SK6998Y1 - Štartovací a akceleračný pohon - Google Patents

Abstract

Technické riešenie sa týka štartovacích a akceleračných pohonov na pohon zariadení s vysokým rozsahom používaných výkonov, najmä dopravných prostriedkov a pracovných mechanizmov. Energia akumulovaná v zásobníku tlakového vzduchu, v generátore vodíka a elektrickom akumulátore umožňuje krátkodobé zvýšenie výkonu spaľovacieho motora dva- až trikrát na krátky, ale postačujúci čas. Malý spaľovací motor tak umožňuje napríklad štartovanie lietadiel, dostatočnosť výkonu pre pracovné mechanizmy a motory mestských vozidiel využitím akumulovanej pneumatickej energie pri zníženej spotrebe konvenčných palív. Využitie tlakovej energie vzduchu je pre poľnohospodársku techniku z obnoviteľných zdrojov.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie sa týka štartovacích a akceleračných pohonov určených na pohon zariadení s vysokým rozsahom výkonov s krátkodobým účinkom, najmä počas štartu, akcelerácie, zdvihu, pracovného úkonu, a to s rôznym zameraním (letectvo, účelové vozidlá, pracovné mechanizmy, lokálne zdroje energie).

Doterajší stav techniky

Pohony využívajúce akumulovanú energiu sa v súčasnosti uplatňujú v širokom rozsahu v priemysle, doprave na pohon dopravných prostriedkov, technologických zariadení. Ich základným poslaním je nezávislosť na uhľovodíkových palivách a istota prevádzky v ekologicky náročnom prostredí. Najčastejší spôsob akumulácie energie je vo forme elektrickej akumulácie a akumulácia v stlačenom alebo skvapalnenom plynnom médiu. Pretrvávajúce problémy sú v hmotnosti akumulačných prostriedkov. Motory (elektrické, pneumatické, spaľovacie) sú dimenzované na potrebu dlhodobého výkonu nominálnej hodnoty.

Množstvo aplikácií s potrebou krátkodobého a extrémneho výkonu sa v súčasnosti rieši predimenzovaním motorov, ktoré sú zvyšok času nevyužité, zvyšujú hmotnostné a investičné parametre.

Podstata technického riešenia

Riešenie podľa vynálezu uplatňuje použitie spaľovacieho motora bezo zmien a väčších úprav, ktorý má sanie vysokotlakovo napojené na zásobník tlakového vzduchu plnený kvázi izotermickým stlačovaním v kaskádach s medzichladením a vstup tlakového vzduchu je z dávkovacieho objemníka (vysokotlakovej rúrky), ktorý sa plní regulovateľným tlakom reguláciou škrtenia od zásobníka tlakového vzduchu s vysokým tlakom. Nastaveným škrtením vzniká optimálna dávka tlakového vzduchu, ktorý sa dostáva do spaľovacieho objemu v hornom úvrate piesta. Dávka expanduje pohybom piesta nadol a ochladzuje sa. Expanzným pomerom sa reguluje okamžitý výkon a účinnosť práce motora podľa okamžitej potreby.

Generátor vodíka umožňuje napájanie motora prídavkom vodíka s možnosťou stanovenia pomeru spaľovania klasického paliva a akumulovaných zdrojov v elektrickom akumulátore a zásobníku tlakového vzduchu.

Zdroj z verejnej siete môže nabíjať elektrický akumulátor a zásobník tlakového vzduchu, rovnako veternoenergetický zdroj alebo fotovoltický zdroj podľa aktuálnych podmienok, ak je pracovný prostriedok určený na prácu na dostupnom okruhu v blízkosti nabíjacích zdrojov, napr. traktor pracujúci na poli v blízkosti nabíjacích zdrojov. Technológia umožní výrazné obmedzenie spotreby nafty. Podobne mestská doprava osobná, verejná a účelová.

Pri lokálnych zdrojoch ostrovnej výroby elektrickej energie alebo pracovných mechanizmoch je spaľovací motor spojený s generátorom elektrickej alebo hydraulickej energie schopný špičkovej dodávky energie v hybridnom systéme zdrojov.

Dopravné a pracovné mechanizmy majú spaľovací motor napojený na polosi kolies alebo mechanizmy pracovného stroja, servomotora, vysokozdvižného vozíka, dodávky, traktora a pod.

Príklady uskutočnenia

Hlavným vyhotovením sú pracovné mechanizmy, ktoré pracujú na relatívne malom území s možnosťou dobíjať akumulovanú energiu z obnoviteľných zdrojov, ktorých meniče sú prenosné alebo účelovo zabudované v miestach práce alebo dopravných činností. Takto možno uplatňovať štartovacie a akceleračné pohony v mestských vozidlách, v poľnohospodárskych strojoch s efektom úspor nafty, plynu a zníženia emisií. Dopravné prostriedky budú naviac vybavené brzdením kompresormi a elektroindukčne.

Iným vyhotovením sú účelové letecké motory pre kolmý alebo krátky štart, ktoré uplatnia zásobník tlakového vzduchu s plným výkonom na čas potrebný pre štart, zdvih bremena a pristátie.

Úprava motorov spočíva len v zmene sania na tlakové dávkovanie vzduchu a rôzne kombinácie vstupu paliva, napr. tlakové vstrekovanie kvapalného paliva bezo zmeny pôvodného prevedenia, tlakový vstup plynného paliva škrtením do dávkovacieho objemníka.

Pri motoroch s nárokmi na nízku hmotnosť je úprava časovania ventilov vyhotovená tak, aby motor pracoval len v dvoch taktoch, a to výbuch a výfuk. Po výbuchu zmesi a expanzii sa sací ventil(-y) zatvára a nasleduje výfuk cez otvorený výfukový ventil(-y). Po otvorení sacieho ventilu a zavretí výfukov vniká tlak vzduchu (zmesi) nad piest v hornom úvrate a zmes sa zapaľuje. Kompresia odpadá vzhľadom na charakter vstupného tlaku. V tomto vyhotovení môže zásobník tlakového vzduchu upotrebiť kyslík dodaný a predhriaty z kvapalného stavu.

SK 6998 Υ1

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Štartovací a akceleračný pohon pre pohonné systémy s vysokými výkonovými rozsahmi pri krátkodobej záťaži, štarte alebo akcelerácii dopravných prostriedkov alebo pracovných mechanizmov, ktorý využíva v spaľovacom motore prídavné energetické, tlakové alebo palivové médiá z akumulačných prostriedkov, vyznačujúci sa tým, že spaľovací motor má sanie napojené na zásobník tlakového vzduchu, a to cez dávkovací objemník spojený so zásobníkom tlakového vzduchu prívodom so škrtiacim alebo dávkovacím ventilom.
2. 2. Štartovací a akceleračný pohon podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že spaľovací motor má sanie napojené na generátor vodíka v spojení s elektrickým akumulátorom.
3. 3. Štartovací a akceleračný pohon podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že zásobník tlakového vzduchu a elektrický akumulátor sú pripojené na zdroje z verejnej siete alebo lokálne zdroje z obnoviteľných energií v perióde dobíjania.
4. 4. Štartovací a akceleračný pohon podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že spaľovací motor je spojený s generátorom elektrickej energie a generátorom hydraulickej energie.
5. 5. Štartovací a akceleračný pohon podľa nárokov la 2, vyznačujúci sa tým, že motor je v spojení s mechanizmami pracovného stroja a polosami hnaných kolies pracovných a dopravných prostriedkov určených na prevádzku s veľkou krátkodobou zmenou pracovného výkonu, najmä v mestách v pozícii servomotorov, pohonov mestskej dopravy, obsluhy, vysokozdvižných vozíkov, dodávkových vozidiel, traktorov.