoelectronics with fiber-optic communications and an independent power supply system from solar batteries and batteries. Opposite and dependent steering columns are equipped with electric drives, the seats are inflatable and easily removable, and the suspension of wheels is made by independent controlled pneumohydraulic.

Увеличение эффективности двигателей достигается посредством перевода автомобиля на сжиженный газ, оборудования двигателей с повышенной степенью сжатия системами управляемого изотермического двухконтурного турбонаддува воздухом с приводом от теплоизолированной турбины дорасширения выхлопных газов, снабжения системы турбонаддува корректирующим электрическим двигатель-генератором и оборудования двигателей впрыском жидкого или криогенного топлива непосредственно во впускные теплоизолированные коллектора. An increase in engine efficiency is achieved by transferring the car to liquefied gas, equipping engines with a high degree of compression by air-driven isothermal dual-circuit turbocharging systems driven by a thermally insulated exhaust gas turbine, supplying the turbocharging system with a correcting electric engine-generator and equipping engines with liquid or cryogenic fuel injection directly into inlet insulated manifold.

Улучшение экологичности силовой установки достигается переводом автомобиля на сжиженный газ, в конечном счете на водород, снабжение его герметичным криогенным топливным баком, оборудованным теплоизоляцией, погружной топливной электропомпой, электромикрорефрижератором, установки между турбинами дорасширения и глушителями воздушно-выхлопного радиатора-конденсатора с воздушным электровентилятором и баком-накопителем тежелокипящих компонентов выхлопных газов, снабжения автомобиля легкосъемными скорлупообразными обтекателями колес и оборудования систем турбонаддува электробайпасами воздуха. Improving the environmental friendliness of the power plant is achieved by transferring the car to liquefied gas, ultimately to hydrogen, supplying it with a sealed cryogenic fuel tank equipped with thermal insulation, a submersible fuel pump, an electric micro-refrigerator, installations between after-expansion turbines and silencers of an air-exhaust radiator-condenser with an air electric fan and a tank - a storage tank for the boiling components of the exhaust gases, supplying the vehicle with easily removable shell-shaped fairings with equipment and turbocharging elektrobaypasami air systems.

Устройство автомобиля "Рулада" обеспечивает высокую живучесть автомобиля при разрушении любого колеса, высокую надежность резервированных функциональных систем и агрегатов автомобиля, а также уникальную проходимость. Повышенное аэродинамическое качество автомобиля позволяет снизить его лобовое сопротивление в несколько раз. Использование сжиженного газа, мощного и управляемого изотермического турбонаддува и высокой степени сжатия позволяет увеличить КПД двигателя до 60% а литровую мощность увеличить не менее чем впятеро. Использование в качестве топлива сжиженного газа в установке воздушно-выхлопного радиатора-конденсатора позволит на порядки снизить токсичность выхлопных газов по сравнению с современными легковыми автомобилями. The device "Rulada" provides high survivability of the car in the event of the destruction of any wheel, high reliability of redundant functional systems and units of the car, as well as a unique cross-country ability. The increased aerodynamic quality of the car allows it to reduce its drag by several times. The use of liquefied gas, powerful and controlled isothermal turbocharging and a high degree of compression can increase engine efficiency up to 60% and increase liter capacity by at least five times. The use of liquefied gas as a fuel in an air-exhaust radiator-condenser installation will reduce the toxicity of exhaust gases by orders of magnitude compared to modern passenger cars.

На фиг.1 представлен автомобиль "Рулада", общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 принципиальная пневмогидравлическая схема систем питания и выхлопа двигателей-генераторов автомобиля; на фиг.4 циклы работы двигателей внутреннего сгорания предлагаемого автомобиля и прототипа в I-S координатах. Figure 1 shows the car "Rulada", a General view; figure 2 is the same, a top view; figure 3 principal pneumohydraulic diagram of the power and exhaust systems of the engine-generators of the car; figure 4 cycles of internal combustion engines of the proposed car and prototype in I-S coordinates.

Устройство легкового автомобиля "Рулада" выполнено так, что несущий симметричный кузов 1 снабжен среднеопорной парой колес-движителей 2 и оборудован перегородкой 3 жесткости. В кузове 1 образовано пассажирское отделение, имеющее проемы для дверей 4 с боковых его сторон и установленные легкосъемные надувные сидения 5. С обоих концов автомобиля под капотами 6 в кузове 1 образованы двигательные отсеки с двигателями 7. Шестиколесное шасси независимой управляемой пневмогидравлической подвески кроме среднеопорной пары колес-движителей 2 включает оппозитно управляемые симметричные пары колес-движителей 8. Управление направлением движения автомобиля производится любой из двух оппозитных электроприводных и зависимых рулевых колонок 9. Колеса 2 и 8 прикрыты съемными скорлупообразными обтекателями 10 колес. Двигатели внутреннего сгорания 7 снабжены встроенными электрогенераторами 11 силового электропитания каждого электропривода колес-движителей 2 и 8. На крыше кузова 1 автомобиля установлены солнечные батареи 12 автономного независимого электропитания оптоэлектронной системы управления автомобилем. Система питания и выхлопа двигателей 7 содержит общий герметичный криогенный топливный бак 13, оборудованный экранно-вакуумной теплоизоляцией 14, электромикрорефрижератором 15 и погружной топливной электропомпой 16 подачи топлива (сжиженного газа) к регулируемым и управляемым электрофорсункам 17 впрыска топлива непосредственно во впускные коллектора двигателей 7. В системе турбонаддува двигателей 7 атмосферный воздух изотермически компремируется двухконтурным турбокомпрессором 18 с приводом от теплоизолированной турбины 19 адиабатического дорасширения выхлопных газов. Турбокомпрессор 18 и турбина 19 механически соединены корректирующим электрическим двигатель-генератором 20 и газодинамически соединены воздушным электробайпасом 22. Рабочий ход поршней двигателей 7 обеспечивается поджогом компримированной топливо-воздушной смеси в цилиндрах свечами 21 зажигания. Система выпуска выхлопных газов двигателей 7 содержит кроме теплоизолированных выхлопных коллекторов и адиабатических турбин 19 дорасширения выхлопных газов, единый воздушно-выхлопной радиатор-конденсатор 23 с баком накопителем 24 тяжелокипящих компонентов выхлопных газов и электровентилятором 25 обдува воздухом, а также глушитель 26 непосредственно на выхлопе двигателей 7. The device of the car "Rulada" is made so that the bearing symmetrical body 1 is equipped with a mid-pair of wheels-movers 2 and is equipped with a partition 3 stiffness. In the body 1, a passenger compartment is formed, with openings for doors 4 on its sides and installed easily removable inflatable seats 5. On both ends of the car under the hoods 6 in the body 1 engine compartments are formed with engines 7. A six-wheeled chassis of an independent controlled air-hydraulic suspension except for the mid-pair pair of wheels -motors 2 includes oppositely controlled symmetrical pairs of wheels-movers 8. Control of the direction of movement of the car is made by any of two opposed electric drives and are dependent x steering columns 9. Wheels 2 and 8 are covered by removable shell-shaped fairings 10 wheels. Internal combustion engines 7 are equipped with built-in electric generators 11 for power supply of each electric drive of the drive wheels 2 and 8. On the roof of the car body 1 solar panels 12 of autonomous independent power supply of the optoelectronic vehicle control system are installed. The power supply and exhaust system of the engines 7 contains a common sealed cryogenic fuel tank 13, equipped with a screen-vacuum thermal insulation 14, an electric micro-refrigerator 15 and a submersible fuel electric pump 16 for supplying fuel (liquefied gas) to the adjustable and controlled electric nozzles 17 for injecting fuel directly into the intake manifolds of the engines 7. B the turbocharging system of engines 7, atmospheric air is isothermally compressed by a double-circuit turbocharger 18 driven by a thermally insulated turbine 19 adiabatically dorasshireniya of exhaust gases. The turbocharger 18 and the turbine 19 are mechanically connected by a correcting electric motor-generator 20 and are gasdynamically connected by an air electric bypass 22. The working stroke of the pistons of the engines 7 is provided by igniting the compressed fuel-air mixture in the cylinders with spark plugs 21. The exhaust system of engines 7 contains, in addition to heat-insulated exhaust manifolds and adiabatic turbines 19 for expanding exhaust gases, a single air-exhaust radiator-condenser 23 with a storage tank 24 for heavy boiling components of exhaust gases and an electric fan 25 for blowing air, and a muffler 26 directly on the exhaust of engines 7 .

На фиг. 4 изотермическое сжатие воздуха в турбокомпрессоре 18 и охлаждение во впускном коллекторе двигателя 7, притом со смещением энтропии цикла влево, изображено процессом 27-28-29. Адиабатическое сжатие топливо-воздушной смеси в цилиндрах двигателем 7 отображает процесс 29-30. Комбинированное изохорно-изобарное горение в камере сгорания цилиндров двигателя 7, в соответствии с циклом Тринклера, отображает процесс 30-31-32. Адиабатическое расширение смеси воздуха и продуктов сгорания при совершении рабочего хода поршня происходит в процессе 32-33. Дорасширение выхлопных газов в адиабатической турбине 19 привода турбокомпрессора 18 производится согласно процессу 33-34. И охлаждение выхлопных газов в изобарном процессе 34-27 происходит в воздушно-выхлопном радиаторе-конденсаторе 23. Тепло выхлопных газов отдается воздуху окружающей среды, прокачиваемому через радиатор электровентилятором 25, а теплокипящие компоненты выхлопных газов конденсируются и собираются в баке-накопителе 24. In FIG. 4 isothermal air compression in the turbocharger 18 and cooling in the intake manifold of the engine 7, moreover, with a shift of the entropy of the cycle to the left, is depicted by process 27-28-29. The adiabatic compression of the fuel-air mixture in the cylinders by the engine 7 displays the process 29-30. Combined isochoric-isobaric combustion in the combustion chamber of the cylinder of the engine 7, in accordance with the Trinkler cycle, displays the process 30-31-32. The adiabatic expansion of the mixture of air and combustion products during the execution of the piston stroke occurs in the process 32-33. The extension of exhaust gases in the adiabatic turbine 19 of the drive of the turbocharger 18 is carried out according to process 33-34. And the exhaust gases are cooled in the isobaric process 34-27 in the air-exhaust radiator-condenser 23. The heat of the exhaust gases is given to the ambient air pumped through the radiator by the electric fan 25, and the heat-boiling components of the exhaust gases are condensed and collected in the storage tank 24.

Цикл ОТТО, по которому функционируют современные карбюраторные с непосредственным впрыском двигатели, отображен для сравнения процессами 27-35-36-37. The OTTO cycle, according to which modern carbureted engines with direct injection operate, is displayed for comparison by processes 27-35-36-37.

Claims

1. A passenger car containing a body symmetrical about the average transverse vertical plane, forming a passenger compartment and engine compartments at both ends of the car and having openings for four doors on its sides, a power plant consisting of internal combustion engines located in the engine compartments of each from half of the body, front-wheel drive transmission, a pair of driving and steered wheels, suspension, seats, as well as a control system for the magnitude and direction of the thrust vector torso with opposite independent steering columns, characterized in that it is equipped with an additional pair of wheels mounted in the transverse plane of its symmetry, the body is made with a transverse partition along the said plane of symmetry and easily removable shell-shaped fairings of the wheels of the car, the engines are made opposite, the seats are inflatable and easily removable, the steering columns are electric, the transmissions are reversible, the wheel suspensions are driven by independent pneumatic hydraulic Skim and amount control system and the direction of the thrust vector propulsors performed duplicated.

2. The car according to claim 1, characterized in that the engines are made with cobalt-samarium magnets electric generators and with superdense windings, electric transmissions are made with electric drives of all the car’s wheels from power motors built into the latter with braking against them, and the control system the direction of the thrust vector of the propulsors is made optoelectronic on microprocessors with monitoring and signaling microsensors, fiber-optic communication elements and with its own autonomy independent independent power supply system in the form of solar panels on graded-gap crystals located on the roof of the car body.

3. The car according to claims 1 and 2, characterized in that both engines of the power plant are made with a high degree of compression and a gas fuel system, including a common sealed cryogenic fuel tank for liquefied gas, equipped with thermal insulation, a submersible fuel pump, an electric micro-refrigerator, and individual units controlled injection of fuel with electronic injectors on the intake manifolds of internal combustion engines equipped with pressurization systems, each engine being thermally insulated inlet and exhaust manifolds, a muffler and an air-exhaust radiator-condenser common to both engines with an air electric fan and a storage tank for heavy boiling components of exhaust gases, while the boost system of each engine contains a double-circuit isothermal air turbocharger, a heat-insulated adiabatic exhaust expansion turbine air bypass, and corrective electric motor-generator, while the turbine is a drive t rbokompressora both further connected to a correction motor generator, and between the turbine engine and a silencer each installed general exhaust air radiator-condenser and the storage tank tyazhelokipyaschih engine exhaust components.