| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2119434
СПОСІБ Петросова ДЛЯ рекуперації ЕНЕРГІЇ У АВТОМОБІЛІВ
Ім'я заявника: Петросов Володимир Вартанович
Ім'я винахідника: Петросов Володимир Вартанович
Ім'я патентовласника: Петросов Володимир Вартанович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.03.24
Спосіб призначений для рекуперації енергії у автомобіля. Накопичення енергії автомобіля перед його зупинкою здійснюють в механічному накопичувачі енергії, розміщеному між двигуном і ходовою частиною автомобіля, для використання цієї енергії при наступному русі автомобіля. Механічний накопичувач у вигляді плоскої пружини розміщують співвісно і навколо осі вала, що зв'язує двигун з ходовою частиною автомобіля. Це призводить до економії палива і поліпшення екологічної обстановки.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі автомобілебудування і призначене для підвищення рівня експлуатаційних характеристик автомобілів (А.), переважно легкових і автобусів, за рахунок рекуперації енергії зупиняється А. і використання її для поліпшення екології і зниження витрати палива при подальшій експлуатації А., особливо в умовах міста , де часті зупинки А. неминучі. Спосіб може бути застосований при створенні спортивних А.
Відомі різні способи рекуперації енергії рухомого А. з перетворенням механічної енергії приводу А. в електричну або механічну [1], а й способи рекуперації енергії коливання елементів А. з перетворенням її в гідравлічну енергію [2]. Однак рекуперірованная енергія в цих випадках не використовується для початкового руху А., оснащеного ДВС.
У технічній навчальній літературі практично немає описів про реально застосовних способах рекуперації для А. [наприклад, див. 3].
Відомий і спосіб рекуперації енергії у А. за допомогою маховикові двигунів [4].
За прототип прийнятий відомий спосіб "стоп-старт", розроблений фірмою "фольксваген" [5, 6], що дозволяє в міському циклі руху А. забезпечувати повне відключення двигуна на токсичних нетягових режимах, холостому ходу і в режимі гальмування. Відповідно до цього способу між двигуном і коробкою передач послідовно розташовують додаткове стартове зчеплення, маховик, встановлений на окремих підшипниках, і звичайне зчеплення, що забезпечує в момент переходу двигуна з тягових режимів на нетягових автоматичне відключення обох муфт зчеплення, вимикання запалювання двигуна. В результаті чого маховик обертається з первісної швидкістю, маючи певний запас кінетичної енергії. При необхідності включається стартове зчеплення і двигун запускається від обертового маховика. Величина доливань енергії маховиком при цьому визначається по співвідношенню [7, с. 490] 
де
J = 3/5 mR 2 - момент інерції маховика у вигляді круглого циліндра;
m - маса маховика;
R - радіус маховика; 
= 
n / 30 - кутова швидкість;
n - частота обертання маховика.
До недоліків відомого способу відноситься наступне.
1. рекуперірует лише частка енергії зупиняється А., а саме тільки енергія інерції маховика, яка становить лише частину від інерційної енергії зупиняється А.
2. Екологічна обстановка в зоні зупинки А. змінюється незначно. Це обумовлено тим, що двигун не працює на малому газу, коли спостерігається значний вміст CO у відпрацьованих газах [6], але тільки після зупинки А. У той же час при страгивании А. з місця, для подолання його інерційності, водієві необхідно форсувати роботу двигуна, коли у відпрацьованих газах спостерігається підвищений вміст CO і інших шкідливих компонентів.
3. Спосіб не передбачає забезпечення страгивание А. без попереднього запуску двигуна.
4. Спосіб не забезпечує прискорення А. при його русі за рахунок використання доливань енергії.
Метою даного винаходу є створення такого способу рекуперації енергії А., який забезпечує підвищення ефективності рекуператора за рахунок збільшення збереженої енергії більш ніж на порядок в порівнянні з прототипом, поліпшення екології в зоні частих зупинок А., збільшення економії палива.
Додатковою метою способу є розширення можливостей використання доливань енергії за рахунок підвищення прийомистості і маневреності А., наприклад, при страгивании або обгоні.
Поставлена мета досягається тим, що рекуперується енергія інерційної маси всього рухомого А., яка за величиною дорівнює [7] 
де
M - маса автомобіля, включаючи пасажирів;
V - швидкість руху А. в момент підключення рекуператора; 
= V к / V н - коефіцієнт, що враховує зміну швидкості руху А. в процесі рекуперації;
V к - швидкість А. в момент кінця зарядки рекуператора.
При цьому рекуперацію енергії А. здійснюють шляхом заневоліванія пружного елемента, наприклад кручений плоскої пружини, оснащеної храповим пристроєм і встановленої навколо осі одного з валів в зоні між коробкою передач і провідним мостом А. (наприклад, навколо карданного валу, провідної шестерні заднього моста або вихідного вала коробки передач), для зарядки і розрядки рекуператора в трансмісію встановлюють два додаткових зчеплення, до і після рекуператора, причому одне з них забезпечує безпосереднє з'єднання валу, що обертається з пружиною, а друге - через зубчасте з'єднання, що має паразитную шестерню.
Додаткова мета досягається тим, що рекуператор підключають до трансмісії А. через механізм зчеплення для розрядки рекуператора, виконаний у вигляді пружних торцевих шліців, що забезпечують прослизання їх щодо заведеної рекуператора, а після підключення останнього до трансмісії автомобіля його енергія прискорює частоту обертання ведучих коліс автомобіля.
Приклад. Проводилися порівняння технічних характеристик двох однакових автомобілів ЗАЗ-1102, забезпечених механічними рекуператорами, що забезпечують рекуперацію енергію автомобіля, перший - за відомим способом, другий - за пропонованим.
Вихідні дані при цьому були наступними, з урахуванням наведеного в [6]
маса маховика m = 3,5 кг,
радіус маховика R = 65 · 10 -3 м,
частота обертання маховика n = 3000 об / хв,
маса автомобіля з пасажирами M 
1000 кг,
швидкість руху автомобіля перед зупинкою v н = 40 км / год = 11 м / с,
кінцева швидкість при зарядці рекуператора, яка може гаситися гальмівною системою А., v к = 1 м / с,
коефіцієнт = V к / V н = 0,1.
Дані розрахунків доливань енергії наведені в таблиці. З наведених даних видно, що за пропонованим способом запасається енергія для даного випадку малолітражного автомобіля більше в порівнянні з вихідним способом більш ніж в 20 разів. Ця цифра ще значніше при розгляді рекуперації енергії у автобуса, наприклад марки ЛіАЗ-677, що має масу з пасажирами більше 12 т.
Накопичена енергія в першому випадку використовувалася тільки для запуску двигуна. У другому ж випадку (пропонованому) енергії вистачило б, щоб при непрацюючому двигуні А. почав свій рух, досягнувши швидкості v ср, і при цьому на видаленні від зупинки 10-20 м був проведений на ходу запуск двигуна. У свою чергу, знизило витрата бензину в порівнянні з прототипом ще на 5-10%.
Запуск двигуна на відстані від автобусної зупинки (для міських автобусів), причому при русі А., коли відпала необхідність "газувати" прямо на стоянці, значно поліпшило екологічну обстановку в зоні маршрутних зупинок пасажирського автотранспорту, а й в зоні міських перехресть.
Випробування запропонованого способу рекуперації енергії на спортивному автомобілі показало, що деяке гальмування на віражах за рахунок підключення рекуператора і повернення енергії останнім на прямолінійних ділянках дало відчутні результати в збільшенні швидкості і в результаті - в заліковій часу.
Використання зарядки рекуператора А. перед стоянкою забезпечує підвищення прийомистості двигуна, а й полегшує запуск двигуна в холодну пору року.
Використання запропонованого способу рекуперації енергії для автомобілів забезпечує в порівнянні з існуючим способом наступні переваги: поліпшується екологія в містах; підвищується економія палива; поліпшуються умови збереження доливань енергії; створюється можливість підключення доливань енергії до прискорення руху автомобіля; створюється можливість застосування доливань енергії для поліпшення технічної характеристики А., а саме його приемистости, що в підсумку підвищує загальний технічний рівень автомобілів.
ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ
Заявка ФРН N 3825179, кл. F 03 G 7/08, РЖ ІСМ, кл. F 03, N 12, 1990.
Авторське свідоцтво СРСР N 1590631, кл. F 03 G 7/08.
Гуревич А.М. Конструкція тракторів і автомобілів. - М .: Агропромиздат, 1989, 368 с.
Гулиа Н.В. Пропонуємо маховикові двигун. ІР N 8 - 1989, с. 19.
Жегалін О.І., Лукач П.Д. Зниження токсичності автомобільних двигунів. - М .: Транспорт, 1985, с. 63-64.
Гулиа Н.В. та ін. Пуск двигуна з позицій "буриданова осла". ІР, N 6, 1989, с. 12-13.
Воронков І.М. Курс теоретичної механіки. - М .: Наука, 1966, 596.
Карпов С. та ін. Операція "Чисте повітря": нові підсумки. - Автомобільний транспорт, 1991, N 2, с. 32-33.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб рекуперації енергії у автомобіля, що полягає в накопиченні енергії автомобіля перед його зупинкою в механічному накопичувачі енергії, розміщеному між двигуном і ходовою частиною автомобіля, для використання цієї енергії при подальшому русі автомобіля, що відрізняється тим, що енергію автомобіля накопичують в пружинному елементі, наприклад в кручений плоскою пружині, заневоленном (скручувати) навколо осі вала, що зв'язує двигун з ходовою частиною автомобіля.
Версія для друку
Дата публікації 27.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.