Powrót do strony głównej
 

MOJE INNOWACJE I WYNALAZKI W TRANSPORCIE
Przedstawiam kilka z moich niezwykle ważnych wynalazków i innowacji. Powinny one być szeroko wdrażane.( lub kiedyś powinny były )
W wiekszości można z nich korzystać swobodnie - tzn. oprócz tych dotyczących systemu wymiany akumulatorów, oraz tych które podlegają pod prawo autorskie-czyli projektów nadwozi i budowli

Ryszard Delong-Kownacki
           
ODMIERZACZE CZASU PRZY SYGNALIZACJI
SYSTEM SZYBKIEJ WYMIANY AKUMULATORÓW
W POJAZDACH ELEKTRYCZNYCH
METODA BUDOWY NADWOZII
BEZ TŁOCZENIA BLACH
RONDA Z WĘZŁAMI PRZESIADKOWYMI NA ŚRODKU
NAPĘD HYBRYDOWY ZE SPRZĘGŁAMI INDUKCYJNYMI
NAPĘD Z PASOWĄ PRZEKŁADNIĄ BEZSTOPNIOWĄ

Wiele innych , równie doniosłych, w ostatecznym dopracowywaniu, sporządzaniu wizualizacji i dokumentacji patentowej, a zatem
ciąg dalszy nastąpi...


CZYTELNE I SKUTECZNE ODMIERZACZE CZASU PRZY SYGNALIZACJI
(odmierzacze czasu pozostałego do zmiany koloru )

       
Wprowadzenie tego usprawnienia jest obecnie najpilniejszą zmianą która powinna być dokonana, gdyż dałoby prawie natychmiastowo korzyści wynikłe z upłynnienia ruchu- zwłaszcza z ograniczenia liczby i intensywności hamowań i przyspieszań pojazdów. Korzyści te to: ogranicznie energochłonności ruchu ( ważne dla pojazdów elektrycznych ! ), zużycia paliw, emisji spalin, hałasu i pyłów, spowolnienie zużycia pojazdów . -- Działające gdzieniegdzie sekundniki są za małe, nieczytelne - a więc nie umożliwiają wczesnego planowania predkości , a więc także uzyskania płynności, a zatem nie mogą zapewnić podanych wyżej korzyści.
Moje usprawnienie polega na takiej formie odmierzacza w postaci kolumny świetlnej o zmniejszającej się z upływem czasu wysokości, która umożliwia jego łatwe odczytanie z odległości nawet znacznie powyżej 100 metrów - a to jest warunek skutecznego planowania predkości. Rozwiązanie zgłosiłem do patentowania w roku 1998. Dodatkowym usprawnieniem widocznym na poniższym filmie z roku 2016 jest forma sygnalizacji łacząca w zintegrowanej obudowie podstawową lampę okrągłą, wyświetlacz cyfrowy, oraz kolumnę świetlną.
Równie ważnym jak budowa samego urządzenia jest mój wkład w planowanie ruchu i uświadomienie (załaczonymi poniżej filmem ) jak powinien wyglądać ruch naprawdę płynny. Niestety nawet wśród zwolenników stosowania sekundników większość nie rozumie jak wielką poprawę można osiągnąć i skupia się na drugorzędnych kwestiach np. możliwość wczesnego wrzucenia biegu przed ruszaniem
SABOTOWANIE STOSOWANIA TEGO USPRAWNIENIA JEST DOWODEM NA ZŁą WOLĘ DECYDENTÓW !! Sabotaż ten służy interesom lobby moto-paliwowego, oraz lobby producentów obecnych systemów "inteligentnej" sygnalizacji tzw."ITS-ów"- systemów nieskutecznych w upłynnianiu ruchu. Sabotażyści blokujący opisane usprawnienie ( czyli "fahoffcy od ruhu" oraz urzędnicy ) odpowiadają więc za wielkie szkody ekonomiczne i ekologiczne powodowane przez obecny ruch drogowy !
Tu >
SZCZEGÓŁOWY OPIS ZAGADNIEŃ ZWIąZANYCH Z ZASTOSOWANIEM TEGO USPRAWNIENIA
Tu FILM POKAZUJąCY DZIAŁANIE URZąDZENIA ORAZ NAPRAWDĘ PŁYNNY RUCH UZYSKANY DZIĘKI NIEMU


SYSTEM SZYBKIEJ WYMIANY AKUMULATORÓW W POJAZDACH ELEKTRYCZNYCH


  Szybka wymiana akumulatorów jest obecnie jedną z najważniejszych potrzeb transportu wykorzystującego pojazdy elektryczne - najważniejszych z punktu widzenia eliminacji problemu ograniczonego zasiegu.

  Dla przypomnienia, zalety szybkiej wymiany w porównaniu do ładowania akumulatorów w pojeżdzie to :
-natychmiastowe odzyskanie możliwości dalszej jazdy
-wolniejsze zyżycie akumulatora dzięki niższym mocom ładowania
-większa sprawność ładowania (oszczędność energii)- też dzięki niższym mocom ładowania
-mniejsze chwilowe obciążenia sieci elektrycznej - jak wyżej ^
-niezajmowanie miejsca na ulicach i parkingach przez ładujące się pojazdy

Istniejące systemy wymiany nie zapewniają głównej zalety czyli szybkości oraz są skomplikowane mechanicznie ( zaróno pod względem urządzeń wymieniających jak i pojazdów przystosowanych do tych systemów ). W większości odbywa się to przez umieszczanie/wyjmowanie akumulatora od spodu pojazdu np.w systemie firmy NIO.
Moje usprawnienia polegają na :
-sposobie wymiany polegającym na tym że akumulator wsuwany do pojazdu wypycha ten usuwany - Ten sposób jest przedmiotem zgłoszenia do Urzędy Patentowego RP -wniosku o udzielenie patentu na wynalazek
-schematach konstrukcyjnych komór na akumulatory -To jest przedmiotem zgłoszeń do UPRP- wniosków o udzielenie praw ochronnych na wzory użytkowe
  ZATEM EWENTUALNE WYKORZYSTANIE POKAZANYCH ROZWIĄZAŃ BEZ MEJ ZGODY MOŻE OZNACZAĆ DOCHODZENIE PRAW Z MEJ STRONY - W WYPADKU GDYBY PATENT , LUB PRAWA OCHRONNE ZOSTAŁY UDZIELONE - wtedy ochrona będzie dotyczyła okresu już od momentu zgłoszenia

WERSJA PODSTAWOWA - wysuw w bok pojazdu



Komora akumulatora znajduje się między siedzeniem a płytą podłogową, oraz posiada dwa otwory- po obu bokach pojazdu. Przez jeden wsuwany jest akumulator naładowany ( zielony), a jednocześnie przez drugi wysuwany jest akumulator rozładowany (pomarańczowy), którego ruch jest wywołany pchaniem przez akumulator naładowany - umieszczany w komorze
<-FullHD <-1280x720

WERSJA DLA POJAZDÓW BARDZO KRÓTKICH
( wysuw w bok z "szuflady" wysuwanej w tył pojazdu)



W pojazdach bardzo krótkich ( które bedą niebawem bardzo potrzebne w miastach ), pojazdach w których nie ma możliwości wysunięcia akumulatorów spod siedzeń w bok, komora akumulatora jest "szufladą" wysuwaną w tył pojazdu. Ciąg dalszy wymiany odbywa się analogicznie jak w wersji podstawowej. Szuflada ta ma 2 otwory na akumulatory - po prawej i lewej stronie ( patrząc w kierunku wzdłuż pojazdu ). Akumulatory przesuwane są ruchami wpoprzek pojazdu tzn nałądowny wsuwany z jednej strony, a rozładowany wysuwany jednocześnie w drugą. Ta wersja komory akumulatora mozę mieć zastosowanie również w innych pojazdach np.motocyklach 3-kołowych oraz przyczepach na akumulatory - pokazałem poniżej
<-FullHD <-1280x720

WERSJA DLA AUTOBUSÓW Z PRZYCZEPĄ NA AKUMULATORY
( wysuw w bok z "szuflady" wysuwanej w tył przyczepy)



Stosowanie mego systemu wymiany w przyczepach akumulatorowych do autobusów ma sens dlatego, że proces wymiany byłby szybszy i mniej energochłonny niż wymiana całych przyczep. Wymiana odbywa się w sposób analogiczny jak w wersji dla pojazdów bardzo krótkich tzn. akumulator umieszczany jest w przyczepie w szufladzie wysuwanej w tył, a usuwanie rozładowanego i umieszczanie naładowanego odbywa się ruchami wpoprzek pojazdu.


PROSTA I TANIA TECHNOLOGIA BUDOWY NADWOZII
( bez tłoczenia blach )


Metoda budowy samonośnych nadwozii metalowych, głównie blaszanych, wykorzystująca jedynie gięcie i spawanie. To eliminuje jeden z głóenych kosztów przygotowania produkcji czyli koszt oprzyrządowania do tłoczenia, a na etapie produkcji może również zaoszczedzić dużo energii potrzebnej to tego tłoczenia. ---Tylko niektóre części o skomplikowanych kształtach , np. przody, bedą musiały być wykonywane inną metodą np. laminowaniem.
METODA POZWOLI NA ŁATWE ZASTOSOWANIE ALUMINIUM dla którego to materiału tłoczenie stanowi problem
Metoda umożliwia produkcję nadwozii lub ich części małym firmom.
Mój wkład to nie tylko pomysł zastosowania metody budowy z prostogiętych blach, ale przede wszystkim umiejętność tworzenia konstrukcji nadwozii dostosowanych do tej metody. Zastosowałem ją praktycznie w jeżdżącym
concept-carze pojazdu "terenowego" , w concept-carze samochodu osobowego będącym w budowie, a także uwzględniłem w projektach innych pojazdów użytkowych.


RONDA Z WĘZŁAMI PRZESIADKOWYMI W CZĘŚCI ŚRODKOWEJ
Sam pomysł wykorzystania środka ronda na umieszczenie przystanków nie jest nowy, niemniej stosowany jest głównie dla przystanków tramwajowych, lub buspasów "przelotowych". W innych, nielicznych, przypadkach przystanki są umieszczone dość chaotycznie i mają niezbyt wygodny dojazd.
Moje usprawnienia polegają na :
-zastosowaniu "ronda wewnętrznego"
-umieszczeniu zespołu przystanków dla różnych rodzajów pojazdów : autobusowych i samochodowych ( dla taksówek i typu "kiss & ride "dla samochodów prywatnych ), lub zróżnicowanych według zastosowań samochodów tzn jedne dla samochodów miejskich a drugie dla przyjeżdżających spoza miasta - to umożliwa pełnienie funkcji wezła przesiadkowego przez sam zespół przystanków na rondzie ( np . tak że osoby przyjeżdżające autobusem międzmiastowym wysiadają w bezpośrednim sąsiedztwie przystanków miejskich taksówek lub car-sharingów
-połączeniu zespołu przystanków na rondzie z położonym obok ronda centrem przesiadkowym - to umożliwia synergiczny wzrost funkcjonalności komunikacyjnej i przepustowości całego zespołu rondo+CP
W poniższych kilku przykładach zastosowałem takie ronda jako część projektów większych węzłów komunikacyjnych zawierających centra przesiadkowe typu park&ride i układy drogowe wokół nich . Są to projekty w których priorytetem jest obsługa transportu publicznego ( na razie jeszcze nie wdrożone ze wzgledu na nieświadomość i lenistwo władz i mieszkańców tych miast - wystepujące mimo tego że miasta te bardzo silnie doświadczają skutków obecnego patologicznego transportu )
Więcej projektów dworców, centrów przesiadkowych i układów drogowych je obsługujących pokazuję w
MOJEJ GALERII NA FACEBOOKU UKAZUJĄCEJ OPTYMALNE ROZWIĄZANIA TRANSPORTOWE DLA CIESZYNA I OKOLIC


NAPĘD HYBRYDOWY ZE SPRZĘGŁAMI INDUKCYJNYMI

 
UWAGA : NIE MYLIĆ Z TZW. SPRZĘGŁAMI ELEKTROMAGNETYCZNYMI, KTÓRE PRZENOSZĄ MOMENT SIŁAMI TARCIA (a nie, jak czasami piszą, że siłami elektomagnetycznymi ) A SIŁY ELEKTROMAGNETYCZNE SŁUŻĄ W NICH TYLKO DO WYTWORZENIA NACISKU TARCZY DOCISKOWEJ NA SPRZĘGŁOWĄ
SPRZĘGŁO INDUKCYJNE przenosi moment poprzez siły elektromagnetyczne, a prądy potrzebne w tym celu powstają w jednym z elementów dzięki "poślizgowi" czyli różnicy prędkości łączonych wałów. Energia pośłizgu nie musi być tracona , lecz może być zamieniona w formę elektryczną i odprowadzana n.p. przez komutator ..lub do silnika elektrycznego położonego dalej na wale wyjściowym. Sprzęgło to można wyobrazić sobie jako alternator w którym stojan nie jest unieruchomiony lecz ułożyskowany obrotowo , a więc jest wałem - żródłem energii mechanicznej.
Moja innowacja polega na tym, że wał silnika spalinowego jest związany kinematycznie z wejściami dwu lub więcej sprzęgieł indukcyjnych. W najprostszej wersji , przedstawionej na schemacie wyżej, sprzęgła podłączone są wprost do obu końców wału silnika. W wersjach pokazanych poniżej, z napędem na więcej kół, to sprzężenie kinematyczne odbywa się tylko trochę bardzie skomplikowanie.
Główną zaletą jest połączenie możliwości stabilizacji parametrów pracy silnika spalinowego ( konieczne dla jego ekonomiczniej pracy ) z możliwością przekazania części mocy z silnika spalinowego na koła w sposób wysokosprawny-mechaniczny.
Możliwosć całkowitej stabilizacji prędkości kątowej umożliwia stosowanie silników spalinowych innych niż tłokowe np. turbin jako tzw "pierwotnego źródła energii". Były one zresztą optymalnym rodzajem silników dla tego napędu, ze względu na większe predkości obrotowe a zatem też większe "poślizgi" na sprzęgłach które są warunkiem efektywnej ich pracy -zarówno pod względem pracy prądnicowej jak i wielkości momentu na jednostkę masy
Dodatkową zaletą jest możliwość eliminacji mechanizmów różnicowych ( miedzy kołami danej osi lub miedzyosiowych ) oraz indywidualnego sterowania momentami przekazywanymi na poszczególne koła lub osie .

WERSJE DLA NAPĘDÓW WIELOOSIOWYCH

<- Wersja 4x4 dla napędu na 4 koła. Wał silnika spalinowego umieszczony wzdłuż pojazdu napędza przekładniami stożkowymi (3) dwa poprzecznie ułożone wały centralne (4) przy poszczególnych osiach. Wał przy osi tylnej każdym swym końcem napędza poprzez sprzegło indukcyjne i reduktor jedno z kół tej osi. Wał centralny przy osi przedniej - analogicznie. ------- Celem uzyskania efektu 2 biegów można zróżnicować przełożenia obu przekładni stożkowych i dodać sprzęgła jednokierunkowe na jednej z osi - tak jak w wersji opisanej poniżej


^kliknij by powiekszyć
<- Napęd na 3 osie ( 6x6 ) - każda z innym przełożeniem. Umożliwia realizację funkcji skrzyni biegów w ten sposób, że przełożenia miedzy silnikiem spalinowym a kołami są różne na poszczegolnych osiach . W pokazanym przykładzie przez włączenie napędu osi tylnej tak jakby włączało się bieg 1-szy, osi środkowej 2-gi, a osi przedniej 3-ci. Właczanie "biegów" odbywałoby się sterowaniem momentów sprzęgieł indukcyjnych ( np. wielkością odbieranych z nich prądów) co byłoby znacznie płynniejsze niż sprzęgłami ciernymi. Na osiach 1 i 2 umieszczone sę sprzęgła 1-kierunkowe (4) zapobiegające hamowaniu kół tych osi po rozpedzeniu pojazdu przez wyjścia niepracujących wtedy sprzęgieł indukcyjnych na tych osiach. Silniki elektryczne umieszczono na osi 2 tak by wyrównać obciążenia półosi napędowych gdy "włączony jest bieg 1szy" tzn sprzęgła indukcyjne napedzają koła osi 1szej przez reduktory o największych przełożeniach, a potrzebna jest jeszcze większa siła napędowa niż wytwarzana przez te koła (przypominam że w układzie hybrydowym silnik spalinowy może być kilkukroć mniejszy niż w konwencjonalnym - wtedy taki napęd ma sens.. ale przez tą małość chwilowo potrzebuje wspomagania silnikem elektrycznym )
<- Modyfikacja powyższego napędu na 3 osie ( 6x6 ) polegająca na tym, że wykorzystuje klasyczne mechanizmy różnicowe . Sprzęgła indukcyjne umieszczone są na wejściach reduktorów stożkowych ,a dalej na każdej osi przeniesienie mocy nastepuje jak w napędzie konwencjonalnym. Sprzęgła indukcyjne nie muszą realizować funkcji mechanizmu różnicowego, a to daje możliwość "sztywnego" połączenia wejść i wyjść poszczególnych sprzegieł indukcyjnych bocznikującymi je sprzegłami mechanicznymi np. kłowymi, a zatem wysokosprawnego-czysto mechanicznego przekazania mocy silnika spalinowego . W pokazanym schemacie możliwość taka ( poprzez sprzegło kłowe 5 ) jest tylko na osi 3ciej - przedniej realizującej "najwyższy" bieg . Tam jest to najbardziej potrzebne do ekonomicznego pokonywania ze stałą predkością dłuższych odcinków po rozpędzeniu , niemniej zastosowanie możliwości "sztywnego" sprzęgnięcia innych sprzegieł indukcyjnych miałoby sens w cieżkich pojazdach pracujących również w terenie gdy istnieje potrzeba pokonywania dłuższych odcinków z mniejszymi prędkościami i większymi siłami napędowymi

To wynalazek o wartości raczej już tylko historycznej, ze względu na to, że wykorzystywanie silników spalinowych w ruchu miejskim i podmiejskim bedzie odchodziło w przeszłość - a głównie w takich warunkach ten napęd miałby sens. Może też mieć sens w bardzo ciężkich pojazdach wieloosiowych w których bedzie problem z elektryfikacją i istnieje potrzeba uzyskania wysokiej ekonomiczności napędu hybrydowego z silnikiem spalinowym.
To na razie rozwiązanie tylko teoretyczne gdyż wymaga sprzęgieł indukcyjnych, o parametrach odpowiednich do pojazdów oraz mających możliwość odzysku mocy "traconej" na poślizgu ( zamiany na formę elektryczną ), a produkowane do celów przemysłowych sprzęgła indukcyjne nie spełniają tych warunków. Rozwiązania zgłosiłem do Urzędu Patentowego w roku 1998


NAPĘD Z PASOWĄ PRZEKŁADNIĄ BEZSTOPNIOWĄ - CVT


^kliknij by powiększyć
Napęd który odciąża przekładnię bezstopniową ( CVT - ang."Continuously Variable Transmission" ) w ten sposób że pracuje ona tylko wtedy, gdy konieczna jest praca z przełożeniami w zakresie między maksymalnym a minimalnym . CVT nie pracuje więc podczas ruszania z miejsca ( gdy występują najwieksze siły w pasie) , oraz po rozpędzeniu pojazdu podczas długotrwałej jazdy z prędkością stałą. Wtedy napęd przenoszony jest inną, sprawniejszą, przekładnię (8) lub sprzęgłęm kłowym (7). To ograniczyłoby wpływ wad CVT takich jak niższa sprawność i niższa trwałość. Poniżej pokazano pracę napędu w poszczególnych fazach rozpędzania.
<-Oznaczenia jak na rysunku obok. Czerwone strzałki pokazują drogę przepływu mocy.
Przy ruszaniu z miejsca ( rys.2 ) napęd byłby przekazywany wałem (1) na przekładnię łańcuchowa (8) następnie poprzez przekładnię łańcuchową (10) na koło wejściowe (5) przekładni głównej . CVT nie przenosiłaby wówczas napędu. ( nacisk kół stożkowych na pas klinowy byłby "zerowy")

<-kliknij by powiększyć
Po ruszeniu z miejsca i rozpędzeniu pojazdu i silnika do prędkości która wymaga zmniejszenia przełożenia CVT włączałaby się ( rys.3 ) a następnie całkowicie przejęłaby przenoszenie mocy, a przestała by ją przenosić przekładnia stała (8). Napęd z wyjścia CVT na koło zębate (5) byłby przenoszony przekłądnią łancuchową (10) oraz sprzęgłem kłowym (6)
przekładnia (8) nie hamowałaby wału wejściowego CVT dzięki sprzęgłu jednokierunkowemu (9)
Podczas dalszego przyspieszania następowałaby ciągła zmiana przełożenia CVT od wartości maxymalnej do minimalnej ( rys.4 ) - wtedy ujawniałaby się zaleta tej przekładni czyli bezstopniowa płynna zmiana przełożenia
Po rozpędzeniu pojazdu i zmianie przełożenia CVT na minimalne (tak jakby włączenie najwyższego biegu ) nastąpiłoby zrównanie prędkości kątowych koła zębatego (5) oraz wału (1), a to umożliwiłoby sprzęgnięcie ich sprzęgłem kłowym (7) oraz wyłączenie CVT (rys 6 ). Dalej nastepowałaby długotrwała jazda z predkoącią stałą, podczas której moc silnika przenoszona byłaby z maksymalną sprawnością na koła, a CVT nie zużywałaby się
Ten napęd też jest już raczej tylko ciekawostką historyczną (uboczny efekt mej pracy dyplomowej którą był projekt samej przekładni CVT ) , Rozwiązanie, które zgłosiłem do Urzędu Patentowego w roku 1998. Kiedyś mogło mieć duże znaczenie - wtedy gdy CVT były jeszcze poważnym rozwiązaniem alternatywnym wobec klasycznych napędów ze skrzyniami biegów - przynajmniej za takie było uważane.(fakt że w produkowanych pojazdach z CVT nie pomyślano o bocznikowaniu tych przekładni jest jednym z dowodów na ocieżałość intelektualną wielu decydentów motoprzemysłu )
Obecnie napęd czysto elektryczny lub hybrydowy są na tyle sprawne energetycznie, że przewyższają pod tym względem CVT - i pod innymi też.... niemniej napęd wg pokazanego wyżej schematu, hipotetycznie może kiedyś mieć ograniczone zastosowanie , n.p. w najlżejszych i najtańszych pojazdach spalinowych . Warunkiem jest taki postęp w konstrukcji pasów klinowych do CVT który umożliwi ograniczenie ich strat do maksymalnie ok 2% , zwiększenie trwałości i zwiększenie współczynnika tarcia (by ograniczyć siły nacisku na pas a więc umożłiwić odchudzanie samych CVT)


Koniec i bomba. Kto nie czytał ten trąba