PL B1. Zespół napędowy pojazdu mechanicznego, zwłaszcza dla pojazdu przeznaczonego do użytkowania w ruchu miejskim

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. B60K 6/20 ( ) H02K 7/10 ( ) F16H 7/02 ( ) (54) Zespół napędowy pojazdu mechanicznego, zwłaszcza dla pojazdu przeznaczonego do użytkowania w ruchu miejskim (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 11/16 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 01/17 (73) Uprawniony z patentu: RRM-TECHNIC SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Czerwonak, PL (72) Twórca(y) wynalazku: ROBERT ROSIAK, Augustynowo, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Władysław Kowalkiewicz

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest zespół napędowy pojazdu mechanicznego, zwłaszcza dla pojazdu przeznaczonego do użytkowania w ruchu miejskim. Z opisu patentowego nr PL B1 oraz opisu patentowego nr PL B1 znane są układy napędowe pojazdów wyposażone w silnik cieplny lub elektryczny silnik połączony poprzez przekładnię bezstopniową z przekładnią planetarną w inercyjny akumulator energii oraz w akumulatory hydrauliczne. Z opisu ochronnego wzoru użytkowego nr PL62974 Y1 znany jest układ napędu autobusów wykorzystujący zespoły hybrydowe, każdy w postaci silnika spalinowego oraz elektrycznego, a także zblokowane z nim przekładnie automatyczne, wały napędowe i przekładnie kątowe połączone z kołami jezdnymi po każdej stronie pojazdu. Znany jest również standardowy samochód osobowy z silnikiem spalinowym, który został dodatkowo wyposażony w układ napędowy, który składa się z silników elektrycznych napędzających tylne koła pojazdu oraz systemu sterowania tymi silnikami, bateriami i innymi układami samochodu takimi jak ABS, ASR i tym podobne. Ten układ napędowy umożliwia jazdę bez uruchamiania silnika spalinowego. W czasie jazdy na silnikach elektrycznych silnik spalinowy samochodu jest wyłączony i nie napędza takich urządzeń jak: pompa hydrauliczna wspomagania układu kierowniczego, sprężarka klimatyzacji, pompa podciśnienia układu wspomagania hamulców, alternatora. Dla zapewnienia obsługi pojazdu podczas jazdy z silnikami elektrycznymi napędzającymi koła pojazdu, pojazd wyposażono w dodatkowy układ napędów pomocniczych, zawierający indywidualne elektryczne zespoły, takie jak: silnik elektryczny pompy wspomagania układu kierowniczego, silnik elektryczny pompy wspomagania układu hamulcowego, silnik elektryczny sprężarki klimatyzacji, z indywidualnymi układami stabilizacji parametrów pracy tych urządzeń pomocniczych napędów. Zamontowanie dodatkowych zaworów i osprzętu dla połączenia urządzeń wykonawczych tych napędów pomocniczych pojazdu zwiększa nakłady finansowe oraz masę pojazdu. Przy zmianie napędzania pojazdu zmieniają się również zasilania układów pomocniczych, co skutkuje innymi reakcjami urządzeń wykonawczych i wywołuje dyskomfort u kierującego pojazdem. Istota wynalazku polega na tym, że koło pasowe odwracalnej maszyny elektrycznej, koło pasowe pompy wspomagania układu kierowniczego pojazdu, koło pasowe pompy wspomagania układu hamulcowego, koło pasowe sprężarki klimatyzacji, oraz wieniec koła pasowego z jednokierunkowym sprzęgłem połączone są poprzez rolki kierunkowe elastycznym paskiem bez końca, natomiast element napędzany jednokierunkowego sprzęgła koła pasowego osadzonego na wale jest połączony z wałem głównym silnika spalinowego napędu pojazdu. Wejście sterujące przełącznika pracy odwracalnej maszyny elektrycznej połączone jest z czwartym wyjściem sterownika, wejście sterujące przekształtnika napięcia do zasilania elektrycznego silnika napędu osprzętu pomocniczego pojazdu połączone jest z trzecim wyjściem sterownika, a wejście sterujące przekształtnika napięcia do zasilania silników elektrycznych napędu pojazdu połączone jest z pierwszym wyjściem sterownika, natomiast drugie wyjście sterownika połączone jest z akumulatorem. Korzystnym jest gdy sterownik pracy napędów wyposażony jest w manipulator oraz monitor. W rozwiązaniu według wynalazku wyeliminowano wyposażenie pojazdu w drugi równoległy osprzęt wspomagający kierowanie pojazdem zawierający indywidualne siniki elektryczne pompy wspomagania układu kierowniczego, pompy wspomagania układu hamulcowego, sprężarki klimatyzacji, gdy pojazd napędzany jest silnikiem elektrycznym. Wyeliminowanie drugiego równoległego układu wspomagającego obniża koszty wyposażenia pojazdu, ale również eliminuje skomplikowane instalacje kojarzące ze sobą dwa układy pomp wspomagania układu kierowniczego, pomp wspomagania układu kierowniczego, dwóch agregatów klimatyzacji. Powyższe powoduje: zmniejszenie masy osprzętu, nie zajmuje dużo miejsca w pojeździe, zmniejsza ilość czynników chłodzących i płynów wspomagania, co przekłada się na ekologiczność pojazdu spowodowaną zmniejszeniem ilości odpadów wymagających utylizacji; podnosi bezpieczeństwa użytkowania pojazdu przez zachowanie tej samej charakterystyki pracy układów pomocniczych. Ponadto eliminuje konieczność dokładnej synchronizacji i ustalania momentu włączania elementów układu przy przechodzeniu na napęd elektryczny oraz spalinowy i odwrotnie. W pojeździe napędzanym silnikiem spalinowym, w przypadku awaryjnego zatrzymania silnika spalinowego w czasie ruchu pojazdu, sterownik uruchomi silnik elektryczny napędu osprzętu pomoc-

3 PL B1 3 niczego co spowoduje podtrzymanie działania osprzętu między innymi dla układów wspomagania kierownicy i wspomagania układu kierowniczego. Podczas pracy równoległej napędów istnieje możliwość włączania elektrycznego silnika napędu osprzętu pomocniczego, gdy pojazdowi potrzebny jest dodatkowy moment obrotowy lub moc, przykładowo podczas startu i przyspieszania, dotyczy to zwłaszcza pojazdów napędzanych silnikami spalinowymi o małej pojemności z działającą klimatyzacją. W wyniku czego uzyskuje się zmniejszenie zużycia paliwa oraz zmniejszenie zanieczyszczeń atmosfery. Rozwiązanie według wynalazku pozwala również na uzyskanie funkcji w układzie start stop, czyli zatrzymania silnika i start silnika spalinowego, gdy pojazd zatrzyma się na drodze pod semaforami i oczekuje na zielone światło. Pozwala również na wyłączenie silnika spalinowego przy zatrzymanym pojeździe podczas dużych upałów i włączenie silnika elektrycznego napędu osprzętu pojazdu dla zapewnienia pracy klimatyzacji oraz chłodzenia silnika w czasie postoju. Wynalazek w przykładowym wykonaniu uwidoczniono na rysunku który na fig. 1, gdzie przedstawiono jego ideę w ujęciu schematycznym. Zespół napędowy pojazdu mechanicznego zawiera silnik spalinowy 1 do napędu pojazdu, sprzęgło 4, przekładnie 5, mechanizm różnicowy 6, silniki elektryczne 14 do napędu pojazdu, przekształtnik napięcia 19 do zasilania silników elektrycznych 14 napędu pojazdu, akumulator 18, i sterownik 17. Osprzęt pomocniczy pojazdu zawiera odwracalną maszynę elektryczną 10: silnik napędu osprzętu pomocniczego pojazdu alternator, pompę 12 wspomagania układu kierowniczego, pompę 11 wspomagania układu hamulcowego, sprężarkę 13 klimatyzacji, koło pasowe 7 z jednokierunkowym sprzęgłem 8 napędu osprzętu pomocniczego pojazdu, elastyczny pasek 9 bez końca, przekształtnik napięcia 18 do zasilania elektrycznego silnika napędu osprzętu pomocniczego pojazdu, przełącznik pracy 16: silnik napędu osprzętu pomocniczego pojazdu alternator do ładowania akumulatora, manipulator 21 i monitor 22. Silnik spalinowy 1 wraz z przekładnią 5 zamontowany jest w ramie silnika spalinowego 1 pojazdu i połączony z przekładnią 5 poprzez sprzęgło 4 napędza koła przednie 3. Silniki elektryczne 14 napędzają koła tylne, przy czym stojan każdego silnika elektrycznego 14 zamocowany jest do jarzma, a wirnik każdego silnika elektrycznego 14 zamocowany jest do zwrotnicy koła. Akumulator 18 połączony jest z silnikami elektrycznymi 14 napędzającymi koła tylne poprzez przekształtnik napięcia 20, akumulator 18 również połączony jest z pierwszym wejściem przełącznika 16: tryb pracy silnik napędu osprzętu pomocniczego poprzez przekształtnik napięcia 19, a pierwsze wyjście przełącznika 16: połączone jest z zaciskami odwracalnej maszyny elektrycznej dla pracy jako silnik napędu osprzętu pomocniczego, akumulator 18 również jest połączony z drugim wejściem przełącznika pracy 16: tryb pracy ładowanie akumulatora przez alternator, a drugie wyjście przełącznika pracy 16: połączone jest z zaciskami odwracalnej maszyny elektrycznej dla pracy jako alternator. Koło pasowe odwracalnej maszyny elektrycznej 10, koło pasowe pompy 12 wspomagania układu kierowniczego pojazdu, koło pasowe pompy 11 wspomagania układu hamulcowego, koło pasowe sprężarki 13 klimatyzacji, oraz wieniec koła pasowego 7 z jednokierunkowym sprzęgłem 8 połączone są poprzez rolki kierunkowe elastycznym paskiem 9 bez końca, natomiast element napędzany jednokierunkowego sprzęgła 8 koła pasowego 7 osadzonego na wale jest połączony z wałem głównym 2 silnika spalinowego 1 napędu pojazdu. Wejście sterujące przełącznika pracy 16 połączone jest z czwartym wyjściem sterownika 17, wejście sterujące przekształtnika napięcia 19 do zasilania elektrycznego silnika 14 napędu osprzętu pomocniczego pojazdu połączone jest z trzecim wyjściem sterownika 17, a wejście sterujące przekształtnika napięcia 20 do zasilania silników elektrycznych 15 napędu pojazdu połączone jest z pierwszym wyjściem sterownika 17, natomiast drugie wyjście sterownika 16 połączone jest z akumulatorem 18. Sterownik 17 wyposażony jest w manipulator 21 oraz monitor 22. Zastrzeżenia patentowe 1. Zespół napędowy pojazdu mechanicznego, zwłaszcza dla pojazdu przeznaczonego do użytkowania w ruchu miejskim, zawierający silnik spalinowy do napędu pojazdu, sprzęgło, przekładnie, mechanizm różnicowy, silniki elektryczne do napędu pojazdu, przekształtnik napięcia do zasilania silników elektrycznych napędu pojazdu, akumulator, i sterownik, natomiast osprzęt pomocniczy pojazdu zawiera odwracalną maszynę elektryczną: silnik napędu osprzętu pomocniczego pojazdu alternator, pompę wspomagania układu kierowniczego, pompę wspomagania układu hamulcowego, sprę-

4 4 PL B1 żarkę klimatyzacji, koło pasowe z jednokierunkowym sprzęgłem napędu osprzętu pomocniczego pojazdu, elastyczny pasek bez końca, przekształtnik napięcia do zasilania elektrycznego silnika napędu osprzętu pomocniczego pojazdu, przełącznik pracy: silnik napędu osprzętu pomocniczego pojazdu alternator do ładowania akumulatora, manipulator i monitor, natomiast silnik spalinowy wraz z przekładnią zamontowany jest w ramie silnika spalinowego pojazdu i połączony z przekładnią poprzez sprzęgło i napędza koła przednie, natomiast silniki elektryczne napędzają koła tylne, przy czym stojan każdego silnika elektrycznego zamocowany jest do jarzma, a wirnik każdego silnika elektrycznego zamocowany jest do zwrotnicy koła, natomiast akumulator 18 połączony jest z silnikami elektrycznymi napędzającymi koła tylne poprzez przekształtnik napięcia, akumulator również połączony jest z pierwszym wejściem przełącznika: tryb pracy silnik napędu osprzętu pomocniczego poprzez przekształtnik napięcia, a pierwsze wyjście przełącznika: połączone jest z zaciskami odwracalnej maszyny elektrycznej dla pracy jako silnik napędu osprzętu pomocniczego, akumulator również jest połączony z drugim wejściem przełącznika pracy; tryb pracy ładowanie akumulatora przez alternator, a drugie wyjście przełącznika pracy: połączone jest z zaciskami odwracalnej maszyny elektrycznej dla pracy jako alternator, znamienny tym, że koło pasowe odwracalnej maszyny elektrycznej 10, koło pasowe pompy 12 wspomagania układu kierowniczego pojazdu, koło pasowe pompy 11 wspomagania układu hamulcowego, koło pasowe sprężarki 13 klimatyzacji, oraz wieniec koła pasowego 7 z jednokierunkowym sprzęgłem 8 połączone są poprzez rolki kierunkowe elastycznym paskiem 9 bez końca, natomiast element napędzany jednokierunkowego sprzęgła 8 koła pasowego 7 osadzonego na wale jest połączony z wałem głównym 2 silnika spalinowego 1 napędu pojazdu, ponadto Wejście sterujące przełącznika pracy 16 połączone jest z czwartym wyjściem sterownika 17, wejście sterujące przekształtnika napięcia 19 do zasilania elektrycznego silnika 14 napędu osprzętu pomocniczego pojazdu połączone jest z trzecim wyjściem sterownika 17, a wejście sterujące przekształtnika napięcia 20 do zasilania silników elektrycznych 15 napędu pojazdu połączone jest z pierwszym wyjściem sterownika 17, natomiast drugie wyjście sterownika 16 połączone jest z akumulatorem Zespół napędowy pojazdu według zastrz. 1, znamienny tym, że sterownik 17 wyposażony jest w manipulator 21 oraz monitor 22.

5 PL B1 5 Rysunek

6 6 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)