Энергетическая установка транспортного средства Советский патент 1989 года по МПК B60K25/10 B60K15/10 

-г

Vo7

л 33

4

:о о ел

Изобретение относится к энергетическим установкам, предназначенным для получения горючей газово й смеси из жидкости с последующим сжиганием в двигателе внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение экономичности и надежности.

На чертеже приведена принципиальная электрогидравлическая схема предлагаемой энергетической установки транспортного средства.

Энергетическая установка транспортного средства состоит из двигателя 1 внутреннего сгорания с карбюратором 2, к которому через первый управляемый клапан 3, связанный с педалью 4 привода дросселя карбюратора 2, подсоединен электролизер 5 при помощи трубопровода 6. В конечной части трубопровод 6 содержит жидкостный затвор 7 с предохранительным клапаном 8 и обратный клапан 9 для устранения возможности воспламенения горючих газов в трубопроводе 6 и электролизере 5. Карбюратор 2 также соединяется топливопроводом 10 с основным топливным баком 11.

Анодные электроды электролизера 5 подключены к двум регулирующим ток элементам, например к первому тиристору 12 и к второму тиристору 13, которые соединены параллельно и подключены к положительному выходу электромагнитного тормоза-замедлителя 14. На валу электромагнитного тормоза-замедлителя 14 установлена электромагнитная муфта 15, состоящая из первой обмотки 16 магнитопровода 17, установленного на подшипнике 18, и из второй обмотки 19 магнитопровода 20, установленного на подшипнике 21. Между магнитопрово- дами 17 и 20 на шлицах вала электромагнитного тормоза-замедлителя установлен подвижной диск 22, подпружиненный в осевом направлении пружиной 23. Магнитопро- вод 20 имеет снаружи зубья, которыми связан с выходом первого редуктора 24, при этом его вход соединен при помощи вала 25 с трансмиссией транспортного средства. Магнитопровод 17 также имеет снаружи зубья, которыми связан с выходом второго редуктора 26, при этом его вход соединен с валом гидравлического двигателя 27. Гидравлический двигатель 27 подключен входным отверстием через второй управляемый клапан 8, перепускной клапан 29 и через обратные клапаны 31 и 32 к выходным отверстиям гидравлических амортизаторов 30, а также через обратные клапаны 33 и 34 к входным отверстиям гидравлических амортизаторов 30.

Выходное отверстие гидравлического двигателя 27 соединено гидролинией, в которой установлены обратные клапаны 35 и 36, с выходными отверстиями гидравлических амортизаторов 30 и через обратные клапаны 37 и 38 - с входными отверстиями амортизаторов.

Управляющий электрод первого тиристора 12 подключен к первой обмотке 16 электромагнитной муфты 15 и к выходу первого операционного усилителя 39, а управляющий

электрод второго тиристора 13 подключен к второй обмотке 19 электромагнитной муфты 15, к обмотке второго управляемого клапана 28 и к выходу второго операционного усилителя 40. Первый вход операционного усилителя 40 подключен к переключателю 41 режимов, который состоит из потенциометра 42, кинематически связанного с педалью 43 тормоза. Второй вход операционного усилителя 40 подключен к регулятору 44 режимов торможения, который со5 стоит из резистора 45 и потенциометра 46, снабженного шкалой, проградуированной в единицах тормозного воздействия, развиваемого индукционным тормозом-замедлителем 14. Первый вход первого операционного усилителя 30 подключен к регулятору 47 сопротивления амортизаторов, который состоит из резистора 48, потенциометра 49, снабженного шкалой, проградуированной в единицах перевозимого груза, из терморезистора 50, установленного в одном из кор5 пусов амортизаторов 30, и из потенциометра 51, снабженного шкалой.

Второй вход первого операционного усилителя 39 подключен к задатчику 52 величины неровностей дороги, который состоит из резистора 53 и потенциометра 54, снаб0 женного шкалой.

Устройство работает следующим образом. Электролизер 5 перед движением автомобиля заправляется до определенного уровня электролитом, которым являются отходы хи5 мических производств, например, 5-10%- ный водный раствор щелочи. При этом топливный бак 11 заправляют основным топливом.

В процессе движения автомобиля его

0 двигатель 1 работает на основном топливе. Водитель управляет транспортным средством при помощи педали 4 привода дросселя карбюратора 2 и не воздействует на педаль 43 тормоза. Поэтому переключатель 41 режимов находится в положении, когда с потенцио5 метра 45 на первый вход операционного усилителя 40 положительный потенциал не наступает. С выхода операционного усилителя 40 положительный сигнал не выдается ни на обмотку второго управляемого клапана 28, который находится в от;п

крытом состоянии, ни на управляющий электрод второго тиристора 13, который находится в закрытом состоянии, ни на вторую обмотку 19 электромагнитной муфты 15. На диск 22 электромагнитной муфты 15 воздейг ствует пружина 23, при этом диск 22 входит в зацепление с магнитопроводом 17 и соединяет вал электромагнитного тормоза-замедлителя 14 с гидравлическим двигателем 27 через второй редуктор 26. При этом

зубчатый венец магнитопровода 20, соединенный с валом 25 трансмиссии автомобиля через первый редуктор 24, свободно вращается на подшипнике 21 и не создает тормозящего момента, препятствующего движению автомобиля.

Кинематическая энергия автомобиля, двигающегося по дороге с перевозимым грузом, воздействует на амортизаторы 30 двустороннего действия таким образом, что при наезде колеса на выступающие неровности, гидрожидкость из объемов, расположенных под порщнями амортизаторов 30, поступает через обратные клапаны 33 и 34 на вход гидравлического двигателя 27, поскольку обратные клапаны 37, 38, 31 и 32 закрыты действующим давлением гидрожидкости. Через полностью открытый второй управляемый клапан 28 гндрожидкость поступает в гидравлический двигатель 27 и возвращается в амортизаторы 30 через обратные клапаны 35 и 36. С вала гидравлического двигателя 27 крутящий момент поступает через редуктор 26 на зубчатый венец магнитопровода 17, на диск 22, а затем на вал электромагнитного тормоза- замедлителя 14, который вырабатывает постоянный ток, поступающий на электроды электролизера 5 через первый тиристор 12. Величина тока, проходящего черз электролизер на данном режиме работы энергетической установки транспортного средства при водит к возникновению определенной величины реактивного крутящего момента на валу электромагнитного тормоза-замедлителя 14 и на валу гидравлического двигателя 27, что создает необходимое сопротивление амортизаторам 30.

При попадании колеса автомобиля в углубления на дороге гидрожидкость из объемов, расположенных над поршнями амортизаторов 30, поступает через обратные клапаны 31 и 32 на вход гидравлического двигателя 27, поскольку обратные клапаны 35, 36, 33 и 34 закрыты действующим давлением гидрожидкости. Через полностью открытый второй управляемый клапан 28 гидрожидкость поступает в гидравлический двигатель 27 и возвращается в амдртизаторы 30 через обратные клапаны 37 и 38. Таким образом, все амортизаторы 30 создают общий поток гидрожидкости через гидравлический двигатель 27, который приводит во вращение электромагнитный тормоз-замедлитель 14 и создает необходимое сопротивление амортизаторам 30.

Для оптимального гашения колебаний автомобиля и перевозимого груза и для оптимального преобразования кинетической энергии указанных калебаний в электрический поток электролизера 5 необходимо изменять жесткость при изменении сопротивления амортизаторов 30.

0

С помощью задатчика 52 неровностей дороги по шкале потенциометра 54 водитель устанавливает величину неровностей дороги. С помощью регулятора жесткости

амортизаторов 47 по шкале потенциометра 49 водитель устанавливает величину, соответствующую массе перевозимого груза. По шкале потенциометра 51 водитель устанав- лиает известную величину износа амортизаторов 30. Поскольку резистор 48 и потенциометр 49 образуют делитель напряжения + 12 В, то на выходе первого операционного усилителя 39 образуется тем боль- щий положительный уровень, чем больще масса перевозимого груза. Поскольку потен5 циометр 51 и терморезистор 50 находятся цепи положительной обратной связи первого операционного усилителя 39, то на его выходе образуется тем больший положит&тьный уровень, чем больше износ амортизаторов 30 или их температура. Поскольку потенцио метр 54 находится в цепи отрицательной обратной связи первого операционного усилителя 39, то на его выходе образуется тем больший положительный уровень, чем больше величина неровностей дороги. Таким

5 образом суммарный положительный уровень напряжения подается с выхода первого операционного усилителя 39 на управляющий электрод первого тиристора 12 и устанавливает в цепи электролизера 5 электрический ток, создающий необходимую величину

0 противодействующего крутящего момента на валу электромагнитного тормоза-замедлителя и на валу гидравлического двигателя 27.

В результате происходит оптимальное гашение колебаний автомобиля и преобразо5 вание кинетической энергии указанных колебаний в электрический ток электролизера 5, который вызывает образование горючих газов, поступающих в карбюратор 2 двигателя и позволяющих экономить основд ное топливо на данном режиме движения автомобиля.

При торможении автомобиля водитель прекращает воздействие на педаль 4 дросселя (что ведет к закрытию первого управляемого клапана 3) и начинает воздейст5 вовать на педаль 43 тормоза. Это приводит к перемещению движка потенциометра 42 переключателя (41 режимов и к увеличению положительного напряжения на первом входе второго операционного усилителя 40. По шкале потенциометра 46 регулятора 44 ре0 жимов торможения водитель заранее устанавливает величину тормозного воздействия, которую необходимо развивать электромагнитному тормозу-замедлителю 14 на валу 25 трансмиссии автомобиля в зависимости от

условий движения. Поскольку резистор 45 образует делитель напряжения, поступающего на второй вход второго операционного усилителя 40, а потенциометр 46 находится в цепи отрицательной обратной связи второго операционного усилителя 40, то на его выходе образуется тем больший положительный уроень, чем большее тормозное воздействие может развить водитель.

Таким образом, суммарный положительный уровень напряжения подается с выхода второго операционного усилителя 40 на обмотку второго управляемого клапана 28, который закрывается, на вторую обмоту 19 электромагнитной муфты 15 и управляющий электрод второго тиристора 13. Чем более интенсивное торможение может развить автомобиль на данном участке дороги, тем больше положительный уровень напряжения на выходе второго операционного усилителя 40 по сравнению с уровнем напряжения на выходе первого операционного усилителя 39. Поэтому обмотка 19 намагничивает магнитопровод 20 сильнее, чем обмотка 16 намагничивает магнитопровод 17. При этом подвижный диск 22 притягивается к магнитопроводу 20, преодолевая усилие пружины 23 и соединяя вал электромагнитного тормоза-замедлителя 14 через редуктор 24 с валом 25 трансмиссии автомобиля. Крутящий момент с трансмиссии автомобиля передается через редуктор 24 и электромагнитную муфту 15 на электромагнитный тормоз-замедлитель 14, который вырабатывает постоянный ток, величина которого через электролизер 5 определяется заданным уровнем напряжения на управляющем электроде второго тиристора 13. Таким образом, электромагнитный тормоз- замедлитель 14 создает необходимую величину тормозного момента и трансмиссии автомобиля. В результате происходит оптимальное торможение автомобиля и преобразование кинетической энергии торможения автомобиля в энергию горючих газов, которые запасаются в электродизере 5 и поступают в карбюратор 2 двигателя 1 при последующих режимах ускорения автомобиля. Этим обеспечивается экономия основного топлива для использования на последующих режимах движения .автомобиля и высокая надежность работы элементов энергетической установки за счет исключения их искрения и обгорания.

На указанном кратковременном режиме торможения автомобиля вал гидравлического двигателя 27 отключается электромагнитной муфтой 15 от вала электромагнитного тормоза-замедлителя 14, поскольку энергетически выгоднее рекуперировать более значительную величину энергии торможения автомобиля, чем энергию колебаний автомобиля, движущегося с грузом по неровности дороги. Поэтому гидравлическое сопротивление гидравлического двигателя 27 без нагрузки на данном режиме мало и не создает необходимой жесткости амортизатора 30, что может вызвать крен автомобиля при торможении. Для устранения того дефекта служит второй управляемый клапан 28, который автоматически закрывается на данном режиме, тем больще, чем более интенсивно

производится торможение, т. е. чем больше напряжение с выхода второго операционного усилителя 40 поступает на обмотку второго управляемого клапана 28. При очень резких торможениях, когда напряжение с выхода

fj второго операционного усилителя 40 велико и может привести к полному закрытию управляемого клапана 28, гидрожидкость движется с выхода амортизаторов 30 на их вход через перепускной клапан 29 малого сечения, что создает необходимую жесткость

амортизаторам 30 и исключает их поломку.

При окончании режима торможения педаль 43 тормоза возвращается в исходное положение, что ведет к закрытию второго операционного усилителя 40 и второго тиристора 13. Напряжение на обмотке 19 снижается, и подвижный диск 22 под действием пружины 23 возвращается в исходное положение. Вал электромагнитного тормоза- замедлителя 14 соединяется через электро5 магнитную муфту 15 с валом гидравлического двигателя 27, что создает на амортизаторах 30 необходимую жесткость, а также обеспечивает преобразование кинетической энергии колебаний автомобиля с грузом на неровностях дороги в энергию горючих газов

0 в электролизере 5, которые поступают в карбюратор 2 двигателя 1 через первый управляемый клапан 3.

Формула изобретения

5 Энергетическая установка транспортного средства, содержащего двигатель внутреннего сгорания, карбюратор, к которому через первый управляемый клапан, связанный с педалью акселератора, подсоединен элек0 тролизер, электромагнитный тормоз-замедлитель, переключатель режимов, трансмиссию с входным валом, гидравлические амортизаторы двустороннего действия с входными и выходными отверстиями, педаль тормоза, отличающаяся тем, что, с целью повышения

5 экономичности и надежности, она снабжена электромагнитной с двумя магнитопроводами и подпружиненным в осевом направлении замыкающим диском муфтой, установленной на валу тормоза-замедлителя, вторым управляемым клапаном, перепускным и обрат0 ными клапанами, гидравлическим двигателем, соединенным напорной и сливной гидролиниями, в которых установлены обратные клапаны, с входными и выходными отверстиями гидроамортизаторов, при этом

5 в напорной гидролинии дополнительно установлены второй управляемый и перепускной клапаны, двумя редукторами с входами и выходами, причем вход первого

редуктора кинематически связан с гидравлическим двигателем, выход - с первым магнитопроводом электромагнитной муфты, вход второго редуктора соединен с входным валом трансмиссии, а выход - с вто- рым магнитопроводом муфты, двумя операционными усилителями с двумя входами и одним выходом, пятью потенциометрами, тремя резисторами, терморезистором, двумя тиристорами, входы и выходы которых сое- динены между собой, причем входы подключены к положительной клемме электромагнитного тормоза-замедлителя, а выходы - к электролизеру, при этом управляющий электрод первого тиристора подключен к обмотке первого магнитопровода муфты, к вы- ходу первого операционного усилителя и через терморезистор и первый потенциометр -

к первому входу первого операционного усилителя, к которому также подключены второй потенциометр и первый резистор, причем к второму входу первого операционного усилителя подключены второй резистор и третий потенциометр, соединяющий второй вход с выходом упомянутого усилителя, при этом управляющий электрод второго операционного усилителя подключен к обмотке второго магнитопровода муфты, к второму управляемому клапану, а также к выходу второго усилителя, связанному с первым своим входом при помощи четвертого потенциометра, к которому подключен третий резистор, причем к второму входу второго усилителя подключен пятый потенциометр, выполненный с возможностью взаимодействия с педалью тормоза.

Изобретение относится к энергетическим установкам и может быть использовано для получения газовой смеси из жидкости с последующим сжиганием в двигателе внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение экономичности и надежности. Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, электролизер 5, электромагнитный тормоз-замедлитель 14, на валу которого установлена электромагнитная муфта 15 с двумя магнитопроводами 17 и 20, связанными через редукторы 24 и 26 с входным валом трансмиссии 25 и гидравлическим двигателем 27, соединенным гидролиниями, в которых установлены клапаны 28,29,31-38, с амортизаторами 30. При наезде колес автомобиля на неровности дороги жидкость из амортизаторов 30 поступает через обратные клапаны в двигатель 27, развивающий крутящий момент, который передается через редуктор 26 на зубчатый венец магнитопровода 17 и на вал тормоза-замедлителя 14, генерирующего электрический ток, проходящий через электролизер 5, аккумулирующий энергию вырабатываемых горючих газов, для последующего использования в двигателе внутреннего сгорания. При нажатии на педаль 43 тормоза увеличивается напряжение на входе усилителя 40, пропорциональное интенсивности силового воздействия, что приводит к большему намагничиванию магнитопровода 20 и переключению диска 22 муфты 15 в левое положение. Электромагнитный тормоз-замедлитель 14 вырабатывает ток, как и в предыдущем случае. 1 ил.