SU905131A1 - Транспортное средство - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к силовым установкам транспортных средств, например автомобилей, примен емых дл  накоплени  кинематической энергии торможени  и ее последующего использовани  (рекуперации) с целью увеличени  интенсивности разгона, сокращени  расхода горючего и уменьшени  токсичности выхлопа, дл  запуска двигател  и привода внешних гидросистем транспортного средства, таких как гидроусилитель рул , гидросистема тормозов, система открывани  и закрывани  дверей и других.

Известно транспортное средство, имеющее,по крайней мере, одну вспомогательную гидравлическую систему с нагнетательной и сливной гидролики ми , устройство дл  регенерации энергии торможени , выполненное в виде обратимой гидромашины, кинематически св занной с трансмиссией и энергетической установкой транспортного средства, с системой управлени ,

имеющей управл емый распределитель, сообщенный с одной стороны с гидрогазоаккумул тором и гидробаком, а с другой стороны - посредством первой и второй гидролиний с упом нутой гидромашиной, и управл ющий механизм дл  соединени  обратимой гидромашины соответственно с трансмиссией и энергетической установкой транспортного средства tl.

10

D указанном транспортном средстве нар ду с приводом регенератора предполагаетс  одновременно наличие на транспортном средстве р да индивидуальных приводов вспомогательных

15 гидравлических систем: гидроусилител  рул , гидросистемы тормозов, системы открывани  и закрывани  дверей и других, св занных с двигателем и другими источниками энергии.

Claims (2)

1. 20 Установка всех перечисленных устройств на транспортное средство значительно усложн ет конструкцию, удорожает изготовление и эксплуата39 цию, в то же врем  увеличива  вес транспортного средства. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем и пользовани  гидроаккумул тора в качестве многоцелевого энергетического источника. Поставленна  цель достигаетс  те что система управлени  снабжена эле троконтактным датчиком наполнени  рабочей жидкостью камеры гидрогазоаккумул тора , двум  электроуправл емыми гидроклапанами, электрически св занными с электроконтактным датчиком и п тью обратными клапанами , гидрогазоаккумул тор выполнен с двум  дополнительными гидролини ми с установленными в них первым и вторым обратными клапанами, перва  из которых сообщена через первый электроуправл емый гидроклапан с об ратимой гидромашиной, а втора  - с нагнетательной гидролинией вспомога тельной гидравлической системы тран спортного средства , а управл ющий механизм снабжен муфтой с гидроприводом дл  соединени  обратимой гидромашины с энергетической установко причем гидропривод муфты сооби ен со вторым электроуправл емым гидроклапаном , последний гидравличес1 и св зан со стороны гидропривода муфты с упом нутой первой гидролинией, а с другой стороны сообщен посредство двух магистралей через соответствен но третий и четвертый обратные клап ны со второй дополнительной гидроли нией и с гидробаком, при этом первый электроуправл емый гидроклапан установлен во второй гидролинии, а сливна  гидролини  вспомогательной гидравлической системы подключена через п тый обратный клапан к гидро баку. На фиГо1 изображена принципиальна  схема предлагаемого средства на фиГо2 - разрезы распределител  системой упрс-:влени  и различные положени  золотника, соответствующие периодам 1-1 II движени  транспортного средства, установившегос  движени , торможени  и разгона , на фиг.З - устройство датчика после довательного включени  управл ющих электромагнитов, Транспортное средство (см.фиг.О содержит механизм 1 попеременного включени  обратимой гидромашины 2, состо щей из свободно сид щих на ва 4 лу зубчатых колес 3 и ч, посто нно зацепленных с колесами 5 и 6, соответственно на первичном 7 и вторичном 8 валах коробки передач 9 трансмиссии транспортного средства, причем первичный вал 7 соедин етс  муфтой сцеплени  10 с энергетической установкой, т„ео двигателем 11, а вторичный вал 8 - с ведущим мостом 12 транспортного средства Ручное подключение гидромашины 2 к трансмиссии или двигателю происходит руко тью 13, перемещающей на шлицах по валу гидромашины 2 зубчатую муфту включени  14 до соединени  ее с соответствующими полумуфтами на обращенных к муфте 1 торцах колес 3 и А (муфта 1А может быть кулачковой или иной конструкции). Автоматическое подключение гидромашины 2 к двигателю 8 производитс  посредством гидропривода, имеющего гидроцилиндр 15 содержащий поршень 16 и упругий элемент 17, при этом т га 18 осуществл ет поворот рычага 19, а последний перемещает полумуфту 20 до соединени  ее с полумуфтой на торце колеса 4. Переключение передач в коробке 9 осуществл етс  руко тью 21. Гидромашина 2 первой гидролинией 22 с обратным клапаном 23 соедин етс  с управл емым распределителем 2k, позвол ющим соединить гидролинии 22 через обратный клапан 25 с второй гидролинией 2б гидромашины 2 при холостой ее работе (см.фиг..2, положение I золотника 27 распределител  2k} . При торможении транспортного средства гидролини  22 соедин етс  распределителем 2 с тидролинией 28, подающим рабочую жидкость в баллон 29 гидрогазового аккумул тор, имекщего эластичную диафрагму 30, раздел ющую газовую 31 и жидкостную 32 части баллона 29, а гидролинией 2б со всасывающей гидролинией 33 гидробака 3 (см.фиг.2, положение It золотника 27). В режиме разгона машины трубопровод 2б соедин етс  золотником 27 клапана 2k с трубопроводом 28, а трубопровод 22 - с трубопроводом 33 (см. фиг 2, положением золотника- 27). При повышении давлени  в системе в режиме торможени  регулируемый перепускной клапан 35 соедин ет гидролинию 22 с гидролинией Зб масл ного радиатора 37, из которого через гидролинию 38 охлажден5 ное масло поступает в гидробак 3 Гидробак k, внутри которого помещен баллон 29, изготовлен из пластичного металла и имеет термоизол цию 39 и патрубок 0 с обратным кла паном Ц, через который в гидробак поступает воздух низкого давлени , например от компрессора тормозной системы, дл  улучшени  работы гидромашины 2 в режим насоса с предохранительным клапаном k2 аварийного режима (баллон 29 может быть располо жен и вне гидробака . Перед патр ком kO в гидробаке 3 имеетс  маслоотражатель (З, преп тствующий попаданию масла в патрубок О и выбро су его через предохранительный клап 2„ Трубопроводы 33 и 28 соедин ют ручной насос 4А дл  ручной закачки масла в баллон 29. Электроуправл емый гидроклапан itS служит дл  обес печени  запаса жидкости в баллоне 29, гарантирующего работу вспомогательных гидравлических систем, и со держит два плунжера А6 и kj, соединенные штоком 8, т гу 9, жестко св занную с плунжером k6, упруги элемент 50, стрем щийс  переместить плунжеры t6 и 7 направо. Гидромашинаj2 посредством первой дополнительной гидролинии 5 Ц в кот рой установлен первый обратный клапан 52, и отверсти  в плунжере 17 м жет быть соединена с гидробаком 3. Электроуправл емый гидроклапан 53 предназначен дл  включени  привода гидромашины 2 от двигател  11 и при нудительного наполнени  баллона 29 рабочей жидкостью в случае резкого уменьшени  ее объема, Привод гидромашины 2 состоит из цилиндра 15, поршн  1б, т ги 18 и упругого элеме та 17, служащих дл  перемещени  полумуфты 20, Клапан 53 содержит два плунжера 5 и 55, соединенные штоком 56, т гу 57, жестко св занную с плунжером 5, упругий элемент 58, стрем щийс  переместить плунжеры 55 и 5 направо. Гидролини  59 соедин  ет камеру 32 баллона 29 с полостью цилиндра 15. Полость цилиндра 15 может быть соединена с гидролинией 35 посредством гидролинии 60 и отве рсти  в плунжере 5. В гидролинии 6 установлен четвертый обратный клапан 6 К Гидролини  62, в которой установлен третий обратный клапан 63, может быть присоединен посредством отверсти  в плунжере 55 к 16 первой гидролинии 22 гидромашины 2 с целью подкачки баллона 29 от двигател  11 независимо от положени  золотника 27 (см.фиг.2) в распределителе 2 о Гидролини  с установленным на ней вторым обратным клапаном 65 служит дл  подачи жидкости из камеры 32 баллона 29 к вспомогательным гидросистемам транспортного средства . Гидролини  66 с установленным на ней п тым обратным клапаном 67 служит дл  подачи использованной жидкости от вспомогательных гидросистем в гидролинию 38 и далее - в гидробак З. Электромагниты 68 и 69 служат дл  перемещени  плунжеров клапанов kS и 53 соответственно в направлении противодействи  упругим элементам 50 и 58 о Указанные электромагниты управл ютс  электроконтактным датчиком 70, работа которого обеспечиваетс  путем перемещени  штока 71, приводимого в действие диафрагмой 30 при уменьшении объема жидкости до предельно низкого уровн  (вход итока 71 вверх) и обратной пружиной, установленной в датчике 70 (ход штока 71 вниз), 72 - соединительные провода датчика 70 и электромагнитов 68, 69, Распределитель 2А состоит из золотника 27 (см.фиг.2), имеющего р д отверстий (разрезы показаны на фиг.2) и корпуса 73. Отверсти  в золотнике 27 выполнены так, что в положении I золотника соединены гидролинии 22 и 26, что соответствует холостому ходу гидромашины 2 (на фиг.2 указаны не сами гидролинии 22 и 26, а их клапаны - соответственно 23 и 25). В положении 1I золотника 27соединены гидролинии 33 и 26, 28и 22, что соответствует режиму торможени  транспортного средства. В положении III золотника 27 соединены гидролинии 33 и 22, 28 и 26, что соответствует разгонутранспортного средства. Устройство датчика 70 показано на фиг.З- Шток 71 поджат пружиной 7, стрем щейс  переместить его вниз. В пазы направл ющей 75 штока 71 вход т ползуны 76 и 77, св занные рычагом 78, который может качатьс  вокруг оси 79. На Ползуне 76 установлен подвижный электрический контакт 80, которому противостоит неподвижный контакт 81. Ползуны 7 7б и 77 могут быть утоплены выступом 82 штока 71 при перемещении пос леднего вверх или вниз. Устройство работает следую1чим образом. . Рассмотрим сначала работу энерге тической системы транспортного сред ства в том состо нии, когда объем жидкости в баллоне 29 достаточно велик (больше некоторого предельно низкого уровн ). При этом плунжеры 46 и , 55 и 5 клапанов соответст венно 46 и 53 занимают положение показанное на схеме фиг.1: гидролинии 2б и 59 не перекрыты, а гидролинии 51, 60 и б2 перекрыты. В этом случае жидкость высокого давлени  перемещает поршень 16 влево (как по казано на схеме фиг.1), преодолева  сопротивление упругого элемента 17, и таким образом отключает гидро машину 2 от двигател  11. Подключение системы к трансмиссии или двига телю или отключение в данном состо нии может осуществл тьс  только вручную руко тью 13. В положении I (см,фиг.2) золотника 27 распределител  2k (см.фиг.1 жидкость циркулирует по замкнутой системе: гидромашина 2 - гидролини  22 - плунжер 27 - гидролини  6 гидромашина 2. Путь жидкости через золотник 27 показан стрелками на фиг.2 (положение 1). Это соответствует холостой работе гидромашины
2. 2. В положении II (см.фиг.2) золотника 27 гидромашина 2 работает в ре жиме насоса, нагнета  жидкость из гидробака 3 в баллон 29. При перемещении руко ти 13 вправо (см.фиг.1 вал гидромашины 2 соедин етс  через колеса 3 и муфту 14 со вторичным ва лом 8 коробки передач 9, а затем с ведущим мостом 12 транспортного средства. Движущеес  транспортное средство тормозитс , ее кинетическа  энерги  переходит в потенциальную энергию сжатого газа в баллоне 2 Двигатель 11 при этом может быть по ключен к трансмиссии муфтой 10 или отключен, а в коробке 9 - включена соответствующа  передача о При включении нейтральной передачи в коробке передач 9, переключении муфты 14 на колесо 4 и включении муфты 10 при работающем двигателе 11 в баллоне 29 газ сжимаетс  энергией толь ко двигател  11 при неподвижном или движущемс  по инерции транспортном 18 средстве. При нейтральном положении муфты 14 вал гидромашины 2 неподвижен . В положении III (см.фиг.2) золотника 27 гидромашина 2 работает в режиме двигател , причем жидкость поступает из баллона 29 через гидролинию 26, а затем через гидролинии 22 и 29 направл етс  в гидробак 34. При соединении муфты 14 с колесом 3 и включенной передаче в коробке передач 9 происходит разгон транспортного средства гидромашиной 2 посредством энергии сжатого газа. Двигатель 11 может быть подключен к коробке передач 9 муфтой 10, помога  разгону, или отключен. При соединении муфты 14 с колесом 4 и включении муфты 10 гидромашина 2 прокручивает двигатель, завод  его. При торможении на зат жных спусках и работе гидромашины 2 в режиме насоса давление в баллоне 29 доходит до уровн , на который отрегулирован перепускной клапан 35, затем масло начинает Циркулировать через перепускной клапан 35, радиатор 37 и гидробак 34, охлажда сь в радиаторе 37. При аварийной ситуации (возможном разрушении баллона 29) сжатый в баллоне газ повышает давление в гидробаке 34, изготовленном из м гкой стали или другого пластичного материала , но(за счет сравнительно большого объема гидробака 34) до сравнительно небольшой величины. Избыточный газ выбрасываетс  наружу через предохранительный клапан 42, а масло попадает обратно в гидробак 34 благодар  маслоотражателю 43. Кроме того, гидробак предохран ет баллон 29 от возможных ударов при авари х. Между баллоном 29 и жидкостью в гидробаке 34 происходит теплообмен, причем тепло удерживаетс  от диссипации термоизол цией 39, что делает работу устройства более м гкой, сглажива  пики давлений в баллоне 29, и повышает КПД устройства . При необходимости (например в случае отказа основной системы запуска двигател  11) последний может быть запущен гидромашиной 2 в режиме двигател . Если гидроаккумул тор отключен от дв1 гател  П и трансмиссии или транспортное средство неподвижно и двигатель не работает. 9 увеличить давление в баллоне 29 можно при помощи ручного насоса 4. Рассмотрим теперь работу энергетической системы транспортного средства в состо нии, когда во врем движени  транспортного средства при работающем двигателе 11, включе ной муфте 10 и подключенном к транс миссии гидрогазоаккумул торе (посредством муфты , колес 3 и 6, вала 8 - к мосту 12) объем жидкости в баллоне 29 достиг некоторого предельно низкого уровн . В этом случае отключаютс  электромагниты 68 и б9 и под действием упругих элементов 50 и 1)8 соответствующие т ги 9 и 57 и плунжеры А6, 7, 55 5 перемещаютс  направо (см.фиг. 1). При этом перекрываютс  гидролинии 26 и 59, одновременно открываютс  проходы через гидролинии 51 ,62 и 60 (дл  жидкости) с помощью отверстий в плунжерах соответственно 7, 55 и По гидролинии 60 жидкость пер текает в гидролинию 36 и далее - в гидробак 3 под действием упругого элемента 17 и поршн  1б, который, перемеща сь вправо вместе с т гой 1 посредством рычага 19, муфты 20, соедин ющейс  с колесом 4, подключает гидромашину 2 к двигателю 11. Гидромашина 2, работа  в режиме нас са, перекачивает жидкость из гидробака З через гидролинию 51 в балло 29 через гидролинию 62. После увели чени  объема жидкости в баллоне 29 плунжеры 55 и 5 перемещаютс  влево (так как срабатывает электромагнит 69), отключа  при этом гидромашину 2 от двигател  11, как описано выше. Электромагниты 68 и 69 могут отключатьс  одновременно, но при этом клапан 53 должен срабатывать при меньшем объеме жидкости в баллоне 29, чтобы расширить возможности .регенератора в отношении накоплени  кинетической энергии машины . Если первым срабатывает клапан 45, то гидромашина отключена от баллона 29, и в целом гидрогазоаккумул тор отключен от трансмиссии транспортного средства с точки зрени  обеспечени  работы гидромашины в режиме двигател ; В общем при перекрытии гидролинии 26 посредством плунжера 46 и одновременном открыти гидролинии 51 посредством плунжера гидромашина 2 сохран ет возможность р 110 ботать при торможении в режиме насоса , а гидрогазоаккумул тор - накапливать энергию торможени . Электроконтактный датчик наполнени  70 применительно к контролю работы одного электромагнита (68 или 69) функционирует в следуюи ей последовательности . При уменьшении объема жидкости в баллоне 29 до некоторого предельного уровн  диафрагма 30 нажимает на шток 71, заставл   его перемещатьс  вверх. Вытсуп 82 при этом утапливает ползун 76 и тем самым размыкает контакты 80 и 81, обеспечива  электроцепь и отключа  электромагнит. После отключени  электромагнита б9 происходит наполнение баллона 29 рабочей жидкостью за счет принудительного вращени  вала гидромашины 2 от двигател  11. В процессе наполнени  баллона 29 диафрагма 30 отжимаетс  жидкостью вниз, а шток 71 одновременно гзружиной 7 отжимаетс  вниз вслед за диафрагмой и, когда будет получен требуемый объем жидкости , выступ 82 утапливает ползун 77 посредством рычага 78, перемеща  налево ползун 76 и замыка  контакты 80 и 81. Если предусматриваетс  одновременное срабатывание электромагнитов 68 и б9, то их работа мок(ет контролироватьс  устройством, показанным на фиг.З. Если же электромагниты 68 и б9 должны срабатывать в разное врем , то требуетс  параллельна  установка двух устройств, показанных на фиг.З, по одному на каждый электромагнит. Таким образом, моменты отключени  и включени  электрической цепи устройством , изображенном на фиг.З, различны и завис т от рассто ни  между ползунами 76 и 77, которое может быть выбрано конструктивно требуемым. В результате предлагаемого выполнени  энергетической системы транспортного средства обеспечиваетс  работа вспомогательных гидросистем транспортного средства за счет системы регенерации энергии, при этом отпадает необходимость в установке р да узлов, обеспечивающих работоспособность этих систем: гидронасоса усилител  рул , некоторых устройств привода открывани  дверей и т.д. Така  унифицированна  гидросистема надежна с точки зрени  го11 товности к работе вспомогательных гидросистем. Кроме того, обеспечиваетс  возможность на т желых транспортных средствах типа автобу сов устанавливать тормоза с гидроприводом , которые оказываютс  здес более компактными, легкими, чем то моза с пневматическим приводом и повышаетс  экономичность транспорт го средства за счет использовани  дл  работы внешних гидросистем регенерированной энергии торможени  машины. Формула изобретени  Транспортное средство, содержащ по крайней мере, одну вспомогатель ную гидравлическую систему, имеющу нагнетагельную и сливную гидролини устройство дл  регенерации энергии торможени , выполненное в виде обратимой гидромашины, кинематически св занной с трансмиссией и энергетической установкой транспортного средства, с системой управлени , имеющей управл емый распределитель сообщенный с одной стороны с гидрогазоаккумул тором и гидробаком, а с другой стороны - посредством первой и второй гидролиний с (пом нутой гидромашиной, и управл ющий механизм дл  соединени  обрати мой гидромашины соответственно с трансмиссией и энергетической уста новкой транспортного средства, о т ли чающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем использовани  гидрогазоаккумул тора в качестве многоцелевого энергетического 1.12 источника, система управлени  снабжена электроконтактным датчиком наполнени  рабоуей жидкостью камеры гидрогазоаккумул тора, двум  электроуправл емыми гидроклапанами, электрически св занными с электроконтактным датчиком и п тью обратными клапанами, гидрогазоаккумул тор выполнен с двум  дополнительными гидролини ми с установленными в ней первым и вторым обратными клапанами, перва  из которых сообщена через первый электроуправл емый гидроклапан с обратимой гидромашиной, а втора  с нагнетательной гидролинией вспомогательной гидравлической системы транспортного средства, а управл ющий механизм снабжен муфтой с гидроприводом дл  соединени  обратимой гидромашины с энергетической установкой , причем гидропривод муфты сообщен со вторым электроуправл емым гидроклапаном, последний гидравлически св зан со стороны гидропривода муфты с упом нутой первой гидролинией , а с другой стороны сообщен посредством двух магистралей через соответственно третий и четвертый обратные клапаны со второй дополнительной гидролинией и с гидробаком, при этом первый электроуправл емый гидроклапан установлен во второй гидролинии, а сливна  гидролини  вспомогательной гидравлической системы подключена через п тый обратный клапан к гидробаку. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 027175, кл. В 60 К 17/00, 21.02.79, (прототип).

   да

   36

   3f