[01] A presente invenção descreve um dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque. Mais especificamente compreende um dispositivo elétrico dotado por eixo diferencial e acionado por motor elétrico que permite sua adaptação e aplicação em caminhões, veículos de carga ou veículos de tração para rebocar implementos ou reboques, com objetivo de substituir o eixo de arrasto de forma auxiliar o powertrain convencional, movido a combustão, aplicado nestes modelos de veículos.

[02] Esta nova forma construtiva proporciona meios para o controle do acionamento da tração auxiliar, melhorando o consumo de combustível, aumentando o controle da frenagem, a capacidade de carga PBT e a vida útil do sistema de frenagem original do veículo. Sendo este sistema facilmente adaptado em qualquer modelo de caminhão.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[03] Atualmente, a grande maioria dos caminhões, veículos de carga ou veículos de reboque são fracionados por sistemas tradicionais de transmissão através de motores a combustão, onde utilizam apenas combustíveis fósseis, como diesel ou gasolina, para transmissão de potência.

[04] No mercado, existem algumas soluções destinadas a minimizar o consumo de combustíveis fósseis através de veículos com transmissão totalmente elétrica, porém esta aplicação em caminhões de uso comercial acaba encarecendo o custo de fabricação o que inviabiliza sua aplicação em larga escala. [05] Assim, o presente inventor buscando resolver estes inconvenientes de mercado, desenvolveu um dispositivo de tração elétrica que permite adaptar e transformar o sistema de tração convencional em um sistema de transmissão de potência híbrido, aplicado em caminhões ou veículos de carga que pode ser facilmente adaptado em um dos eixos de arrasto, de modo a reduzir o consumo de combustível devido acionar o sistema elétrico em paralelo a transmissão mecânica a combustão.

[06] Em pesquisa realizada no estado da técnica identificamos diversos documentos que reivindicam sistema auxiliares de tração elétrica, onde podemos destacar os seguintes documentos:

[07] O documento EP3892508 (Fras Le. 2018) descreve um sistema de tração auxiliar, como tração elétrica com frenagem regenerativa, que proporciona meios para o controle do acionamento da tração auxiliar. O sistema gerencia a tração auxiliar em um implemento rodoviário que proporciona uma dirigibilidade melhorada e mais segura do conjunto [08] O documento BR102019020993 (Fras Le. 2019) descreve um sistema inteligente de controle e otimização de recursos para hibridização de combinações de veículos de carga, que compreende um sistema de tração elétrica para implementos rodoviários possuindo uma pluralidade de sensores que, ao serem acoplados a um semirreboque, faz com que o referido semirreboque capaz de auxiliar na tração de veículos de carga.

[09] O documento AR117179 (Fras Le. 2018) descreve uma combinação de veículo de carga (CVC) cujo semirreboque é dotado de um sistema de tração auxiliar, tal como tração elétrica com frenagem regenerativa. O sistema de gerenciamento de tração auxiliar de implemento de beira de estrada que proporciona uma condição de condução mais segura e melhor do conjunto

[010] Estes documentos citados no estado da técnica descrevem sistemas aplicados em implementos rodoviários e semirreboques dotados por diversos componentes e formas construtivas complexas que encarecem o custo de fabricação, sendo que cada documento identificado descreve um sistema próprio de integração e gerenciamento. Assim, nenhum destes documentos descreve um dispositivo de tração auxiliar dotado por um eixo diferencial, baterias, sistema de controle e inversor de potência que pode ser facilmente adaptado junto ao eixo de arrasto de caminhões e veículos de carga, garantindo maior praticidade de instalação e reduzindo o custo de fabricação e implementação de um sistema híbrido de tração.

[011] Desta forma, é objeto da presente invenção, um dispositivo elétrico de tração dotado por um eixo diferencial acionado por motor elétrico e por uma frenagem regenerativa que pode ser facilmente adaptado ao eixo de arrasto de caminhões e veículos de carga de forma simples e prática, sem interferir diretamente na estrutura do veículo. Proporcionando meios para o controle do acionamento da tração auxiliar, melhorando o consumo de combustível e aumentando o controle da frenagem, a capacidade de carga PBT e a vida útil do sistema de frenagem original do veículo.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[012] Um dos objetivos da presente invenção é um eixo elétrico que substitui o terceiro eixo, permitindo que o usuário retiea o terceiro eixo e coloque o eixo elétrico, transformando o sistema de tração de 6x2 em 6x4. [013] Um dos objetivos da presente invenção é um eixo elétrico que pode ser facilmente adaptado no chassi de caminhões, veículos de carga e veículos de reboque.

[014] Um dos objetivos da presente invenção é um eixo elétrico que transforma caminhões, veículos de carga e veículos de reboque de tração convencional em veículos híbridos.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[015] Tais características promovem menor consumo de combustível e maior praticidade na instalação, quando comparado com os documentos do estado da técnica.

[016] É característica da presente invenção um dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque que provê eixo dotado por barras de transmissão interligadas. [017] É característica da presente invenção um dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque que provê barras de transmissão dotadas por cubos de roda que apresentam freios estacionários.

[018] É característica da presente invenção um dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque que provê um diferencial que recebe o sistema de redução das engrenagens.

[019] É característica da presente invenção um dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque que provê um motor elétrico interligado que promove o acionamento de todo o sistema.

[020] É característica da presente invenção um dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque que provê um dispositivo que substitui o terceiro eixo de caminhões, veículos de carga e veículos de reboque.

[021] É característica da presente invenção um dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque que provê um dispositivo disposto em conjunto com um inversor e uma CPU posicionadas no chassi do veículo.

[022] É característica da presente invenção um dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque que provê um dispositivo dotado por um sistema de frenagem regenerativa integrado ao motor e a um conjunto de baterias.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[023] A figura 1 apresenta a vista em perspectiva do eixo elétrico detalhando sua construtividade.

[024] A figura 2 apresenta a vista em perspectiva posterior do eixo elétrico detalhando sua construtividade.

[025] A figura 3 apresenta a vista lateral do eixo elétrico detalhando sua construtividade.

[026] A figura 4 apresenta a vista superior do eixo elétrico detalhando sua construtividade.

[027] A figura 5 apresenta a vista frontal do eixo elétrico detalhando sua construtividade.

[028] A figura 6 apresenta a vista em corte do eixo elétrico detalhando sua construtividade.

[029] A figura 7 apresenta a vista explodida do eixo elétrico detalhando sua construtividade.

[030] A figura 8 apresenta a vista superior do caminhão dotado pelo eixo elétrico aplicado, detalhando sua aplicação como substituição do terceiro eixo. [031] A figura 9 apresenta a vista superior do caminhão dotado pelo eixo elétrico, inversor, CPU e baterias, detalhando sua aplicação como substituição do terceiro eixo.

[032] A figura 10 apresenta a vista perspectiva do caminhão dotado pelo eixo elétrico, inversor, CPU e baterias, detalhando sua aplicação como substituição do terceiro eixo.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[033] O dispositivo elétrico de tração adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque, objeto da presente invenção, compreende um eixo elétrico (100) que substitui o terceiro eixo (eixo de arrasto), aquele que não tem tração e que sem carga fica levantado, permitindo que o usuário retira o terceiro eixo e coloque o eixo elétrico, transformando o sistema de tração de 6x2 em 6x4.

[034] Se o veículo tem apenas o eixo de tração convencional e o eixo dianteiro, (sem o terceiro eixo traseiro auxiliar de carga) o usuário pode adicionar o terceiro eixo elétrico (100), transformando o sistema de tração de 4x2 em 6x4.

[035] O eixo elétrico (100) é dotado por barras de transmissão (10) interligadas, em uma de suas extremidades, aos cubos de roda (20) que apresentam freios estacionários (21 ), ditas barras (10) que são dotadas internamente por eixos (1 1 ) que promovem a transmissão de força do diferencial (30) para os cubos de roda (20).

[036] Na extremidade oposta as barras de transmissão (10) são conectadas a carcaça central do diferencial (30) que recebe o sistema de redução das engrenagens (40), dita carcaça (30) que apresenta em uma de suas faces um suporte (51 ) do motor elétrico (50).

[037] O sistema de engrenagens (40) é dotado por um eixo (41 ) que se conecta ao motor (50) de forma a transmitir o movimento do motor

FOLHA DE SUBSTITUIÇÃO (REGRA 26) para a engrenagem (42) dotada por eixo (421) de forma a transmitir o movimento para engrenagem motriz (43) que traciona as engrenagens (44) vinculadas aos eixos (1 1) e carcaça dos tubos estruturais do diferencial (10), tal como representado nas figuras 1 a 7.

[038] O dispositivo (100) é dotado por uma forma construtiva que facilita sua adaptação e fixação junto a qualquer modelo de caminhão, veículo de carga ou veículo de reboque, de modo que as barras (10) podem ser ajustadas conforme a largura do chassi do caminhão, sem interferir na eficiência e no sistema de tração, mantendo as mesmas características construtivas dos cubos de roda (20), diferencial (30) e motor elétrico (50).

[039] O dispositivo (100) quando instalado no caminhão é disposto em conjunto com um inversor (200) e uma CPU (300) posicionadas em algum ponto da estrutura ou chassi do veículo.

[040] O inversor (200), disposto próximo ao motor de combustão do caminhão, promove a leitura do dispositivo (100) fazendo interface com alguns sistemas originais do caminhão, como os seguintes inputs: posição pedal acelerador, rotação rodas, pressão/sinal ABS, pressão ar freios e rotação motor combustão, dito inversor (200) que promove a interface com o caminhão através de sua conexão junto a CPU (300) que é conectada a CPU original do caminhão.

[041] A CPU (300) é embarcada com um software dedicado a cada modelo específico de caminhão, onde um algoritmo faz o cálculo de demanda de potência no eixo elétrico, de modo que o processamento é feito baseado nos inputs coletados dos sistemas originais do caminhão e nos sensores no sistema de frenagem ou aceleração, enviando ao inversor (200) as demandas necessárias para aceleração ou frenagem harmonicamente com a transmissão original do veículo. [042] O dispositivo elétrico (100) é dotado por um sistema de comunicação com o caminhão que compreende uma interface provendo dados métricos e inputs variados do sistema original do caminhão por meio de um software de controle disposto junto a CPU (300) e interligado ao inversor (200) do dispositivo (100).

[043] Os inputs são coletados via sistema de injeção eletrônica original do caminhão, na própria CPU controladora. Assim, como necessidade básica para alimentar a CPU (300) de controle da tração elétrica, somente caminhões com sistema de frenagem ABS e injeção eletrônica Common Rail (Diesel) ou injeção eletrônica (para motores a combustão interna gás natural/GNV ou gasolina/etanol) serão possíveis ser utilizados de coleta de inputs necessários.

[044] O dispositivo (100) é dotado, opcionalmente, por um sistema de frenagem regenerativa integrado que compreende uma pluralidade de sensores e inputs do caminhão convencional a tração mecânica para a identificação do comportamento de atuação do sistema regenerativo, este sistema quando aplicado em conjunto com o dispositivo permite a adaptação de baterias (400) dispostas em ambos os lados do chassi do veículo para recarregamento.

[045] O sistema de frenagem integrado ao dispositivo (100) e software promove a análise e cálculo das capacidades de tração e frenagem que o sistema pode aplicar sobre eixo elétrico (100), mantendo a trajetória e sincronia com a tração original do caminhão. O sistema regenerativo atua por frenagem no próprio motor elétrico (50) transformando a energia cinética em energia elétrica, enviando ao inversor (200) e as baterias (400) uma corrente para o recarregamento.

[046] Neste caso, o motor (50) fica associado as baterias (400) para realizar a geração e armazenamento de energia elétrica durante frenagens, além disso o motor (50) mantem sua característica original de promover e gerar torque durante a aceleração do veículo, sendo que o acionamento do sistema é comandado pelo software disposto na CPU (300).

[047] Outro benefício na utilização do dispositivo (100) com o sistema de frenagem regenerativa é a redução da exigência do sistema de freio, reduzindo a carga térmica e o coeficiente de atrito de seus componentes, minimizando o efeito fading. Além disso, evita o superaquecimento dos componentes do freio, acarretando no aumento da vida útil dos componentes, além de não gerar agressão aos pneus por aumentar a tração em mais um eixo.

[048] O dispositivo (100) adaptado em caminhões, veículos de carga e veículos de reboque pode ser utilizado com ou sem carregamento de bateria ou com e sem o sistema de frenagem regenerativa, sendo esse item opcional em função da topografia ou tipo de serviço utilizado o caminhão.