SI26001A - Hibridni pogon za dvokolesna vozila - Google Patents

Abstract

Hibridni pogon za dvokolesna vozila prikazuje način prenosa momenta z motorne gredi (4) na katero je pritrjena centrifugalna sklopka (1). Pri tem je boben centrifugalne sklopke (1.1) pritrjen na primarno gred CVT pogona (8) in s tem neposredno preko jermena (9) na kolo vozila (17). Elektro motor (5) je povezan preko zobnika (5.1) na zobnik bobna centrifugalne sklopke (1.1.2) in se vrti vedno sorazmerno s primarno gredjo CVT pogona (8), s tem neposredno s kolesom motorja (17). Druga inačica hibridnegapogona za dvokolesna vozila prikazuje drugo izvedbo elektromotorja, pri čemer je boben rotorja elektromotorja (1.1.0 ali 1.1.0.1) pritrjen na primarno gred CVT pogona (8) in na ta način eliminiramo potrebo po zobniški povezavi (1.1.2) in (5.1) med elektromotorjem (5) in primarno gredjo CVT pogona (8), kar je bolj ugodno zaradi manjšega trenja med zobniki (1.1.2) in (5.1). Izvedbena inačica hibridnega pogona za dvokolesa je koncipirana tako, da elektro motor namestimo bilo kje na primarni gredi CVT pogona(8), tudi na fiksno jermenico (7). Prav tako smo vpeljali izvedenko, da smo ločili z zobnikoma (19) motor z notranjim zgorevanjem in balansirno gred (18).

Description

HIBRIDNI POGON ZA DVOKOLESNA VOZILA

OPIS IZUMA

UVOD

Bistvo inoviranja, predvsem snovanja tehničnih inovacij je v tem, da sloni na temeljni lastnosti človeka, a to je razumeti določeno tehnično stanje in ga s svojim razmišljanjem izboljšati, izpopolniti do takšne mere, da se lahko implementira v proizvodnji in kot nov proizvod plasira na svetovno tržišče. Prav ta danost je prelevila naš izum do takšnega nivoja tehničnega znanja, da lahko rečemo, da imamo zelo dober proizvod, kije našel svojo uporabno vrednost predvsem pri vozilih, kot so: motoma kolesa, kolesa z motorjem, skuterji, in vseh drugih pojavnih oblikah, ki se nanašajo na tehnično podporo motorjem z notranjim zgorevanjem.

V našem primeru, prikazanem v pričujoči patentni prijavi, gre za temeljno bistvo inoviranja iz tehnične znanosti, ki sloni zadnja leta na povezovanju motorja z notranjim zgorevanjem in pogonskih električnih motorjev ter sovpregi teh dveh različnih tehničnih elementov v enovit sistem za pogon motornih koles, koles z motoijem ali skuteijev. V nadaljevanju opisa našega izuma se bomo osredotočili na povezovanje teh dveh komponent v hibridni sistem pogona skuterjev, predvsem v koncipiranje integriranega hibridnega sistema po eni strani na temelju do sedaj znanih motorjev z notranjim zgorevanjem in na drugi strani z vgradnjo električnega motorja, ki imata nalogo skupaj z motoijem z notranjim zgorevanjem optimalno uporabiti energijo za premikanje vozila. Sovprega teh dveh sistemov nam omogoča tudi proizvodnjo električne energije, pri pojemanju vozila kar se kaže v polnjenju akumulatorja našega vozila (skuterja) ob hkratni manjši porabi goriva pri motorju z notranjim zgorevanjem. V bistvu gre za to, da se uporabljata za premikanje vozila klasičen motor z notranjim zgorevanjem in električni motor, z združevanjem teh dveh motorjev se doseže en hibridni sistem kot pawerki deluje v 3 različicah - načinih delovanja, ki dovoljujejo, da na lažji način in bolj učinkovit upoštevati nove zahteve Evropske unije po znižanju izpustov škodljivih plinov vezanih na vozila z motorji na notranje zgorevanje.

Izhajajoč iz zgoraj navedenega večina danes uveljavljenih načinov oziroma pogonov skuterjev v glavnem sloni na pogonu z motorjem z notranjim zgorevanjem. Poznamo tudi sisteme, ki imajo samo električni elektromotorni pogon, in tudi sisteme, ki na nek drugi tehnični način povezujejo oba motoija v enotno delovanje, ampak so te tehnične rešitve bistveno razlikujejo od naše rešitve, prikazane v tej pričujoči patentni prijavi.

Pri koncipiranju tehnične rešitve smo dosegli postavljeni standard, a to je bila težnja po razvoju hibridnega pogonskega sistema za skuter, kar je rezultiralo v predmetni patentni prijavi, a delovanjem nam omogoča delovanje samo z elektromotorjem, s hibridno povezavo, v delovanje elektro motorja in motoija z notranjim zgorevanjem-bencinski, v skupnem integriranem sistemu in nazadnje v delovanju samo z bencinskim motoijem.

Če malo detajlneje razčlenimo sisteme delovanja našega skuterja je, v tem, da njegova funkcija dovoljuje pawer-unitu delovanje v treh načinih;

elektro motor z ustavljenim motoijem z notranjim zgorevanjem,

- z motoijem z notranjim zgorevanjem skupaj z električnim motorjem, ki ne zagotavlja samo moč pri pogona vozila ampak tudi polni baterije pri zaviranju in motor z notranjim zgorevanjem in električni motor uporabljen za polnjene baterij.

Konstrukcijsko smo razvili sistem, ki ima glede na način vklopa manualni ali avtomatično krmiljenje z računalnikom, ki sam uporabi najbolj ugodno logiko, katera izbere način delovanja, tako da porabimo čim manj trenutne uporabne-potrošne energije za vožnjo skuterja. Torej razvili smo en sistem, kije krmiljen s strani krmilne enote, ki dovoljuje uporabo vozila najbolj primemo dani zahtevi uporabe, kar rezultira, v manjši porabi goriva in hkrati v manj oddanih škodljivih izpustov in s tem pozitivno vplivamo na onesnaževanje okolja.

Naš hibridni pogon za dvokolesna vozila je namenjen za vsa dvokolesna vozila, a predlagani patentni spis nam bo podrobneje ponazoril sedanji razvojni in prototipni vzorec, kije namenjen za skuter, ker smo menili, da se to vozilo uporablja v najširši populaciji ljudi, a predvsem je priljubljen pri mladini in mlajši populaciji ljudi.

PODROČJE TEHNIKE

Po mednarodni klasifikaciji patentov lahko štejemo, da hibridni pogon za dvokolesna vozila, prikazan v tem patentnem spisu, lahko uvrstimo v razred B 60K 6/00, naprava za premikanje s hibridnim pogonskim sistemom, ki vsebuje elektromotor in motor z notranjim zgorevanjem.

PRIKAZ PROBLEMA IN POVZETEK IZUMA

V nadaljevanju opisa našega izuma lahko rečemo, da v bistvu naš sistem hibridnega pogona dvokolesnih vozil lahko obratuje samo z električnim pogonom, s pogonom motoija z notranjim zgorevanjem ali z obema hkrati, kar je rezultiralo pri reševanju določenih tehničnih problemov, ki nam po teh rešitvah zagotavljajo varno vožnjo, zmanjševanje emisijskih škodljivih izpustov vozila, v našem primeru skuteija.

Osnovni problem, ki ga rešujemo s predlaganim izumom, je v tem, da smo omogočili sistem povezave med osjo variatorja, na katerega je posredno nameščen elektro motor, in motorjem z notranjim zgorevanjem.

Drugi in to zelo bistven problem, ki ga rešujemo s pričujočo patentno prijavo, je v tem, da smo umestili električni motor zelo blizu motorni gredi motorja z notranjim zgorevanjem. Tako smo premaknili mase v centralni položaj vozila, razporedili smo tako bolj ugodno mase na sprednje in zadnje kolo, izboljšamo balansiranje celotnega vozila in s tem dosežemo boljše vozne lastnosti vozila. Na en konec motorne gredi je pritrjena centrifugalna sklopka, kije opremljena s centrifugalnimi masami ali z diski, ki se vklopi na boben sklopke in s trenjem navor motorja poveže z variatoijem pogona, ta pa prek jermena prenašajo gibanje na zadnje kolo. Elektromotorje s pomočjo zobatega jermena, verige ali zobnika povezan z zvonom - bobnom centrifugalne sklopke ali je rotor elektromotorja sam boben sklopke. Pri uporabi centrifugalna sklopka omogoči prenos momenta motorja z notranjim zgorevanjem na primarno os variatorja, ki preko prenosa z jermenom ali verigo prenaša moment na zadnje kolo vozila, z ugasnitvijo motorja z notranjim zgorevanjem se vrteče mase centrifugalne sklopke z njim povezane odklopijo od bobna centrifugalne sklopke. Ker je na bobnu centrifugalne sklopke nameščen električni motor preko verige, zobatega jermena ali zobnikov, omogoča premikanje vozila samo z elektro energijo.

Naslednji problem, ki ga rešujemo, je, da za endotermni motor ni potrebna dodatna gred, ker je lahko sklopka pritrjena na en konec motorne ročične gredi in pri delovanju sistema endotermni motor in elektromotor ustvarjata hkrati navor, ko ni več potreben pozitiven navor, se elektromotor lahko preklopi na funkcijo generatorja in se začne polnjenje akumulatorja. Torej problem, ki ga rešujemo s tem sistemom povezave, je možnost, da v električnem in kombiniranem načinu delovanja lahko premikamo vozilo in pri pojemanju z rekuperiramo energijo polnimo baterije.

Pri razlagi te rešitve, uporaba sistema med gibanjem kolesa se kaže v tem, da je motor z notranjim zgorevanjem ugasnjen, kar posledično pomeni, da ne zagotavlja navora, saj je hitrost vrtenja nič, kar rezultira, da je centrifugalna sklopka sproščena in se zvonec sklopke giblje prosto. V tem primeru elektromotor, ki oskrbuje navor, neposredno zagotavlja gibanje kolesa, med fazo pojemka pa takoj preklopi na funkcijo polnjenja akumulatorja. V tem primeru je navor ustvarjen samo od elektro motorja.

Tretji način delovanja se kaže v tem, da motor z notranjim zgorevanjem zagotavlja navor za gibanje skuterja, pri tem je elektromotor v pasivnem stanju delovanja in pri svojem gibanju absorbira del energije, ki jo ustvarja motor z notranjim zgorevanjem, da polni akumulatorske baterije.

V načrnu delovanja, ko motor z notranjim zgorevanjem in elektro motor oskrbujeta skupaj navor za premikanje. V tem načinu, v pojemanju rekuperirana energija uporabimo za polnjenje baterij, ampak oba pogona oskrbujeta potreben navor za premik vozila. Ta način je namenjen za uporabo zunaj mest in na avtocestah, kjer je potrebno več navora, da se lahko dosežejo željene hitrosti vozila, ampak vedno zmanjšuje vrednosti onesnaževanja kot običajno vozilo na bencinski pogon.

Pri delovanju sistema, ko je motor z notranjim zgorevanjem ugasnjen in se ves navor pridobi iz energije, shranjene v akumulatorju, a prenesene preko elektromotorja na dvokolesno vozilo, je predviden za delovanje v mestnih območjih, kar posledično rezultira nično onesnaževanje okolja.

Uporaba tretjega sistema delovanja je uporaba motorja z notranjim zgorevanjem in pasivna uporaba električnega motorja v primeru, ko so baterije prazne iz neznanih razlogov in se ne da počakati na polnjenje iz nekega drugega električnega vira, ampak je potreba po uporabi vozila, je možno napolniti baterije z uporabo električnega motorja v pasivnem načinu s delnim prevzemom energije motorju z notranjim zgorevanjem za polnjenje baterij.

Rešitev našega hibridnega pogona za dvokolesna vozila, kije hkrati predmet patenta, se kaže v povezavi med motorjem z notranjim zgorevanjem in elektromotorjem, ki je izvedena tako, da se uporabi centrifugalno sklopko kot element vklopa motorja z notranjim zgorevanjem z gnano gredjo. Seveda se lahko uporabi tudi druge tipe sklopk, je pa centrifugalna zaradi načina delovanja najbolj primerna, saj takoj, ko se motorju z notranjim zgorevanjem povečajo obrati, se centrifugalna sklopka samodejno vklopi.

Elektro motor je dejansko vedno fizično priklopljen na del primarne gredi CVT pogona vozila in zato lahko kadarkoli odda energijo ali sprejme, odvisno od režima vožnje, v našem primeru je neprestano povezan z bobnom centrifugalne sklopke, ki je pritrjena na primarno gred CVT pogona.

Rešitev je bolj primerna za variabilne pogone, ki se pretežno uporabljajo na skuterjih, lahko pa se ga uporabi tudi na drugih vozilih.

Motor z notranjim zgorevanjem lahko samo odda energijo, sprejeti pa je ne more, lahko pa ga uporabimo za zaviranje z motoijem.

Krmilna enota, ki ni predmet tega izuma, skrbi za optimalno porazdelitev energije odvisno od potrebe uporabnika. Seveda cilj je izkoristiti prednosti obeh pogonov električnega motorja in motorja z notranjim zgorevanjem, z rešitvijo podano v pričujoči patentni prijavi je to možno.

Inovativna rešitev hibridnega pogona za dvokolesna vozila, prikazana v tej patentni prijavi, ki ga bomo v nadaljevanju poimenovali hibrid ali v sozvočju z elektromotoijem oziroma motor z notranjim zgorevanjem, bomo uporabili kot besedno sprego, ki rešuje problem povezovanja le teh dveh pogonskih agregatov, in sicer:

s posebno konstrukcijsko izvedbo ohišja sestava, v katerem je umeščen boben centrifugalne sklopke, s prenosom moči iz elektromotorja,

- v konstrukcijski koncepciji povezave sestava centrifugalne sklopke s sestavom nosilca motorne gredi, ki ima namen prenosa navora z motorja z notranjim zgorevanjem, v inovativni rešitvi konstrukcijske povezave sistema ali sestava variatoija, ki je po horizontali povezan skozi centrifugalno sklopko in se povezuje na motorno gred.

Ugotovili smo namreč, da smo z rešitvijo zgoraj navedenih tehničnih problemov in z novo konstrukcijsko rešitvijo nosilnih sestavov strojnih elementov, rešitev funkcijske in prostorske razporeditve sestavov centrifugalne sklopke, variatorja in pogonskih motorjev-agregatov (elektro motor m motor z notranjim zgorevanjem), dosegli optimalno tehnično rešitev, ki zagotavlja maksimalni izkoristek vgrajenih agregatov.

Tako konstrukcijsko koncipirana in tehnično rešena umestitev osrednjega vklopnega dela centrifugalna sklopka, v samo osrčje za prenosa moči iz agregatov na skuter, in s temi inovativnimi rešitvami smo dobili nov pogonski sistem za dvokolesna vozila, ki se bistveno razlikuje od vseh dosedanjih nam znanih rešitev. Prav to spoznanje nas je spodbudilo, da smo pristopili k izdelavi te patentne prijave, s katero bomo zavarovali določene tehnične rešitve na našem hibridnem sistemu.

Z našo tehnično inovacijo smo torej izboljšali in tehnično izpopolnili obstoječa dvokolesna vozila. V trenutku, ko je elektromotor priklopljen na način, kot ga mi predlagamo v patentu, smo izboljšali balansiranje mas na sprednje in zadnje kolo ter inovirali vozne lastnosti glede na druge rešitve, ki pozicionirajo maso električnega motorja blizu zadnjega kolesa, smo v resnici dobili nov proizvod, ki bo našel široko uporabnost pri ljudeh vseh zrasti.

Izhajajoč iz zgoraj rešenih tehničnih problemov smo pri snovanju prototipa dognali, da se lahko naš hibridni pogon, sedaj gledan kot celoten produkt, uporablja tudi na drugih motornih kolesih, kolesih z motorji ali celo z novo močnostno konstrukcijsko rešitvijo tudi razširi na avtomobilsko industrijo.

STANJE TEHNIKE

Obstaja več različnih dvokolesnih vozil, ki uporabljajo dualni sistem pogona in delovanja pogonskih agregatov, ki se že danes dobijo v prosti prodaji ter delujejo po principu:

- umestitve pogonskih agregatov na zadnje kolo, kar ruši balansno ravnotežje dvokolesnega vozila ali pa delujejo v raztrganem povezovalnem sistemu, en agregat na sprednjem kolesu, a drugi agregat na zadnjem kolesu, kar zahteva po navadi večanje mase in večji stroški sistema zaradi kompleksnosti ter večanje števila vgrajenih sestavov.

Primerjati te proizvode z našo tehnično rešitvijo za nas ni pomembno, ker se naš hibridni pogon skuterja bistveno razlikuje po tehničnem stanju in rešitvah od obeh zgoraj navedenih sistemov. Namreč mi imamo hibridni pogon, vgrajen na primarni gredi variabilnega prenosa in je celovita rešitev.

Gledano z oblikovalskim očesom smo naš hibridni pogon umestili na skuter tako, da ne ovira delovanje drugih sestavov in sestavnih delov skuterja. Dejansko gre za skupaj zmontirana m ohišja naših sestavov, v katerega so umeščeni strojni deli in kot takšni tvorijo celoten hibridni sistem prenosa moči iz agregatov na kolo skuterja.

Prav pri snovanju pričujoče patentne prijave in pregledu svetovnega stanja tehnike na tem področju smo ugotovili, da obstaja veliko proizvajalcev dvokolesnih vozil, ki se med seboj veliko ne razlikujejo bodisi pri tehničnih rešitvah izvedbe svojih vozil ali po izbranem sistemu hibridnega pogona

Vprašanje je samo, kateri sistem obsega njihov proizvod z umestitvijo na zadnjo kolo ali z deljenim - ločenim sistemom vgradnje agregatov.

Tudi pri pregledu patentnih baz podatkov smo ugotovili, da je zelo veliko različnih patentnih prijav, ki se nanašajo na tozadevno področje.

WO 2004 054836, ki ima SI/EO 1572486 številko, obravnava hibridni pogonski sestav za vozilo, še zlasti za skuter, ki ima vpet pogonski sistem na sekundami gredi CVT pogona ter uporablja CVT reduktor z jermenom in jermenici, ki omogočata povezavo s pogonsko gredjo motorja z notranjim zgorevanjem.

Predlagana rešitev ima tri veliki pomanjkljivosti, prva je teža elektromotorja, kateri je nameščen direktno v bližini zadnjega kolesa, zato je skupna masa z zadnjim kolesom večja, posledično odzivnost pri blaženju nepravilnosti na cestišču veliko slabša, kar lahko povzroči kratkotrajno prekinjen stik zadnjega kolesa z cestiščem.

Druga pomanjkljivost oziroma slabost je masa sklopke in bobna sklopke, na katerega so oni pritrdili rotor el. motorja in na ta način še bolj povečali vrteče se mase celotnega sklopa.

Tretja pomanjkljivost se kaže v tem, da njihov elektromotor za isto moč mora imeti približno tri krat več navora zato je praviloma večji in težji.

Celotni sklop pa je preko zobniškega prenosa pritrjen direktno na zadnje kolo. Zaradi tega prihaja do dodatnih izgub energije najprej pri pospeševanju, kajti vso maso sklopa je potrebno zavrteti, nato pa drugi del izgub, ko je potrebno vozilo ustaviti, je treba vso kinetično energijo v vztrajniku oz. sklopu centrifugalne sklopke pretvoriti v toplotno energijo, kar se izraža v dodatnem ogrevanju zavornega sistema.

Podobnost našemu hibridnemu pogonu se kaže v namestitvi rotorja elektro motorja, je izvedena na boben sklopke, ampak je razlika v konstrukcijsko tehničnem konceptu umestitve same sklopke.

SI 20684 opisuje kompleksen hibridni sistem z elektromotorjem, nameščenim med dvema sklopkama za vklapljanje na isti osi med motorjem in gnano gredjo. Po tej rešitvi elektro motor deluje kot zaganjalnik in je celoten sistem zamišljen za cestna štirikolesna vozila.

SI 22160 je zamišljen kot močnostni hibridni sistem, pri katerem se večina pogonske energije pridobi iz močnostnih motorjev z notranjim zgorevanjem, a temelji na hidravlični akumulaciji energije.

SI 22967 predlaga štirikolesni pogon s hibridnim sistemom, ki ima delilnik moči in tri električne rotacijske motorje. Sistem je primeren za naprave, ki imajo vsaj dva para pogonskih koles in pogonski sistem z delilnikom moči s tremi prostostnimi stopnjami.

SI 22377 predlaga hibridni pogon, ki ima pri grajeno elektromehansko motorno enoto na motor z notranjim zgorevanjem na mesto prirobnice. Celoten sistem je koncipiran tako, da se prenos moči izvaja preko vztrajnika na rotor elektromotorja, in sicer preko standardne potisne plošče.

SI 23144 obravnava hibridni motor na fosilna goriva in vodikov peroksid. Gre za uporabo kemične energije za hibridni pogon, in sicer tako, da izkorišča energiji eksotermnega kataliziranega razpada vodikovega peroksida na elementarni kisik in vodno paro.

SI 23465 predlaga električno rešitev za krmiljenje in upravljanje pogona, ki ima elektromotor kot temeljno pogonsko sredstvo.

SI /EP 1250748 predlaga električni pogon, ki moč agregata prenaša preko planetnega zobnika.

EP 2 444 266 BI podaja rešitev z dvema elektromotorjema, pri čemer je en na vztrajniku motorja, a drugi na gnani gredi menjalnika.

SI/EP 2621787T1 obravnava krmiljenje elektromotorja, in sicer tako, da ima krmilno napravo, ki ima elektromotor in z njim povezano nadzorno enoto, pri čemer ima krmilna naprava zobnik s spiralnim ozobljenjem in spiralni pastorek, kateri lahko žene elektromotor.

US 2021031635A1 opisuje krmilni sistem za električna vozila tako, da vključuje elektromotor, ki je povezan s pogonskim kolesom preko več različnih komponent za prenos moči, in krmilno napravo, ki je koncipirana tako, da deluje kot krmilni odsek za naprej, konfiguriran na podlagi prenosne funkcije.

V zgornjih navedbah smo prikazali nekaj od več ducatov različnih patentnih prijav, ki v bistvu obravnavajo različne sisteme krmiljenja, upravljanja, načina delovanja, načina povezovanja s pogonskimi sistemi in podobno. Vse te patentne prijave in njihove tehnične rešitve se dotikajo sistemov hibridnega delovanja dveh različnih koncepcij pogonskih agregatov ali enojnih agregatov, npr. elektromotor, ter njihovo krmiljene ali močnostno napajanje.

Prav toliko je tudi nekaj svetovnih proizvajalcev različnih sistemov hibridne tehnologije, kot smo že zgoraj navedli, in je eden od teh proizvajalcev skuterjev iz soseščine prijavil izum WO 2004 054836, ki ima SI/EO 1572486, ki smo ga bolj podrobno opisali zgoraj.

Pri snovanju naše patentne ideje smo navedene in nam znane tehnične rešitve spoznali ter naredili primerjavo z našo tehnično rešitvijo. Ugotovitev je naslednja:

izvedbeno se vsi patenti nanašajo na različne sisteme in tehnike doseganje statusa hibridnosti njihovih tehničnih rešitev,

- dosedanji sistemi prenosa moči, kadar govorimo o vgradnji hibridnih pogonov na dvokolesnih vozilih, imajo kar nekaj pomanjkljivosti, v primerjavi z našo rešitvijo, zelo malo ali skoraj nič je tehničnih rešitev, ki imajo enovito združen prenos moči na kolesa, kot smo ga mi predlagali v pričujoči patentni prijavi, da nismo zasledili nobenega sistema, ki vsaj omenja optimalno balansiranje skuterja ali ostale dvokolesne naprave.

Iz nam znanih patentnih prijav, ki smo jih v zgornjem tekstu predstavili v kratki vsebini, ki zadevajo tudi našo tehnično rešitev in s tem posledično so vsaj v tehničnem smislu povezani z našo inovativno idejo, smo ugotovili in tudi dokazali, da ti odstopajo tako tehnološko kot tudi po konstrukcijskih rešitvah samega sistema hibridnega pogona dvokolesnih vozil oz. v danern primer skuterja.

OPIS NOVE REŠITVE

Hibridni pogon dvokolesnih vozil smo si zamislili kot sestav več strojnih komponent, ki so konstrukcijsko vkomponirane v ohišja iz aluminijaste zlitine ali pa narejena iz kakršnihkoli drugih materialov. Pri vsem je bistveno to, da se morajo vsi strojni elementi umestiti in seveda pritrditi na zelo malem prostoru in tako vse skupaj vstaviti na primarno os variabilnega prenosa skuterja.

Za boljše razumevanje samega teksta naše patentne prijave bomo tabelarno predstavili osnovne elemente ali sestave našega hibridnega pogona dvokolesnih vozil ter jih opisali po funkciji in načinu delovanja:

- Centrifugalni sklop

- Variatorski sklop CVT

Balansni sklop

- Termični sklop (ojnični sklop)

- Elektromotorni pogon

Centrifugalni sklop je osrednji sestav za prenašanje moči z motorja z notranjim zgorevanjem in elektromotorja na zadnje kolo skuterja in je v funkciji upravljanja načina delovanja celotnega sistema. Rotor centrifugalne sklopke, ki je opremljen z centrifugalnimi masami, ko narastejo obrati motorja z notranjim zgorevanjem, se vklopi na zvonec-boben sklopke ter se s trenjem poveže navor motorja z primarno gredjo CVT pogona, ta pa preko variatorja in jermenic prenaša silo gibanja na zadnje kolo z jermenom.

Variatorski sklop ali CVT brezstopenjski menjalnik continuously variable transmission (CVT) je v našem primeru naprava za prenos moči na pogonsko kolo skuterja, in je sicer umeščen na gnano gred ali primarno gred variatorja. Variator je naprava, v našem primeru služi za prenos moči navora iz sistema centrifugalne sklopke na kolo skuterja. Je naprava, ki lahko spreminja svoje parametre glede na obrate, ki jih dobimo iz elektromotorja ali motorja z notranjim zgorevanjem.

Balansni sklop je proti utežni sestav, umeščen na balansno gred in je v našem primeru v funkciji prenosa navora iz motorja z notranjim zgorevanjem na centrifugalno sklopko in za umiritev vibracij katerih povzročajo vrteči se deli motorja z notranjim zgorevanjem.

Endotermični sklop je celovit sestav, ki je v funkciji;

- prenosa moči navora z ojnice motorne gredi na centrifugalno sklopko ali preko balansime gredi na centrifugalno sklopko in

- močnostnega utrjevanja našega hibridnega sistema.

Elektromotorni pogon je skupek strojnih sestavnih delov, ki povezujejo in hkrati omogočajo prenos moči oziroma navora iz rotorja elektromotorja na boben centrifugalne sklopke.

Pri snovanju in s testiranjem, najprej virtualnih narisanih delov in pozneje elementov prototipa in iz tega izvlečenih najbolj primernih tehničnih rešitev, kar se danes kaže v poizkusnem prototipu, smo si postavili nekaj vprašanj in odgovori na njih so nam pokazali, da smo usmerjeni v določeno tehnično rešitev ter poiskali odgovore na postavljena vprašanja.

Predvsem so nas zanimala naslednja vprašanja:

1. Namen:

Hibridni pogonski sistem je namenjen za varno in kvalitetno vožnjo s skuterjem pri tem, da so zagotovljeni vsi varnostni pogoji za tovrstna dvokolesna vozila in možnost za vstop v mestne centre s samo električnim načinom z ničnim onesnaževanjem, kakor tudi za vožnjo izven mesta.

2. Estetski videz:

Vsa ohišja so izdelana iz aluminijske zlitine, z močnostnimi ojačitvami posameznimi delov, ki so lahko kot rebra ali določena zadebeljenja tako, da so zmontirani zgoraj navedeni sestavi umeščeni na primarni osi variabilnega prenosa.

3. Funkcionalnost hibridnega sistema

Hibridni sistem je izpolnil vse funkcijske zahteve, ki smo jih postavili že pri snovanju same konstrukcijske rešitve pogona skuterja, ki ima zunanji elektromotor oziroma elektromotor izven centrifugalne sklopke in po drugi inačici, kjer smo konstrukcijsko koncipirali elektromotor na bobnu centrifugalne sklopke, ali na bilo katero mesto na primarno gred CVT pogona.

Ideja za izdelavo takšnega sistema pogona dvokolesnih koles se je porodila, ko smo spoznali, da na tržišču nismo uspeli najti podobnega sistema, ki rešuje hibridni pogon tako, da deluje z zunanjim pomožnim elektromotorjem, ki je preko zobniškega, jermenskega ali verižnega pogona povezan na boben centrifugalne sklopke ali je ves elektromotor konstrukcijsko umeščen na boben centrifugalne sklopke, in sicer tako, da predstavlja osrednji sestavni del le-te centrifugalne sklopke.

Pri snovanju in s testiranjem najbolj primernih tehničnih rešitev, kar se danes kaže v poizkusnem prototipu, je bilo vodilo razvoja, kako izdelati enostavno enoto, ki bi zadovoljila potrebe širšega portfelja kupcev, z večjim poudarkom na kupcih, ki imajo potrebe po tovrstnih hibridnih skuterjih, ki sedaj ne povzročajo velikega hrupa pri vožnji.

Prav tako smo za potrebe preizkusa, ki je pokazal odlične kvalitetne rezultate našega hibridnega sistema pogona skuterja, ki je konstrukcijsko koncipiran kot sistem namenjen za vožnjo in je poraba energije, predvsem fosilnih goriv, čim manjša, a potrebno energijo za premik koles pa črpamo tudi iz akumulatorja. Pri tem je celoten sistem umeščen na sam motor z notranjim zgorevanje, kije tehnično in oblikovno gledano vkomponiran kot sestav motorja ter predstavlja sestav ali sklop samega motorja, a po drugi strani ima samo sebi primerne tehnične rešitve.

Ze v zgornjem tekstu navedeno opisovanje tehnične problematike pri našem hibridnem pogonu katerekoli izvedbene inačice je spoznano dejstvo, da predstavlja hrup motorja z notranjim zgorevanjem z izpuhi emisij iz motorja glavna moteča problema dvokolesnih vozil.

OPIS SKIC

Zgoraj opisane tehnične rešitve bomo ponazorili v nadaljevanju teksta pričujoče patentne prijave, kjer bomo s skicami, ki so za potrebe te prijave in so del te prijave in so vključene v prijavno referenco, prikazali celovit tehnični koncept našega hibridnega sistema pogona dvokolesnih vozil, kije zasnovan z montažo določenega števila sestavov - sklopov in sestavnih delov.

Slika 1: 2D pogled na razporeditev sestavov in sestavnih delov prenosa moči na skuterju, z vzdolžnim prerezom centrifugalne sklopke, ki ima zunanji pogonski elektromotor

Slika 2. 2D pogled na centrifugalne sklopke in elektromotornega pogona kot enovitega sestava

Slika 3: 2D pogled na drugo možnost povezave motorne gredi preko balansirane gredi

Slika 4:2D pogled na drugo možnost postavitve elektro motorja na primarni gredi CVT pogona

Slika 5 ponazarja izvedbeno inačico s centrifugalno sklopko, ki ima lamelni sistem prenosa moči.

Slika 1 prikazuje način prenosa momenta z motorne gredi na centrifugalno sklopke. Boben centrifugalne sklopke je pritrjen na primarno gred variatorja CVT pogona in s tem neposredno preko jermena na kolo vozila -skuterja. Elektromotor je povezan preko zobnika na boben centrifugalne sklopke in se vrti vedno sorazmerno z variatorjem oziroma primarno gredjo CVT pogona, s tem neposredno s kolesom motorja.

Slika 2 prikazuje enako stanje kot na sliki 1, vendar prikazuje še drugo izvedbo elektromotorja, v tem primeru je rotor elektromotorja pritrjen na gred variatorja CVT pogona in na ta način eliminiramo potrebo po zobniški, jermenski ali verižni povezavi med elektro motorjem in primarno gredjo CVT pogona, kar je bolj ugodno zaradi manjšega trenja med zobniki.

Slika 3 prikazuje enako stanje kot na sliki 1, vendar prikazuje kako lahko motorno gred povežemo preko zobnikov na balansimo gred, balansima gred pa preko centrifugalne sklopke na primarno gred CVT pogona.

Slika 4 prikazuje enako stanje kot na sliki 1, vendar prikazuje kako lahko elektromotor postavimo tudi direktno na primarno gred CVT pogona.

Slika 5 ponazarja izvedbeno inačico s centrifugalno sklopko kot na sliki 1, ampak je uporabljen lamelni sistem za vklop vrtilnega delovanja z motorne gredi na primarno gred CVT pogona.

Za nadaljnjo obrazložitev določenih pojmov na hibridni napravi za pogon dvokolesnih vozil zaradi boljšega razumevanja spodnjega teksta, ki je konstrukcijsko koncipirana kot kompleksen sklop sestavo mehanskih sestavnih delov in električnih sklopov, bomo prikazali v spodnji tabeli:

Centrifugalna sklopka - pogled 11

Boben centrifugalne sklopke1 1

Boben in rotor elektromotorja na centrifugalni sklopki1.1.0

Boben in rotor elektromotorja na primarni gredi CVT pogona 1.1.0.1

Električno navitje ali magneti rotorja elektromotorja1.1.1

Zobnik bobna centrifugalne sklopke1.1.2

Nosilna plošča centrifugalne sklopke1.2

Nosilec potisne plošče1.2.1

Čeljust centrifugalne sklopke1.3

Potisna plošča lamelne sklopke1.3.1

Lamelni diski notranji 1.3.1.1

Toma obloga na čeljusti centrifugalne sklopke1.4

Lamelni diski zunanji1.4.1

Vzmeti centrifugalne sklopke1.5

Ohišje statorja elektromotorja na centrifugalni sklopki1.6

Električno navitje statorja elektromotorja1.6.1

Nosilec statoija elektromotorja centrifugalne sklopke1.7

Pokrov variatorja2

Ojnica motorne gredi3

Motoma gred4

Elektromotor - zunanji5

Elektromotor v bobnu centrifugalne sklopke5.0

Prenosni zobnik elektromotorj a5.1

Pogonska gred elektromotorja5.2

Variator CVT pogona6

Fiksna Jermenica na primarni gredi CVT pogona7

Primarna gred CVT pogona8

Jermen CTV pogona9

Sekundama gred CVT pogona10

Sekundama gred CVT pogona - desno10.1

Korekcij sko zatezna vzmet j ermenice11

Pritrdilna prirobnica korekcijske vzmeti jermenice11.1

Prenosni zobnik na sekundami gredi CVT pogona12

Prenosni zobnik na gredi zadnjega kolesa13

Gred zadnjega kolesa14

Fiksna jermenica na sekundami gredi CVT pogona15

Pomična jermenica na sekundami osi C VT pogona16

Pogonsko kolo skuterja17

Balansirana gred18

Utež na balansirani gredi18.1

Zobnik za prenos momenta iz motorne na balansimo gred19

Utež20

Povezovalna os21

Vzmet lamelne sklopke22

Nosilec zunanjih lamelnih diskov23

Nosilec notranjih lamelnih diskov24

Prenos moči na sistemu dvokolesnega vozila z našim hibridnim pogonom sl.l predstavlja 2D pogled na razporeditev sestavov in sestavnih delov prenosa moči na skuterju, z vzdolžnim prerezom centrifugalne sklopke 1, ki ima zunanji pogonski elektromotor 5, kateri je konstrukcijsko koncipiran tako, da je priključna nosilna plošča centrifugalne sklopke 1.2 na motorno gred 4, katera dobi pogonsko vrtilno energijo od ojnice motorne gredi 3, ter preko sklopa centrifugalne sklopke 1 na primarno gred variatoija CVT pogona 8. V nadaljevanju teksta bomo brezstopenjski menjalnik imenovali variator CVT pogona ali samo variator pri čemer CVT pomeni (continuously variable transmision), a mi ga prevajamo kot brezstopenjski menjalnik. To pomeni, da se hitrosti vrtenja kolesa 17 sl. 1 samodejno menjujejo v soodvisnosti od spreminjanja števila obratov na primarni gredi CVT pogona.

Vrtilna energija motorja našega skuteija se tako prenese preko gredi motorne gredi 4 sl. 1 na nosilno ploščo centrifugalne sklopke 1.2, ki ima vpeto/e najmanj eno vzmet centrifugalne sklopke CVT pogona 1.5 in vsaj eno čeljust centrifugalne sklopke 1.3, na katero je vtisnjena toga obloga 1.4. V prikazanem primeru na sl.l sta konstrukcijsko umeščene dve vzmeti 1.5, ki sta na enem koncu vpeti na nosilno ploščo centrifugalne sklopke 1.2 in na drugem koncu na čeljust centrifugalne sklopke 1.3, katera ima v zgornjem stičnem delu umeščeno torno oblogo na čeljusti centrifugalne sklopke 1.4. Pri vrtenju celovitega rotacijskega sistema centrifugalne sklopke 1 se čeljusti centrifugalne sklopke 1.3 zaradi svoje mase odprejo in s tem torno oblogo 1.4 potisnejo proti notranjem delu bobna centrifugalne sklopke 1.1. S pritiskom na steno notranjega dela bobna centrifugalne sklopke 1.1, ki sprejme navor vrtilne energije iz motorne gredi 4, se sam prične vrteti. Z vrtilnim navorom sprejetim preko prevzema vrtilne energije boben centrifugalne sklopke 1.1, se zažene primarna gred CVT pogona 8. Drugi vpliv vrtenja bobna centrifugalne sklopke 1.1 se kaže v tem, da je na njegovem obodu konstrukcijsko umeščen zobnik bobna centrifugalne sklopke 1.1.2, ki preko prenosnega zobnika elektromotorja 5.1 in pogonske gredi elektromotoija 5.2 prenese centrifugalno energijo na sam rotor elektromotorja 5. Pri čemer je delovanje elektromotoija 5 odvisna od trenutne upravljavske potrebe voznika skuterja. V nadaljevanju tega teksta bomo natančno opisali različne pogoje delovanja elektromotorja 5 in sovprege z delovanjem motorja z notranjim zgorevanjem na skuterju, ki preko motorne gredi 4 ustvarja vrtilno energijo za potrebe pogona našega skuterja.

Po horizontalni osi je v nadaljevanju umeščen variator CTV pogona 6, katerega zapira pokrov variatorja CTV pogona 2, kije mehansko povezan na eni strani s centrifugalno sklopko 1 in na drugi strani s fiksno jermenico na primarni gredi CTV pogona 7, in sicer s primarno gredjo CVT pogona 8. O variatorju CVT pogona 6 ne bomo veliko govorili, ker predstavlja znano stanje tehnike, vendar moramo pripomniti, da deluje po sistemu uteži katere med vrtenjem primarne gredi CVT pogona 8, potiskajo variator CVT pogona 6 proti jermenu CVT pogona 9. Na ta način se avtomatsko regulirajo obrati na primarni gredi CVT pogona.

Prenos navora in vrtilne energije s primarne gredi CVT pogona 8 sl. 1 na pogonsko kolo skuterja 17 je izvedeno tako, da sta na primarni gredi 8 pritrjena jermenica 7 in variator 6, ki skupaj poganjata jermen 9, kateri je na drugi strani vpet v na jermenici za pogon zadnjega kolesa 15 in 16. Sestavni deli, ki omogočajo prenos navora in vrtilne energije z jermenic pogona zadnjega kolesa 15 in 16 je izvedeno tako, daje skozi njeno sredino umeščena dvostopenjska gred 10 in 10.1, ki centrira jermenico 15 in hkrati prenaša navor in vrtilno energijo na pogonsko kolo skuterja 17. Pomična jermenica na sekundami osovini-gredi 16, skupaj s korekcijsko zatezno vzmetjo jermenice 11, izvajajo aksialni pritisk na jermen CVT pogona 9 tako, da neprestano izvršujejo korekcijo napetosti jermena 9 v CVT pogonu. Prenos energije je nato izveden tako, da je na desni strani sekundarne gredi 10, vgrajen prenosni zobnik 12 na sekundami gredi jermenskega pogona 10, ki je zobniško povezan s pogonskim zobnikom na gredi zadnjega kolesa 13, ki poganja zadnje kolo 17 preko gredi zadnjega kolesa 14.

Pri opisu slike 1 nam še ostane konstrukcijska rešitev varnostnega vpetja korekcijske vzmeti CVT pogona 11, z pritrdilno prirobnico korekcijske vzmeti jermenice 11.1. Ta sprememba je potrebna, ker s to prirobnico 11.1, nadomestimo sklop centrifugalne sklopke na obstoječi sistem

CVT prenosa skuterjev, katere sedaj ne potrebujemo več na sekundami gredi CVT prenosa 10, ker smo sklop centrifugalne sklopke 1 preselili na primarno gred CVT prenosa 8. Lahko pa namesto prirobnice 11.1 namestimo preprosto vklopno sklopko katera bi služila za izklop CVT pogona od zadnjega kolesa kar bi olajšalo premikanje vozila v ugasnjenem stanju.

Druga tehnična rešitev našega hibridnega sistema ima po drugi inačici prikazani na sl.2, ki smo konstrukcijsko koncipirali elektromotor 5.0 znotraj centrifugalne sklopke 1. To pomeni, da smo boben in rotor elektromotorja 1.1.0 konstrukcijsko koncipirali tako, da nam nadomesti boben centrifugalne sklopke 1.1 prikazan na sl. 1, ki je na svoji sredinski horizontalni osi zmontiran na primarno gred CVT pogona 8. Boben rotorja elektromotorja 1.1.0 je tehnično in oblikovno izveden kot skodelica, ki ima v notranjem praznem prostoru umeščen enak centrifugalni sklop, ki smo ga opisali pri sliki 1 in zaradi enakega funkcijskega pomena ga ne bomo ponovno podrobno opisovali. V samem obodu bobna rotorja elektromotorja 1.1 .Oje umeščeno električno navitje ali magneti 1.1.1, ki je gledano po vertikali zelo blizu statorja elektromotorja, ki ima ohišje statorja 1.6, v katerem je inštalirano navitje statorja elektromotorja 1.6.1 in je vse to močnostno pritrjeno in vpeto na nosilec z ohišjem statorja elektromotorja 1.7.

Osnova našega hibridnega pogona je centrifugalna sklopka 1 sl.l, v katero namestimo njene rotirajoče dele, ki pri vrtenju dosežejo centrifugalno silo, ki zaradi mase čeljusti centrifugalne sklopke 1.3 raztegne vzmet oziroma vzmeti centrifugalne sklopke 1.5 pri čemer čeljusti 1.3 nato s torno oblogo 1.4 začnejo drseti po bobnu centrifugalne sklopke 1.1, ki se prične obračati skupaj z rotirajočim osrednjim delom. Glede na to, da imamo na bobnu centrifugalne sklopke 1.1 stisnjen zobnik 1.1.2, kije v zobniški povezavi z zobnikom 5.1 na elektromotorju 5, se tudi ta prične obračati. Temu sistemu rečemo hibridni sistem.

Unificiranost našega sistema se kaže v tem, da smo umestili celovit motor 5.0 sl. 2 v sistem centrifugalne sklopke, pogled 1 sl. 2 tako, da boben rotorja elektromotorja 1.1.0 sedaj prevzel vlogo bobna centrifugalne sklopke 1.1.

Tehnična rešitev ali ena od izvedbenih inačic prikazane na sl. 3 nam omogoča večjo svobodo pri projektiranju postavitve motorne gredi v pawer-unit. Z vgradnjo balansime gredi 18 sl. 3 ugodno rešujemo težave z vibriranjem motorja z notranjim zgorevanjem, ki se prenašajo preko motorne gredi 4 na delovanje centrifugalne sklopke 1. To smo tehnično koncipirali tako, da smo ločili ta dva pogona z umestitvijo nove pogonske gredi 18, ki nam prevzeme funkcijo gredi 4 prikazani na sl. 1,2 in 4. Na izhodu motorskega pogona 4 sl. 3 smo vgradili dva zobnika 19 za prenos momenta iz motorne gredi 4 na balansimo gred 18, ki ima na eni strani konstrukcijsko umeščene balansime uteži 18.1, ki so v funkciji zagotovitve umirjanja vibracij, ki prihajajo iz motorja z notranjim zgorevanjem preko motorske gredi 4.

Tehnično gledano lahko naš elektromotor 5.0 sl. 4 priključimo tudi na drugo mesto na primarni gredi CVT pogona 8, kot na primer na jermenico 7, s povezavo preko zobnika, jermena ali verige ali integriramo oziroma pritrdimo rotor elektro motorja na jermenico 7.

Prav smo to tehnično rešitev prikazali na sl. 4 tako, da smo elektro motor 5.0, lahko namestimo bilo kam na primarno gred 8 CVT pogona in na bilo kakšen način, lahko bi imeli tudi nek dodaten zobnik na primarni gredi 8 in na njo pritrdili rotor 1.1.0.1 elektromotorja 5.0 prikazan na sl. 4, pri tem je zelo pomembno, da funkcija elektromotorja 5.0 ostaja enaka. Upoštevajoč obstoječo tehnično dognanje in potrebe same projektive skuterja se lahko namesto žičnega navitja 1.1.1 rotorja elektromotorja (5 in 5.0), uporabijo magneti, katere prav tako smo oštevilčili z 1.1.1 prikazano na sl. 2 in 4.

Slabosti namestitve elektromotorja 5.0 sl. 4 na skrajno levo Stranje v tem, da se na tem mestu poveča tudi ohišje našega pawer-unita, kar je manj ugodno iz funkcijskega pogleda in seveda balansiranja teže. Pri tem je ta rešitev manj ugodna, zato ker elektro pogon postavimo na levo skrajnost našega pawer-unita in, s tem nepravilno balansiramo vozilo. Funkcionalnost pa ostane enaka kot priključitev elektro motorja 5.0 sl. 2 in 4 na boben sklopke 1.1 sl. 1, 3 in 4.

Prikazano na sl. 5, smo konstrukcijsko ponazorili izvedbeno inačico s centrifugalno sklopko kot na sliki 2, ampak je uporabljen lamelni sistem za vklop vrtilnega delovanja motorne gredi na primarno gred CVT pogona pri čemer funkcijsko lamelna centrifugalna sklopka, deluje zelo podobno kot navadna centrifugalna sklopka prikazana na sl. 1,2, 3 in 4.

Lamelni zunanji diski 1.4.1 se vrtijo skupaj s šalco oziroma bobnom 1.1.0 sklopke, notranji lamelni diski 1.3.1.1 pa se vrtijo skupaj z motorno gredjo 4 sl. 5.

Vrtenje motorske gredi 4 povzroča centrifugalne sile in se pri tem prične utež 20 sl. 5 potiskati potisno ploščo 1.3.1 in se poveča trenje med lamelami 1.3.1.1 in 1.41 tako, da na ta način sklopka zažene delovanje primarne gredi 8. Centrifugalna sila pri vrtenju povzroča, da se utež 20 vrti v smeri vrtenja motorske gredi 4 ampak se po vertikalni osi oddaljuje od motorske gredi 4 in prične potiskati potisno ploščo 1.3.1 po horizontali. Potisna plošča 1.3.1 je tako konstrukcijsko izvedena, da se gledano po vertikali na motorsko gred 4, zožuje, v elipsasti liniji, pri tem je fiksirana s povezovalno osjo 21, ki je na desnem delu umeščena skozi nosilec potisne plošče 1.2.1. Povezovalna os 21 je v nosilcu potisne plošče umeščena vzmet lamelne plošče 22, ki je toliko vzmetena in vpeta, da omogoča gibanje potisne plošče 1.3.1 v smeri horizontale motarske gredi 4. Delovanje centrifugalne sile na utež 20, ki jo potiska vertikalno na motarsko gred 4 in ga tako oddaljuje od le-te. Pri tem se stika s konusnim delom potisne plošče 1.3.1 ter ga potiska proti zunanjem lamelnem disku 1.4.1, ki se s trenjem stisne k notranjem lamelnem disku 1.3.1.1 in tako vklopi delovanje rotoija 1.1.0 našega elektromotorja 5.0 in vrtenje primarne gredi CVT pogona 8. Na desni strani je utež 20 vertikalno omejena z nosilcem potisne plošče 1.2.1, ki s svojo fiksno funkcijo omogoča samo odmik potisne plošče lamelne sklopke 1.3.1 samo v smeri lamel 1.4.1 in 1.3.1.1. Lamelni zunanji diski 1.4.1, so vpeti v nosilec zunanjih lamelnih diskov 23, a notranji lamelni diski 1.3.1.1, so tudi vpeti v nosilec notranjih lamelnih diskov 24, kar nam daje sistem satovja, ki se z obema ploskvama enakomerno stiskata s sosednjo lamelo. S tem smo omogočili enakomerno porazdelitev vrtilnih sil pri vrtenju motarske gredi 4.

Kadar se motoma gred 4 ustavi, vzmet lamelne sklopke 22 potisne potisno ploščo lamelne sklopke 1.3.1 nazaj in sprosti lamelne diske 1.3.1.1 in 1.4.1, in se s tem sklopka izklopi.

Slabost te sklopke je v tem, ko je motoma gred 4 ustavljena lamelni diski 1.3.1.1 in 1.4.1 , še vedno rahlo drsijo med seboj kar povzroča minimalne izgube in obrabo le-teh.

Iz vseh opisanih slik, ki spremljajo pričujoči opis delovanja našega hibridnega sistema za dvokolesna vozila, bomo v kratkem povzetku strnili namen in funkcijo našega hibridnega sistema, ki nam omogoča varno in funkcionalno vožnjo s skuterjem ali drugim dvokolesnim vozilom.

Preko spremljanja stanja napolnjenosti baterije skuterja lahko spreminjamo sistem delovanja le-tega in ga prilagajamo trenutnim potrebam okolja, v katerem se trenutno nahajamo.

Pri tem moramo povedati, da krmilni sistem upravljanja našega hibridnega skuterja ni sestavni del te naše prijave in predstavlja za sebe zaokroženo celoto ter ga ne bomo opisovali pri tej patentni prijavi.

Kot že omenjeno ena od prednosti sistema je v tem, da smo na ta način centrifugalno sklopko skupaj z bobnom sklopke premaknili iz sekundarne osi CVT pogona to je konfiguracija, ki jo uporabljajo trenutno vsi skuterji, na primarno os CVT pogona, kar je posledica manjše vztrajnostne mase na sekundami gredi CVT pogona.

Ker je sekundama gred povezana preko zobniškega prenosa na zadnje kolo, pomeni, da ko je zadnje kolo ustavljeno, se pravi, da se ne vrti, se tudi sekundama gred ne vrti, ko pa vozilo pelje z najvišjo hitrostjo, se tudi sekundama gred vrti z najvišjimi obrati.

To pomeni, da pri vsakem pospeševanju moramo premagovati vztrajnostni moment sklopke skupaj z bobnom sklopke in nazadnje pri zaviranju oziroma pojemanju ponovno premagati vztrajnostni moment celotne sklopke, da bi jo lahko ustavili.

Se pravi, ko odstranimo sestav sklopke iz sekundarne gredi CVT pogona, nimamo več teh izgub, druga prednost pa je teža, katero smo odstranili iz sekundarne gredi.

Sklop ali sestav sklopke, ki smo ga namestili na primarno gred CVT pogona, pa je lahko 3 krat manjša, saj prenaša 3 krat manj navora, ker je prenosno razmerje CVT pogona v začetni poziciji približno nekje 3:1, torej, ko primarna gred naredi 3 obrate, sekundama naredi 1 obrat.

Glede mas na sekundami gredi, smo to že preizkusili leta 2012, saj smo izdelal majhno sklopko z majhno vztrajnostjo, kar je bila posledica, daje motor imel večjo moč za približno 7%, pa ni bilo nobenih izboljšav na termičnem motorju samo na CVT prenosu motorja. Omenjeno majhno sklopko smo takrat tudi zaščitili z patentom SI 24025 A.

Možne uporabe našega hibridnega sistema med njegovim gibanjem;

1. Endotermni motor in elektromotor ustvarjata navor hkrati, zato je ustvarjena vrednost M-end. + M-elek., ko ni potreben pozitiven navor, elektromotor lahko preklopimo na funkcijo generatoja in začne polnjenje akumulatorja

2. Endotermni motor je ugasnjen in ne zagotavlja navora, saj je hitrost vrtenja enaka nič (vrtljajev na minuto = 0). Rezultat je, da je centrifugalna sklopka sproščena in boben sklopke se giblje prosto. V tem primeru elektromotor, ki oskrbuje navor neposredno zagotavlja gibanje skuterja, med fazo pojemka pa takoj preklopi na funkcijo polnjenja akumulatorja, ustvarjena vrednost navora je torej M-elek..

3. Motor z notranjim zgorevanjem zagotavlja navor za gibanje, elektromotor deluje pasivno, pri svojem gibanju absorbira del energije, ki jo ustvari motor z notranjim zgorevanjem, da napolni baterije, zato je ustvarjena vrednost M-end. - M-elek.

Uporaba sistema, prikazanega pod točko 1, je predvidena za vožnjo zunaj mesta in po avtocesti z višjimi vrednostmi navora, ki hkrati omogočajo zmanjšanje porabe in onesnaževanje.

Uporaba sistema, navedenega pod točko 2, je predvidena v mestnih območjih, kjer je potrebna trenutna emisija onesnaževanja enaka nič.

Uporaba sistema, opisanega pod točko 3, je predvidena v posebnem primeru, ko se akumulatorji iz neznanih razlogov ne napolnijo in jih je treba napolniti, vendar ne morete čakati na postopek v mirujočem vozilu, ampak moramo iti naprej.

Claims (19)

1. PATENTNI ZAHTEVKI

   1. Hibridni pogon za dvokolesna vozila je sestavljen iz motorja z notranjim zgorevanjem, na katerega je po horizontalni osi na motorno gred (4) pritrjena centrifugalna sklopka (1), ki je povezana z zunanjim elektromotorjem (5) kot dodatni pogon vozila, vendar je na isti horizontalni osi umeščen variator CVT pogona (6), ki ima na drugi strani zmontirano jermenico (7) za prenos vrtilnega momenta in navora preko jermena (9) in jermenici (15 in 16) na kolo vozila (17), je zasnovan tako, da osrednjo centrifugalno sklopko (1) oskrbujemo z vrtilno energijo in navorom preko ojnice motorja (3) ki pretvarja radialno energijo v vrtilno energijo na motorno gred (4) na katero j e pritrj ena centrifugalna sklopka (1) in v nadalj evanju horizontale j e umeščen boben centrifugalne sklopke (1.1), ki je pritrjen na gred variatorja CVT pogona (8) in s tem neposredno preko jermena (9) na kolo vozila (17), pri čemer je elektromotor (5) povezan preko zobnika (5.1) na zobnik bobna centrifugalen sklopke (1.1.2) in se vrti vedno sorazmerno s primarno gredjo CVT pogona (8), s tem neposredno s kolesom motorja (17).
2. 2. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevku 1 je zasnovan tako, da na centrifugalno sklopko (1), ki ima na bobnu centrifugalne sklopke (1.1) vgrajen zobnik bobna centrifugalne sklopke (1.1.2), ki je v zobniški spregi s prenosnim zobnikom elektromotorja (5.1), ter omogoča delovanje zunanjega elektromotorja (5).
3. 3. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevku 1 je zasnovan tako, da je po izvedbeni inačici v centrifugalno sklopko (1) vgrajen elektromotor (5.0) kot funkcijski in sestavni del centrifugalne sklopke (1).
4. 4. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 3 je zasnovan tako, da ne glede na izvedbeno inačico vgradnje elektromotorja (5) in (5.0) se priključni sestav centrifugalne sklopke (1) napaja z vrtilno energijo preko gredi motorja z notranjim zgorevanjem (4), ki jo poganja radialna ojnica motorske gredi (3).
5. 5. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 4 je zasnovan tako, da se vrtilna energija prenese preko motorne gredi (4) na nosilno ploščo centrifugalne sklopke (1.2), ki ima vpeto najmanj eno čeljust centrifugalne sklopke (1.3), na katero je vtisnjena toga obloga (1.4).
6. 6. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 5 je zasnovan tako, da pri vrtenju nosilne plošče centrifugalne sklopke (1.2) se mase čeljusti (1.3) zaradi centrifugalne sile razpnejo in nato s torno oblogo (1.4) potiskajo proti notranjemu delu bobna centrifugalne sklopke (1.1) ali bobna rotorja (1.1.0) elektromotorja (5.0), ki je v centrifugalni sklopki (1) in se zažene primarna gred CVT pogona (8).
7. 7. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 6 je zasnovan tako, da je na obodu bobna centrifugalne sklopke (1) umeščen zobnik bobna centrifugalne sklopke (1.1.2), ki preko prenosnega zobnika elektromotorja (5.1) in pogonske gredi elektromotorja (5.2) prenese vrtilno energijo na rotor elektromotorja (5) ali obratno.
8. 8. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 7 je zasnovan tako, da je nadalje po horizontalni osi na primarni gredi CVT pogona (8), umeščena jermenica (7) in variator (6), med njima je jermen (9), ob variatorju (6) je pokrov variatorja (2) in nazadnje boben centrifugalne sklopke (1.1) ali (1.1.0).
9. 9. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 8 je zasnovan tako, da je na primarni gredi CVT pogona (8) zmontirana jermenica (7) in variator (6) ki poganjata jermen (9), kije tudi vpet na jermenici (15 in 16) za pogon zadnjega kolesa (16).
10. 10. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevku 9 je zasnovano tako, daje mehanska povezava med jermenicami (15 in 16) in zadnjim kolesom (17) izvedena tako, da smo skozi sredino jermenice (15) umestili dvostopenjsko gred (10 in 10.1), ki ima na močnejšem delu gredi (10.1) vgrajen zobnik na gredi jermenskega pogona (12), ki je zobniško povezan s pogonskim zobnikom (13), ki poganja zadnje kolo vozila (17) preko gredi zadnjega kolesa (14).
11. 11. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevku 9 je zasnovano tako, da je na sekundarno gred jermenskega pogona (10) vstavljena pritrdilna prirobnica korekcijske vzmeti (11.1), ki nam služi kot zatezni sestav za jermen CVT pogona (9) in da je sekundarno gred jermenskega pogona (10) na mestu kje je vstavljena pritrdilna prirobnica korekcijske vzmeti (11.1), pri tem je lahko nameščena vklopna sklopka bilo kakšnega tipa, s funkcijo izklopa sekundarne gredi jermenskega pogona (10) od jermenic (15 in 16).
12. 12. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 11 je zasnovano tako, daje boben rotorja (1.1.0) elektromotorja (5.0), konstrukcijsko koncipirali kot skodelico, ki ima v skodelici umeščen celovit rotirajoči sistem centrifugalne sklopke (1).
13. 13. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 12 je zasnovano tako, daje na obodu bobna rotorja (1.1.0) elektromotorja (5.0) umeščeno električno navitje ali magneti (1.1.1).
14. 14. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 13 je zasnovano tako, da je ohišje statorja (1.6) elektromotorja (5.0) z električnim navitjem statorja (1.6.1) pritrjeno in vpeto na nosilec statoija elektromotorja centrifugalne sklopke (1.7).
15. 15. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 14 je zasnovano tako, da smo centrifugalno sklopko (1) skupaj z bobnom sklopke (1.1) premaknili iz sekundarne gredi CVT pogona (8) na primarno gred CVT pogona (4), kar je posledica manjše vztrajnostne mase na sekundami gredi (8).
16. 16. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 15 je zasnovano tako, daje lahko elektro motor (5.0) priklopljen na bilo katerem mestu na primarni gredi CVT pogona (8).
17. 17. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevkih 1 do 16 je zasnovano tako, da smo ločili pogon motorja z notranjim zgorevanjem z umestitvijo nove pogonske gredi (18) na katerega smo vgradili zobnik (19) za prenos momenta iz motorne gredi (4) na balansimo gred (18), ki ima na eni strani konstrukcijsko umeščene balansime uteži (18.1).
18. 18. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevku 17 je zasnovano tako, da so balansime uteži (18.1), v funkciji zagotovitve umirjanja vibracij, ki prihajajo iz motorja z notranjim zgorevanjem preko motorske gredi (4).
19. 19. Hibridni pogon za dvokolesna vozila po zahtevku 1 je zasnovano tako, da smo koncipirali centrifugalno sklopko (1) kot lamelno centrifugalno sklopko, ki uporablja lamelni sistem (1.4.1 in 1.3.1.1) za prenos vrtilnega delovanja z motorske gredi (4) na primarno gred CVT pogona (8).