транспортное средство с гибридной силовой установкой

Формула изобретения

1. Транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, обратимую электрическую машину, через реле-регулятор электрически связанную с блоком аккумуляторных батарей, а механически через электромуфту и сцепление с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания, коробку передач, тормозную систему с педалью, сопряженной с одним токорегулирующим устройством, систему управления, включающую педаль, сопряженную с другим токорегулирующим устройством, и центробежный выключатель обратимой электрической машины, отличающееся тем, что система управления дополнительно включает в себя микропроцессор, а двигатель внутреннего сгорания выполнен с устройством изменения его литража и числа работающих цилиндров, управляемым микропроцессором, к которому подключены выход центробежного выключателя, входы электромуфты и реле-регулятора и выходы указанных токорегулирующих устройств.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что обратимая электрическая машина выполнена в виде стартера-генератора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности в автомобилям с гибридными силовыми установками.

В настоящее время известно большое количество транспортных средств с гибридными силовыми установками, но наиболее близким к предлагаемому транспортному средству является средство по авторскому свидетельству СССР N 1096134, МПК B 60 K 17/00, 1984, содержащее двигатель внутреннего сгорания, обратимую электрическую машину, через реле-регулятор электрически связанную с блоком аккумуляторных батарей, а механически через электромуфту и сцепление с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания, коробку передач, тормозную систему с педалью, сопряженной с одним токорегулирующим устройством, систему управления, включающую педаль, сопряженность с другим токорегулирующим устройством, и центробежный выключатель обратимой электрической машины.

Недостатком известного транспортного средства является его низкая эффективность, т.к. в нем не предусмотрено оптимальное сочетание работы электрической машины и двигателя внутреннего сгорания, поскольку последний не имеет устройства изменения его литража и числа работающих цилиндров.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности транспортного средства за счет обеспечения оптимального сочетания работы обратимой электрической машины и двигателя внутреннего сгорания путем регулирования его литража и числа работающих цилиндров.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в транспортном средстве, содержащем двигатель внутреннего сгорания, обратимую электрическую машину, через реле-регулятор электрически связанную с блоком аккумуляторных батарей, а механически через электромуфту и сцепление с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания, коробку передач, тормозную систему с педалью, сопряженной с одним токорегулирующим устройством, систему управления, включающую педаль, сопряженную с другим токорегулирующим устройством, и центробежный выключатель обратимой электрической машины, согласно изобретению система управления дополнительно включает в себя микропроцессор, а двигатель внутреннего сгорания выполнен с устройством изменения его литража и числа работающих цилиндров, управляемых микропроцессором, к которому подключены выход центробежного выключателя, входы электромуфты и реле-регулятора и выходы указанных токорегулирующих устройств. Кроме того, обратимая электрическая машина может быть выполнена в виде стартер-генератора.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлено предлагаемое транспортное средство с гибридной силовой установкой.

На фиг. 2 - кинематическая и электрическая схема транспортного средства с гибридной силовой установкой.

Транспортное средство содержит многотопливный экономичный и экологичный двигатель 1 внутреннего сгорания с устройством изменения его литража и числа работающих цилиндров, сцепление 2 с гидромуфтой 3, педаль 4 сцепления 2, центробежный выключатель 5, обратимую электрическую машину, выполненную, например, в виде стартер-генератора 6, коробку 7 передач, электромуфту 8, стояночный тормоз 9, главную передачу с тормозным устройством 10 колес. В багажнике транспортного средства установлен блок аккумуляторных батарей 11. К органам управления транспортного средства относятся: педаль 12 управления двигателем 1 с токорегулирующим устройством 13, педаль 14 тормоза с токорегулирующим устройством 15, микропроцессор 16 управления двигателем 1 и реле-регулятор 17.

Транспортное средство работает следующим образом.

При запуске двигателя 1 стартером запуска является стартер-генератор 6, крутящий момент которого передается через электромуфту 8, сцепление 2 (коробка 7 передач находится в нейтральном положении) и далее через гидромуфту 3 на коленчатый вал двигателя 1. При этом нажатая педаль 12 управления двигателя 1 через свое токорегулирующее устройство 13 сигналом на микропроцессор 16 запускает двигатель 1. После запуска двигателя 1 отключение стартера-генератора 6 производится автоматический электромуфтой 8. Запущенный двигатель 1 прогревается, затем в одном из цилиндров двигателя 1 устанавливается работа на холостом ходу, а остальные цилиндры микропроцессором 16 при помощи устройства изменения литража двигателя 1 и числа его работающих цилиндров отключают путем остановки в них поршней.

При разгоне транспортного средства микропроцессор 16 при помощи устройства изменения литража двигателя 1 и числа его работающих цилиндров включает в работу все цилиндры и увеличивает литраж двигателя 1 до двух раз за счет удлинения хода поршней. При этом рукоятка коробки 7 передач стоит в положении вперед. Одновременно с работой двигателя 1 микропроцессор 16 через реле-регулятор 17 включает стартер-генератор 6 в работу в режиме электродвигателя, а электромуфта 8 передает вращающий момент стартера-генератора 6 через коробку 7 передач на сцепление 2, гидромуфту 3 и на коленчатый вал двигателя 1, тем самым помогая ему при разгоне транспортного средства. Работа стартера-генератора 6 производится за счет ранее накопленной электроэнергии при торможении транспортного средства. Достигнув 2/3 от номинальных оборотов коленчатого вала двигателя 1, центробежный выключатель 5 подает сигнал на микропроцессор 16, который выключает стартер-генератор 6 из работы, отключив электромуфту 8 и обеспечточив стартер-генератор 6.

При установившемся движении транспортного средства микропроцессор 16 с учетом нагрузки на двигатель 1 при помощи устройства изменения его литража и числа работающих цилиндров может отключить часть цилиндров, обеспечивая экономичный режим работы двигателя 1.

Для уменьшения скорости движения транспортного средства водитель нажимает на педаль 14 тормоза, которая своим токорегулирующим устройством 15 подает сигнал микропроцессору 16. Микропроцессор 16 при помощи устройства изменения литража двигателя 1 и числа его работающих цилиндров уменьшает литраж двигателя 1 и одновременно через реле-регулятор 17 включает электромуфту 8. Кинетическая энергия P (фиг. 1) массы движущегося транспортного средства через вращение колес преобразуется в трансмиссии во вращательный момент, который передается на главную передачу, а затем через электромуфту 8 на стартер-генератор 6. В свою очередь стартер-генератор 6, работая в режиме генератора и вырабатывая электроэнергию, отдает ее через реле-генератор 17 блоку аккумуляторных батарей 11, заряжая последние, что усиливает сопротивление движению транспортного средства и тем самым замедляет его. При торможении транспортного средства происходит то же самое, что при его замедлении, но и более ускоренном режиме и с большим зарядным током, направляемым блоку аккумуляторных батарей 11. В случае выхода из строя зарядного устройства в работу торможения вступает тормозное устройство 10 колес (фиг. 2).

Для увеличения скорости движения транспортного средства водитель нажимает на педаль 12 управления двигателем 1, которая своим токорегулирующим устройством 13 подает сигнал микропроцессору 16. Микропроцессор 16 в свою очередь при помощи устройства изменения литража двигателя 1 и числа его работающих цилиндров увеличивает литраж двигателя 1 за счет постепенного включения в работу ранее отключенных цилиндров и удлинения хода их поршней до максимального. При оборотах коленчатого вала двигателя 1 менее 2/3 от номинальных микропроцессор 16 через реле-регулятор 17 включает стартер-генератор 6, работающий в этом случае в режиме электродвигателя за счет ранее накопленной электроэнергии, а электромуфта 8 передает вращающий момент стартера-генератора 6 через коробку 7 передач на сцепление 2, гидромуфту 3 и на коленчатый вал двигателя 1. При достижении 2/3 от номинальных оборотов коленчатого вала двигателя 1, центробежный выключатель 5 подает сигнал на микропроцессор 16, который отключает.

При работе транспортного средства в закрытых помещениях: складах, гаражах и т. п., водитель останавливает двигатель 1 и включает стартер-генератор 6, работающий в режиме электродвигателя. При этом транспортное средство работает в режиме электродвигателя. При этом транспортное средство работает как электромобиль. Подзарядка блока акуумуляторных батарей 11 осуществляется двигателем 1 при движении и торможении транспортного средства.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает повышение эффективности транспортного средства за счет достижения оптимального сочетания работы обратимой электрической машины и двигателя внутреннего сгорания путем регулирования его литража и числа работающих цилиндров, что позволяет заменить коробку перемещенных передачи на коробку передач с передней и задней скоростями и нейтральным положением, а также сократить время и путь разгона транспортного средства и его расход топлива до 2 - 3 литров на 100 км пробега.