Транспортное средство Советский патент 1987 года по МПК B60K17/00 

жен, а начальная скорость торможения недостаточна для получения необходимой кинетической энергии и зарядки аккумулятора 24, то замыкаются контакты 73 и 74. При этом включаются электроуправляемые муфты 2 и 14 и обеспечивается работа двигателя 1, который в процессе торможения заряжает аккумулятор 24 совместно с гид1

Изобретение относится к рекуперативным системам транспортных средств циклического действия, например городских автобусов, содержащих в силовой установке гидропневматическое рекуперативное устройство, которое обеспечивает накопление энергии путем перевода кинетической энергии транспортного средства при торможении в потенциальную энергию сжатого газа. Аккумулированная энергия может быть возвращена в энергетическую систему транспортного средства в период его разгона или движения.

Цель изобретения - повышение эффективности рекуперативной системы и уменьшение расхода топлива путем обеспечения полной зарядки гидропневматического аккумулятора при низких начальных скоростях торможения.

На фиг. 1 показана кинематическая схема предлагаемого устройства в начальный момент торможения транспортного средства; на фиг. 2 - кинематическая схема связи разгонного рычага с педалью акселератора и ограничительным электромагнитом, установка разгонного и тормозного рычагов на вал поворота блока гидромашины; на фиг. 3 - кинематическая схема зацепления косозубых шестерен промежуточного и двух выходных валов коробки передач и окружные силы в случае передачи мощности от двигателя на ведущие колеса; на фиг. 4 - вид А на фиг. 3.

Двигатель (см. фиг. ) с помощью электроуправляемой муфты 2 сцепления соединен с коробкой 3 передач, первый выходной вал 4 которой соединен с карданным валом 5 и ведущими колесами 6. В коробку передач, кроме того, входит входной вал 7 с жестко закрепленной на нем шестерней 8, промежуточный вал 9 с жестко закрепленной на нем шестерней 10 и косо- зубой шестерней II, имеющей возможность осевого перемещения, второй выходной вал 12, на который свободно насажена шестерня 13, связанная с валом электроуп- раЕияемой муфтой 14. На первый выходной вал 4 свободно насажена шестерня 15, связанная с ним электроупраьляемой муфромашиной 20. Замедление транспортного средства регулируется автоматически поршнем 61, который изменяет рабочий объем гидромашины 20, и устройством подачи топлива в двигатель 1. Величина замедления регулируется также оператором путем поворота педалей акселератора 31 и тормоза 45. 4 ил.

2

той 16 (зацепление шестерен 11, 13, 15 см. на фиг. 3 и 4). Электрический ток подводится к муфте 14 через клеммы 17 и 18, а к муфте 2 - через клеммы 19. Муфта 16 замкнута постоянно, исключая случаи заводки двигателя за счет энергии гидроаккумулятора рекуперативной системы, зарядки гидроаккумулятора от двигателя 1 на стоянке и движения машины накатом (электросхема подво.да электротока к муфте 16 для этих случаев не показана).

Система рекуперации энергии торможения транспортного средства включает в себя обратимую гидромашину 20, рабочий объем которой регулируется посредством разгонного 21 и тормозного 22 рычагов (см. фиг. 2 и 1), поворачивающих ее блок от нулевого положения. Гидромашина 20 (см. фиг. 1) соединена механически с вторым выходным валом 12 коробки 3 передач гидролинией 23 - с гидравлической камерой гидропневматичесхого акку.мулятора 24 и гидролинией 25 - с гидробаком 26. Гидравлическая и пневмап ическая камеры аккумулятора 24 разделяются поршнем 27. Гидролиния 23 через регулируе.мый перепускной клапан 28 соединена с гидробаком 26 трубопроводом 29, на котором установлен охлаждающий радиатор 30.

Система управления подачей топливе в двигатель 1 содержит педаль 31 акселератора, снабженную контактами 32, котсрая удерживается в исходном (ненажатом) положении пружиной 33 и соединена тягой 34 с разгонным рычагом 21 (с.м. фиг. 2). Педаль акселератора 31 кинематически связана с рычагом 35 подачи топлива, установленным на двигателе L

В систему управления подачей топлива входит установленный в коробке передач 3 в льчатый шток 36 (см. фиг. 1), который посредством пружины 37 прижат через подшипник 38 к косозубой шестерке 11. На штоке 36 закреплен подвижный контакт 39.

Гндроцилиндр 40 соединен штоком с рычагом 35 подачи топлива, а гядроцилиндр 4 соединен своим штоком с электромагнитом 42 управления подачек топлива, причем эти гидроцилиидры связаны гидроканалом 43,

свобод- i блока ;чаны с уфта-. соеди51 с ограничительным э.чсктро- 2, удерживается в исходном по

а электромагнит 42 электрически соединен с неподвижным контактом 39 посредством электропровода 44.

- Транспортное средство еолержит тормозную педадь ). связанную с колесными | : казаны). Педаль 45 снабжена КОПТЯ: : ;. 46 и связана тягой 47 с тормозны , ;,ч.:чагом 22. В ric.xo. iiio..i (не- нажатом) положении педаль 45 удерживается с помощью пружины 48.

Рычаги 21 и 22 (см. . 2) mnfir.-,. но установлены на валу пон лротгг гидромашины 20 и могут быть CEJV этим .;алом электроуправляемыми ми 49 ; 50. Разгонный рычаг 21 нен ТЯ1 магнито:

ложении . жиной 53 и .может по:; --ачи- ваться про,. часовой стрелки для увеличения рабочего об ьема гидромашины 20 в процессе pa3roiia транспортного средства. То 1мозной рычаг 22 снабжен контакта- ми 54. удерживается в ис.ходно.м положении поужиной 55 и может поворачиваться 1 часовой стрелке для увеличения рабочего объема гидромашины 20 в период торможения транспортного средства.

Электромагнитный переключатель содержит электромагнит 56 и контакты 57 и служит для управления муфтами 49 и 50, кроме того, он соединен электрически с контактами 54 (электропроводами 58, 59).

Транспортное средство снабжено авто- матическим устройством регулирования рабочего объема гидромашины 20 в период торможения. В него входит (см. фиг. 1) третий гидроцилиндр 60 с дифференциальным поршнем 61, который одним штоком соединен с тормозным рычагом 22, а вторым штоко.м - с иглой 62 регу.пируе.мо- го дросселя 63. Последний содержит гильзу 64 с отверстием переменного сечения, которая в целях изменения сопротивления дросселя 63 может перемещаться вло.кь оси дросселя и закрепляться в выбранном положении (перемеш.ение гильзы 64 может осуществляться врчную или автоматически). Гидронасос 65 объема свои.м вало.м ромащины 20 посредс дачи 66. Он соедчнег водом 67 с третьим а трубопроводом

Трубопровод 69, на котором ,С1нновлен регулируемый перепускной 70, соединяет гидронасос 65 с гидробаком 26. Контрольный электрогидравлический выключатель содержит гидроклапаны 71 и 72 с поршнями, подпружиненными регулируемыми пружинами, при этом каждый поршень соединен со споим подвижным подпружиненным контактом 73 или 74. Контакты 73 и 74 отжимаются своей пружиной к крайнему положению - на выходе из своей чашки, в этом предельном положении они

5

5

г

O

0

о 0

5

5

5

0

выпали из чашки.

11(П1ОЖН(К Т11 IK pCсжи ая oiioici 1;|)уСИЯЗЫ тpyбoi p(.

камерой чм

фиксируются, чтобы не Каждый контакт имеет мешаться ко дну . жину. Гидроклапан 7 75 с гидравлической 21, а гидроклапан 72 . ..uiiii.i yih- - проводом 76 и гидроканало- - 7 с регулируемым дросселем 63 и гид Н1цилиндром 60. при этом обеспечена гидравлический связь гидроцилиндра 60 с дросселем 63. Гидро- пи.-щндр 60. кроме того, соединен гидролинией 78, на которой установлен электрогидравлический клапан 79. с гидравлической камерой аккумулятора 24, при этом электрогидравлический клапан 79, управляемый электромагнитом 80, имеет связь с помощью гидролииии 81 с гидробаком 26. Pei-ули- руемый дроссе.1ь (3 сое.чинен сливньгм гид- рокана.:1(1.м 82 с 1 ндр()бакмм 26.

К управляющим устройствам транспортного средства относится у.-ижтроконтактнос устройст1ю торможения и работы двигате.пя. В него в.ходит управ.чяющий IHTOK 83, с которым жестко контакгные ко, ца 84--87. Имеются копгакты 88-92, которые могут быть замкнуты с номони ю контактных колец штока 83.

К электроуправляюшим устройствам относятся также электромагнитный выключатель, состояший из э, ектромагнита 93 с д|-.у- мя парами контактов 94 и 95, так что c)t )a недвижных контакта вязаны со шгоком электромагнита 93, и да чик объема рабочей жидкости, установлснньн, акку пмяторе 24. Этог датчик нредиазначеп для управления муфтой 14 и состоит из подпружиненного толкателя 96 и контактов 97, приче.м подвижный контакт 97 связан с толкателем 96.

Источник силового гока присоединен к клеммам 98, а источник тока зажигания - к кле.ммам 99. Ток зажигания подводится к двигателю 1 - срез к.тем мы 100.

Электг пустройства ; контакты соединены .между L .iijoii электронроводами 101 -105 (см. tf)Hr. 2).

Трансп-мттное средство работает следую- ши.м обра..ом.

В пер ЮД устано15Н: 1 TpaHcnopTiior; средства л

сцепле Н И

л

и .муф та

е:-ося движения муфта 2 . iOpHi 15. Когда iioc; ь ;1пнгате,:1я I S. : I 1. 15 на пая iijcc- ся веду- i. ; lira от се контакм фта 14 -разо.мкнута. мои передается через шестерни ;--. : ведущие колеса 6, так клк ко.ч;.-;; терня 11 в этом с.чучае яв.чяо щей ;io отнон ению к njecTeiVHC 1 сила, действующая на первую, о. направо (с.м. фнг. 3. 4). поэто-. ты 39 разомкнуты и устройстгк нодачи топлива не работает. Педаль 31 акселератора кине.матически связана с рычагом 35 подач н топлива (эта кинематическая связь не показана) и регу,лирует количество топлива, поступающего в двигатель путем поворота рычага 35 против часовой стрелки

(этому повороту не препятствует шток гидроцилиндра 40).

В течение этого периода движения транспортного средства шток 83 выдвинут полностью вправо, система рекуперации энергии торможения отсоединена от трансмиссии (нет запаса рабочей жидкости в аккумуляторе 24) - разомкнута муфта 14, а электрические элементы рекуперативной системы обесточены и занимают положение, показанное на фиг. 1 и 2. Под током находится электромагнит 56. При этом муфта 49 (см. фиг. 2) разомкнута, рычаг 22 свободно сидит на своем валу и посредством пружины 55 оттянут налево, так что замкнуты контакты 54. Последнее обстоятельство

10

Экстренное торможение осуществляется следуюш,им образом.

Нажимают на тормозную педаль 45, которая посредством тяги 47 поворачивает тормозной рычаг 22, который до этого момента свободно сидел на своем валу (см. 2). При повороте рычага 22 по часовой стрелке размыкаются контакты 54, обесточивается электромагнит 56, замыкая контакты 57. Муфта 50 тем самым размыкается, а муфта 49 замыкается, связывая с валом поворотного блока гидромашины 20 тормозной рычаг 22. Если в аккумуляторе 24 (см. фиг. 1) есть запас рабочей жидкости, контакты 97 и муфта 14 замкнуты, производится подача под

обеспечивает замыкание муфты 50, которая 15 давлением рабочей жидкости по гидроли- связывает рычаг 21 со своим валом. Такнии 23 в аккумулятор 24, всасываемой из

как педаль 31 акселератора связана тягой 34 с разгонным рычагом 21, поворот этой педали приводит к повороту рычага 21 и увеными тормозами (не показано), которые вступают в работу я производят добавочное торможение.

Если в аккумуляторе 24 отсутствует ралинии 23 под давлением поступает рабочая жидкость и гидромашина 20 совместно с двигателем 1 работает как гибридная си- лозая установка, а элементы И, 38, 36, 39,

гидробака 26 по гидролинии 25. Транспортное средство тормозится тем t нтенсив- нее, чем больше поворот педали 45 и чем

личению рабочего объема гидромашины 20. п больше, соответственно, рабочий объем гид- Если в аккумуляторе 24 (см. фиг. 1)ромашины 20. Педаль 45 связана с колесесть запас рабочей жидкости, то поршень 27 поднят вверх, толкатель 96 поднимается под действием своей пружины, замыкаются контакты 97 и муфта 14 присоединяет тем

самым гидромашину 20 к трансмиссии. В 25 бочая жидкость, то контакты 97 и муфта 14 этом случае из аккумулятора 24 по гидро-разомкнуты, поэтому при нажатии на педаль 45 экстренное торможение осуществляется только за счет KO-iecHbix тормозов. Контакты 46 при повороте педали 45 размыкаются, обесточивая и раз.мыкая муфту

42 и 40 оптимизируют совместную работу 30 .сцепления 2. Поскольку за.мыкаются кон- силовых агрегатов обеспечивая дополнитель- такты 57 (см. фиг. 2), срабатывает огра- ную подачу топлиза в двигатель 1 в случаеничительный электромагнит 52, который пеего тормозящ,его действия по отношению кремещает тягу 51 направо и зозвращает

валу гидромашины: если шестерня 15 ока-в исходное положение разгонный рычаг 21 и

жется ведущей по отношению к шестерне IIсвязанный с ним тягой 34 рычаг акселера(см. фиг. 1, 3, 4), то на последнюю 35 тора 31, тем самым уменьшая подачу топ- действует осевая сила, перемеш.аюш,ая эту лива в двигатель 1. шестерню влево вместе со штоком 36, контакты 39 замыкаются, срабатывает электромагнит 42, поршни гидроцилиндров 41 и 40 перемещаются направо, поворачивая рычаг 35 и увеличивая подачу топлива в двигатель 1. Слив рабочей жидкости из гидромашины 20 в гидробак 26 происходит по гидролинии 25. По исчерпании запаса рабочей .жидкости в аккумуляторе 24 контакты 97 и муфта 14 размыкаются, н привод транспортного средства осуществляВ период торможения вступает в работу автоматическое устройство регулирования рабочего объема гидромашины 20, которое пред- 4Q назначено для полной зарядки аккумулятора 24 при низких начальных скоростях нормального торможения.

ется только от двигателя 1.

В период установившегося транспортной машины может появиться необходимость экстренного торм:ожения - при нажатой педали акселератора 31. В этом случае контакты 32 разомкнуты и отключен от источника тока электромагнит 80, следовательно, левая полость гидроцилиндра 60 (см. фиг. 1) соединена сливной гидролинией 81 с гидробаком 26: это не дает возможности включиться в работу автоматическому устройству регулирования рабочего объема гидромашины 20 в период торможения.

Для нормального торможения перемещают налево шток 83 электроконтактно о уст.45 ройства торможения и работы двигателя, при этом педали 3J и 45 находя- ся а исходном положении, следовательно, контакты 32 и 46 замкнуты. В процессе передвижения штока 83 происходит размыка- HPie и замыкание контактов 88-92 в ниже50 описанном порядке, причем с помощью коь- тахтного кольца 84 зa 5ыкaютc.ч и оста- fjrcK замкнутыми при перемещении штока 83 н-8 весь ход контакты 88, которые обеспечивают замыкание муфты 4, кинематически соединяя между собой ведущие колеса 6 я

- гйдромашину 20. Вращ,ени€ вала гидрома- ;яичь: 20 через зубчатую передачу передается на .зал насоса 65, который всасывает рабочую жидкость из гкдробака 26

Экстренное торможение осуществляется следуюш,им образом.

Нажимают на тормозную педаль 45, которая посредством тяги 47 поворачивает тормозной рычаг 22, который до этого момента свободно сидел на своем валу (см. 2). При повороте рычага 22 по часовой стрелке размыкаются контакты 54, обесточивается электромагнит 56, замыкая контакты 57. Муфта 50 тем самым размыкается, а муфта 49 замыкается, связывая с валом поворотного блока гидромашины 20 тормозной рычаг 22. Если в аккумуляторе 24 (см. фиг. 1) есть запас рабочей жидкости, контакты 97 и муфта 14 замкнуты, производится подача под

давлением рабочей жидкости по гидроли- нии 23 в аккумулятор 24, всасываемой из

ными тормозами (не показано), которые вступают в работу я производят добавочное торможение.

Если в аккумуляторе 24 отсутствует рабольше, соответственно, рабочий объем гид- ромашины 20. Педаль 45 связана с колесбочая жидкость, то контакты 97 и муфта 14 разомкнуты, поэтому при нажатии на петора 31, тем самым уменьшая подачу топ- лива в двигатель 1.

В период торможения вступает в работу автоматическое устройство регулирования рабочего объема гидромашины 20, которое пред- назначено для полной зарядки аккумулятора 24 при низких начальных скоростях нормального торможения.

тора 31, тем самым уменьшая подачу топ- лива в двигатель 1.

Для нормального торможения перемещают налево шток 83 электроконтактно о устройства торможения и работы двигателя, при этом педали 3J и 45 находя- ся а исходном положении, следовательно, контакты 32 и 46 замкнуты. В процессе передвижения штока 83 происходит размыка- HPie и замыкание контактов 88-92 в нижеописанном порядке, причем с помощью коь- тахтного кольца 84 зa 5ыкaютc.ч и оста- fjrcK замкнутыми при перемещении штока 83 н-8 весь ход контакты 88, которые обеспечивают замыкание муфты 4, кинематически соединяя между собой ведущие колеса 6 я

гйдромашину 20. Вращ,ени€ вала гидрома- ;яичь: 20 через зубчатую передачу передается на .зал насоса 65, который всасывает рабочую жидкость из гкдробака 26

посредством гидролинии 25 и трубопровода 68 затем через трубопровод 67 нагнетает ее в правую полость гидроцилиндра 60 и с помощью гидроканала 77 и трубопровода 76 в гидроклапан 72, а также в гильзу 64, где в зависимости от положения гильзы 64 по отношению к игле 62 происходит дросселирование и откуда по гидроканалу 82 и трубопроводу 29 рабочая жидкость поступает в гидробак 26, предварительно охлаждаясь в радиаторе 30. Давление рабочей жидкости при заданной регулировке дросселя посредством гильзы 64 будет зависеть от скорости вращения вала гидромашины 20 и, следовательно, от скорости транспортного средства. Под действием этого давления поршень гидроклапана 72 смещается направо на величину, зависящую как от величины давления, так и от регулировки пружины этого клапана. При этом направо смещается чашка контакта 74, а сам контакт вначале может сохранять свое положение или перемещаться налево вслед за контактом 78 под действием своей пружины. Когда контакт 74 займет в чащке крайнее положение на выходе из чашки, он будет перемещаться направо вслед за поршнем.

Гидроклапан 71, аналогичный по конструкции гидроклапану 72, соединен трубопроводом 75 с гидрокамерой аккумулятора 24, следовательно, под поршнем этого гидроклапана находится рабочая жидкость с дав- лением, равным давлению в аккумуляторе 24. Под действием этого давления поршень гидроклапана 71 смещается налево, увлекая за собой чащку контакта 78. Положение последнего контакта будет зависеть не только от положения чашки, но и от возможное- ти движения самого контакта 73 в чащке под действием его пружины (аналогично контакту 74).

Возможны два взаимных положения контактов 73 и 74; они соприкасаются или не соприкасаются. Это зависит как от величи- ны давления в гидрокамере аккумулятора 25, так и от скорости транспортного средства, т.е. от давления рабочей жидкости, поступающей из гидронасоса 65, которое зависит от скорости вращения ротора этого гидронасоса. Рассмотрим следующие случаи.

Если в аккумуляторе 24 жидкости нет, а транспортное средство начинает торможение на высокой скорости, то в этом случае контакты 73 и 74. разомкнутся, так как контакт 74 сместится направо.

Если в гидрокамере аккумулятора 24 максимальное давление, а транспортное средство начинает торможение при низкой скорости, то в этом случае контакты 73 и 74 также разомкнутся, так как контакт 73 сместится до предела налево.

Если торможение транспортного средства начинается на некоторой средней скорости, а в гидрокамере аккумулятора 24 и.меет

0

0

г

9 с

0

ся рабочая жидкость, давление которой не максимально, контакты 73 и 74 могут быть замкнуты или разомкнуты в зависимости от величин указанных давлений, регулировки пружин гидроклапанов 71 и 72, величины хода поршней и контактов в своих чашках.

Контрольный электрогидравлический выключатель, содержащий гидроклапаны 71 и 72, предназначен для осуществления подключения к приводу транспортного средства или отключения от привода двигателя 1 в начале торможения и контроля. Если скорость транспортного средства в начальный момент торможения велика - выше некоторого уровня или равна ему - то двигатель 1 отключается в процессе торможения, так как зарядка гилропневматического аккумулятора 24 возможна только за счет запасенной транспортным средством кинетической энергии. Если в начальный момент торможения аккумулятор 24 заряжен, т.е. давление в нем максимально, двигатель 1 также отключается. В промежуточных состояниях, т.е. при частичной заряженности аккумулятора 24 и определенной скорости транспортного средства в начальный момент торможения, контрольный электрогидравлический вьп лючатель «решает вопрос: сможет ли аккумулятор 24 зарядиться только за счет кинетической энергии транспортного средства или же для полной зарядки аккумулятора 24 нужна дополнительная мощность от двигателя 1, тогда двигатель 1 отключается или включается. Пара.метры контрольного электрогидравлического выключателя выбираются при проектировании и в эксплуатации - ход поршней, регулировка пружин поршней, ход контактов в своих чашках, взаимное положение гидроклапанов 71 li 72 (более «тонкая регулировка контрольного электрогидравлического выключателя возможна с помощью микрокомпьютера).

Таким образом, при перемещении штока 83 налево замыкаются с помощью контактного кольца 84 контакты 88 и одновременно размыкаются контакты 89 и 91, так как смещаются налево контактные кольца 85 и 86. Размыкание контактов 89 приводит к размыканию муфты сцепления 2, а размыкание контактов 91 - к обес- точиванию зажигания двигателя 1 (клеммы 100 отсоединяются от клемм 99), т.е. двигатель 1 выключается и отсоединяется от трансмиссии. При дальнейщем перемещении щтока 83 налево контактное кольцо 85 замыкает контакты 90, а контактное кольцо 87 замыкает контакты 92. Контакты 90 последовательно соединены с контакта- sи 73 и 74. Одновременное замыкание контактов 90 и 73 приводит к тому, что ток подводится к электромагниту 93. срабатывание которого за.мкнет контакты 94 и 95.

Через контакты 95 ток пойдет к электромагниту 93 и к муфте сцепления 2, которая замкнется, а через контакты 94 будет включено зажигание двигателя (клеммы 100). Таким образом электромагнит 93, муфта 2 сцепления и зажигание двигателя 1 будут питаться током независимо от того, как в дальнейшем (в процессе зарядки аккумулятора 24) будут взаимно расположены контакты 73 и 74 - будут ли они замкнуты или разомкнуты. Следовательно, в случае замыкания контактов 73 и 74 совместно с контактами 90 двигатель 1 будет включен и присоединен к трансмиссии. Если же контакты 73, 74 разомкнуты в начальный момент торможения, двигатель 1 не включится и не будет присоединен к трансмиссии.

Замыкание контактов 92 подводит ток к электромагниту 80, его срабатывание перемещает вниз золотник 79, в результате чего по гидролинии 78 рабочая жидкость под давлением может поступать из аккумулятора 24 в левую полость гидроцилиндра 60, при этом сливная гидролиния 8 перекрыта. Замыкание контактов 92, таким образом, приводит к включению в работу автоматического устройства регулирования рабочего объема гидромашины 20 в процессе торможения независимо от того, будет ли подключен двигатель 1 к трансмиссии или нет. Возможны, следовательно, два случая: автоматическое устройство регулирования рабочего объема гидромашины 20 работает совместно с двигателем 1 или самостоятельно (без двигателя I), в процессе торможения транспортного средства.

И в первом и во втором случае давление жидкости, поступающей из гидрокамеры аккумулятора 24 в левую полость гидроцилиндра 60, перемещает дифференциальный поршень 61 направо, так как сила, воздействующая на поршень 61 справа, меньше чем действующая на левый меньший торец этого поршня. Поршень 6 посредством штоков, связанных с ним, вращает по часовой стрелке тормозной рычаг 22 (чему не препятствует тяга 47) и перемещает направо иглу 62, увеличивая сопротивление дросселя 63 и давление рабочей жидкости в магистралях 76, 77, 67 и 69, а также в правой полости гидроцилиндра 60. В первый момент поворота рычага 22 (см. фиг. 2) размыкаются контакты 54, обесточивается электромагнит 56 и замыкаются контакты 57, обеспечивая размыкание муфты 50 и замыкание муфты 49, которая связывает рычаг 22 со своим валом. В процессе вращения этого рычага по часовой стрелке увеличивается рабочий объем гидромашины 20 (см. фиг. 1), так как она соединена с ведущими колесами муфтами 14 и 16, происходит нагнетание рабочей жидкости по гидролинии 23 в аккумулятор 24,

5

одновременно происходит всасывание рабочей жидкости по гидролинии 25. Давление в аккумуляторе 24 увеличивается, следовательно, оно увеличивается и в левой полости гидроцилиндра 60. Таким образом, дифференциальный поршень 61 движется направо под действием разности левой и правой действующих на него сил, каждая из которых со временем увеличивается, а скорость перемещения этого поршня зависит

от величины разности указанных сил. Разность сил, действуюц|.их на поршень 61, может быть задана путем регулирования дросселя 63, т.е. установки в соответствующем положении гильзы 64, и тем самым за5 даются скорости перемещения порщня 61, вращения рычага 22, увеличения рабочего объема гидромашины 20 и величины замедления транспортного средства. По завершении зарядки аккумулятора 24 открывается перепускной клапан 28 и рабочая жид0 кость по трубопроводу 29, проходя через радиатор 30, сливается в гидробак 26. Если будет превышено максимальное давление в трубопроводе 67, открывается перепускной клапан 70, позволяющий рабочей жидкости поступать из насоса 65 в сливной трубопровод 29.

Начальная скорость нормального торможения может быть больше, равна или меньше той, которая необходима для зарядки аккумулятора 24. Опытным путем (с учетом

0 эксплуатационных скоростей движения) выбирается та минимальная скорость, при торможении с которой должна быть обеспечена зарядка аккумулятора 24. В зависимости от величины этой скорости выбирается соответствующая скорость вращения тор5 мозного рычага 22 и увеличения рабочего объема гидромашины 20 (т.е. чем меньше минимальная скорость начала торможения, тем быстрее увеличивается рабочий объем гидромашины 20 в процессе торможения) путем регулировки сопротивления дроссе ля 63. Если минимальная скорость начала торможения меньше той, которая обеспечивает достаточную кинетическую энергию транспортного средства для зарядки аккумулятора 24, торможение с начальной скос ростью, лежащей в диапазоне между указанными граничными, включая минимальную, производится совместно с двигателем 1. При этом мощность двигателя 1 подается на гидромашину 20, обеспечивая требуемое замедление транспортного средства и зарядку

Q аккумулятора 24.

Если в начальный момент нормального торможения включен и подсоединен к трансмиссии двигатель 1 (в случае замыкания контактов 73, 74, то его мощность через шестерни 8, 10, 11, 15 и 13 передается на

5 вал гидромашины 20 одновременно с той мощностью, которая поступает от ведущих колес 6 на гидромашину 20 через шестерни 15 и 13. Здесь могут возникнуть две

11

возможности; мои,ность двигателя 1 достаточна для создания дополнительного крутящего момента на валу гидромашины 20 или недостаточна. В первом случае шестерня i (см. фиг. 3, 4) будет ведуш,ей по отношению к шестерне 15 и ее осевая сила будет действовать направо, сдвигая в этом направлении шестерню 11. Во втором случае шестерня 11 окажется ведомой по отношению к шестерне 15, осевая сила изменит направление и переместит шестерню 1 налево, замыкая контакты 39 (см. фиг. 1), ток будет подведен к электромагниту 42, его шток вместе с поршнем гидроцилиндра 41 сместится направо, перемещая впраi:

10

зомкнута муфта 49 и замкнута муфта 50. Начиная с этого .момента будет позволен поворот педали 31, которая повернет посредством тяги 34 разгонный рычаг 21, увеличивая рабочий объем гидромашикы 20. Одновременно поворот педали 31 увеличит подачу топлива в двигатель 1, в результате увеличится скорость транспортного средства как за счет мощности двигателя 1, так и за счет энергии, запасенной в аккумуляторе 24, так как рабочая жидкость будет поступать из гидрокамеры аккумулятора 24 через гидролинию 23 в гидро- машину 20, а из последней будет сливаться в гидробак 26 по гидролинии 25. Если

во поршень со штоком гидроцилиндра шестерня 15 окажется ведущей по OTHOiueи поворачивая рычаг 35 подачи топливанию к шестерне II, последняя передвинетпротив часовой стрелки - подача топливася налево, замыкая контакты 39 и увеличив двигатель 1 увеличится, его мощностьвая подачу топлива в двигатель 1, как

возрастет, и шестерня 11 будет ведущей поописано выше. Если далее торможеняе не

отношению к шестерне 15, а контакты 39требуется, необходимо передвинуть до преде20 ла направо шток 83.

будут разомкнуты и т.д. Таким образом автоматически будет поддерживаться такой режим работы двигателя 1, который обеспечит его достаточную мощность для зарядки гидропневматиче.ского аккумулятора 24.

Предлагаемое устройство обеспечивает также зарядку гидропневматического аккумулятора 24 только от двигателя 1 и заводку двигателя 1 за счет энергии акку- 2 мулятора 24.

Зарядка аккумулятора 24 от двигателя I (на стоянке или во время длительного спуска, когда мощность двигателя не требуется для движения транспортного средства) производится следующим образом. Размы- g кается муфта 16 г-; зам.ыкаются муфты 14 i; 2 (соответствующая электросхема на ф;.1гура не показана), затем нажимают на педаль тормоза 45, увеличивая с помощью ры. га 22 рабочий объем гидромашнпы 20, и на педаль акселератора 31, увеличивая подачу топлива в двигатель 1 и его мощность. Мощность двигателя 1 передается через шестерни 8, 10, П, 15, 18 на вал гид- ромащины 20, который приводится во вращение. При этом рабочая жидкость всасывается по гидролинии 25 и нагнетается в

35

Если торможение началось как нормальное, а затем возникла необходимость в экстренном торможении, нажимают на тормозную педаль 45. При этом размыкаются контакты 46, о,1есточивая и размыкая муфту 2 сцепления, а тяга 47 перемещается направо (этому не препятствует щток порщ- ня 61), вращая тормозной рычаг 22, увеличивая рабочий объем гидромашины 20 и ее сопротивление, а также срабатывают колесные тормоза.

Если нужно прекратить процесс нормального торможения и вновь увеличить скорость транспортного средства, нажимают на педаль акселератора 31, которая вначале может немного повернуться только за счет зазора в сочленениях, так как в процессе торможения разомкнуты контакты 54, ток подведен к электромагниту 52, который оттягивает направо тягу 5 и обеспечивает исходное положение рычагу 21 и педали 31. Размыкаются контакты 32, обесточивается электромагнит 80, золотник клапана 79 поднимается вверх и по гидролинии 81 рабочая жидкость сливается из левой полости гидроцилиндра 60 в гидробак 26. Под действием силы„ приложенной к правому тор- г,у порщня 6 (давление рабочей жидкости создается здесь насосом 65), этот поршень перемещается налево, а под действием пружины 55 против часовой стрелки вращается рычаг 22, уменьшая рабочий объем гидромашины 20 и ее сопротивление. Когда тормозной рычаг 22 возвратится в ис- 55 ходкое положение и замкнет контакты 54 (ск. фиг. 2), сработает электромагнит 56, разомкнутся контакты 57, благодаря чему будет обсточен электромагнит 52, а также ра40

50

1355506

i:

зомкнута муфта 49 и замкнута муфта 50. Начиная с этого .момента будет позволен поворот педали 31, которая повернет посредством тяги 34 разгонный рычаг 21, увеличивая рабочий объем гидромашикы 20. Одновременно поворот педали 31 увеличит подачу топлива в двигатель 1, в результате увеличится скорость транспортного средства как за счет мощности двигателя 1, так и за счет энергии, запасенной в аккумуляторе 24, так как рабочая жидкость будет поступать из гидрокамеры аккумулятора 24 через гидролинию 23 в гидро- машину 20, а из последней будет сливаться в гидробак 26 по гидролинии 25. Если

шестерня 15 окажется ведущей по OTHOiue0 ла направо шток 83.

Предлагаемое устройство обеспечивает также зарядку гидропневматического аккумулятора 24 только от двигателя 1 и заводку двигателя 1 за счет энергии акку- мулятора 24.

5

5

Зарядка аккумулятора 24 от двигателя I (на стоянке или во время длительного спуска, когда мощность двигателя не требуется для движения транспортного средства) производится следующим образом. Размы- g кается муфта 16 г-; зам.ыкаются муфты 14 i; 2 (соответствующая электросхема на ф;.1гура не показана), затем нажимают на педаль тормоза 45, увеличивая с помощью ры. га 22 рабочий объем гидромашнпы 20, и на педаль акселератора 31, увеличивая подачу топлива в двигатель 1 и его мощность. Мощность двигателя 1 передается через шестерни 8, 10, П, 15, 18 на вал гид- ромащины 20, который приводится во вращение. При этом рабочая жидкость всасывается по гидролинии 25 и нагнетается в

0 аккумулятор 24 по гидролинии 23.

Для заводки двигателя (перед трога- нием с места или после длительного спуска, в течение которого двигатель был выключен) с использованием энергии аккумулятора 24 необходимо также разомкнуть

муфту 16 и замкнуть муфты 14 и 2. Затем нажимают на педаль 31, тем самым увеличивая с помощью рычага 21 рабочий объем гидромашины 20 и подачу топлива в двигатель 1. Рабочая жидкость поступает из гидрокамеры аккумулятора 24 по гидролиниям 23 в гидромашину 20, откуда сливается по гидролинии 25 в гидробак 26. Вал гидромашины 20 вращается, мощность передается через шестерни 13, 15, 11, 10 и 8 на вал двигателя 1.

При торможении транспортной машины, имеющей определенную массу, объем рабочей жидкости, подаваемой в гидропневматический аккумулятор рекуперативной системы, зависит от начальной скорости тор0

13

можения, которой должен соответствовать определенный объем гидропневматического аккумулятора: если он завышен, то аккумулятор останется недозаряженным в случае только использования кинетической энергии транспортного средства. Увеличение опъема аккумулятора сверх указанного объема желательно, так как обеспечивает бплес равномерную нагрузку на двигатель ю время разгона и движения транспортной машины, У -еньлает расход топлива и ..;f)poc ток- еичных газов. Но злрядку ак:чумулятора увеличенного объема необхо;, производить за счет дополнительной подачи избыточной мощности двигателя на гидромашину, обеспечивая при чтом необходимые замед- .- омч 1ри тормо/лч- iiin. Предлагаемое устрой- criio оОеснечивас : .,а)ядку н np.iiecce торможения гидропневматического аккумулятора уве.личеннО Ч) o6iieMa, для этгл о необходимо соответству:о,им образом л.лбрать параметры и регулировки дроссе, ;;-: -У, и контрольного электрог ;,г1ав;1ическ выключа- с контактом и 74.

Наибо.чее ( 1, ;скт11: цая работ: рекуперативной системы i, И)едлагаемом транспортном средстве о; -,Ч1 т обеспечена тогда, когда в аккумулято1)е 24 постоянно будет находиться объем pa6o4eit жидкости не менее некоторого минимального - и К01ггакты 97 будут замкнуты. В этом случае транспортная машина, движушаяся циклически, во время разгона и установивп егося движения будет получать часть э.чергии от аккумулятора 24, а при любом тормож. , вх,1ючая экстренное, будет п)ои; Х{-i; S ;ифядча аккумулятора 24. Объем I ;:л1,к.;||||ОБматического аккумулятора, следО: ате :.по. целесообразно выбирать с учетом оеа. 1ьной цикличности движения по циклу, чтобы был обеспечен минимальный иеизрасходоваин Й объем жидкости в гидрокамере аккуму iniojia.

Таким обпа.чом, в |ред, :;1гас мом транспортном средстве обесш чепа гара.чтирован- ная зарядка гидр0111 енматиче;-кого аккумулятора рекуперати.1(); ciscTevi. i в процессе движения транспор.ч го средства в том случае, если имеет AJCCTO низкая начальная скорость .хения. В П)едлагаемой схеме устройства nji -дусмстрона совместная работа осн()вн(1 о |,;5мгателя и гидромашины peKvnepaTitTroii как в процессе тор- мо. -НИН. та;. .; а процессе разгона и уста- Hoii шего Я движения, причем совместная ра(. а двух силовых агрегатов оптимизи- pC Bdria, а управление ими как в целях движения транспортного средства, так и с целью зарядки гидропневматического аккумулятора автоматизировано. Гарантированная зарядка гидропневкатического аккумулятора во время торможения в целом обеспечивает более равно ерную н.рузлу на двигатель, исключение принудите. 1ьиого холостого хода к возможность отключения двигателя на остановках, что приводит к экономии топлива, уменьшению объемов токсич:

15

14

ных выбросор ;, атмосферу и износов. Уменьшается /акже износ тормозной системы, при этом обеспечена возможность весьма интенсивного торможения посредством рекуперативной системы. Упеличивается интенсивность разгона транспортного средства.

Формула изобретения

Транспортное средство, содержа ше1 систему рекуперации энергии торможения, ;, ко10 торую входит обратимая гидромашина, связанная гидролиниями с гидропневматическим аккумулятором и гидробаком, коробка передач, связанная управляе.мой муфтой сцепления с двигателем, имеюшая промежуточный и второй выходной вал, механически соединенный с валом гидромашииы, с насаженными на пего шестернями, введенными в зацепление с ведущей и ведомой шестернями соответственно входного и первого выходного валов, причем на выход20 ных валах 1нестерни установлены свободно и связаны каждая со своим .валом при помощи управляемых муфт, 1иестерня промежуточного нала, связанная с ведущей шес- тоьмей.. жестко закреплен, па своем валу, вт )ян коюзубая шестерня этого вала уста- |)(М.:,:ена возможностью осевого переме- UJ.,N.: и -. вязана с подвижным контактом Bbii; ночап ля, соединенного с электромагни- TC-V 1-исте 1ы управления подачей топлива, в X(vropy;i) входят два гидроцилиндра, гид- pai u. iMiiecKH соединенные между собой, один из которых связан штоком с упомянутым Эь :;мчт|)1;магнитом, а второй - с орга- нсм у |равления топливоподачей двигателя, а также гидроцилипдр педали акселератора, связанный с нею тягой и гидравлически - с упомянутыми двумя гидронилиндрами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности рекуперативной системы и уменынения расхода топлива путе.м обеспечения полной зарядки гидрО1: ;евматическо1Ч) акку.мулятора при низких п

25

30

35

40

45

50

55

льных скоростях торможения, оно снабжо:;0 системой управления рабочим объемом гкл ,: мащины, которая содержит разгон- пыь :ь;.мозной рычаги и автоматическое У ::, ; iCTBo рег Лирования рабочего объема, выг .- . еи г)е и.. третьего гидроцилиндра с ди:, (r,4..etiuj - тьным поршнем, который своими соединен с одной стороны с тор- мо:;1 ым рычагом гидромашины, с другой - с регулируемым дросселем, гидронасоса, зубчатой передачей с валом гид- рол-аип пы и т:)убопроводами с третьим гидрОЦПЛИ :.ЧОМ LO стороны ПОЛОСТИ бОЛЬШОГО

сечения у гидробаксм, контрольного элект- рогидравличесчог -- выключателя, выполненного в виде 1В., гидроклапанов, подпружиненный пор.пень каждо из которых сое- динеп с подвижным подпруж ненным контактом, электрогидравлического ,г зна, уста- нозленного в гидролинии, соединяющей третий гидроцилиндр со стороны полости меньшего сечения и гидропневматический аккумулятор, электромагнитного выключателя и электроконтактного устройства торможения и работы двигателя, при этом разгонный и тормозной рычаги установлены свободно на валу поворота блока гидромашины с возможностью связи с этим валом электро- управляемыми муфтами, имеющими электромагнитный переключатель, и снабжены электроконтактами, тормозной рычаг механически соединен с педалью тормоза, разгонный рычаг связан тягой с педалью акселератора и с ограничительным электромагнитом, один гидроклапан контрольного электрогидравлического выключателя связан гидравлически с гидропневматическим аккумулятором, а второй гидроклапан этого выключателя - с регулируемым дросселем, который соединен трубопроводами с полостью большого сечения третьего гидроцилиндра и гидробаком.

Изобретение относится к транспортным машинам циклического действия, снабженным гидропневматическими рекуперативными устройствами, в частности к городским автобусам. Цель изобретения - повышение эффективности рекуперативной системы и уменьшение расхода топлива путем обеспечения полной зарядки гидропневматического аккумулятора при низких начальных скоростях торможения. Для этого управление объемной регулируемой гидромашиной 20 и двигателем I снабжено гидроцилиндром 60, соединенным с гидрокамерой аккумулятора 24. Поршень 61 через рычаг 22 связан с поворотным блоком гидромашины 20 и дросселем 63. Гидронасос 65 выполняет функцию датчика скорости и предназначен для управления перемешением поршня 61. Если аккумулятор 24 не заря(Л со сд сд ел о о

50

фие.г

//

fffus.:s

ВидА

-С

h,/5

фиа