Транспортное средство Арзамасцева Российский патент 2021 года по МПК B60L50/62 B60K25/10 B60G13/14 H02J7/14 F03G7/08 F01D1/34 F04B23/06 

Транспортное средство, которое производит энергию и которое двигается энергией сжатого воздуха электроприводом и пневмоприводом, которые можно использовать в производстве и в быту.

Известно устройство по выработке энергии сжатого воздуха и двигают транспортное средство пневмомоторными колесами. Патент RU 2724034 В60K 17/00.

Известен пневматический двигатель и включающее транспортное средство, которое потребляет энергию сжатого воздуха. Патент RU F01D 1/34; F01C 1/00; D60K 17/10/

Фактически, чтобы получить энергию сжатого воздуха или электрическую энергию для заряда тяговых аккумуляторов для движения транспортного средства, нужно затратить другую энергию. Заявленное техническое решение направлено на достижение положительного эффекта в этом направлении.

Заявленный технический эффект достигается транспортным средством, которое производит энергию сжатого воздуха рабочими органами пневматической системы, которая при движении транспортного средства принимает попутную энергию от неровностей дорожного полотна и физических сил, действующих на транспортное средство при движении, воздействуют возвратно-поступательным движением несколькими рабочими органами. Рабочий орган состоит из воздушного поршневого насоса вертикального расположения, состоящего из корпуса с внутренней цилиндрической поверхностью и закрепленного герметично к днищу кузова транспортного средства. Воздушный поршневой насос, производящий рабочее тело с энергией сжатого воздуха состоит из нескольких воздушных рабочих камер двухстороннего действия разделенных перегородкой и закрепленных между собой. К нижней части корпуса прикреплено герметично дно. Внутри корпуса, в воздушных рабочих камерах расположены поршни. Воздушные рабочие камеры разделены поршнями на воздушные камеры над поршнем и под поршнем. Поршни закреплены на штоке, который перемещается в направляющей дна корпуса и в направляющей перегородки. Конец штока закреплен к мосту транспортного средства с возможностью свободного перемещения вдоль моста при изменении угла наклона от подъема и опускания моста и кузова. Поступление воздушной массы из атмосферы в воздушные рабочие камеры производится через атмосферные окна в стенке корпуса. Выпуск рабочего тела из воздушных рабочих камер корпуса производится под давлением через золотники по трубопроводу в воздушный резервуар для аккумулирования энергии сжатого воздуха. Движение транспортного средства энергией сжатого воздуха производится вращением пневматическим двигателем вала электрогенератора, вырабатывающего электрическую энергию, которая используется для заряда тяговых аккумуляторов, и которые затем приводят во вращение тяговый электрический двигатель и ходовые колеса транспортного средства. Управление работой тягового электрического двигателя производится водителем, воздействующим на командоконтроллер переключением режимов, в том числе и на реверс для движения транспортного средства задним ходом. Транспортное средство двигается на энергии сжатого воздуха. Двигается тяговым пневматическим двигателем, состоящим из корпуса с внутренней цилиндрической рабочей поверхностью, с фланцами, установленными по его торцам. Внутри корпуса установлен ротор на подшипниках, соосно с корпусом, с посадкой скольжения между цилиндрическими стенками корпуса и цилиндрической поверхности ротора. Ротор выполнен в форме барабана с хвостовиком на концах для отбора мощности и расположения маховика. На поверхности ротора, по окружности, равномерно выполнены продольные пазы воздушных рабочих камер плотно закрепленных фланцами по торцам ротора неразъемным соединением. Стенки продольных пазов расположены под углом с возможностью получения полной нагрузки от рабочего тела. Вход рабочего тела с энергией сжатого воздуха в тяговый пневматический двигатель производится через два отверстия равномерно расположенных на стенке корпуса. Выход отработанного рабочего тела в атмосферу происходит через два выходных отверстия равномерно расположенных в стенке корпуса. Выходные и входные трубопроводы, установленные на корпусе, соединены с двух магистральным воздушным краном с приводом управления от педали, через который водитель управляет пневмоприводом ходовых колес, с возможностью движения транспортного средства на электроприводе и на пневмоприводе вместе или раздельно. Перед движением транспортного средства водитель готовит пневмосистему, закачивает сжатым воздухом воздушный резервуар не ниже 3 атмосфер из других источников, также производит подзарядку тяговые аккумуляторы от внешней электросети, если они недостаточно заряжены.

На фиг. 1 изображен общий вид транспортного средства, вид спереди в разрезе. Показано положение транспортного средства на уклоне проезжей части дорожного полотна. Подвеска кузова получила деформацию. Рабочие органы нагружены тактом сжатия воздушной массы в поршневых насосах. На фиг. 2 изображен рабочий орган -воздушный поршневой насос двухстороннего действия установлен на днище транспортного средства, вид спереди в разрезе. Поршни в цилиндре расположены в положении такта сжатия в воздушных рабочих камерах над поршнем нагрузкой моста транспортного средства. Золотники, расположенные на линии воздушных рабочих камерах над поршнем, открыты для нагнетания рабочего тела в воздушный резервуар. На фиг. 3 изображена пневматическая - электрическая схема производства рабочего тела, его резервирование и подача для выработки электрической энергии - подачи ее на командоконтроллер для заряда тяговых аккумуляторов, управления режимами работы тягового электрического двигателя транспортного средства. На фиг. 4 изображен тяговый пневматический двигатель с пневматической схемой: двумя входными и с двумя выходными трубопроводами, двухмагистральным воздушным краном управляемым педалью и резервуаром, вид сбоку в разрезе. На фиг .5 изображен тяговый пневматический двигатель в стационарном положении с маховиком, вид спереди в разрезе.

Транспортное средство, двигающееся энергией сжатого воздуха, оборудовано рабочим органом, производящим рабочее тело с энергией сжатого воздуха, состоит из воздушного поршневого насоса 1 вертикального расположения. Воздушный поршневой насос 1 состоит и корпуса 2 с внутренней цилиндрической поверхностью 3 и закрепленного герметично к днищу 4 кузова 5 транспортного средства 6. Воздушный поршневой насос 1 состоит из двух воздушных рабочих камер 7 двухстороннего действия разделенных перегородкой 8 и закрепленных между собой. К нижней части корпуса 2 прикреплено герметично дно 9. Внутри корпуса 2, в воздушных рабочих камерах 7 распложены верхний поршень 10 и нижний поршень 11. Воздушные рабочие камеры 7 разделены верхним поршнем 10 и нижним поршнем 11 на воздушные рабочие камеры над поршнем 12 и на воздушные рабочие камеры под поршнем 13. Поршни 10 и 11 закреплены на штоке 14. Шток 14 перемещается в направляющей 15 перегородки 8 корпуса 2 и в направляющей 16 дна 9. Нижний конец штока 14 закреплен к мосту 17 транспортного средства 6 механизмом, состоящим из проушины 18 с продольной прорезью 19, закрепленной на мосту 17 неподвижно. В продольной прорези 19 проушины 18 размещен ползун 20. К ползуну 20 закреплен конец штока 14 осью 21. Поступление воздушной массы из атмосферы в воздушные рабочие камеры 7 производится через атмосферные окна 22 корпуса 2. Выпуск рабочего тела из воздушных рабочих камер 7 корпуса 2 производится под давлением через золотники 23 в воздушный резервуар 24 для аккумулирования энергии сжатого воздуха. Движение транспортного средства 6 энергией тяговых аккумуляторов 25 обеспечивается, вначале, энергией сжатого воздуха вращает пневматическим двигателем 26 вал 27 электрогенератора 28 вырабатывающего электрическую энергию, которая заряжает тяговые аккумуляторы 25 и которые, затем приводят во вращение тяговый электрический двигатель 29 и ходовые колеса 30 транспортного средства 6. Управление зарядом тяговых аккумуляторов 25 и работой тягового электрического двигателя 29 производится командоконтроллером 31 переключением режимов, в том числе и на реверс для движения транспортного средства 6 задним ходом. Регулирование оборотами тягового электрического двигателя 29 производится педалью 32, воздействуя на потенциометр 33.

Транспортное средство 6 двигается тяговым пневматическим двигателем 34 на энергии сжатого воздуха. Тяговый пневматический двигатель 34 состоит из корпуса 35 с внутренней цилиндрической рабочей поверхностью стенками 36, с фланцами 37, установленными по торцам 38. Внутри корпуса 35 установлен ротор 39 на подшипниках 40, соосно с корпусом 35, с посадкой скольжения между цилиндрическими стенками 36 корпуса 35 и цилиндрической поверхности 41 ротора 39. Ротор 39 выполнен в форме барабана с хвостовиками 42 и 43 на концах для отбора мощности и расположения маховика 44. На поверхности ротора 39, по окружности, равномерно выполнены продольные пазы 45 воздушных рабочих камер 46 плотно закрепленных фланцами 47 по торцам ротора 39 неразъемным соединением. Стенки 48 продольных пазов 45 расположены под углом с возможностью получения полной нагрузки от рабочего тела. Вход рабочего тела с энергией сжатого воздуха в тяговый пневматический двигатель 34 производится через два входных отверстия 49 и 50 равномерно расположенных на стенке 36 корпуса 35. Выход отработанного рабочего тела в атмосферу происходит через два выходных отверстия 51 и 52 равномерно расположенных в стенке 36 корпуса 35. Входные 53 и выходные 54 трубопроводы, установленные на корпусе 35, соединены с двухмагистральным воздушным краном 55. Управление работой тягового пневматического двигателя 34 двухмагистральным воздушным краном 55 производится водителем педалью 56. На транспортном средстве 6 воздушный резервуар 24 выполнен совместно с днищем 4 кузова 5. Транспортное средство 6 оборудовано тяговыми приводами ходовых колес 30, например, на передний мост 17 установлен электропривод, а задний мост 17 оборудован пневмоприводом. Контроль за давление в пневматической системе производится манометром 61. Удаление конденсата из пневматической системы производится через спускной кран 64. Спускной кран 64 может использоваться для закачивания сжатого воздуха из других источников. Предохранительный клапан 65 обеспечивает поддержание давления в пневматической системе допустимого значения.

Транспортное средство 6, которое двигается энергией сжатого воздуха электроприводом и пневмоприводом работает следующим образом. Перед движением транспортного средства 6 водитель готовит пневмосистему, закачивает сжатым воздухом воздушный резервуар 24 не ниже 3 атмосфер из других источников, также производит подзарядку тяговые аккумуляторы 25 от внешней электросети, если они недостаточно заряжены. Транспортное средство 6 производит энергию сжатого воздуха с использование попутной энергии, влияющей на положение кузова 5 относительно ходовых колес 30 и мостов 17 транспортного средства 6. При движении по дорожному полотну 57 на транспортное средство 6 воздействуют ряд сил, в том числе: - ветровая нагрузка (парусность): - неровности дорожного покрытия; - уклоны рельефа и повороты; - при спуске и подъеме, сила смещения центра тяжести; - при поворотах в горизонтальном направлении, действует центробежная сила, боковая сила и сила смещения центра тяжести; - при трогании с места, разгона и торможения, действует опрокидывающая сила. Указанные силы воздействуют на меняющее положение кузова 5, который постоянно воздействует в вертикальном направлении на рабочие органы, размещенные на транспортном средстве 6 и которые постоянно находятся в рабочем режиме, производят рабочее тело для производства энергии сжатого воздуха в воздушном резервуаре 24. При наезде ходовым колесом 30 на неровность дорожного полотна 57, ходовое колесо 30 транспортного средства 6 воспринимает вертикальную нагрузку, которая воспринимается мостом 17, подвеска 58 деформируется, Общая масса кузова 5 и сила движения от моста 17 рабочий орган получает нагрузку, например, верхнюю. Внутри воздушного поршневого насоса 1 совершается рабочий процесс. От полученной нагрузки ходовое колесо 30 воздействует на мост 17, мост 17 давит на шток 14, посредству действия механизма (действие указано ниже), которое перемещается вместе с верхним поршнем 10 и нижним поршнем 11 внутри цилиндрической поверхности 3 корпуса 2, перекрывая атмосферные окна 22. В воздушных рабочих камерах над поршнем 12 происходит такт сжатия с выпуском рабочего тела под давлением через золотник 23 в воздушный резервуар 24, аккумулирующий энергию сжатия. Одновременно, в воздушных рабочих камерах под поршнем 13 происходит такт разряжения и впуск воздушной массы из атмосферы через атмосферные окна 22. При снятии нагрузки от дорожного полотна 57, ходовое колесо 30 и мост 17 возвращаются в исходное положение, при этом, серьга 18, прорезью 19 воздействует на ползун 20. Ползун 20 смещается по прорези 19 скольжением, устанавливается по осевой линии оси 21 и штока 14. Между концом штока 14 и мостом 17 происходит мягкое смещение и устанавливается положение по оси штока 14. От нагрузки шток 14 двигается вниз по направляющим 15 и 16 вместе с поршнями 10 и 11, перекрывая атмосферные окна 22. В воздушных рабочих камерах под поршнем 13 происходит такт сжатия с выпуском рабочего тела под давлением через золотники 23 в воздушный резервуар 24, аккумулирующий энергию сжатия. От цикличной работы воздушного поршневого насоса 1, в воздушном резервуаре 24 накапливается рабочее тело и увеличивается давление, которое используется для заряда тяговых аккумуляторов 25 по пневматической - электрической схеме производства рабочего тела. Его резервирования и подача для выработки электрической энергии - подачи ее на командоконтроллер 31 для заряда тяговых аккумуляторов 25, управления режимами работы тягового электрического двигателя 29 транспортного средства 6 (фиг. 3). От увеличенного давления в воздушном резервуаре 24 рабочее тело проходит через жиклер 59, который дозирует выход рабочего тела из воздушного резервуара 24 и вход в пневматический двигатель 26. От давления, поступающего рабочего тела в пневматический двигатель 26, получает вращение, и крутящий момент приводит во вращение вал якоря 27 электрогенератора 28, вырабатывающий электрическую энергию. Электрическая энергия поступает на командоконтроллер 31 для заряда тяговых аккумуляторов 25. Управление работой тягового электрического двигателя 29 производится командоконтроллером 31 переключением режимов, в том числе и на реверс для движения транспортного средства 6 задним ходом. На командоконтроллере 31 водитель производит переключение полярности напряжения на обмотке возбуждения тягового электрического двигателя 29, которое изменит направление вращения ходовых колес 30. Регулирование оборотами тягового электрического двигателя 29 производится педалью 32, воздействуя на потенциометр 33. При движении транспортного средства 6 на пневматической тяге, электрический выключатель 60 переводится в положение «выключено», педаль 32 и потенциометр 33 выведутся из работы.

Транспортное средство 6 двигается на энергии сжатого воздуха тяговым пневматическим двигателем 34. Рабочее тело с энергией сжатого воздуха поступает из воздушного резервуара 24 транспортного средства 6 по трубопроводу 53 через двухмагистральный воздушный кран 55 через входное отверстие 49 корпуса 35 в тяговый пневматический двигатель 34. Внутри корпуса 35 между цилиндрической поверхностью 36 и цилиндрической поверхностью 41 ротора 39 создается давление. Если рабочее тело поступает непосредственно в продольный паз 45 и в воздушную рабочую камеру 46, расположенную под углом и получающий полную нагрузку от рабочего тела, от давления на стенку 48, ротор 39 получает момент вращения. Повернувшись на угол до соединения продольного паза 45 с выходным отверстием 51, рабочее тело выходит по трубопроводу 54 в двухмагистральный воздушный кран 55 и через воздушный глушитель выхлопа 62 в атмосферу. Продолжение поворота ротора 39 произойдет соединением входного отверстия 50 с продольным пазом 45 и воздушной рабочей камерой 46. Рабочее тело увеличит момент вращения и мощность ротору 39. Дальнейшее вращение ротора 39 соединит отверстие 52, трубопровод 54 и отработанное рабочее тело войдет в двухмагистральный воздушный кран 55 и через воздушный глушитель выхлопа 62 в атмосферу, который снизит шум выхлопа при прохождении по отверстиям и перегородкам в корпусе воздушного глушителя 62, снижающего шум выхлопа. В случае, когда выходные отверстия 49, 50 не совпадут с продольными пазами 45 и воздушными рабочими камерами 46 и ротор 39 не получит начальный момент вращения, то ротор 39 вначале поворачивается тяговым электрическим двигателем 29 тяговыми аккумуляторами 25 и затем продолжит работу на тяговом пневматическом двигателе 34. Управление работой тяговым пневматическим двигателем 34 производится двухмагистральным воздушным краном 55 педалью 56, увеличивающей или уменьшающей подачу количества рабочего тела в тяговый пневматический двигатель 34. Воздушный вентиль 63 обеспечивает вход рабочего тела из воздушного резервуара 24 через двухмагистральный воздушный кран 55 в тяговый пневматический двигатель 34. Обеспечение плавного, без толчков, равномерного движения транспортного средства 6, зависящего от мощности и крутящего момента вращения ротора 39, на хвостовике 43 ротора 39 закреплен маховик 44 с определенным весом и оттарирован. За счет запасенной в себе энергии, полученной от вращения, обеспечивает возможность ротору 39 тягового пневматического двигателя 34 преодолевать и выравнивает кратковременные перегрузки от неровностей дорожного полотна 57. Контроль давления в воздушном резервуаре 24 производится манометром 61. На днище 4 кузова 5 воздушного резервуара 24 размещен предохранительный клапан 65 и спускной кран 64 для удаления конденсата.

Изобретение относится к тяговым системам транспортных средств. Транспортное средство содержит рабочие органы пневматической системы, состоящие из воздушного поршневого насоса вертикального расположения. Воздушный поршневой насос состоит из корпуса, закрепленного герметично к днищу кузова транспортного средства, нескольких воздушных рабочих камер, разделенных перегородкой и закрепленных между собой. К нижней части корпуса прикреплено герметично дно. В воздушных рабочих камерах расположены поршни, которые закреплены на штоке, конец которого закреплен к мосту транспортного средства с возможностью свободного перемещения вдоль моста. Поступление воздушной массы из атмосферы в воздушные рабочие камеры производится через атмосферные окна в стенке корпуса, выпуск рабочего тела из воздушных рабочих камер корпуса производится под давлением через золотники по трубопроводу в воздушный резервуар для аккумулирования энергии сжатого воздуха. Пневматический двигатель энергией сжатого воздуха вращает вал электрогенератора, вырабатывающего электрическую энергию, которая используется для заряда тяговых аккумуляторов. Технический результат заключается в увеличении пробега электрического транспортного средства. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Транспортное средство, производящее энергию сжатого воздуха рабочими органами пневматической системы, которая при движении транспортного средства принимает попутную энергию от неровностей дорожного полотна и физических сил, действующих на транспортное средство при движении, воздействует возвратно-поступательным движением несколькими рабочими органами, состоящими из воздушного поршневого насоса вертикального расположения, состоящего из корпуса с внутренней цилиндрической поверхностью, закрепленного герметично к днищу кузова транспортного средства, воздушный поршневой насос, производящий рабочее тело с энергией сжатого воздуха, состоит из нескольких воздушных рабочих камер двухстороннего действия, разделенных перегородкой и закрепленных между собой, к нижней части корпуса прикреплено герметично дно, внутри корпуса в воздушных рабочих камерах расположены поршни, воздушные рабочие камеры разделены поршнями на воздушные камеры над поршнем и под поршнем, поршни закреплены на штоке, который перемещается в направляющей дна корпуса и в направляющей перегородки, конец штока закреплен к мосту транспортного средства с возможностью свободного перемещения вдоль моста при изменении угла наклона от подъема и опускания моста и кузова, поступление воздушной массы из атмосферы в воздушные рабочие камеры производится через атмосферные окна в стенке корпуса, выпуск рабочего тела из воздушных рабочих камер корпуса производится под давлением через золотники по трубопроводу в воздушный резервуар для аккумулирования энергии сжатого воздуха, энергией сжатого воздуха пневматический двигатель приводит во вращение вал электрогенератора, вырабатывающего электрическую энергию, которая используется для заряда тяговых аккумуляторов, которые, затем приводят во вращение тяговый электрический двигатель и ходовые колеса транспортного средства, управление работой тягового электрического двигателя производится водителем, воздействующим на командоконтроллер переключением режимов, в том числе и на реверс для движения транспортного средства задним ходом.

2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что транспортное средство содержит тяговый пневматический двигатель, состоящий из корпуса с внутренней цилиндрической рабочей поверхностью, с фланцами, установленными по его торцам, внутри корпуса установлен ротор на подшипниках соосно с корпусом, с посадкой скольжения между цилиндрическими стенками корпуса и цилиндрической поверхностью корпуса, и цилиндрической поверхностью ротора, ротор выполнен в форме барабана с хвостовиком на конце для отбора мощности и расположения маховика, на поверхности ротора, по окружности, равномерно выполнены продольные пазы воздушных рабочих камер, плотно закрепленных фланцами по торцам ротора неразъемным соединением, стенки продольных пазов расположены под углом с возможностью получения полной нагрузки от рабочего тела, вход рабочего тела с энергией сжатого воздуха в тяговый пневматический двигатель производится через два отверстия равномерно расположенных на стенки корпуса, выход отработанного рабочего тела в атмосферу происходит через два выходных отверстия, равномерно расположенных в стенке корпуса, выходные и входные трубопроводы, установленные на корпусе, соединены с двухмагистральным воздушным краном с приводом управления от педали, через которую водитель управляет пневмоприводом ходовых колес, с возможностью движения транспортного средства и на электроприводе и пневмоприводе вместе или раздельно, перед движением транспортного средства водитель готовит пневмосистему, закачивает сжатым воздухом воздушный резервуар не ниже 3 атмосфер из других источников, также производит подзарядку тяговых аккумуляторов от внешней электросети, если они недостаточно заряжены.