Автопоезд

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Высоцкий Михаил Степанович Харитончик Сергей Васильевич Кочетов Сергей Иванович Пожиток Виктор Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Автопоезд, содержащий соединенные между собой посредством сцепных механизмов звенья, включающие тяговые модули с двигателями внутреннего сгорания и грузовые модули, первое из которых в качестве тягового модуля содержит тягач, и систему автоматического управления движением, согласующую работу тягача и тяговых модулей, отличающийся тем, что в качестве тягача использован седельный тягач, который дополнительно оснащен электрическим мотором-генератором и электрическим источникомнакопителем энергии, при этом тяговый модуль второго и каждого последующего звена содержит электрический мотор-генератор, электрический источник-накопитель энергии и мотор-колеса, включенные в силовую электрическую цепь, а грузовой и тяговый модули каждого звена связаны между собой седельно-сцепным устройством. 2. Автопоезд по п. 1, отличающийся тем, что включает аэродинамические щитки,установленные между звеньями и по всему периметру сопряжения тяговых и грузовых модулей. 13449 1 2010.08.30 Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно к устройству автопоездов в составе тяговых и грузовых модулей, предназначенных для осуществления большегрузных перевозок по автомобильным дорогам. Известен автомобильный поезд с приводными прицепами, состоящий из тягача, по меньшей мере, одного приводного прицепа и нескольких обычных прицепов 1. Двигатели тягача и прицепов управляются с помощью системы синхронизации и педали акселератора, находящейся в кабине тягача. Недостатком аналога является низкая производительность, так как при увеличении количества обычных прицепов к автопоезду необходимо увеличение мощностей двигателей тягача и приводного прицепа. Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому результату является автопоезд, состоящий из вагонов и двигающих эти вагоны тягачей, поочередно соединенных с ними 2, вариант 1, фиг. 1. Каждый вагон имеет по две сцепные площадки,расположенные снизу, этими площадками вагоны ложатся на платформы тягачей и сцепляются с ними. Головной тягач имеет одну платформу. Последующие тягачи снабжены автоматической системой управления, позволяющей им следовать по колее головного тягача. Недостатками известного автопоезда являются невысокая производительность вследствие ограниченных тягово-энергетических возможностей из-за наличия в каждом из вагонов тягача, который уменьшает полезную площадь и объем перевозимых грузов, а также сложность конструкции из-за использования тягачей с рабочим местом водителя в каждом из вагонов, фактически не принимающих участия в управлении автопоездом в целом. Задача заявляемого изобретения заключается в увеличении полезной площади и объема перевозимых грузов и минимизации энергетических затрат за счет снижения аэродинамического сопротивления, а также рекуперации энергии, что позволяет увеличить производительность, экономить топливо и упростить конструкцию автопоезда. Поставленная задача достигается за счет того, что в автопоезде, содержащем соединенные между собой посредством сцепных механизмов звенья, включающие тяговые модули с двигателями внутреннего сгорания и грузовые модули, первое из которых в качестве тягового модуля содержит тягач, и систему автоматического управления движением, согласующую работу тягача и тяговых модулей, новым является то, что в качестве тягача использован седельный тягач, который дополнительно оснащен электрическим мотором-генератором и электрическим источником-накопителем энергии, при этом тяговый модуль второго и каждого последующего звена содержит электрический мотор-генератор,электрический источник-накопитель энергии и мотор-колеса, включенные в силовую электрическую цепь, а грузовой и тяговый модули каждого звена связаны между собой седельно-сцепным устройством. Для улучшения топливной экономичности автопоезда между звеньями и по всему периметру сопряжения тяговых и грузовых модулей установлены аэродинамические щитки. Сущность изобретения поясняется чертежами фиг. 1 - общий вид автопоезда, вид сбоку фиг. 2, 3, 4 - первое, второе и третье звено соответственно фиг. 5, 6, 7 - вид сверху на первое, второе и третье звено автопоезда соответственно. Заявляемый автопоезд состоит из нескольких звеньев (от трех до нескольких десятков),содержащих тяговые и грузовые модули, реализующие возможности формирования рациональной структуры автопоезда. Оснащение звеньев тяговыми модулями с электрическими мотор-генераторами и мотор-колесами, обеспечивающими активизацию колес этих модулей, позволяет разгрузить седельно-сцепное устройство тягача и грузового модуля первого звена и при наличии системы автоматического управления энергетическими установками тяговых модулей согласовать их режимы работы. Оснащение звеньев блоками рекуперации и электрическими источниками-накопителями энергии позволяет обеспечить высокую производительность автопоезда с минимальными энергетическими затратами. 2 13449 1 2010.08.30 Автопоезд (фиг. 1) включает три звена, соединенные между собой. Первое звено содержит седельный тягач 1 и грузовой модуль 2. Второе звено содержит тяговый модуль 3 и грузовой модуль 4. Третье звено содержит тяговый модуль 5 и грузовой модуль 6. Звенья между собой последовательно соединены сцепными механизмами 7 и 8. Седельный тягач 1 и грузовой модуль 2 соединены между собой седельно-сцепным устройством 9 (фиг. 2). Тяговый модуль 3 и грузовой модуль 4 соединены между собой посредством седельно-сцепного устройства 10, а тяговый модуль 5 и грузовой модуль 6 соединены седельносцепным устройством 11 (фиг. 3, 4). Седельный тягач 1 оснащен двигателем внутреннего сгорания (ДВС) 12 и электрическим мотор-генератором 13 и выполнен трехосным с ведущими колесами 14 и 15 (фиг. 5). Тяговый модуль 3 второго звена автопоезда выполнен двухосным с ведущими колесами 16 и 17 и содержит двигатель внутреннего сгорания 18, электрический мотор-генератор 19 и включенные в электрическую цепь мотор-колеса 20 и 21 (фиг. 6). Тяговый модуль 5 и грузовой модуль 6 третьего звена автопоезда выполнены аналогично тяговому и грузовому модулям второго звена, тяговый модуль 5 содержит двигатель внутреннего сгорания 22, электрический мотор-генератор 23 и включенные в электрическую цепь мотор-колеса 24 и 25 (фиг. 7). Седельный тягач 1 и тяговые модули 3 и 5 оснащены электрическими источникаминакопителями энергии 26, 27 и 28, рекуперирующими энергию торможения звеньев автопоезда для полезного использования в последующем. Автопоезд оснащен системой автоматического управления движением (САУД), согласующей работу всех тяговых модулей. Преобразователь 29 САУД считывает информацию о режиме работы электрического мотор-генератора 13 седельного тягача 1, а преобразователи 30 и 31 - о режиме работы мотор-колес 20, 21 и 24, 25 тяговых модулей 3 и 5 соответственно и согласовывает работу ДВС 12, 18 и 22. Включение в заявляемую конструкцию мотор-генераторов, мотор-колес и САУД позволяет уменьшить энергетические затраты на седельном тягаче 1 путем установки менее мощного ДВС 12. Между первым и вторым и между вторым и третьим звеньями установлены аэродинамические щитки 32 и 33 по всему периметру сопряжения грузовых модулей 2, 4 и 6, что позволяет улучшить аэродинамику автопоезда и улучшить его топливную экономичность. По периметру сопряжения тяговых 1, 3, 5 и грузовых модулей 2, 4, 6 установлены аэродинамические щитки 34, 35 и 36. Автопоезд работает следующим образом включают ДВС 12 седельного тягача 1, ДВС 18 тягового модуля 3, ДВС 22 тягового модуля 5. Одновременно с этим приводится в действие электрический мотор-генератор 13 седельного тягача 1, электрический мотор-генератор 19 тягового модуля 3 и электрический мотор-генератор 23 тягового модуля 5. Последние два вырабатывают электрическую энергию, которая поступает на мотор-колеса 20, 21 и 24, 25 второго и третьего звеньев соответственно. Автопоезд начинает движение за счет вращения ведущих колес 14 и 15 седельного тягача 1, мотор-колес 20 и 21 тягового модуля 3 и мотор-колес 24 и 25 тягового модуля 5. При малой загрузке автопоезда мощности ДВС 12 седельного тягача 1 достаточно для движения автопоезда. ДВС 18 тягового модуля 3 второго звена и ДВС 22 тягового модуля 5 третьего звена автоматически выключаются САУД. При максимальной загрузке автопоезда в автоматическом режиме включается дополнительно двигатель ДВС 18 тягового модуля 3 второго звена и ДВС 22 тягового модуля 5 третьего звена, приводящие электрические мотор-генераторы 19 и 23, питающие моторколеса 20, 21 и 24, 25. При этом электрический мотор-генератор 13 также вырабатывает электрическую энергию, которая поступает на зарядку электрического источниканакопителя энергии 26. 3 13449 1 2010.08.30 Преобразователи системы управления движением 29, 30 и 31 в автоматическом режиме передают информацию о режимах движения звеньев автопоезда, позволяя формировать его оптимальные режимы работы. Достижение поставленной задачи обеспечивается и аэродинамическими щитками 32,33, 34, 35 и 36, позволяющими снизить аэродинамическое сопротивление воздуха движущемуся автопоезду при прямолинейном движении и при маневрировании. Применение совокупности заявленных существенных признаков устройства автопоезда позволяет значительно, по сравнению с прототипом, уменьшить энергетические затраты на движение и перевозку грузов и повысить производительность автопоезда. Источники информации 1. Патент США на изобретение 6892839. Автомобильный поезд с приводными прицепами, МПК 62 59/04, опубл. 2002.05.16. 2. Патент РФ на изобретение 2288129. Автопоезд, МПК 62 53/00, опубл. 2006.11.27. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5