ES2425470A1 - Kinetic energy pneumatic recuperator assembly - Google Patents
Kinetic energy pneumatic recuperator assembly Download PDFInfo
- Publication number
- ES2425470A1 ES2425470A1 ES201230305A ES201230305A ES2425470A1 ES 2425470 A1 ES2425470 A1 ES 2425470A1 ES 201230305 A ES201230305 A ES 201230305A ES 201230305 A ES201230305 A ES 201230305A ES 2425470 A1 ES2425470 A1 ES 2425470A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- compressor
- pneumatic
- vehicle
- reversible
- energy recovery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
- B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
- B60K6/12—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable fluidic accumulator
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T1/00—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles
- B60T1/02—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels
- B60T1/10—Arrangements of braking elements, i.e. of those parts where braking effect occurs specially for vehicles acting by retarding wheels by utilising wheel movement for accumulating energy, e.g. driving air compressors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
- B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
- B60T13/10—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with fluid assistance, drive, or release
- B60T13/66—Electrical control in fluid-pressure brake systems
- B60T13/72—Electrical control in fluid-pressure brake systems in vacuum systems or vacuum booster units
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B41/00—Engines characterised by special means for improving conversion of heat or pressure energy into mechanical power
- F02B41/02—Engines with prolonged expansion
- F02B41/10—Engines with prolonged expansion in exhaust turbines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
- B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
- B60K6/12—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable fluidic accumulator
- B60K2006/123—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable fluidic accumulator for driving pneumatic motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B21/00—Engines characterised by air-storage chambers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Description
OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un conjunto neumático recuperador de energía cinética, aportando a la función a que se destina varias ventajas y características de novedad, que se describirán en detalle más adelante y que suponen una notable mejora frente a otros sistemas similares actualmente conocidos para el mismo fin. The invention, as expressed in the statement of the present specification, refers to a pneumatic kinetic energy recovery set, contributing to the function to which several advantages are destined and novelty characteristics, which will be described in detail later and that represent a remarkable improvement compared to other similar systems currently known for the same purpose
Más en particular, el objeto de la invención se centra en un conjunto de elementos mecánicos que constituyen un sistema destinado a ser aplicable en un vehículo motorizado, particularmente un vehículo automóvil movido por motor térmico de combustión interna, con la finalidad de recuperar y aprovechar la energía cinética del mismo, el cual, siendo de tipo neumático, presenta la particularidad de utilizar un compresor de aire modificado para que sea reversible y sirva a la vez, como motor neumático, de tal forma que en la fase de frenado del vehículo dicho compresor trabajo como compresor de aire, acumulando energía en forma de gas comprimido, y en la fase de impulsión del vehículo, trabaje como motor neumático, devolviendo la energía neumática acumulada como impulso mecánico. More in particular, the object of the invention it focuses on a set of mechanical elements that they constitute a system destined to be applicable in a motor vehicle, particularly a vehicle automobile driven by thermal combustion engine internal, in order to recover and take advantage of the kinetic energy thereof, which, being of type tire, has the peculiarity of using a modified air compressor to be reversible and serve at the same time, as a pneumatic motor, so that in the braking phase of the vehicle said compressor I work as an air compressor, accumulating energy in form of compressed gas, and in the discharge phase of the vehicle, work as a pneumatic motor, returning the accumulated pneumatic energy as mechanical impulse.
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la The scope of this invention is part of the technical sector of the
mecánica, abarcando el ámbito de la industria dedicada a la fabricación de sistemas recuperadores de energía cinética en vehículos, y particularmente centrado en los que utilizan sistemas neumáticos de gas comprimido. mechanics, covering the field of dedicated industry to the manufacture of energy recovery systems vehicle kinetics, and particularly focused on those that use pneumatic compressed gas systems.
Como referencia al estado de la técnica actual, cabe señalar que existen multitud de invenciones relacionadas con la recuperación de la energía cinética que tienen los vehículos en movimiento y que, generalmente, se desperdicia con sistemas mecánicos de frenada. As a reference to the state of the art current, it should be noted that there are many inventions related to the recovery of kinetic energy that vehicles have in motion and that, generally, is wasted with systems braking mechanics
En la descripción de dichas invenciones encontramos sistemas mecánicos del tipo que aquí concierne y que se basan: o bien en sistemas eléctricos, que recuperan la energía de frenada acumulando electricidad en baterías; o en sistemas hidráulicos, que acumulan la energía cinética en sistemas hidráulicos; o en sistemas mecánicos con volante de inercia; o bien en sistemas neumáticos, como el que aquí concierne. In the description of said inventions we found mechanical systems of the kind here concerns and that are based: either on systems electric, which recover braking energy accumulating electricity in batteries; or in systems hydraulic, which accumulate kinetic energy in hydraulic systems; or in mechanical systems with flywheel; or in pneumatic systems, such as the one that concerns here.
Los sistema de acumulación eléctricos, requieren de generación y acumulación de energía eléctrica. Sin embargo, al tenerse que hacer dicha acumulación en periodos breves, son necesarios altos voltajes y, en consecuencia, los rendimientos bajan. Además, los elementos que lo componen son de coste elevado, fiabilidad baja en baterías y riesgos elevados por el alto voltaje. Electric accumulation system, require generation and accumulation of energy electric However, having to do this accumulation in short periods, high are necessary voltages and, consequently, the yields fall. In addition, the elements that compose it are cost high, low battery reliability and high risks because of the high voltage
Los sistemas mecánicos de acumulación de energía cinética en volante de inercia a 80.000 o The mechanical accumulation systems of flywheel kinetic energy at 80,000 o
200.000 rpm presentan el inconveniente de que tienen fragilidad mecánica, momentos de inercia no deseables en curvas, limitación en la energía acumulable y en el tiempo de acumulación de esta. 200,000 rpm have the disadvantage that they have mechanical fragility, undesirable moments of inertia in curves, limitation in cumulative energy and in the accumulation time of this.
Por su parte, los sistemas actuales de recuperación hidráulica y/o neumática son más complejos que el que aquí se propone o tienen menos capacidad para el almacenamiento. On the other hand, the current systems of hydraulic and / or pneumatic recovery are more complex than the one proposed here or have less capacity for storage
Además, los de tipo neumático conocidos, normalmente llevan un mecanismo que conecta un sistema compresor de gas en las fases de frenada, acumulando el gas comprimido en uno o más depósitos para su posterior utilización en motores neumáticos que servirán para impulsar el vehículo. In addition, known pneumatic type, normally they carry a mechanism that connects a system gas compressor in the braking phases, accumulating the compressed gas in one or more tanks for later use in pneumatic motors that will serve to Drive the vehicle.
A diferencia de todo ello, y como se verá más adelante en la descripción detallada de las partes, y funcionamiento, el conjunto que aquí se propone se construye, básicamente, con elementos mecánicos y/o eléctrico-electrónicos muy probados. Elementos todos de gran fiabilidad, coste reducido y probada eficiencia. Además es sencillo de fabricar, sencillo de acoplar a vehículos dotados de motor térmico, tiene un peso aceptable, una operativa carente de riesgos y momentos de inercia reducidos. La acumulación de energía permanece estable en el tiempo y se puede ampliar con solo aumentar el tamaño del depósito de aire comprimido. El rendimiento es muy elevado así como el ahorro de combustible obtenido, sobre todo en vehículos de uso urbano y frecuentes paradas y arranques. Unlike all of this, and how it will look more later in the detailed description of the parts, and operation, the set proposed here is basically builds with mechanical elements and / or Electrical-electronic very tested. Elements all of High reliability, reduced cost and proven efficiency. It is also simple to manufacture, simple to attach to vehicles equipped with a thermal engine, have a weight acceptable, a risk-free operation and moments reduced inertia Energy accumulation remains stable over time and can be extended with just increase the size of the air reservoir compressed. The performance is very high as well as the fuel savings obtained, especially in vehicles Urban use and frequent stops and starts.
Cabe señalar, asimismo, que, al menos por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ningún otro conjunto neumático recuperador de energía It should also be noted that, at least for part of the applicant, the existence of no other pneumatic energy recovery set
cinética que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta el que aquí se preconiza y según se reivindica. Kinetics that present technical characteristics, structural and constitutive similar to those that presents the one that is recommended here and as vindicate
De forma concreta, lo que la invención propone, como ya se ha apuntado anteriormente, es un conjunto neumático recuperador de energía cinética aplicable para ser implementado en vehículos movidos por motor térmico de combustión interna, de configuración habitual, si bien, con modificaciones ligeras, puede adaptarse a cualquier otro. Specifically, what the invention proposes, as noted above, it is a pneumatic kinetic energy recovery set applicable to be implemented in moving vehicles by internal combustion thermal engine, of usual configuration, albeit with modifications Lightweight, it can adapt to any other.
De forma concreta, el conjunto preconizado se compone, esencialmente, de los siguientes elementos o grupos de elementos: Specifically, the recommended set is It consists essentially of the following elements or groups of elements:
-Grupo de conexión. -Connection group.
-Variador de velocidad (opcional). -Variador of speed (optional).
-Compresor reversible. -Reversible compressor.
-Depósito acumulador de aire comprimido -Compressed air storage tank
-Y sistema de distribución y mando. -And distribution and command system.
El grupo de conexión está forma por los diferentes elementos que vinculan el sistema neumático a la transmisión del vehículo, comprendiendo piñones o poleas de conexión a la transmisión del vehículo, generalmente desde la salida del cambio al diferencial, es decir, las partes que se mueven con el giro del eje motriz. En este grupo se contempla, además, un embrague de conexión y desconexión para que el sistema actúe o no, así como un eje de salida que acopla el resto del The connection group is formed by different elements that link the pneumatic system to the transmission of the vehicle, comprising sprockets or pulleys connecting to the transmission of the vehicle, generally from the output of the change to the differential, that is, the parts that move with the rotation of the shaft motor This group also includes a clutch of connection and disconnection for the system to act or no, as well as an output shaft that couples the rest of the
sistema, es decir, con el variador de velocidad o con el compresor reversible, ya que dicho variador es un elemento opcional. system, that is, with the speed variator or with the reversible compressor, since said variator is a optional item.
El variador de velocidad, como se ha señalado, es un elemento opcional del conjunto recuperador preconizado, y que se considera interesante para regular la velocidad del compresor reversible ya que con ello regula la potencia consumida en las frenadas o la entregada en las aceleraciones. En cada caso se utilizará uno de los variadores de velocidad existentes en el mercado que mejor se adapte. Este variador conecta el eje de salida del grupo de conexión a la transmisión del vehículo con el compresor reversible. The speed variator, as has been noted, is an optional element of the set recommended recovery, and that is considered interesting to regulate the speed of the reversible compressor already which thereby regulates the power consumed in the braked or delivered in accelerations. In each case one of the speed drives will be used existing in the market that best suits. This drive connects the output shaft of the connection group to the transmission of the vehicle with the compressor reversible.
Por su parte, dicho compresor reversible es la parte novedosa del conjunto neumático de la invención y, si bien la invención contempla que dicho compresor pueda ser alguno de los compresores rotativos existentes, preferentemente se tratará de un compresor de pistones, que es donde mejor se aprecia y mejores rendimientos se obtienen. On the other hand, said reversible compressor is the novel part of the pneumatic assembly of the invention and, while the invention contemplates that said compressor can be one of the rotary compressors existing, preferably it will be a compressor of pistons, which is where it is best appreciated and best yields are obtained.
Así, dicho compresor consiste, preferentemente en un compresor con uno o varios cilindros, cada cual con su pistón y biela acoplados a un cigüeñal común. Cada cilindro tiene una o más válvulas en la culata para controlar el flujo de gases en la aspiración y en la expulsión. La apertura y cierre de dichas válvulas está controlada por un árbol de levas o comando eléctrico. En cada vuelta del cigüeñal el cilindro realiza un ciclo completo. Thus, said compressor consists, preferably in a compressor with one or more cylinders, each with its piston and connecting rod coupled to A common crankshaft. Each cylinder has one or more valves in the cylinder head to control the flow of gases in aspiration and expulsion. The opening and closing of said valves is controlled by a tree of cams or electric command. At every turn of the The crankshaft cylinder performs a complete cycle.
Este compresor, como se ha señalado, es reversible, es decir, que puede trabajar como compresor This compressor, as noted, is reversible, that is, it can work as a compressor
o puede trabajar como motor neumático, de tal forma que en la fase de frenado del vehículo actúa como compresor de aire, acumulando energía en forma de gas comprimido, y en la fase de impulsión del vehículo, actúa como motor neumático, devolviendo la energía neumática acumulada como impulso mecánico. or it can work as a pneumatic motor, so that in the braking phase the vehicle acts as a compressor of air, accumulating energy in the form of compressed gas, and in the drive phase of the vehicle, it acts as pneumatic motor, returning pneumatic energy accumulated as mechanical impulse.
El depósito acumulador de aire comprimido es un depósito que tendrá un diseño adecuado para soportar las presiones de trabajo, de capacidad y forma adaptable al vehículo y al uso que se pretenda, y que estará dotado de los elementos de seguridad, monitorización y control necesarios para dicho uso. The accumulator tank of compressed air is a tank that will have an adequate design to support the pressures of work, capacity and form adaptable to the vehicle and the intended use, and that It will be equipped with security features, monitoring and control necessary for such use.
Por último el sistema de distribución y mando es el encargado del control de las válvulas de admisión y escape así como del resto de elementos auxiliares para asegurar el funcionamiento en modo compresor o en modo inverso –motor- del conjunto neumático de la invención, el cual se lleva a cabo mediante una central electrónica de control para su funcionamiento adecuado. Finally the distribution and command system He is in charge of the control of the intake valves and escape as well as the rest of auxiliary elements to ensure operation in compressor mode or in reverse mode -motor- of the pneumatic assembly of the invention, which is carried out by a central control electronics for proper operation.
Con todo ello, pues, el conjunto neumático recuperador de la invención tiene un modo de operación como compresor, transformando la energía cinética del vehículo en aire comprimido, otro modo de operación como motor transformando la energía de aire comprimido en empuje mecánico y un modo de reposo. La central electrónica de control conmuta entre el estado reposo y motor o compresor, siempre pasando por reposo. Para ello dispone los elementos auxiliares en posición adecuada así como la posición del árbol de levas de admisión o los controles electro neumáticos de válvulas. Así mismo actúa sobre la posición del variador de velocidad, en caso de tenerlo, aumentando o disminuyendo las revoluciones del equipo motor With all this, then, the pneumatic assembly recuperator of the invention has a mode of operation as a compressor, transforming the kinetic energy of compressed air vehicle, another mode of operation as an engine transforming compressed air energy in mechanical thrust and a rest mode. The central control electronics switches between idle status and motor or compressor, always going through rest. For it has the auxiliary elements in position suitable as well as the camshaft position of intake or electro pneumatic controls of valves It also acts on the position of the speed variator, if available, increasing or decreasing engine speed
compresor, con lo que se consigue una regulación de la potencia absorbida en modo compresor, o entregada en modo motor, con la consiguiente regulación del par de frenada o el par de empuje. Ello compensa también los diferentes estados de presión del depósito acumulador. compressor, which achieves a regulation of the power absorbed in compressor mode, or delivered in motor mode, with the corresponding torque regulation braking or thrust torque. This also compensates for different pressure states of the accumulator tank.
Operación del conjunto neumático en modo compresor: Transcurridos unos segundos tras levantar totalmente el pie del acelerador, el conjunto neumático recuperador o sistema recuperador debe desconectar el embrague del motor de combustión, para que no actúe el freno motor, y al tiempo conectar el embrague del grupo de conexión del sistema recuperador de inercia y situar este en modo compresor. Si el conductor pisa el pedal de freno, la unidad de control del sistema recuperador debe aumentar las revoluciones de este en proporción a la intensidad de frenada. Una vez el sistema está al máximo de revoluciones, si el conductor sigue presionando el pedal de freno, debe actuar el sistema de frenado del vehículo. La unidad de control del sistema recuperador debe tener información del sistema ABS del vehículo y reducir el par de frenada del sistema recuperador en caso de bloqueo de ruedas. Con la detención total del vehículo o la aceleración por el conductor, el sistema recuperador se desconectará pasando a reposo. Pneumatic assembly operation in mode Compressor: After a few seconds after lifting totally the throttle foot, the pneumatic assembly recuperator or recovery system must disconnect the combustion engine clutch, so that the engine brake, and at the same time connect the clutch of the group of inertia recovery system connection and position is in compressor mode. If the driver presses the pedal brake, the recovery system control unit should increase the revolutions of this in proportion to the braking intensity. Once the system is at maximum speed, if the driver continues pressing the brake pedal, the system must act Vehicle braking The control unit of the recovery system must have system information ABS of the vehicle and reduce the braking torque of the recovery system in case of wheel lock. With total vehicle stop or acceleration by the driver, the recovery system will be disconnected going to rest.
Operación del conjunto o sistema recuperador en modo motor: Tras el arranque del vehículo con su sistema habitual, cuando el conductor lleva unos segundos pulsando el pedal acelerador, el sistema recuperador pasará de reposo a posición motor, empujando de forma continua tanto si el vehículo es automático como si el cambio de marchas es manual. El par de empuje se regulará por la posición del variador de velocidad del sistema recuperador y la válvula que Operation of the set or recovery system in engine mode: After starting the vehicle with its usual system, when the driver is wearing seconds by pressing the accelerator pedal, the system recuperator will go from rest to motor position, pushing continuously whether the vehicle is automatic as if the gearshift is manual. He thrust torque will be regulated by the position of the drive speed of the recovery system and the valve that
regula el flujo de gas comprimido al sistema recuperador. El algoritmo que controla la posición de ambos elementos tendrá en cuenta la presión del conductor sobre el pedal del acelerador, la velocidad del vehículo y la presión del depósito acumulador para un óptimo rendimiento. regulates the flow of compressed gas to the system recuperator. The algorithm that controls the position of both elements will take into account the pressure of the driver on the accelerator pedal, speed of the vehicle and the accumulator tank pressure for Optimum performance
Finalmente, conviene tener en cuenta que el modelo descrito anteriormente de conjunto recuperador se corresponde con el uso en un vehículo impulsado por un motor de combustión interna y con un sistema recuperador provisto de un compresor-motor de pistones de una sola etapa. Sin embargo la invención puede aplicarse, por extensión, a otros usos diferentes donde existan inercias recuperables. También usando otros tipos de compresores, como por ejemplo compresores de pistones de varias etapas. Finally, it should be borne in mind that the model described above of recovery set corresponds to the use in a vehicle driven by an internal combustion engine and with a system recuperator equipped with a compressor-piston engine single stage However the invention can apply, by extension, to other different uses where there are recoverable inertia. Also using others types of compressors, such as compressors multi-stage pistons
Así, en el caso de usar un compresor-motor de dos etapas, en cascada, el funcionamiento será similar, con la diferencia de que se añadirá un pequeño depósito de media presión intercalado entre ambas etapas. Las válvulas de tres vías se dispondrían de forma que: Thus, in the case of using a compressor-motor of two stages, cascade, the operation will be similar, with the difference that a small deposit will be added of medium pressure interspersed between both stages. The three-way valves would be arranged so that:
En modo compresor, el gas de escape de la etapa de baja presión pase al depósito intermedio y de este a la admisión de la etapa de alta presión. El escape de la etapa de alta presión irá al depósito acumulador de alta presión. In compressor mode, the exhaust gas from the low pressure stage pass to the intermediate tank and from this to the admission of the high pressure stage. He High pressure stage leak will go to the tank high pressure accumulator.
En modo motor, el depósito acumulador de alta presión conecta con la admisión de la etapa de alta presión. El escape de esta con el depósito intermedio y esta con la admisión de la etapa de baja presión. El escape de esta a la atmósfera. In engine mode, the high storage tank pressure connects to the admission of the high stage Pressure. The escape of this with the intermediate tank and this with the admission of the low pressure stage. He Escape from this to the atmosphere.
El uso de sistemas compresor-motor de varias etapas permitirá un mayor rendimiento y mayor capacidad de acumulación de energía neumática para un volumen determinado de depósito acumulador. The use of several compressor-motor systems stages will allow for greater performance and greater capacity of accumulation of pneumatic energy for a volume Deposit accumulator determined.
Visto lo que antecede, se constata que el descrito conjunto neumático recuperador de energía cinética representa una innovación de características desconocidas hasta ahora para tal fin, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita. Given the above, it is found that the described pneumatic energy recovery set Kinetics represents a feature innovation unknown so far for that purpose, reasons that together with its practical utility, endow it with foundation enough to get the privilege of exclusivity that is requested.
Para complementar la descripción que se está realizando de la invención, y para ayudar a una mejor comprensión de las características que la distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being realizing the invention, and to help a better understanding of the characteristics that distinguish it, This descriptive report is attached as part member of it, of a set of planes, in the that with an illustrative and non-limiting nature represented the following:
La figura número 1.-Muestra una representación muy esquemática de un ejemplo de realización del conjunto neumático recuperador de energía cinética objeto de la invención, apreciándose en ella las principales partes y elementos que comprende, así como la disposición de las mismas. Figure number 1.-Shows a very schematic representation of an example of realization of the pneumatic recovery assembly of Kinetic energy object of the invention, appreciating in it the main parts and elements that It includes, as well as their arrangement.
A la vista de la descrita figura 1 y única, y de acuerdo con la numeración adoptada en ella, se puede In view of the described figure 1 and only, and according to the numbering adopted in it, you can
apreciar en un ejemplo de realización preferida de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se describen en detalle a continuación. appreciate in a preferred embodiment example of the invention, which comprises the parts and elements that They are described in detail below.
Así, tal como se observa en dichas figuras, el conjunto neumático recuperador en cuestión comprende, esencialmente, un compresor reversible (3) que, acoplado a un depósito (4) acumulador de aire, puede trabajar como compresor, acumulando gas comprimido en dicho depósito (4), o como motor neumático, devolviendo la energía neumática de dicho gas comprimido en el depósito (4) como impulso mecánico hacia el eje motriz del vehículo, para lo cual se vincula a dicho eje motriz del vehículo mediante un grupo de conexión (1), existiendo, opcionalmente, entre ambos un variador de velocidad (2), así como un sistema de distribución y mando (no representado) que, mediante una central electrónica, controla las válvulas de admisión (5) y escape (6) del compresor así como el resto de elementos auxiliares. Thus, as seen in these figures, the pneumatic recovery set in question It essentially comprises a reversible compressor (3) which, coupled to a tank (4) air accumulator, can work as a compressor, accumulating gas compressed in said reservoir (4), or as an engine tire, returning the pneumatic energy of said compressed gas in the tank (4) as a mechanical impulse towards the driving axle of the vehicle, for which it links to said vehicle drive axle by means of a connection group (1), optionally existing between both a speed variator (2), as well as a system of distribution and command (not represented) which, by an electronic central, controls the valves of intake (5) and exhaust (6) of the compressor as well as the rest of auxiliary elements.
Para ello, el grupo de conexión (1) a la transmisión del vehículo, comprende piñones o poleas To do this, the connection group (1) to the vehicle transmission, includes sprockets or pulleys
(11) de conexión a la transmisión del vehículo, un embrague (12) de conexión y desconexión del sistema actúe o no, y un eje de salida (13) con el que se acopla al variador de velocidad (2) o, en su caso, directamente al compresor reversible (3). (11) connection to the transmission of the vehicle, a clutch (12) system connection and disconnection act or not, and an output shaft (13) with which attach to the speed variator (2) or, where appropriate, directly to the reversible compressor (3).
Dicho variador de velocidad (2), permite regular la velocidad del compresor reversible (3) y con ello, ventajosamente, la potencia consumida en las frenadas o la entregada en las aceleraciones. Said speed variator (2), allows regulate the speed of the reversible compressor (3) and with this, advantageously, the power consumed in the braked or delivered in accelerations.
Por su parte, el compresor reversible (3) es, preferentemente, un compresor de pistones, de forma que On the other hand, the reversible compressor (3) is, preferably, a piston compressor, so that
comprende uno o varios cilindros (31), con su correspondiente pistón (32) y biela (33) acoplados a un cigüeñal común. Cada cilindro (31) tiene una o más válvulas de admisión (5) y escape (6) en la culata para controlar, respectivamente, el flujo de gases en la aspiración y en la expulsión, y cuya apertura y cierre de dichas válvulas está controlada por un árbol de levas o mediante un comando electro neumático. it comprises one or several cylinders (31), with its corresponding piston (32) and connecting rod (33) coupled to a common crankshaft Each cylinder (31) has one or more intake valves (5) and exhaust (6) in the cylinder head for control, respectively, the flow of gases in the aspiration and expulsion, and whose opening and closing of said valves is controlled by a shaft of cams or by means of an electro pneumatic command.
En cada vuelta del cigüeñal el cilindro realiza un ciclo completo. At each turn of the crankshaft the cylinder Make a complete cycle.
Así, dicho ciclo, cuando el compresor reversible (3) trabajo como compresor de aire, es el siguiente: Thus, said cycle, when the compressor reversible (3) work as an air compressor, is the next:
Partiendo del punto muerto superior (PMS), cuando el pistón (32) inicia su bajada, abre la válvula de admisión (5), permitiendo la entrada de aire atmosférico, previo paso por filtro. La válvula de admisión (5) se cierra cuando el pistón llega al punto muerto inferior (PMI). Cuando el pistón rebasa el PMI e inicia la carrera de compresión abre la válvula de escape (6), permitiendo el flujo de gases comprimidos hacia el depósito (4) acumulador. La válvula de escape Starting from the top dead center (PMS), when the piston (32) starts its descent, it opens the valve intake (5), allowing air to enter Atmospheric, after passing through the filter. Valve intake (5) closes when the piston reaches the point lower dead (PMI). When the piston exceeds the PMI e starts the compression stroke opens the valve exhaust (6), allowing the flow of compressed gases towards the tank (4) accumulator. Exhaust valve
(6) se cierra al llegar el pistón al PMS, lo que completa el ciclo. (6) closes when the piston reaches the PMS, which complete the cycle
Por su parte, el ciclo de trabajo del compresor inverso (3), como motor neumático es: For its part, the work cycle of the Reverse compressor (3), as a pneumatic motor is:
Partiendo del punto muerto superior (PMS), cuando el pistón (32) inicia su bajada, abre la válvula de admisión (5), permitiendo la entrada de aire comprimido desde el depósito (4). La válvula de admisión (5) se cierra cuando el pistón está, Starting from the top dead center (PMS), when the piston (32) starts its descent, it opens the valve intake (5), allowing air to enter compressed from the reservoir (4). Valve intake (5) closes when the piston is,
aproximadamente, a 1/3 de su carrera de descenso, siendo este un valor ajustable en cada caso en función del rendimiento que se pretenda. El gas comprimido sigue impulsando al pistón (32) hasta que este llega al PMI. Cuando el pistón rebasa el PMI e inicia la carrera de ascenso, abre la válvula de escape (6) permitiendo el flujo de gases a la atmósfera exterior. La válvula de escape (6) se cierra al llegar el pistón al PMS, lo que completa el ciclo. approximately 1/3 of his descent race, this being an adjustable value in each case depending on of the intended performance. Compressed gas keep pushing the piston (32) until it reaches the PMI When the piston exceeds the PMI and starts the race of ascent, open the exhaust valve (6) allowing the flow of gases to the outside atmosphere. The valve Exhaust (6) closes when the piston reaches the PMS, That completes the cycle.
Como se ha apuntado anteriormente, la apertura y cierre de estas válvulas (5, 6) se puede hacer por medios mecánicos (árboles de levas) o con comando electro neumático, en cuyo caso los puntos de apertura y cierre los controlará la unidad electrónica de control, conforme al programa y grados de posición del cigüeñal. As noted above, the opening and closing of these valves (5, 6) can be do by mechanical means (camshafts) or with electro pneumatic command, in which case the points of opening and closing will be controlled by the electronic unit of control, according to the program and degrees of position of the crankshaft.
Para el caso de apertura y cierre por medios mecánicos, la válvula de escape (6) se controlará con un árbol de levas normal, pues sus puntos de apertura y cierre son los mismos para el ciclo de trabajo como compresor o como motor. In the case of opening and closing by means mechanical, the exhaust valve (6) will be controlled with a normal camshaft, as its opening points and closure are the same for the work cycle as compressor or as an engine.
Sin embargo, para la válvula de admisión (5) los puntos de cierre cambian según se funcione como compresor o como motor. Esto se consigue diseñando dicho árbol de levas con doble leva para cada válvula, una para el ciclo como compresor junto a otra para el ciclo motor. Cuando el motor compresor está en reposo, un pequeño desplazamiento axial del árbol de levas de admisión lo sitúa en la posición de compresor o en la de motor. However, for the intake valve (5) the closing points change as it works as compressor or as an engine. This is achieved by designing said camshaft with double cam for each valve, one for the cycle as a compressor next to another for the motor cycle When the compressor motor is at rest, a small axial displacement of the camshaft of intake puts it in the compressor position or in the motor.
El conjunto neumático recuperador de la invención cuenta asimismo con diversos elementos The pneumatic recovery unit of the invention also has various elements
auxiliares, entre los que cabe destacar los conductos auxiliary, among which the pipes
- (7)(7)
- mediante los que las válvulas de admisión (5) y escape (6) están conectadas al depósito (4) acumulador de aire. by means of which the intake valves (5) and Exhaust (6) are connected to the tank (4) accumulator of air.
Además, entre la válvula o válvulas de escape In addition, between the valve or exhaust valves
- (6)(6)
- y el depósito (4), lo más próximo posible a dicha válvula de escape, se dispone de una primera válvula o válvulas de tres vías (8). En modo compresor, esta primera válvula de tres vías (8) permite el flujo de gas comprimido del cilindro (31) al depósito (4); y en modo motor, la válvula de tres vías (8) conmuta y los gases de escape salen a la atmósfera exterior. Esta válvula de tres vías (8) puede ser común para todo el colector de escape. and the deposit (4), as close as possible to said exhaust valve, a first valve or three-way valves (8). In compressor mode, this First three-way valve (8) allows the flow of compressed gas from the cylinder (31) to the tank (4); and in engine mode, the three-way valve (8) switches and the Exhaust gases leave the outside atmosphere. This Three way valve (8) can be common for all the manifold.
Paralelamente, entre la válvula o válvulas de admisión (5) y el depósito (4), lo más próximo posible a la válvula de admisión (5) posible, se dispone una segunda válvula o válvulas de tres vías (9). En modo motor, esta segunda válvula de tres vías (9) permite el flujo de gas comprimido del depósito acumulador (4) al cilindro (31). En modo compresor, la segunda válvula de tres vías (9) conmuta y permite la entrada del aire de la atmósfera exterior al cilindro (31). Esta segunda válvula de tres vías (9) puede ser común para todo el colector de admisión. El conducto de entrada de gas comprimido desde el depósito (4) acumulador al compresor (3) llevará una válvula de control de flujo In parallel, between the valve or valves admission (5) and deposit (4), as close as possible to the possible intake valve (5), a second valve or three way valves (9). In mode engine, this second three-way valve (9) allows the compressed gas flow from the accumulator tank (4) to cylinder (31). In compressor mode, the second valve three way (9) commutes and allows the entry of air from the atmosphere outside the cylinder (31). This second Three way valve (9) can be common for all the intake manifold. Gas inlet duct compressed from the tank (4) accumulator to compressor (3) will carry a flow control valve
- (10)(10)
- regulable por la unidad de control. Adjustable by the control unit.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan, haciéndose constar que, dentro de su Describe sufficiently the nature of the present invention, as well as how to put it in practice, it is not considered necessary to make more extensive your explanation so that any subject matter expert understand its scope and the advantages of it derived, stating that, within their
esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental. essentiality, may be implemented in other embodiments that differ in detail from the indicated by way of example, and which will reach also the protection that is collected whenever alter, change or modify its fundamental principle.
Claims (6)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201230305A ES2425470A1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Kinetic energy pneumatic recuperator assembly |
| PCT/ES2013/070118 WO2013128055A1 (en) | 2012-02-29 | 2013-02-25 | Kinetic energy pneumatic recuperator assembly |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201230305A ES2425470A1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Kinetic energy pneumatic recuperator assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2425470A1 true ES2425470A1 (en) | 2013-10-15 |
Family
ID=49081689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201230305A Pending ES2425470A1 (en) | 2012-02-29 | 2012-02-29 | Kinetic energy pneumatic recuperator assembly |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2425470A1 (en) |
| WO (1) | WO2013128055A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104709265B (en) * | 2015-03-23 | 2017-10-17 | 重庆大学 | Automobile air rotary compression energy storage type brake system |
| CN106585582B (en) * | 2016-08-05 | 2023-06-30 | 浙江科技学院 | Brake system for electric vehicle and electric vehicle with same |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2544606A (en) * | 1948-05-13 | 1951-03-06 | Mallory Marion | Engine and auxiliary fluid power system for vehicles |
| US4590767A (en) * | 1981-02-26 | 1986-05-27 | Gardner Elmer W Jr | Hot gas engine and vehicle drive system |
| FR2754309B1 (en) * | 1996-10-07 | 1998-11-20 | Guy Negre | REACCELERATION METHOD AND DEVICE FOR VEHICLE EQUIPPED WITH COMPRESSORS FOR SUPPLYING HIGH-PRESSURE COMPRESSED AIR FOR DE-EMISSION OR DEPOLLUTING ENGINE |
| US6793029B2 (en) * | 2002-08-13 | 2004-09-21 | Li Kuo Ching | Automobile inertia kinetic energy regeneration system |
| GB2444269A (en) * | 2006-11-28 | 2008-06-04 | Anthony Paul Skelding | Regenerative vehicle brakes, using compressed air |
| DE102010033539A1 (en) * | 2010-05-15 | 2011-11-17 | Wabco Gmbh | Pressure control device for a vehicle and method for pressure control |
-
2012
- 2012-02-29 ES ES201230305A patent/ES2425470A1/en active Pending
-
2013
- 2013-02-25 WO PCT/ES2013/070118 patent/WO2013128055A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013128055A1 (en) | 2013-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2425094T3 (en) | Alternative turbocharged piston engine, with a pressure tank connected to overcome the turbo lag, and a method for the operation of said engine | |
| ES2294572T3 (en) | CAMO MOTOR MOTOR MONO AND / OR BI-ENERGY OF COMPRESSED AIR AND / OR ADDITIONAL ENERGY AND ITS ASSOCIATED THERMODYNAMIC CYCLE. | |
| ES2612271T3 (en) | Thermal motor with external heat source | |
| CN105829678B (en) | Internal combustion engine | |
| CN201381957Y (en) | A road energy conversion device | |
| CN101415930A (en) | Stirling engine for vehicle | |
| CN101234638A (en) | Hybrid vehicle with engine power cylinder deactivation | |
| CN100567766C (en) | Reciprocating engine and power transmission equipment and hybrid systems using both | |
| WO2013075438A1 (en) | Pneumatic generator system with electromagnetic power boost and electromagnetic power booster | |
| CN105829677A (en) | Internal combustion engine | |
| RU2018123610A (en) | Supercharged combustion engine | |
| ES2425470A1 (en) | Kinetic energy pneumatic recuperator assembly | |
| IT201900006696A1 (en) | FOUR-WHEEL DRIVE HYBRID VEHICLE INCLUDING AN INTERNAL COMBUSTION THERMAL ENGINE EQUIPPED WITH AN ELECTRIFIED TURBINE AND CORRESPONDING CONTROL METHOD | |
| CN103133037B (en) | Electromagnetic boosting aerodynamic generator system | |
| CN203067035U (en) | Aerodynamic engine system | |
| CN202467933U (en) | Valve timing mechanism for two-stroke aerodynamic V-shaped eight-cylinder engine | |
| GB2348673A (en) | Power storing brake mechanism | |
| CN209398497U (en) | A kind of diesel engine mechanical pressurizing apparatus | |
| ES3033972T3 (en) | Vacuum motor | |
| CN204729134U (en) | The complete variable intake and exhaust mechanism of compressed air engine | |
| CN216231658U (en) | An air powered vehicle with a bidirectionally driven air compressor | |
| CN203403951U (en) | Novel generator set | |
| CN103104295B (en) | Pneumatic motor of high-efficient stable output | |
| CN102042716A (en) | Zero-leakage type refrigerator | |
| CN104564333B (en) | A kind of internal combustion engine and engine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Grant refused |
Effective date: 20141222 |