RU2765524C1 - Способ тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя - Google Patents
Способ тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765524C1 RU2765524C1 RU2020141239A RU2020141239A RU2765524C1 RU 2765524 C1 RU2765524 C1 RU 2765524C1 RU 2020141239 A RU2020141239 A RU 2020141239A RU 2020141239 A RU2020141239 A RU 2020141239A RU 2765524 C1 RU2765524 C1 RU 2765524C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- generator
- heat
- source
- starting
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для запуска двигателя автотранспортного средства и снабжения его теплом и электрической энергией при неработающем двигателе. Для работы автомобиля и запуска двигателя переводят генератор в режим двигателя и включают муфту. Подают напряжение на тяговое реле, перемещающее в продольном направлении ось вместе с шестерней, которая входит в зацепление с маховиком и передает ему крутящий момент от генератора через колесо. Маховик начинает поворачиваться, и двигатель запускается, вращая посредством коленчатого вала и обгонной муфты вал генератора, который переключают в режим генератора. После этого источник тепловой энергии, муфта и тяговое реле выключаются, и шестерня выходит из зацепления с маховиком, возвращаясь в исходное положение до пуска. Для поддержания тепла в двигателе и комфортной температуры внутри салона еще при работающем двигателе включают муфту и запускают источник тепловой энергии, после чего двигатель выключают. Работающий источник тепловой энергии продолжает вращать генератор, который снабжает электроэнергией электрическую сеть автомобиля, и нагревать выделяющимся при его работе теплом жидкость в емкости. При этом нагретая жидкость поднимается вверх самотеком, а на ее место из системы охлаждения притекает более холодная жидкость. Достигается упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для запуска двигателя автотранспортного средства и снабжения его теплом и электрической энергией при неработающем двигателе.
Прототипом является способ тепло- и электроснабжения автомобиля, включающий запуск основного двигателя, продуцирование электрической и тепловой энергий источником, имеющим общий с основным двигателем генератор и систему охлаждения, и перевод источника в рабочий режим генератором [Пат. РФ 2566577, МПК В60Н 1/00, 2015].
Недостатками прототипа являются:
- относительно сложная конструкция двигателя, предполагающая наличие стартера для запуска;
- необходимость установки на автомобиле мощной аккумуляторной (как на обычных автомобилях со стартером) батареи.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, упрощение конструкции, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что в способе тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя, включающем запуск основного двигателя, продуцирование электрической и тепловой энергий источником, имеющим общий с основным двигателем генератор и систему охлаждения, и перевод источника в рабочий режим генератором, запуск основного двигателя производят источником.
Запуск основного двигателя осуществляют и генератором. Запуск основного двигателя осуществляют и источником и генератором. Начало рабочего режима источника сопровождают нагревом жидкости в системе охлаждения. Источник переводят в рабочий режим и вручную. Источник переводят в рабочий режим и с помощью энергии маховика, в качестве которого используют ротор генератора.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Осуществление запуска основного двигателя источником позволяет отказаться от стартера, при этом источник может выполнять две функции - производить пуск двигателя и продуцировать тепло- и электроэнергию. Генератор также помимо своей основной функции (режим генератора) выполняет еще и функцию стартера (режим двигателя). Все это упрощает конструкцию двигателя автомобиля. Кроме того, такая конструкция позволяет уменьшить емкость и мощность аккумуляторной батареи, которая используется только для запуска маломощного источника, например одноцилиндрового ДВС. Все это, в конечном счете, уменьшает массу автомобиля, что улучшает эксплуатационные характеристики.
Осуществление запуска основного двигателя и генератором позволяет заводить этот двигатель без источника в тех случаях, когда для поворота маховика требуется небольшой крутящий момент, например в теплое время года или при теплом двигателе. Это расширяет функциональные возможности, поскольку генератор помимо своей основной функции выполняет и функцию стартера основного двигателя.
Осуществление запуска основного двигателя и источником и генератором увеличивает крутящий момент на маховике указанного двигателя, что способствует его устойчивому запуску при очень низких температурах окружающего воздуха.
Нагревание жидкости в системе охлаждения в начале рабочего режима источника способствует устойчивому запуску последнего при низких температурах, при этом из-за незначительного размера источника требуется прогреть небольшой объем жидкости вокруг него, т.е. осуществить локальный нагрев источника, содействующий устойчивому запуску. Это повышает эксплуатационные характеристики.
Перевод источника в рабочий режим и вручную позволяет завести, в конечном счете, основной двигатель в случае сильно разряженной аккумуляторной батареи, что повышает эксплуатационные характеристики.
Перевод источника в рабочий режим с помощью энергии маховика, в качестве которого используют ротор генератора,, позволяет вручную (например при разряженной батареи) запустить источник физически слабому человеку путем раскрутки ротора и последующего включения муфты, соединяющей вал генератора с валом отбора мощности (крутящего момента) источника. Это также повышает эксплуатационные характеристики.
Изобретение поясняется чертежом.
На фиг. изображена схема системы тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя.
Система тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя содержит источник 1 продуцирования тепловой энергии (например одноцилиндровый ДВС), заключенный в емкость 2 с охлаждающей жидкостью 3, которая посредством труб 4, 5 соединена с системой охлаждения основного двигателя 6 автомобиля. Вал 7 съема крутящего момента источника через муфту 8 соединен с одним концом вала генератора 9, на котором жестко закреплено зубчатое колесо 10, сопряженное с шестерней 11, которая имеет возможность взаимодействия с зубчатым маховиком 12 основного двигателя, а также вращения и осевого перемещения вместе с осью 13, взаимодействующей с тяговым реле 14. Другой конец вала генератора через обгонную муфту 15 кинематически связан с коленчатым валом 16 основного двигателя. Выхлопная труба 17 источника может быть соединена с выхлопной системой 18 основного двигателя. Источник может быть снабжен устройством 19 ручного пуска, имеющего возможность взаимодействия со вторым концом вала генератора.
Работает система тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя следующим образом.
При неработающем основном двигателе 6 муфта 8 разъединена, а тяговое реле 14 выключено. Для пуска основного двигателя в благоприятных условиях, когда для вращения маховика 12 требуется небольшой крутящий момент и относительно малая мощность, которые могут быть обеспечены генератором 9, последний включают в режим двигателя. Одновременно подают напряжение на тяговое реле 14, перемещающее в продольном направлении ось 13 вместе с шестерней 11, которая входит в зацепление с маховиком 12 и передает ему крутящий момент от генератора 12 через колесо 10. Маховик начинает поворачиваться, и основной двигатель запускается, вращая посредством коленчатого вала 16 и обгонной муфты 15 вал генератора 9, который переключают в режим генератора. После этого тяговое реле 14 выключается, и шестерня 11 выходит из зацепления с маховиком, возвращаясь в исходное положение до пуска. Поскольку для такого пуска требуется относительно небольшие крутящий момент и мощность, то аккумуляторная батарея может быть меньшей емкости и мощности, чем в обычных случаях.
Если для пуска основного двигателя требуется больший крутящий момент из-за неблагоприятных условий, то переводят генератор 9 в режим двигателя и включают муфту 8, в результате чего начинает вращаться вал 7 съема крутящего момента источника 1, переводя последний в рабочий режим, т.е. запуская его. После этого вводят шестерню 11 в зацепление с маховиком 12 посредством включения тягового реле 14. Заметим, что генератор 9 может при этом оставаться работать в режиме двигателя, увеличивая крутящий момент вала 7, или может быть отключен (например отсоединением обмотки), если нет необходимости в увеличении указанного крутящего момента. Основной двигатель запускается, генератор переводят в режим генератора, а источник 1, муфта 8 и тяговое реле 14 выключаются. Заметим, что при отключенной обмотке генератора его вращающийся ротор играет роль маховика, энергию которого можно использовать как для запуска основного двигателя, так и для пуска источника.
В особо тяжелых условиях пуска основного двигателя, при очень низких температурах, сначала запускают описанным способом источник 1, который, выделяя тепло в процессе своей работы, нагревает жидкость в системе охлаждения, благодаря чему повышается температура блока цилиндров основного двигателя и повышаются смазывающие свойства масляной пленки на внутренних стенках цилиндров. После нагрева жидкости в системе охлаждения включают тяговое реле 14 и заводят основной двигатель.
Если, например аккумуляторная батарея сильно разряжена и не обеспечивает работу генератора 9 в режиме двигателя, то запуск источника 1 проводят с помощью устройства 19 ручного запуска, например посредством рукоятки, которой вращают через вал генератора и включенную муфту 8 вал 7 источника. В случае невозможности завести источник таким образом, разъединяют муфту 8 и раскручивают рукояткой 19 вал генератора 9, после чего включают муфту 8, используя энергию вращающегося ротора для запуска источника 1. Если и в этом случае запуск произвести не удалось, например при плохой воспламеняемости топливной смеси при низких температурах, то локально нагревают жидкость в системе охлаждения около источника 1 каким-либо Образом и поднимают температуру последнего. При этом трубы 4, 5 могут быть временно перекрыты (пережаты) для предотвращения распространения теплой жидкости (самотеком) по всей системе охлаждения. После нагрева источника 1 его запускают любым из описанных способов. Заметим, что работа источника 1 осуществляется системой питания (не показана) как в обычных двигателях, например при помощи впрыска топлива форсункой.
На стоянке в холодное время года для поддержания тепла в основном двигателе и/или комфортной температуры внутри салона транспортного средства (автомобиля) еще при работающем основном двигателе включают муфту 8 и запускают источник 1, после чего основной двигатель выключают. Работающий источник продолжает вращать генератор 9, который снабжает электроэнергией электрическую сеть автомобиля, и нагревать выделяющимся при его работе теплом жидкость в емкости 2. При этом нагретая жидкость поднимается за счет меньшей плотности вверх самотеком (или принудительно посредством, например насоса), а на ее место из системы охлаждения притекает более холодная жидкость. В результате температура во всей системе охлаждения, а следовательно, и в теплообменнике печки автомобиля поддерживается на должном уровне, а в салоне создаются комфортные условия. Если отсутствует необходимость в снабжении транспортного средства на стоянке электроэнергией, то муфту 8 выключают, и автомобиль снабжается только теплом.
Подобным образом можно создавать нужную температуру в автомобиле (двигателе) в холодное время года перед поездкой после длительной, например ночной стоянки.
Внедрение изобретения позволит создать автономную и простую по конструкции систему тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя, в которой можно использовать более дешевое (по сравнению с основным двигателем) топливо, в том числе и газ. Кроме того, элементы этой системы используются также для пуска основного двигателя без традиционного стартера, в качестве которого используют генератор, мощность которого меньше обычно применяемых для этого стартеров. Это дает возможность уменьшить мощность и емкость аккумуляторной батареи транспортного средства и снизить массу последнего.
Claims (6)
1. Способ тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя, включающий запуск двигателя, выработку тепла имеющим с двигателем общую систему охлаждения источником тепловой энергии, создание им на своем валу крутящего момента, обеспечивающего вращение ротора генератора, и продуцирование последним электрической энергии, отличающийся тем, что запуск двигателя производят посредством вала источника тепловой энергии, который через муфту и зубчатую передачу соединяют с зубчатым маховиком двигателя.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что запуск двигателя осуществляют и ротором генератора, который через зубчатую передачу соединяют с зубчатым маховиком двигателя.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что запуск основного двигателя осуществляют и ротором генератора и валом источника тепловой энергии.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что начало рабочего режима источника тепловой энергии сопровождают нагревом жидкости в системе охлаждения двигателя.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что источник тепловой энергии переводят в рабочий режим и вручную.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что источник тепловой энергии переводят в рабочий режим и с помощью энергии маховика, в качестве которого используют ротор генератора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141239A RU2765524C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020141239A RU2765524C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765524C1 true RU2765524C1 (ru) | 2022-01-31 |
Family
ID=80214480
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020141239A RU2765524C1 (ru) | 2020-12-14 | 2020-12-14 | Способ тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765524C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2268393C1 (ru) * | 2005-01-27 | 2006-01-20 | Закрытое акционерное общество "МЭТР" | Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания |
RU2380240C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2010-01-27 | Юрий Александрович Губочкин | Привод гибридного автомобиля |
RU2566577C1 (ru) * | 2014-08-13 | 2015-10-27 | Евгений Александрович Оленев | Система тепло- и электроснабжения автомобиля |
US9580003B2 (en) * | 2012-10-01 | 2017-02-28 | Thermo King Corporation | Methods and systems for starting an electrically controlled engine of a transport refrigeration system |
-
2020
- 2020-12-14 RU RU2020141239A patent/RU2765524C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2268393C1 (ru) * | 2005-01-27 | 2006-01-20 | Закрытое акционерное общество "МЭТР" | Устройство для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания |
RU2380240C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2010-01-27 | Юрий Александрович Губочкин | Привод гибридного автомобиля |
US9580003B2 (en) * | 2012-10-01 | 2017-02-28 | Thermo King Corporation | Methods and systems for starting an electrically controlled engine of a transport refrigeration system |
RU2566577C1 (ru) * | 2014-08-13 | 2015-10-27 | Евгений Александрович Оленев | Система тепло- и электроснабжения автомобиля |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9587546B2 (en) | Methods and systems for hybrid vehicle waste heat recovery | |
US10145279B2 (en) | Methods and systems for utilizing waste heat for a hybrid vehicle | |
US7726130B2 (en) | Stirling-electric hybrid automobile | |
US20090013952A1 (en) | System and method for powering a mechanically driven accessory component in an automotive vehicle | |
US2070615A (en) | Operating apparatus for internal combustion engines | |
US8600615B2 (en) | Vehicle cabin warm-up | |
US9309785B2 (en) | Air start steam engine | |
US20100131152A1 (en) | System, device and method for automatically stopping and starting engines of motor vehicles | |
US8459391B2 (en) | Air start steam engine | |
JP2004052672A (ja) | ハイブリッド車及びその制御方法 | |
RU2765524C1 (ru) | Способ тепло- и электроснабжения автомобиля и запуска его двигателя | |
US9956848B2 (en) | System and method for heating a vehicle cabin | |
US1409736A (en) | Power plant | |
RU2566577C1 (ru) | Система тепло- и электроснабжения автомобиля | |
JP4042274B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射弁加熱装置 | |
WO2011039447A1 (fr) | Systeme et procede de controle de la temperature de l'habitacle d'un vehicule automobile | |
RU127823U1 (ru) | Система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания и отопления салона транспортного средства | |
JP4306099B2 (ja) | 蓄熱装置を有する内燃機関及び熱媒体の供給制御装置 | |
RU78733U1 (ru) | Система жидкостного охлаждения двигателя внутреннего сгорания и отопления салона транспортного средства (варианты) | |
RU2078982C1 (ru) | Система пуска двигателя | |
US20110260529A1 (en) | On-demand electric power control strategy | |
US11597266B1 (en) | Apparatus and system for vehicle propulsion | |
JP3687368B2 (ja) | 車両の始動制御装置 | |
JP2013203150A (ja) | プラグインハイブリッド自動車 | |
JP3812530B2 (ja) | 車載器機の昇温装置 |