PL197625B1 - Układ do odzyskiwania energii kinetycznej pojazdu napędzanego silnikiem spalinowym - Google Patents

Abstract

1. Układ do odzyskiwania energii kinetycznej pojazdu napędzanego silnikiem spalinowym, zawierający pneumatyczny akumulator, przewody przepływowe oraz zawory, znamienny tym, że pneumatyczny akumulator (1) jest połączony poprzez rozprężający przewód (2) i rozdzielczy zespół (3) rozprężający z dolotowym przewodem (4) powietrza oraz poprzez sprężający przewód (5) i rozdzielczy zespół (6) sprężający z wydechowym przewodem (7) spalin.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ do odzyskiwania energii kinetycznej pojazdu napędzanego silnikiem spalinowym mający zastosowanie, w szczególności w pojazdach samochodowych napędzanych silnikami wysokoprężnymi.

Podczas hamowania pojazdu napędzanego silnikiem spalinowym jego energia kinetyczna jest zamieniana na ciepło w układzie hamulcowym i tym samym całkowicie tracona. W trakcie ponownego rozpędzania pojazdu następującego po hamowaniu energia kinetyczna jest dostarczana przez silnik kosztem zużycia paliwa.

Znane są rozwiązania zmierzające do odzyskania i wykorzystania energii kinetycznej hamowania przy użyciu koła zamachowego. Znane są również rozwiązania stosowane w napędach elektrycznych czy hybrydowych, w których podczas hamowania silnik elektryczny jest wykorzystywany jako prądnica, co pozwala na odzyskanie części energii kinetycznej w postaci energii elektrycznej.

Celem wynalazku jest opracowanie rozwiązania pozwalającego na odzyskiwanie i wykorzystywanie energii kinetycznej pojazdu traconej dotychczas bezpowrotnie w trakcie hamowania.

Układ do odzyskiwania energii kinetycznej pojazdu napędzanego silnikiem spalinowym, według wynalazku zawiera pneumatyczny akumulator, przewody przepływowe oraz zawory. Układ charakteryzuje się tym, że pneumatyczny akumulator jest połączony poprzez rozprężający przewód i rozdzielczy zespół rozprężający z dolotowym przewodem powietrza oraz poprzez sprężający przewód i rozdzielczy zespół sprężający z wydechowym przewodem spalin.

W korzystnym wykonaniu rozdzielczy zespół rozprężający jest złożony z odcinającego zaworu rozprężającego usytuowanego na rozprężającym przewodzie i odcinającego zaworu ssania usytuowanego na dolotowym przewodzie przed miejscem przyłączenia rozprężającego przewodu do dolotowego przewodu. Jednocześnie rozdzielczy zespół sprężający jest złożony z odcinającego zaworu sprężającego usytuowanego na sprężającym przewodzie i odcinającego zaworu wydechu usytuowanego na wydechowym przewodzie za miejscem przyłączenia sprężającego przewodu do wydechowego przewodu.

Równie celowe jest, kiedy rozdzielczy zespół rozprężający jest złożony z odcinającego zaworu rozprężającego usytuowanego na rozprężającym przewodzie i odcinającego zaworu ssania usytuowanego na dolotowym przewodzie przed miejscem przyłączenia rozprężającego przewodu do dolotowego przewodu, a rozdzielczy zespół sprężający ma postać rozdzielczego zaworu trójdrożnego.

Według równie pożądanej realizacji rozdzielczy zespół rozprężający ma postać rozdzielczego zaworu trójdrożnego, a rozdzielczy zespół sprężający jest złożony z odcinającego zaworu sprężającego usytuowanego na sprężającym przewodzie i odcinającego zaworu wydechu usytuowanego na wydechowym przewodzie za miejscem przyłączenia sprężającego przewodu do wydechowego przewodu.

Takie same korzyści uzyskuje się, kiedy rozdzielczy zespół rozprężający i rozdzielczy zespół sprężający mają postać rozdzielczego zaworu trójdrożnego każdy.

Układ do odzyskiwania energii kinetycznej, według wynalazku zapewnia zmniejszenie zużycia paliwa przy jednoczesnym uzyskaniu zwiększonej mocy i momentu obrotowego silnika podczas jego pracy na niskich obrotach oraz ograniczenie zużycia układu hamulcowego pojazdu, w szczególności dzięki zastosowaniu rozdzielczych zespołów pozwalających na skierowanie odzyskanej energii kinetycznej hamowania do pneumatycznego akumulatora i jej wykorzystanie w trakcie rozpędzania pojazdu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat układu wraz z silnikiem.

Układ według wynalazku zawiera pneumatyczny akumulator 1, połączony poprzez rozprężający przewód 2 i rozdzielczy zespół 3 rozprężający z dolotowym przewodem 4 powietrza oraz poprzez sprężający przewód 5 i rozdzielczy zespół 6 sprężający z wydechowym przewodem 7 spalin. Rozdzielczy zespół 3 rozprężający jest złożony z odcinającego zaworu 8 rozprężającego i odcinającego zaworu 9 ssania. Odcinający zawór 8 jest umiejscowiony na przewodzie 2, a odcinający zawór 9 jest umiejscowiony na przewodzie 4 przed miejscem przyłączenia przewodu 2 do przewodu 4. Rozdzielczy zespół 6 sprężający jest złożony z odcinającego zaworu 10 sprężającego i odcinającego zaworu 11 wydechu. Odcinający zawór 10 jest umiejscowiony na przewodzie 5, a odcinający zawór 11 jest umiejscowiony na przewodzie 7 za miejscem przyłączenia przewodu 5 do przewodu 7.

W trakcie hamowania pojazdu za pomocą silnika 12, po odcięciu dopływu paliwa jest on napędzany bezwładnością pojazdu pracując jako sprężarka tłokowa i tłocząc powietrze pobierane z atmosfery

PL 197 625 B1 poprzez dolotowy przewód 4 do wydechowego przewodu 7. Po wykonaniu przez silnik 12 pewnej liczby obrotów potrzebnych do usunięcia spalin, odcinający zawór 11 zamyka wydechowy przewód 7, a jednocześnie otwarcie zaworu 10 powoduje przepływ strumienia powietrza przez przewód 5 do akumulatora 1. Przy końcu hamowania następuje zamknięcie zaworu 10 z jednoczesnym otwarciem zaworu 11, a powietrze ponownie przepływa przez wydechowy przewód 7 do atmosfery. Na początku rozpędzania pojazdu odcinający zawór 9 zamyka dolotowy przewód 4, a jednocześnie otwarcie zaworu 8 powoduje przepływ sprężonego powietrza z akumulatora 1, przez przewód 2 do silnika 12.

W momencie obniżenia poziomu ciśnienia w akumulatorze 1 do wartości zbliżonej do ciśnienia atmosferycznego, następuje zamknięcie odcinającego zaworu 8 z jednoczesnym otwarciem zaworu 9, a silnik 12 ponownie pobiera powietrze dolotowym przewodem 4 z atmosfery.

Układ jest szczególnie przydatny do zastosowania w napędzanych silnikami spalinowymi pojazdach użytkowanych w warunkach wymagających częstego zatrzymywania lub zwalniania, a następnie rozpędzania, np. w ruchu miejskim.

Claims (5)

1. Układ do odzyskiwania energii kinetycznej pojazdu napędzanego siinikiem spalinowym, zawierający pneumatyczny akumulator, przewody przepływowe oraz zawory, znamienny tym, że pneumatyczny akumulator (1) jest połączony poprzez rozprężający przewód (2) i rozdzielczy zespół (3) rozprężający z dolotowym przewodem (4) powietrza oraz poprzez sprężający przewód (5) i rozdzielczy zespół (6) sprężający z wydechowym przewodem (7) spalin.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że rozdzielczy zespół (3) rozprężający jest złożony z odcinającego zaworu (8) rozprężającego usytuowanego na rozprężającym przewodzie (2) i odcinającego zaworu (9) ssania usytuowanego na dolotowym przewodzie (4) przed miejscem przyłączenia rozprężającego przewodu (2) do dolotowego przewodu (4), a rozdzielczy zespół (6) sprężający jest złożony z odcinającego zaworu (10) sprężającego usytuowanego na sprężającym przewodzie (5) i odcinającego zaworu (11) wydechu usytuowanego na wydechowym przewodzie (7) za miejscem przyłączenia sprężającego przewodu (5) do wydechowego przewodu (7).

3. Ukkaó według 1, znamienny tym, że rozdzielczy zespół (3) rozprężający jesS ztóżony z odcinającego zaworu (8) rozprężającego usytuowanego na rozprężającym przewodzie (2) i odcinającego zaworu (9) ssania usytuowanego na dolotowym przewodzie (4) przed miejscem przyłączenia rozprężającego przewodu (2) do dolotowego przewodu (4), a rozdzielczy zespół (6) sprężający ma postać rozdzielczego zaworu trójdrożnego.

4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym. że rozdzielczy zespóó (3) rozprężający ma postać rozdzielczego zaworu trójdrożnego, a rozdzielczy zespół (6) sprężający jest złożony z odcinającego zaworu (10) sprężającego usytuowanego na sprężającym przewodzie (5) i odcinającego zaworu (11) wydechu usytuowanego na wydechowym przewodzie (7) za miejscem przyłączenia sprężającego przewodu (5) do wydechowego przewodu (7).

5. Ukkadwedług zasSrz. 1, znamiennytym, że rozdzielczyzespół (3) rozprężający i rozdzielczy zespół (6) sprężający mają postać rozdzielczego zaworu trójdrożnego każdy.