Область техники

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к автомобильному транспорту, и более конкретно к устройствам для подачи дополнительной электрической энергии в систему энергоснабжения транспортных средств путем использования энергии колебаний подвески корпуса транспортного средства.

Уровень техники

В настоящее время большое внимание уделяется перспективным техническим решениям по созданию и совершенствованию параметров автотранспортных средств с тяговым электроприводом (см. например «Энергоустановки автомобильного транспорта с тяговым электроприводом». Авторы: Лежнев Л.Ю., Хрипач Н.А., Шустров Ф.А., Папкин Б.А., Петриченко Д.А., Иванов Д.А., Татарников А.П., Коротков В. С., Неверов В.А. Монография, Тамбов, 2017 г.).

Также широко известны устройства для преобразования энергии механических колебаний подвески корпуса транспортного средства в электрическую энергию, например, из авторского свидетельства SU 765033, опубликованного 23.09.1980, МПК B60G13/18.

Наиболее близким по технической сущности является патент US4032829, опубликованный 28.06.1977, МПК В60К25/10, который описывает устройство для преобразования механической энергии в энергию для зарядки аккумуляторной батареи транспортного средства, имеющего шасси с осями колес, причем указанное устройство содержит муфты, приспособленные для закрепления на одной из осей, горизонтальный вращающийся вал, выполненный с возможностью сцепления с шасси транспортного средства, первый вертикальный преобразователь возвратно- поступательного движения, включающий в себя удлиненный корпус зубчатой рейки, функционально соединенный с упомянутой муфтой, зубчатую рейку выполненную короче, чем упомянутый корпус зубчатой рейки, установленный в ней с возможностью скольжения для возвратно - поступательного перемещения относительно нее, зубчатое зацепление с упомянутой зубчатой рейкой, осевую муфту, приводящую в движение упомянутую шестерню к указанному валу, посредством чего упомянутый преобразователь движения реагирует на прерывистые и нерегулярные прямолинейные движения, полученные от неровностей дорожного покрытия, посредством упомянутой осевой муфты, для придания соответственно нерегулярным и однонаправленным крутящим моментам тяги к указанному валу; указанный вал оперативно соединен с ведомым соединением с упомянутой муфтой, вал, приводимый в движение указанным валом для единого с ним вращения и, тем самым, сглаживая эффекты упомянутых случайных и нерегулярных крутящих моментов тяги на указанном валу и, делая более регулярным и непрерывным вращение указанный вал и генератор электрического тока соединен с указанным валом и имеет проводник с выходным током, выполненный с возможностью электрического соединения при перезарядке с аккумуляторными батареями транспортного средства.

Технической проблемой указанного технического решения является то, что данное устройство может устанавливается только на балку заднего моста, то есть устройство невозможно установить на элемент подвески современного транспортного средства в местах крепления амортизатора.

Сущность полезной модели по первому варианту

Указанная техническая проблема по первому варианту решается за счет того, что согласно предлагаемой полезной модели, устройство для преобразования энергии механических колебаний подвески корпуса транспортного средства в электрическую энергию, содержит: корпус амортизатора колеса транспортного средства 2 с кронштейном крепления валов 23, который неподвижно закреплен на корпусе 1 транспортного средства, качающийся рычаг 11, соединенный с подвеской колеса, возвратную пружину подвески транспортного средства 12, а также рейку 8, установленную на штоке амортизатора 9 колеса и получающую возвратно- поступательное движение от рычага 11 , соединенного с колесом (на фигурах не показано) и возвратной пружины 12 подвески, причем рейка выполнена с возможностью вращения, по меньшей мере, двух зубчатых колес привода 4, выполненных с возможностью передачи через, по меньшей мере, две разнонаправленные обгонные муфты 6, 7 вращения на ведомый вал 14, который вращает дополнительный генератор системы энергоснабжения транспортного средства. В одном из вариантов осуществления устройства, первая, из двух указанных, обгонная муфта встроена в первое зубчатое колесо.

В другом варианте осуществления устройства, вторая, из двух указанных, обгонная муфта выполнена в отдельном корпусе и как одно целое со вторым зубчатым колесом В другом варианте осуществления, устройство содержит паразитную шестерню, устанавливаемую между двумя зубчатыми колесами привода, для обеспечения одинакового направления вращения ведомого вала.

Сущность полезной модели по второму варианту

Указанная выше техническая проблема по второму варианту осуществления решается за счет того, что согласно предлагаемой полезной модели, устройство для преобразования энергии механических колебаний подвески корпуса транспортного средства в электрическую энергию, содержит корпус 2 амортизатора колеса транспортного средства, который неподвижно закреплен на корпусе 1 транспортного средства, с кронштейном крепления, по меньшей мере, один пьезоэлектрический элемент 18, качающийся рычаг 11, соединенный с подвеской колеса, возвратную пружину подвески транспортного средства 12, а также зубчатую кулачковую гребёнку 19, установленную на кронштейне держателя зубчатой кулачковой гребёнки 20, соединённого со штоком 9 амортизатора, и получающую возвратно- поступательное движение от рычага 11 , соединенного с подвеской колеса и возвратной пружины 12 подвески, причем указанная гребёнка 9 выполнена с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения от колеса 21 транспортного средства, через рычаг 11, в механическое воздействие на пьезоэлектрический элемент 18, который в свою очередь создает электрический потенциал, создающий электрический ток, подаваемый в систему энергоснабжения транспортного средства.

Перечень чертежей по первому варианту

Конструкция устройства по первому варианту изображена на фигурах 1 - 5 :

На фигуре 1 изображен вид устройства спереди.

На фигуре 2 изображен вид устройства сверху.

На фигуре 3 изображен вид рейки с зубчатыми колесами привода и с одной из разнонаправленных обгонных муфт.

На фигуре 4 изображен вид устройства сбоку.

На фигуре 5 изображен вид устройства сзади.

Перечень чертежей по второму варианту

Конструкция устройства по второму варианту изображена на фигурах 6 - 7 : На фигуре 6 изображен вид устройства.

На фигуре 7 изображен увеличенный вид механизма с зубчатой кулачковой гребенкой, который выполнен с возможностью преобразования возвратно- поступательного движения колеса в механическое воздействие на пьезоэлектрический элемент.

Перечень позиций чертежей по первому варианту На фигурах 1-5 цифрами обозначены следующие элементы:

1- корпус транспортного средства;

2 - корпус амортизатора колеса транспортного средства;

3 - конец ведомого вала-шестерни, присоединяемый к генератору;

4 - зубчатые колеса привода; 5 - шестерня паразитная;

6 - односторонняя муфта, связанная с зубчатым колесом;

7 - односторонняя муфта, встроенная в зубчатое колесо;

8 - рейка;

9 - шток амортизатора; 10 - подвижный кронштейн рейки;

11 - качающийся рычаг, соединенный с подвеской колеса;

12 - возвратная пружина подвески транспортного средства;

13 - ведущий вал;

14 - ведомый вал, присоединяемый к генератору; 15 - маховик ведомого вала;

16- шарнир.

Перечень позиций чертежей по второму варианту На фигурах 6 - 7 цифрами обозначены следующие элементы: 17 - нажимная пластинчатая пружина;

18 -пьезоэлектрический элемент;

19 - зубчатая кулачковая гребёнка;

20 —кронштейн держателя зубчатой кулачковой гребёнки _†

21 —колесо;

22 —кронштейн крепления валов привода;

23 - кронштейн крепления пьезоэлектрического элемента.

Осуществление полезной модели по первому варианту

Устройство согласно первому варианту предлагаемой полезной модели работает следующим образом. Устройство содержит корпус амортизатора колеса транспортного средства 2 с кронштейном крепления валов 22, которые неподвижно закреплены на корпусе 1 транспортного средства, качающийся рычаг подвески колеса 11, соединенный с подвеской колеса, возвратную пружину подвески транспортного средства 12, а также рейку 8, которая приводится в возвратно-поступательное движение штоком амортизатора 9 колеса. При движении транспортного средства, происходит его покачивание на неровностях дороги, а также при разгоне и торможении, соответственно, происходит перемещение качающегося рычага 11 по отношению к корпусу транспортного средства 1. При этом происходит возвратно-поступательное движении рейки 8, которая через зубчатые колеса привода 4 и разнонаправленные обгонные муфты 6, 7 приводят во вращение ведомый вал 14, который вращает дополнительный генератор системы энергоснабжения транспортного средства. Кроме этого устройство содержит паразитную шестерню 5, устанавливаемую между двумя зубчатыми колесами привода 4, для обеспечения одинакового направления их вращения. Паразитная шестерня 5 сцепляет зубчатые колеса привода 4, являясь по отношению к одному из них ведомым, а по отношению к другому - ведущим, и далее изменяет направление вращения ведомого колеса на обратное, при обратном ходе колеса транспортного средства, таким образом обеспечивая одинаковое направление вращения ведомого вала 14 и, соответственно, вспомогательного генератора. Этот вал присоединяется к дополнительному генератору. Плавность вращения обеспечивается маховиком 15. Тем самым достигается получение дополнительной электрической энергии, которая подается в систему энергоснабжения транспортных средств.

Осуществление полезной модели по второму варианту

Устройство согласно второму варианту предлагаемой полезной модели работает следующим образом. Устройство содержит корпус 1 транспортного средства, корпус амортизатора колеса 2 с кронштейном крепления пьезоэлектрического элемента 23. К подвижному штоку амортизатора 9 крепится кронштейн держателя 20 зубчатой кулачковой гребёнки 19. Качающийся рычаг 11, соединенный с подвеской колеса, который прикреплен к оси колеса 21, перемещается вверх - вниз под воздействием неровностей дороги и возвратной пружины 12 подвески транспортного средства.

При качании транспортного средства, возникает возвратно-поступательное движение зубчатой кулачковой гребёнки 19 и её зубцы воздействуя на нажимную пластинчатую пружину 17, воздействуют тем самым на пьезоэлектрический элемент 18, который в свою очередь создает электрический потенциал, создающий электрический ток, подаваемый в систему энергоснабжения транспортного средства.

Специалисту понятно, что конкретный вариант осуществления нажимного элемента может отличаться от нажимной пластинчатой пружины, описанной в данной заявке, при сохранении основной функции по преобразованию возвратно-поступательного движения от колеса транспортного средства, через рычаг и гребёнку, в механическое воздействие на пьезоэлектрический элемент. Например, может использоваться иная форма нажимного элемента. Также специалисту понятно, что конкретный вариант осуществления пьезоэлектрического элемента может отличаться от описанного в данной заявке, при сохранении его основной функции по созданию электрического потенциала и создании электрического тока. Например, может использоваться несколько пьезоэлектрических элементов, объединённых в батарею.