موتور هیبریدی پیشران خودرو (برق-هیدرولیک)

Abstract:

Hydraulic propulsion engine is a hybrid vehicle capable of moving without fossil fuel consumption,
It can also be used in agriculture to pump wells without electricity.
The motor consists of two parts: electric and hydraulic
The electric part includes two batteries and two alternators for charging the batteries and a 3-horsepower electric motor.
The hydraulic section includes a special gearbox and hydromotors and engine-related components.
Explain how the engine works:
By starting the car, one of the batteries supplies the power to the electric motor until the motor reaches the proper torque.
When the battery is running out, the battery will automatically exit the circuit and replace the second battery.
Empty batteries are charged through one of the alternators.
The gearbox used increases the engine power from 3 horsepower to 15 horsepower. Gearbox increases power by decreasing speed.
Also the gearbox output shaft has a torque of 1200 rpm.
The car’s engine uses the appropriate weight of the balance. These weights reduce engine friction.
In this engine,The oil pressure is 350 bar,This creates a torque pressure of 1000 rpm.
This torque is transmitted by gears at speeds of 100 km / h and 150 hp.
The oil from the engine returns to the oil tank for reuse.

Inventors & Owner:  Esmail Fallahi, Mohammad Saleh Zare, Alireza Khaje and Gholamreza Honarand.

Key word: Hybrid propulsion engine (electric-hydraulic) , Esmail Fallahi.

نقد و بررسی:

موتور هیبریدی پیشران خودرو (برق-هیدرولیک) 

مقدمه و بیان مسئله:

خودرو دونیرو یا خودرو هیبریدی خودرویی است که برای حرکت کردن از ترکیب دو یا چند منبع مجزای قدرت استفاده می‌کند.

خودرو برقی دوگانه  که در سیستم پیشرانه آن‌ها یک موتور درون‌سوز (معمولاً بنزینی) در کنار یک یا چند موتور الکتریکی قرار دارد و خودرو این قابلیت را دارد که فقط از یکی از این منابع انرژی یا هر دو آن‌ها در کنار یکدیگر استفاده کند.

انواع دیگری از خودروهای هیبریدی هم وجود دارند که از سوخت‌های دیگری چون پروپان، هیدروژن یا انرژی خورشیدی بهره می‌برند.

نوع تکنولوژی به کار رفته در ساخت این خودروها بستگی به هدف طراحان خودرو دارد؛ این که آیا خودرو هیبریدی برای بهره‌وری بالاتر در مصرف سوخت، قدرت بیشتر، مسافت طولانی‌تر حرکت با یک بار سوخت‌گیری یا کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای طراحی شده‌است. این خودروها به خودروهای سبز نیز معروفند.

خودروهای هیبریدی معمولا تلفیقی از موتور احتراق داخلی خودروهای متداول با باتری و موتور الکتریکی یک خودور الکتریکی است. این تلفیق انتشار گازهای خروجی کمتر به همراه توان، برد عملیاتی و سوخت مصرفی مناسب خودروهای معمولی را عرضه می‌نماید. این خودروها هرگز نیاز به اتصال به برق ندارند که این انعطاف‌پذیری ذاتی خودروهای هیبریدی آنها را برای ناوگان حمل و نقل عمومی و خودورهای شخصی مناسب کرده است.

هدف از ارائه این اختراع، ارائه سیستم جدیدی جهت به حرکت درآوردن خودروها و وسائل نقلیه بدون استفاده از سوخت‌های فسیلی، کاهش آلودگی هوا و آلودگی‌های زیست محیطی، صرفه جویی در مصرف سوخت‌های فسیلی در بخش وسایل نقلیه و وسایل حمل و نقل عمومی، کمک به اقتصاد کشور، کاهش مصرف برق در بخش کشاورزی و همچنین کم کردن هزینه‌های مربوط به انرژی در بخش کشاورزی برای دولت و کشاورزان می‌باشد.

دید کلی:

اصولا برای تمامی وسایلی که دارای منبع قدرت باشند و به خودی خود بتوانند حرکت کنند می‌توان کلمه خودرو را بکار برد. لیکن کاربرد این کلمه دارای محدوده مشخصی است که معمولا به وسایل متحرکی گفته می‌شود که همگی دارای حرکت بوده و با زمین در تماس هستند، که در این بین از نمونه‌های بارز خودرو می‌توان به ماشین‌های سواری، کامیون‌ها و موتور سیکلت‌ها اشاره نمود.

تاریخچه:

اولین وسیله نقلیه (خودرو) در کشور انگلستان ساخته شد که به کمک نیروی بخار کار می‌کرد. این وسیله دارای یک موتور بزرگ بود که برای تولید توان به مقادیر زیادی آب و زغال سنگ نیاز داشت و جهت استفاده از آن به چند خدمه نیاز بود. پیشرفت و توسعه خودروها به شکل امروزی از زمانی آغاز شد که دیملر و بنز موفق شدند از یک موتور احتراق برای حرکت وسیله نقلیه استفاده کنند. بیشینه تکامل خودروها بسیار پر فراز و نشیب است لذا در ادامه چندی از مقاطع بسیار مهم و تحولات اساسی ایجاد شده در این زمینه را بصورت مختصر می‌آوریم:

• سال 1876 میلادی: ساخت موتور چهار زمانه توسط اتو و لانگن
• سال 1833 میلادی: ساخت موتور کاربراتوردار با دور زیاد توسط دیلمر
• سال 1893 میلادی: ساخت کاربراتور انژکتوری توسط مایباخ
• 1897 میلادی: ساخت موتور دیزل توسط رودلف دیزل
• سال 1900: طراحی ساختمان کلی اتومبیل به نحوی که امروز رایج است.

مزایا و معایب خودروهای هیبریدی:

امتیازات:

به‌طور کلی خودروهای هیبریدی گازهای خروجی کمتری نسبت به خودروهای معمولی تولید می‌کنند زیرا که در موتور این نوع از خودروها یک موتور الکتریکی به همراه یک موتور احتراق داخلی دارد و موتور الکتریکی در بسیاری از مواقع جبران کننده موتور احتراق داخلی است، بنابراین مصرف سوخت و گازهای خروجی کاهش می یابد.

 

معایب:

• پیچیدگی طراحی و ساخت
• باتری‌ها یکی از اجزای ضروری خودروهای هیبریدی هستند که تعداد کمی از تولیدات خودروهای هیبریدی با باتری‌های پیشرفته در بازار عرضه شده‌اند اما هیچکدام از باتری‌های رایج یک ترکیب قابل قبول اقتصادی از توان، راندمان انرژی و طول عمر را برای حجم بالای تولید خودرو ارائه نداده‌اند.

تشریح راه حل و مزایای اختراع:

خودروهایی که تاکنون بررسی شد هرکدام دارای معایبی بودند که به منظور رفع این معایب استفاده از خودروهای هیبریدی برق-هیدرولیک پیشنهاد می‌شود.

به طور کلی، هیدرولیک فن‌آوری تولید، کنترل و انتقال قدرت توسط سیال تحت فشار است که دارای مزایای از جمله :

• سادگی طراحی
• قابلیت افزایش نیرو
• سادگی و دقت کنترل
• انعطاف‌پذیری
• راندمان بالا
• قابلیت اطمینان کافی

یک سیستم هیدورلیک در مقایسه با انواع مکانیکی مشابه قطعات متحرک کمتری دارد لذا از نظر ساختمان بسیار ساده و کارآمد می‌باشد و با انتقال روغن توسط خطوط انتقال به هر نقطه‌ی مورد نظر می‌توان به حرکت‌های خطی و یا دورانی با قدرت بالا و کنترل مناسب دست یافت. در سیستم هیدرولیک در هنگام نیاز می‌تواند بسادگی نیروها را تا صدها برابر افزایش دهد. همچنین استفاده از شیلنگ‌ها به جای اجزاء مکانیکی (همانند زنجیر، تسمه، کوپلینگ، گاردان و …) مشکلات و محدودیت‌های موقعیتی را به حداقل رسانده، به گونه‌ایی که یک سیستم هیدرولیک را می‌توان به‌صورت کاملا انعطاف‌پذیر طراحی نمود. با استفاده از این موتور به‌جای موتورهای فعلی مشکلات مطرح شده از جمله مصرف زیاد سوخت در خودروها، آلودگی هوا و مصرف زیاد برق در بخش کشاورزی حل می‌شود.

با استفاده از این موتور می‌توان مصرف سوخت در خودروها را کاهش داد و کمک شایانی به اقتصاد کشور کرد. با کمتر شدن مصرف سوخت فسیلی توسط خودروها می‌توان آلودگی هوا و آلودگی‌های زیست محیطی را کاهش و حتی از بین برد. با توجه به کارکرد موتور بر اساس گشتاور حاصل از فشار روغن و علم هیدرولیک، این موتور از نظر قدرت و سرعت در مقایسه با نمونه‌های فعلی منحصر بفرد می‌باشد و به راحتی می‌توان با افزایش فشار روغن و افزایش گشتاور، سرعت و قدرت موتور را افزایش داد. یکی از ویژگی‌های سیستم‌ هیدرولیک سادگی طراحی و کمتر شدن قطعات نسبت به دیگر سیستم‌ها می‌باشد، از این رو وزن موتور به اندازه قابل توجهی نسبت به موتور‌های فعلی کمتر شده است که این امر می‌تواند زمینه مناسبی را در جهت سبک‌تر کردن و مقاوم‌تر کردن بدنه خودرو را فراهم نماید. افزایش ایمنی سرنشینان با توجه به نبود سوخت فسیلی مانند بنزین، گاز و گازوئیل هنگام تصادف و حذف خطر انفجار در هنگام تصادف از دیگر مزایای این موتور است.

از طرفی با جایگزینی این موتور بجای موتورهای آبکشی سه فاز فعلی می‌توان مصرف برق در بخش کشاورزی را به میزان قابل توجهی کاهش داد و هزینه‌های جانبی مربوط به برق و انرژی را از دوش دولت و کشاورزان برداشت.

تشریح عملکرد و روش اجرایی اختراع:

روش اجرایی موتور پیشران برق هیدرولیک خودرو به این صورت است که با قرار گرفتن این موتور بر روی خودرو به جای موتورهای فعلی و موجود، گشتاور و قدرت لازم برای به حرکت در آمدن خودرو فراهم می شود. این انرژی و قدرت از طریق هیدروموتور که به دیفرانسیل خودرو کوپل شده است از موتور به خودرو منتقل می شود. همچنین از این موتور در بخش کشاورزی بجای موتورهای آبکشی سه فاز فعلی نیز می توان استفاده کرد. با اعمال گشتاور و قدرت هیدروموتور از طریق پولی و تسمه به یک پمپ شفت و غلافی انرژی و قدرت لازم جهت پمپاژ آب از چاه می شود.

هیدروموتور این انرژی و قدرت را از طریق فرآیند زیر تولید می کند:

الکتروموتور توسط یکی از باتری ها شروع بعه کار کرده و گشتاور و قدرت معینی را تولید می کند. با کوپل شدن الکتروموتور به یک گیربکس کاهنده روغنی گشتاور الکتروموتور با نسبت معینی کم می شود. به همین صورت قدرت الکتروموتور با نسبت عکس افزایش می یابد. در واقع گیربکس کاهنده با کم کردن سرعت، قدرت را افزایش می دهد. شفت خروجی گیربکس کاهنده به وسیله پولی و تسمه به یک پمپ هیدرولیک کوپل شده است. گشتاور و قدرت خروجی گیربکس کاهنده موجب کارکرد پمپ شده که در نتیجه آن روغن با فشار زیاد و معین از خروجی پمپ به وسیله شیلنگ هیدرولیک به هیدروموتور اعمال می شود. فشار روغن موجب به حرکت درآمدن چرخ دنده های هیدروموتور شده و گشتاور و قدرت معینی تولید می کند. روغن اعمالی به هیدروموتور پس از کاهش فشار خود از طریق شیلنگ هیدرولیک به مخزن روغن برمی گردد.

باتری های موتور از طربق دو عدد دینام که به گیربکس کاهنده وو دیفرانسیل خودرو وصل شده اند شارژ می شوند.

کاربرد صنعتی اختراع:

• صنایع خودروسازی
• بخش کشاورزی و ادوات مربوط به آن
• تولید انرژی پاک به منظور کاهش آلودگی هوا

ایدیامارکت/ مرکز تجارت اختراعات و نوآوری