Транспортное средство
Полезная модель относится к транспортным средствам, а именно, к автомобилям с приводом от двигателя внутреннего сгорания или от электродвигателя и может быть использована для зарядки аккумулятора автомобиля в том числе и во время стоянки. Сущность полезной модели состоит в том, что автомобиль снабжен ветроустановкой, расположенной на верхней части корпуса и содержащей лопастную ветровую турбину, расположенную в кольцевом направляющем аппарате. Вертикальная ось вращения турбины связана с генератором электрического тока, выводы которого соединены через выключатель с клеммами штатного аккумулятора. Кольцевой направляющий аппарат содержит криволинейные поворотные лопатки, которые во время движения автомобиля сложены и закрывают доступ набегающего воздуха на лопатки ветровой турбины. Во время стоянки автомобиля лопатки направляющего аппарата поворачиваются в рабочее положение (раскрываются) и направляют поток воздуха, который присутствует в атмосфере в виде ветра, на лопатки ветровой турбины, причем ввиду своей криволинейности только в одном тангенциальном направлении, чем обеспечивает вращение турбины в одном окружном направлении. Ветровая турбина через ось вращает ротор генератора, который вырабатывает электроэнергию, заряжающую аккумулятор.
Полезная модель относится к транспортным средствам, а именно, к автомобилям с приводом от двигателя внутреннего сгорания или от электродвигателя и может быть использована для зарядки аккумулятора автомобиля в том числе и во время стоянки.
Известно, что в автомобилях с приводом от ДВС двигатель запускается с помощью стартера, который питается от аккумулятора. Аккумулятор во время пуска разряжается и для его зарядки, во время движения автомобиля, используется штатный генератор, который приводится во вращение от коленвала ДВС. Однако бывают ситуации, когда требуется зарядка аккумулятора во время стоянки автомобиля, и в таких случаях применяются зарядные устройства, которые питаются от сети переменного тока с напряжением 220 В. Такие зарядные устройства широко известны.
Недостатком зарядки аккумулятора от зарядного устройства является обязательное наличие электрической сети, что, при условии хранения автомобиля на стоянке, является проблемой. При длительной стоянке автомобиля на стоянке без зарядки происходит саморазряд аккумулятора, что может привести к выходу его из строя. Это особенно опасно в зимнее время, когда при минусовых температурах возможно замерзание электролита, плотность которого уменьшается при саморазряде, что приводит к разрушению пластин аккумулятора.
Прототипом заявляемой полезной модели может быть любой автомобиль, например автомобиль «Волга» (Руководство по эксплуатации 3110-3902008 РЭ, ОАО «ГАЗ» г.Нижний Новгород, отпечатано в типографии ОАО «ГАЗ» в 2001 г. с.109, «Схема электрооборудования автомобиля «Волга»), который имеет корпус (кузов), двигатель внутреннего сгорания со стартером и аккумулятор для обеспечения работы стартера. Автомобиль имеет штатный генератор для зарядки аккумулятора во время работы двигателя.
Недостатком прототипа является отсутствие в комплектации автомобиля устройства, 1 которое позволяло бы производить зарядку аккумулятора во время стоянки при условии отсутствия электрической сети.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, обеспечение зарядки аккумулятора во время стоянки автомобиля при отсутствии электрической сети.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является поддержание технического состояния аккумулятора в рабочем состоянии при длительном хранении автомобиля на стоянке.
Сущность заявляемой полезной модели состоит в том, что автомобиль снабжен ветроустановкой, расположенной на верхней части корпуса и содержащей лопастную ветровую турбину, расположенную в кольцевом направляющем аппарате. Вертикальная ось вращения турбины связана с генератором электрического тока, выводы которого соединены через выключатель с клеммами штатного аккумулятора. Кольцевой направляющий аппарат содержит криволинейные поворотные лопатки, которые во время движения автомобиля сложены и закрывают доступ набегающего воздуха на лопатки ветровой турбины, чем обеспечивают обтекаемость корпуса ветроустановки. Во время стоянки автомобиля лопатки направляющего аппарата поворачиваются в рабочее положение (раскрываются) и направляют поток воздуха, который присутствует в атмосфере в виде ветра, на лопатки ветровой турбины, причем ввиду своей криволинейности только в одном тангенциальном направлении, чем обеспечивает вращение турбины в одном окружном направлении. Ветровая турбина через ось вращает ротор генератора, который вырабатывает электроэнергию, заряжающую аккумулятор. Известно, что автомобильные генераторы являются генераторами переменного тока, и снабжены встроенными регулятором напряжения и выпрямителем, то есть на клеммы аккумулятора поступает выпрямленное напряжение в пределах, обеспечивающих зарядку. Генератор ветроустановки, используемой в полезной модели, такой же конструкции, но ввиду того, что зарядку аккумулятора ветроустановкой можно производить неограниченное время, то ток зарядки может быть небольшим (1-2 А), что позволяет уменьшить габаритные размеры генератора для встраивания его в ветроустановку. Мощность генератора ветроустановки, в отличие от штатного генератора, также небольшая (исходя из 12-вольтовой системы электрооборудования автомобиля - 24-50 Вт), что позволяет осуществить его привод от ветроустановки, то есть мощность ветровой турбины обеспечит работу генератора. Во время движения автомобиля выводы генератора ветроустановки отключаются от клемм аккумулятора посредством выключателя, а во время стоянки, когда это необходимо, раскрывают лопатки направляющего аппарата и включают соединение генератора с клеммами аккумулятора. Предлагаемая ветроустановка может использоваться также и для электромобилей, в которых силовая установка выполнена не в виде двигателя внутреннего сгорания, а в виде тягового электродвигателя постоянного тока, приводящегося в действие тяговыми аккумуляторами, которые обладают, по сравнению со стартерным аккумулятором, большей емкостью и для их подзарядки ветроустановкой требуется большее время. Кроме этого, подзарядку тяговых аккумуляторов электромобиля можно производить и во время движения, так как во многих конструкциях силового агрегата электромобиля тяговые аккумуляторы работают на тяговый электродвигатель группами. В этом случае, когда при движении работает одна группа аккумуляторов, другая группа заряжается от ветроустановки.
На фиг.1 представлено схематичное изображение транспортного средства с ветроустановкой, на фиг.2 - вид А-А в положении лопаток ветронаправляющего аппарата в сложенном (нерабочем) состоянии, на фиг.3 - вид А-А в положении лопаток ветронаправляющего аппарата в раскрытом (рабочем) состоянии.
Транспортное средство состоит из корпуса 1, силовой установки 2, аккумулятора 3 для привода стартера двигателя 2, в том случае, если силовая установка транспортного средства выполнена в виде двигателя внутреннего сгорания. В случае, если силовая установка 2 выполнена в виде электродвигателя, то аккумулятор 3 является тяговьм. На корпусе 1 расположена ветроустановка с корпусом 4, в котором закреплен кольцевой ветронаправляющий аппарат в виде поворотных криволинейных лопаток 5. В кольцевом направляющем аппарате размещена ветровая турбина в виде лопаток 6, расположенных на валу 7, закрепленном в корпусе 4 ветроустановки с возможностью вращения. Вал 7 связан с ротором генератора 8, корпус (статор) которого неподвижно установлен на корпусе 4 ветроустановки. Выводы генератора 8 через соединения 9, снабженные выключателем 10, связаны с клеммами аккумулятора 3. Через выключатель 11 клеммы аккумулятора 3 связаны со стартером двигателя внутреннего сгорания или с тяговьм электродвигателем электромобиля.
Используется транспортное средство с ветроустановкой следующим образом.
При движении транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания лопатки 5 ветронаправляющего аппарата сложены, выключатель 10 разомкнут и зарядка счартерного аккумулятора 3 осуществляется штатным генератором. В случае с электромобилем, при движении транспортного средства происходит разряд тягового аккумулятора 3. При нахождении транспортного средства на длительной стоянке и разрядке аккумулятора 3, лопатки 5 ветронаправляющего аппарата раскрываются в рабочее положение, выключатель 10 замыкает цепь соединения 9 (генератор-аккумулятор). Набегающий поток воздуха вращает турбину и связанный с ней через вал 7 ротор генератора 8. Аккумулятор 3 заряжается. Так как токи зарядки небольшие, зарядка может длиться долго и без контроля. Кроме этого, зарядка небольшими токами обеспечивает десульфатацию пластин аккумулятора, если в период эксплуатации они сульфатировались, так как это распространенное в аккумуляторах эксплуатационное явление. После зарядки или перед заводкой двигателя транспортного средства выключателем 10 размыкают цепь соединения 9, лопатки 5 ветронаправляющего аппарата складывают в нерабочее положение. Транспортное средство готово к эксплуатации.
В электромобиле подзарядку тяговых аккумуляторов на стоянке осуществляют аналогично подзарядке стартерного аккумулятора транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания. При движении электромобиля к выходу генератора ветроустановки подключается та группа аккумуляторов, которая в данный момент времени не работает на тяговый электродвигатель. Вместо выключателя может быть использована тиристорная схема управления для подключения-отключения групп аккумуляторов к генератору ветроустановки. Такие тиристорные схемы управления известны и не заявляются в данной полезной модели.
1. Транспортное средство, содержащее корпус, силовую установку, аккумулятор, отличающееся тем, что дополнительно содержит закрепленную на корпусе ветроустановку, включающую корпус, кольцевой ветронаправляющий аппарат, внутри которого расположена ветротурбина с валом, связанным с ротором генератора, корпус которого неподвижно закреплен на корпусе ветроустановки, а выводы генератора соединены с клеммами аккумулятора.
2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что силовая установка выполнена в виде двигателя внутреннего сгорания, снабженного стартером и аккумулятором для запуска двигателя посредством стартера.
3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что силовая установка выполнена в виде тягового электродвигателя и связанных с ним тяговых аккумуляторов.
4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что лопатки ветронаправлящего аппарата выполнены криволинейными и поворотными относительно корпуса ветроустановки.
5. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что соединение выводов генератора с клеммами аккумулятора содержит выключатель.
