ES2544505B1

ES2544505B1 - Kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles

Info

Publication number: ES2544505B1
Application number: ES201430277A
Authority: ES
Inventors: Juan MARTÍN GARCÍA
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2034-02-28
Also published as: ES2544505A1

Abstract

Cadena cinemática con sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos automóviles.#La cadena parte de la energía proporcionada por un muelle (1) de tipo radioidal, como fuente de energía principal y única del vehículo, y está constituida por los elementos que transmiten de forma homogénea la energía almacenada hasta las ruedas, utilizando un acumulador auxiliar de energía, el depósito (2) de aire comprimido, encargado de corregir las sobredemandas de potencia mediante el aire almacenado en el mismo, a través de un compresor (7) de aire comprimido, y, por último, el motor (3) de aire comprimido, que transmite la potencia desde el depósito (2) hasta las ruedas. El sistema se complementa con un freno regenerativo, que extrae energía de la frenada del coche y la entrega al muelle (1), que soluciona situaciones de sobredemanda o eventuales vaciados del depósito (2) ya que, usado en dirección opuesta, se tiene una trayectoria de flujo de energía que parte del muelle (1) entregándose a las ruedas directamente.Kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles. # The chain starts from the energy provided by a radioidal type spring (1), as the main and only source of energy of the vehicle, and consists of the elements that transmit homogeneously form the energy stored up to the wheels, using an auxiliary energy accumulator, the reservoir (2) of compressed air, responsible for correcting the power surges by means of the air stored in it, through an air compressor (7) compressed, and finally, the compressed air engine (3), which transmits the power from the tank (2) to the wheels. The system is complemented by a regenerative brake, which draws energy from the braking of the car and delivers it to the dock (1), which solves situations of over demand or eventual emptying of the tank (2) since, used in the opposite direction, there is a energy flow path that starts from the spring (1) by delivering directly to the wheels.

Description

DESCRIPCION DESCRIPTION

Cadena cinemática con sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos automóviles. Kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles.

5 5

OBJETO DE LA INVENCION OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a una cadena cinemática con sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos automóviles, que va a permitir una descarga homogénea de la energía acumulada en 10 un vehículo automóvil, al corregir las sobredemandas de potencia que se requieran al sistema de almacenamiento principal. The present invention, as expressed in the statement of this specification, refers to a kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles, which will allow a homogeneous discharge of the energy accumulated in a motor vehicle, by Correct the power overruns required for the main storage system.

CAMPO DE LA INVENCION FIELD OF THE INVENTION

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Esta invención tiene su aplicación dentro del sector de la industria destinada a la fabricación de vehículos automóviles. This invention has its application within the industry sector for the manufacture of motor vehicles.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION BACKGROUND OF THE INVENTION

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La visión más común a la hora de estudiar cómo se impulsa un vehículo, la visión más común es ver qué consume el motor o motores que hacen que el vehículo se mueva. Esta visión, siendo la más común, hasta ahora era la acertada y lógica, ya que un vehículo con motor que consume gasolina es obvio que, antes de hacer uso de la energía ésta se encontraba almacenada en la gasolina del depósito. 25 The most common vision when studying how a vehicle is driven, the most common vision is to see what consumes the engine or engines that make the vehicle move. This vision, being the most common, until now was the right and logical one, since a motor vehicle that consumes gasoline is obvious that, before using the energy it was stored in the fuel tank. 25

Actualmente, cada vez se dedica más atención a conseguir una reducción sustancial en el consumo y una reducción real en las emisiones contaminantes y acústicas, especialmente en áreas urbanas. Ambos problemas son de interés universal, y no hay ninguna compañía de automóviles que no esté actualmente involucrada en investigar y desarrollar vehículos capaces 30 de proporcionar por lo menos soluciones parciales y de reducir las consecuencias que estos problemas tienen en las condiciones de la vida humana. Currently, more and more attention is devoted to achieving a substantial reduction in consumption and a real reduction in pollutant and acoustic emissions, especially in urban areas. Both problems are of universal interest, and there is no car company that is not currently involved in researching and developing vehicles capable of providing at least partial solutions and reducing the consequences that these problems have on the conditions of human life.

Ello explica el uso cada vez más frecuente de sistemas de almacenamiento de energía que presentan una solución a estos problemas, es decir, aquellos que permiten la inclusión de 35 energías renovables en el transporte, que permiten la sincronización de la producción y el consumo eléctrico, que reducen los contaminantes producidos por el uso directo del automóvil, y, por último, que no requieren del uso de materiales de abundancia limitada. This explains the increasingly frequent use of energy storage systems that present a solution to these problems, that is, those that allow the inclusion of 35 renewable energies in transport, which allow the synchronization of electricity production and consumption, that reduce the pollutants produced by the direct use of the car, and, finally, that do not require the use of materials of limited abundance.

En función de cómo se encuentre la energía almacenada en el vehículo, podríamos 40 afirmar que existen tres tipos de sistemas de almacenamiento que reúnen los requisitos anteriormente mencionados. Depending on how the energy stored in the vehicle is found, we could say that there are three types of storage systems that meet the aforementioned requirements.

El primero de ellos lo encontramos en los sistemas electroquímicos, propio de los vehículos eléctricos, caracterizados porque almacenan la energía de forma química en 45 diferentes tipos de baterías que se han ido desarrollando con el tiempo, por lo tanto, la forma en la que se extrae esa energía de las baterías es a través de un flujo eléctrico. Dentro de los vehículos equipados con este sistema se distinguen dos tipos diferentes, aquellos en los que toda su autonomía depende de este sistema de almacenamiento, los llamados vehículos eléctricos con baterías, y, en segundo lugar, los automóviles que reciben un aporte de sistemas 50 electroquímicos, grupo donde se encuentran los automóviles híbridos. The first one is found in electrochemical systems, typical of electric vehicles, characterized in that they store energy chemically in 45 different types of batteries that have been developed over time, therefore, the way in which It extracts that energy from the batteries is through an electric flow. Within the vehicles equipped with this system two different types are distinguished, those in which all their autonomy depends on this storage system, the so-called electric vehicles with batteries, and, secondly, the cars that receive a contribution of systems 50 electrochemicals, a group where hybrid cars are located.

Actualmente, los vehículos utilizados forma más general son los de la clase de híbrido mínimo o “vehículo eléctrico híbrido suave”. En este caso, se añade a un vehículo de diseño Currently, the most commonly used vehicles are those of the minimum hybrid class or "soft hybrid electric vehicle". In this case, it is added to a design vehicle

convencional la posibilidad de utilizar una tracción eléctrica sobre distancias muy cortas o en situaciones particulares de corta duración. conventional the possibility of using an electric traction over very short distances or in particular situations of short duration.

Un segundo grupo de sistemas de almacenamiento de energía estaría constituido por los sistemas neumáticos, que son aquellos que utilizan un gas a presión como medio de 5 almacenamiento de energía. Como es normal, los vehículos dotados de este sistema llevan motores neumáticos, lo que explica que en la actualidad no existan muchos vehículos con sistemas de almacenamiento neumáticos ya que no se han desarrollado motores neumáticos para automóviles, tan solo unas pocas empresas desarrollan vehículos de aire comprimido, y la mayoría dirigidas a uso minero. Los principales inconvenientes de este tipo de vehículos son la 10 necesidad de un depósito de gran tamaño y la necesidad de aire a muy alta presión. A second group of energy storage systems would be constituted by pneumatic systems, which are those that use a gas under pressure as a means of energy storage. As usual, vehicles equipped with this system carry pneumatic motors, which explains that there are currently not many vehicles with pneumatic storage systems since pneumatic motors for cars have not been developed, only a few companies develop air vehicles compressed, and most aimed at mining use. The main drawbacks of these types of vehicles are the need for a large tank and the need for very high pressure air.

Otra posibilidad que se plantea utilizando este tipo de tecnología son los vehículos híbridos de aire comprimido, los cuales sustituirían las baterías de los híbridos eléctricos por depósitos de aire y el motor eléctrico por un motor neumático. 15 Another possibility that arises using this type of technology is hybrid compressed air vehicles, which would replace the batteries of electric hybrids with air tanks and the electric motor with a pneumatic motor. fifteen

Por último, estarían los llamados sistemas de almacenamiento de energía mecánicos. Existen varias formas de almacenar energía mecánicamente, aunque la más desarrollada y la única que presenta productos en el mercado, es la basada en volantes de inercia. Los volantes de inercia son un elemento muy útil en los vehículos para evitar vibraciones, eliminar 20 transiciones, traqueteos, etc., y por esa razón los vehículos actuales poseen volantes de inercia como el que está acoplado en el motor. Sin embargo, lo que se pretende con este sistema es almacenar una cantidad de energía tal que sirva para propulsar el vehículo. Finally, there would be the so-called mechanical energy storage systems. There are several ways to store energy mechanically, although the most developed and the only one that presents products on the market, is the one based on flywheels. The flywheels are a very useful element in vehicles to avoid vibrations, eliminate 20 transitions, rattles, etc., and for that reason current vehicles have flywheels like the one that is coupled to the engine. However, what is intended with this system is to store an amount of energy that serves to propel the vehicle.

En la actualidad, los modelos puestos en marcha están dirigidos al aporte dependiente 25 de energía, es decir, que la energía proveniente del volante no sería la única que posee el vehículo, y, sobre todo, están diseñados como recuperadores de energía o KERS. At present, the models launched are aimed at the energy-dependent contribution 25, that is, that the energy coming from the steering wheel would not be the only one that the vehicle possesses, and, above all, they are designed as energy recuperators or KERS.

Es difícil encontrar antecedentes y proyectos que recurran al volante de inercia como fuente independiente de energía, ya que, como hemos dicho, los modelos en desarrollo lo 30 utilizan como fuente dependiente, es decir, como recuperador de energía de frenadas o de momentos en el que el motor sigue girando sin que se le esté demandando energía, como, por ejemplo, durante el descenso de una pendiente. Estas soluciones se las conoce como KERS mecánico, aunque no todas permiten seleccionar al usuario el momento de descarga del volante. 35 It is difficult to find antecedents and projects that use the flywheel of inertia as an independent source of energy, since, as we have said, the developing models use it as a dependent source, that is, as recovery energy for braking or moments in which that the motor continues to rotate without being demanded of energy, such as during the descent of a slope. These solutions are known as mechanical KERS, although not all allow the user to select the moment of unloading of the steering wheel. 35

El KERS mecánico es más barato, más ligero y ocupa menos que el KERS eléctrico, pero presenta, entre otros, el inconveniente de que tiene que estar dispuesto en línea con el árbol de transmisión. The mechanical KERS is cheaper, lighter and occupies less than the electric KERS, but it presents, among others, the drawback that it has to be arranged in line with the drive shaft.

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DESCRIPCION DE LA INVENCION DESCRIPTION OF THE INVENTION

La cadena cinemática con sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos automóviles que la invención propone constituye en sí mismo una evidente novedad dentro de su campo de aplicación, ya que, partiendo de un vehículo dotado de un sistema de 45 almacenamiento principal de energía que perdería efectividad si su descarga no se realizara de forma continua, como es un muelle radioidal o un volante de inercia, está constituido por un sistema de almacenamiento de energía auxiliar que corrige las sobredemandas de potencia que se le hacen al sistema de almacenamiento principal, y que permite una descarga del mismo más continua. 50 The kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles that the invention proposes constitutes in itself an obvious novelty within its field of application, since, starting from a vehicle equipped with a system of main energy storage that would lose Effectiveness if its unloading is not carried out continuously, such as a radioidal spring or a flywheel, it is constituted by an auxiliary energy storage system that corrects the power surges that are made to the main storage system, and that It allows a more continuous download of it. fifty

Además, reúne una serie de cualidades positivas que solucionan los problemas anteriores, como propiciar la introducción de energías renovables, contribuir a atenuar la diferencia de consumo eléctrico entre las diferentes horas del día y reducir el consumo de In addition, it brings together a series of positive qualities that solve the above problems, such as promoting the introduction of renewable energies, contributing to attenuate the difference in electricity consumption between different times of the day and reducing the consumption of

combustibles fósiles, presentando un sistema independiente, que requiere de materiales comunes y que no genere productos contaminantes. fossil fuels, presenting an independent system that requires common materials and does not generate polluting products.

Como hemos dicho, la cadena cinemática con sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos automóviles objeto de la invención parte de un sistema de 5 almacenamiento principal de la energía proporcionada por un muelle, de tipo radioidal, u otro sistema de almacenamiento mecánico como un volante de inercia. La idea principal es utilizar la capacidad de almacenamiento de energía potencial elástica que posee un resorte como fuente de energía del vehículo, utilizando dicho resorte como fuente principal y única de almacenamiento de energía. 10 As we have said, the kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles object of the invention starts from a main energy storage system provided by a spring, radioidal type, or other mechanical storage system such as a steering wheel of inertia The main idea is to use the elastic potential energy storage capacity that a spring possesses as the vehicle's energy source, using said spring as the main and sole source of energy storage. 10

Aunque existen multitud de resortes, el resorte o muelle radioidal cumple con unas determinadas características que lo convierten en idóneo para el objetivo requerido, como son alta densidad energética, es decir, capaz de almacenar gran cantidad de energía por unidad de masa y volumen; unas dimensiones constructivas factibles para su alojamiento en un vehículo; 15 una relación factible y realista entre energía producida y movimiento del resorte, y, por último, constancia en el desarrollo de determinadas variables, como pueden ser la fuerza y el par. Although there are many springs, the radioidal spring or spring meets certain characteristics that make it suitable for the required objective, such as high energy density, that is, capable of storing large amounts of energy per unit mass and volume; feasible constructive dimensions for accommodation in a vehicle; 15 a feasible and realistic relationship between energy produced and spring movement, and, finally, constancy in the development of certain variables, such as force and torque.

Todo esto nos lleva al uso de un resorte en espiral, también llamado resorte de potencia, que es el utilizado en diversos mecanismos, como juguetes, relojes de cuerda, etc. 20 como fuente de energía. La espiral que forma el fleje en su alojamiento puede tener varias formas, por lo que existen varios tipos de espiral como la espiral de Arquímedes, la más utilizada, o espirales logarítmicas. Estos tipos de espirales se caracterizan porque todos los centros de curvatura se encuentran en el mismo punto del plano. Sin embargo, la espiral radioidal tiene una geometría algo más compleja, ya que sus centros de curvatura están en 25 distintos puntos del plano, siendo el valor de la curvatura el que varía en función de la longitud del resorte hasta su origen. All this leads us to the use of a spiral spring, also called power spring, which is used in various mechanisms, such as toys, watches, etc. 20 as a source of energy. The spiral that forms the strap in its housing can have several shapes, so there are several types of spirals such as the Archimedes spiral, the most commonly used, or logarithmic spirals. These types of spirals are characterized because all the centers of curvature are at the same point on the plane. However, the radioidal spiral has a somewhat more complex geometry, since its centers of curvature are at 25 different points of the plane, the value of the curvature being the one that varies depending on the length of the spring to its origin.

Para transmitir la energía almacenada en el resorte hasta las ruedas se precisa de un modelo que consiga la descarga del muelle siempre a la misma velocidad. Esto implica instalar 30 un sistema que almacene la energía entregada por el muelle de forma continua a baja potencia y que la entregue a las ruedas según se demande por el usuario del vehículo. In order to transmit the energy stored in the spring to the wheels, a model is required that achieves the discharge of the spring at the same speed. This involves installing a system that stores the energy delivered by the dock continuously at low power and delivers it to the wheels as required by the vehicle user.

Ello nos lleva a la instalación de un acumulador auxiliar de energía, de menor capacidad que el resorte, y un transformador que transforme la energía entregada por el muelle en el tipo 35 de energía que este acumulador necesite. Como la finalidad de la invención es buscar soluciones que requieran de materiales fácilmente obtenibles, se descarta la idea de acumular energía de forma electroquímica en baterías, y se opta porque este segundo acumulador sea un depósito de aire comprimido, y, por lo tanto, el transformador de energía será un compresor de aire comprimido. De esta forma se consigue un sistema que requiere únicamente de aire 40 atmosférico y que es construido con materiales altamente disponibles como el acero, aluminio, etc. This leads us to the installation of an auxiliary energy accumulator, of smaller capacity than the spring, and a transformer that transforms the energy delivered by the spring into the type of energy that this accumulator needs. Since the purpose of the invention is to find solutions that require easily obtainable materials, the idea of electrochemical energy accumulation in batteries is discarded, and it is decided that this second accumulator is a reservoir of compressed air, and, therefore, the Power transformer will be a compressed air compressor. In this way a system is achieved that requires only atmospheric air 40 and is constructed with highly available materials such as steel, aluminum, etc.

Debido a que este acumulador auxiliar es de aire comprimido, el elemento que transmitirá la potencia desde el mismo hasta las ruedas será un motor de aire comprimido, no 45 contaminante, con un alto rendimiento si se aprovechan los gases de escape y que otorga aire en condiciones para ser utilizado en la refrigeración del habitáculo del vehículo. Because this auxiliary accumulator is compressed air, the element that will transmit the power from it to the wheels will be a compressed air engine, not a contaminant, with high performance if the exhaust gases are used and that provides air in conditions to be used in the cooling of the passenger compartment of the vehicle.

Con el objetivo de aumentar la eficiencia del vehículo, el sistema debe contar, además, con la instalación de un freno regenerativo, cuya misión es recuperar energía hacia la fuente de 50 energía principal, durante los periodos de frenado y que permita una conexión directa entre la fuente principal de energía y las ruedas ante un eventual vaciado de depósito auxiliar o una sobredemanda continuada de potencia. In order to increase the efficiency of the vehicle, the system must also have the installation of a regenerative brake, whose mission is to recover energy to the main power source, during braking periods and to allow a direct connection between the main source of energy and the wheels before a possible emptying of auxiliary tank or a continuous over demand of power.

Debido al diseño de los modelos, el hecho de que el almacén de energía sea el muelle radioidal, permite que la instalación de este freno regenerativo sea relativamente fácil. La forma más sencilla es instalar este freno en el eje trasero, diseñado como un sistema multibrazo, a través del diferencial e instalando entre el muelle y la salida del diferencial un embrague y una transmisión continua variable que otorgue variabilidad en la potencia de frenado. De esta forma 5 no solo se compensa la diferencia de velocidad angular de las ruedas durante las curvas, sino con el objetivo de que transmita la energía recuperada en la frenada. Due to the design of the models, the fact that the energy store is the radioidal spring allows the installation of this regenerative brake to be relatively easy. The simplest way is to install this brake on the rear axle, designed as a multi-link system, through the differential and installing between the spring and the differential output a clutch and a variable continuous transmission that gives variability in braking power. In this way 5 not only compensates for the difference in angular speed of the wheels during cornering, but with the aim of transmitting the energy recovered during braking.

Dado que este freno regenerativo va instalado en el eje trasero, el muelle debe estar instalado cerca de este eje, y, como el muelle será el encargado de accionar el compresor, ésta 10 también se instalará cerca del eje trasero del automóvil. Since this regenerative brake is installed on the rear axle, the spring must be installed near this axis, and, as the spring will be responsible for driving the compressor, it will also be installed near the rear axle of the car.

En consecuencia, la tracción del vehículo se realizará a través del eje delantero, diseñado igualmente como un sistema multibrazo, donde irá instalada la dirección, el engranaje que transmite la potencia desde la caja de cambios y la caja de cambios. Consequently, the vehicle will be driven through the front axle, also designed as a multi-link system, where the steering, the gear that transmits the power from the gearbox and the gearbox will be installed.

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Lo anterior permite la diferenciación de dos subconjuntos en el automóvil, el subconjunto eje trasero, con el muelle radioidal, el compresor y el freno regenerativo; y el eje delantero, con el motor y la tracción. This allows the differentiation of two subsets in the car, the rear axle subset, with the radio spring, the compressor and the regenerative brake; and the front axle, with the engine and traction.

Opcionalmente, el sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos 20 automóviles que propugna la presente invención podría ser de tipo eléctrico, mediante un sistema de almacenamiento auxiliar de energía compuesto por una batería electroquímica, en el que el sistema de transformación de energía estaría constituido, lógicamente, por un generador eléctrico, y el sistema de propulsión del vehículo por un motor eléctrico. Optionally, the auxiliary energy storage system for motor vehicles 20 that advocates the present invention could be of the electrical type, by means of an auxiliary energy storage system composed of an electrochemical battery, in which the energy transformation system would be constituted, logically, by an electric generator, and the vehicle's propulsion system by an electric motor.

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DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva como parte integrante de la misma una hoja de planos en la que, tan sólo a título de 30 ejemplo, se representa un caso práctico de realización de una cadena cinemática con sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos automóviles, según las características de la invención. To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, a sheet of drawings is attached as an integral part of it, in which, only by way of title. For example, a practical case of realization of a kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles, according to the features of the invention, is shown.

La figura número 1 muestra el esquema de la cadena cinemática, es decir, la formada 35 por los elementos necesarios para transmitir la energía almacenada en el resorte hasta las ruedas. Figure number 1 shows the schematic of the kinematic chain, that is, the one formed by the elements necessary to transmit the energy stored in the spring to the wheels.

La figura número 2 muestra el conjunto del eje trasero del vehículo. Figure number 2 shows the rear axle assembly of the vehicle.

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La figura número 3 muestra el conjunto del eje delantero del vehículo. Figure number 3 shows the front axle assembly of the vehicle.

La figura número 4 muestra una vista de los elementos del sistema dispuestos en el vehículo automóvil. Figure number 4 shows a view of the system elements arranged in the motor vehicle.

45 Four. Five

La figura número 5 muestra el esquema de la cadena cinemática en el modelo opcional eléctrico. Figure number 5 shows the schematic of the kinematic chain in the optional electric model.

La figura número 6 muestra un esquema del ciclo de expansión del motor de cuatro etapas. 50 Figure number 6 shows a diagram of the four-stage motor expansion cycle. fifty

La figura número 7 muestra el gráfico de potencias demandadas. Figure number 7 shows the graph of demanded powers.

La figura número 8 muestra el gráfico que indica la carga del muelle. Figure number 8 shows the graph indicating the loading of the spring.

La figura número 9 muestra el gráfico que indica la temperatura del gas a salida del compresor. Figure number 9 shows the graph indicating the temperature of the gas at the outlet of the compressor.

La figura número 10 muestra el gráfico que indica la temperatura del gas almacenado en el tanque. 5 Figure number 10 shows the graph indicating the temperature of the gas stored in the tank. 5

La figura número 11 representa el gráfico que indica el flujo másico de gas a alta presión. Figure number 11 represents the graph indicating the mass flow of gas at high pressure.

La figura número 12 representa el gráfico que indica el flujo másico de gas extraído del 10 tanque. Figure number 12 represents the graph indicating the mass flow of gas extracted from the tank.

La figura número 13 muestra el gráfico que indica la temperatura del gas a la salida del mezclador. Figure number 13 shows the graph indicating the temperature of the gas at the outlet of the mixer.

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La figura número 14 muestra el grafico que indica el flujo másico de gas exterior. Figure number 14 shows the graph indicating the mass flow of external gas.

La figura número 15 muestra el grafico que indica la presión del tanque. Figure number 15 shows the graph indicating the tank pressure.

La figura número 16 muestra el grafico que indica el caudal de entrada al motor. 20 Figure number 16 shows the graph indicating the input flow to the engine. twenty

La figura número 17 muestra el grafico que indica el caudal de salida del motor. Figure number 17 shows the graph indicating the engine output flow.

La figura número 18 representa el grafico que muestra el régimen de giro del motor. Figure number 18 represents the graph showing the engine speed.

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La figura número 19 muestra el grafico que indica el flujo másico de gas de escape utilizado. Figure number 19 shows the graph indicating the mass flow of exhaust gas used.

REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

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A la vista de las figuras, puede observarse como la cadena cinemática con sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos automóviles parte de un sistema de almacenamiento principal de energía proporcionada por un resorte o muelle (1), que será de tipo radioidal, utilizando dicho resorte como fuente principal y única de almacenamiento de energía. 35 In view of the figures, it can be seen as the kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles part of a main energy storage system provided by a spring or spring (1), which will be radioidal, using said Spring as the main and only source of energy storage. 35

La energía almacenada en el resorte o muelle (1) se transmite hasta las ruedas mediante los elementos que componen la cadena cinemática, representada en la figura 1. El principal objetivo es conseguir que cuando el muelle (1) se descargue lo haga siempre a la misma velocidad, por lo que es necesario instalar un sistema que almacene la energía 40 entregada por el muelle de forma continua a baja potencia y que la entregue a las ruedas, según se demande por el usuario del vehículo. Para ello se instala otro acumulador auxiliar de energía, de menor capacidad que el resorte, que es un depósito (2) de aire comprimido y un transformador que transforme la energía entregada por el muelle (1) en el tipo de energía que aquél necesita, y que, lógicamente, será un compresor (7) de aire comprimido. 45 The energy stored in the spring or spring (1) is transmitted to the wheels by means of the elements that make up the kinematic chain, represented in figure 1. The main objective is to ensure that when the spring (1) is discharged, always do so at the same speed, so it is necessary to install a system that stores the energy 40 delivered by the spring continuously at low power and delivers it to the wheels, as required by the vehicle user. For this, another auxiliary energy accumulator is installed, of smaller capacity than the spring, which is a reservoir (2) of compressed air and a transformer that transforms the energy delivered by the spring (1) into the type of energy that it needs, and that, logically, will be a compressor (7) of compressed air. Four. Five

Como este acumulador auxiliar es de aire comprimido, el elemento que transmitirá la potencia, desde éste hasta las ruedas será un motor (3) de aire comprimido. As this auxiliary accumulator is compressed air, the element that will transmit the power, from it to the wheels will be a compressed air motor (3).

Con el objetivo de aumentar la eficiencia del vehículo, se instala un freno regenerativo 50 en el eje trasero (4), a través del diferencial (9), e instalando entre el muelle (1) y la salida del diferencial (9) un embrague (5) y una transmisión continua variable (8) que otorgue variabilidad en la potencia de frenado. In order to increase the efficiency of the vehicle, a regenerative brake 50 is installed on the rear axle (4), through the differential (9), and installing a clutch between the spring (1) and the differential output (9) (5) and a variable continuous transmission (8) that gives variability in braking power.

Al tener que instalar un freno regenerativo en el vehículo implica que la tracción del mismo se realice a través del eje delantero (6), mientras que el eje trasero (4) sea el que albergue el sistema de regeneración de energía en la frenada, por lo tanto, el eje trasero (4) se ha diseñado como un sistema multibrazo y se le ha instalado un diferencial (9). Como el freno regenerativo va instalado en el eje trasero (4), el muelle (1) será instalado cerca de este eje, y, 5 como el muelle (1) es el encargado de accionar el compresor (7), éste también se instala cerca del eje trasero (4). Having to install a regenerative brake in the vehicle implies that the traction of the vehicle is carried out through the front axle (6), while the rear axle (4) is the one that houses the energy regeneration system in braking, by Therefore, the rear axle (4) has been designed as a multi-link system and a differential (9) has been installed. As the regenerative brake is installed on the rear axle (4), the spring (1) will be installed near this axis, and, 5 as the spring (1) is responsible for driving the compressor (7), it is also installed near the rear axle (4).

En la figura 4 se observa claramente la disposición de los distintos elementos y la diferenciación de estos dos subconjuntos en el automóvil, el subconjunto del eje trasero (4), 10 representado en la figura 2, con el muelle radioidal (1), el compresor (7) y el freno regenerativo; y el eje delantero (6), representado en la figura 3, con el motor (3) y la tracción. Figure 4 clearly shows the arrangement of the different elements and the differentiation of these two subsets in the car, the subset of the rear axle (4), 10 represented in Figure 2, with the radioidal spring (1), the compressor (7) and the regenerative brake; and the front axle (6), shown in figure 3, with the motor (3) and traction.

Como se ha comentado, el muelle (1) debe descargarse a través del compresor (7), y a la vez, cargarse con la energía que provenga del freno regenerativo. Esto se consigue 15 instalando una pequeña caja de cambios (10) que permita que el muelle esté engranado con el compresor (7) o con el diferencial (8) del eje trasero (4). Por otro lado, se requiere la instalación de una reductora (8) que aumente la velocidad angular del muelle para adaptarla a la demanda del compresor (7), y, por último, una transmisión variable continua que permita variabilidad en la potencia entregada por el freno regenerativo. Finalmente, se instalará un embrague (5) entre 20 el diferencial del eje trasero (4) y la transmisión variable, con el objetivo de facilitar el engrane desde la posición en la que el muelle (1) está engranado con el compresor (7) a la posición de freno. Todos estos componentes se representan en la figura 2 a través de una carcasa (8) entre el muelle (1) y el compresor (7). Como se puede observar el embrague (5) está instalado entre esta carcasa (8) y la salida del diferencial (9). 25 As mentioned, the spring (1) must be discharged through the compressor (7), and at the same time, charged with the energy coming from the regenerative brake. This is achieved by installing a small gearbox (10) that allows the spring to be engaged with the compressor (7) or with the differential (8) on the rear axle (4). On the other hand, the installation of a reducer (8) that increases the angular speed of the spring is required to adapt it to the demand of the compressor (7), and, finally, a continuous variable transmission that allows variability in the power delivered by the regenerative brake Finally, a clutch (5) between the rear axle differential (4) and the variable transmission will be installed, in order to facilitate the engagement from the position in which the spring (1) is engaged with the compressor (7) to the brake position. All these components are shown in Figure 2 through a housing (8) between the spring (1) and the compressor (7). As you can see the clutch (5) is installed between this housing (8) and the differential output (9). 25

Por otro lado, la caja de cambios (10) que se instalará es una transmisión variable continua. Este tipo de transmisión permite cambiar la relación de cambio de forma continua dentro de sus límites y las necesidades de marcha, no está restringida a un pequeño número de relaciones de cambio, como las cinco seis relaciones de las transmisiones típicas de 30 automóviles. Al igual que la utilizada a la salida del diferencial (9) del eje trasero esta transmisión continua variable puede ser de poleas o toroidal. On the other hand, the gearbox (10) that will be installed is a continuous variable transmission. This type of transmission allows changing the ratio of change continuously within its limits and driving needs, it is not restricted to a small number of exchange ratios, such as the five six ratios of the typical transmissions of 30 cars. Like the one used at the output of the differential (9) of the rear axle, this variable continuous transmission can be pulleys or toroidal.

Por último, el depósito (2) será el encargado de amortiguar la demanda de potencia entre el motor neumático (3) y el compresor (7), el cual está diseñado para albergar 200 litros 35 de aire comprimido a una presión de hasta 300 bares, y estará dispuesto de forma longitudinal a lo largo de la parte central del vehículo en el habitáculo donde se aloja el eje de transmisión en los vehículos de tracción trasera con motor delantero, como se aprecia en la figura 4. Finally, the tank (2) will be responsible for damping the power demand between the pneumatic motor (3) and the compressor (7), which is designed to house 200 liters 35 of compressed air at a pressure of up to 300 bars , and will be arranged longitudinally along the central part of the vehicle in the passenger compartment where the drive shaft is housed in rear-wheel drive vehicles with front engine, as seen in Figure 4.

El correcto funcionamiento del modelo se basa en que el muelle (1) se descarga 40 siempre a la misma velocidad y, por tanto, entregando la misma potencia, con el objetivo de conseguir que trabaje en unas condiciones más estables, por lo que el encargado de amortiguar las sobredemandas de potencia es el aire almacenado en el depósito (2). El problema aparece cuando durante un tiempo prolongado y con una demanda de potencia mayor que la entregada por el compresor (7) el depósito (2) se vacía. 45 The correct functioning of the model is based on the fact that the spring (1) is always discharged 40 at the same speed and, therefore, delivering the same power, in order to get it to work in more stable conditions, so that the person in charge of damping power surges is the air stored in the tank (2). The problem appears when for a long time and with a power demand greater than that delivered by the compressor (7) the tank (2) is emptied. Four. Five

La solución viene implícita con la instalación del freno regenerativo. Como se ha comentado, el freno regenerativo extrae energía de la frenada del coche y se la entrega al muelle (1), por lo que usado en dirección opuesta, se tiene una trayectoria de flujo de energía que parte del muelle (1) y se entrega a las ruedas directamente. Como el muelle (1) puede 50 entregar una gran cantidad de energía en el tiempo que se le requiere, podría proveer de suficiente potencia al vehículo en estas circunstancias. The solution is implicit with the installation of the regenerative brake. As mentioned, the regenerative brake draws energy from the braking of the car and is delivered to the dock (1), so used in the opposite direction, there is an energy flow path that starts from the dock (1) and is delivery to the wheels directly. Since the spring (1) can deliver a large amount of energy in the time required, it could provide enough power to the vehicle in these circumstances.

Opcionalmente, la cadena cinemática con sistema de almacenamiento auxiliar de energía para vehículos automóviles que la invención propone puede utilizar un modelo de tipo eléctrico, representado en la figura 5, y consistiría en sustituir los diferentes elementos de la cadena cinemática por sus equivalentes en este tipo de energía. Es decir, el sistema de transformación de energía proveniente del muelle (1) estaría constituido por un generador 5 eléctrico (7’), el cual transmitiría la energía al sistema de almacenamiento auxiliar constituido por una batería electroquímica (2’) siendo, lógicamente, el sistema de propulsión del vehículo un motor eléctrico (3’). Al igual que en el modelo de aire comprimido, llevaría instalado igualmente un sistema de recuperación de energía consistente en el freno regenerativo, con el objetivo de utilizarse como cadena cinemática de propulsión principal en situaciones de 10 sobredemanda de energía o vaciado eventual de la fuente de almacenamiento auxiliar. Optionally, the kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles that the invention proposes can use an electric type model, represented in Figure 5, and would consist of replacing the different elements of the kinematic chain with their equivalents in this type of energy That is, the energy transformation system coming from the spring (1) would be constituted by an electric generator 5 (7 '), which would transmit the energy to the auxiliary storage system constituted by an electrochemical battery (2') being, logically, the vehicle propulsion system an electric motor (3 '). As with the compressed air model, an energy recovery system consisting of the regenerative brake would also be installed, with the aim of being used as the main propulsion kinematic chain in situations of over-demand of energy or eventual emptying of the source of auxiliary storage

A continuación, se va a realizar una simulación del sistema motriz del sistema de almacenamiento auxiliar constituido por el tanque o depósito (2) de aire comprimido, a través de métodos numéricos mediante un programa desarrollado en MATLAB que permite simular de 15 forma numérica el comportamiento del vehículo. Para ello se parte de un mapa de potencias, representado en la figura 7, el cual registra las demandas de potencia que se le requieren al vehículo en una trayectoria tipo, y las características de los componentes de la cadena cinemática. Una vez introducidos estos valores, el programa devuelve las gráficas de los consumos másicos, caudales, presión y temperatura de los componentes, así como la 20 descarga del muelle (1). Next, a simulation of the driving system of the auxiliary storage system consisting of the tank or tank (2) of compressed air will be carried out, using numerical methods through a program developed in MATLAB that allows the behavior to be simulated numerically vehicle. This is based on a map of powers, represented in Figure 7, which records the power demands that are required of the vehicle in a type path, and the characteristics of the components of the kinematic chain. Once these values have been entered, the program returns the graphs of the mass consumption, flow rates, pressure and temperature of the components, as well as the spring discharge (1).

Comenzando con el motor neumático (3) partimos de un ciclo de expansión de cuatro etapas, con dos procesos a presión constante y otros dos adiabáticos, tal y como se muestra en la figura 6. 25 Starting with the pneumatic motor (3) we start from a four-stage expansion cycle, with two constant pressure processes and two other adiabatic processes, as shown in Figure 6. 25

El trabajo realizado por el ciclo es: The work done by the cycle is:

Donde Where

30 30

Posteriormente, y gracias a que el mapeo de potencias está en intervalos temporales pequeños, se puede obtener la energía demandada instantánea. Gracias a esto se obtiene el régimen de giro del motor y los caudales, volúmenes, temperaturas y masas de entrada y salida. 35 Subsequently, and thanks to the mapping of powers is in small time intervals, the energy demanded instantaneously can be obtained. Thanks to this, the engine speed and flow rates, volumes, temperatures and inlet and outlet masses are obtained. 35

Siempre que el aire almacenado en el tanque (2) se encuentre a una presión superior a la presión de entrada del aire en el motor será interesante utilizar un mezclador de gases para rebajar la presión del aire que sale del tanque (2). Este mezclador se encargara de mezclar el aire que se extrae del tanque (2) con el aire de salida del motor (3), que estar a mayor presión 40 que el atmosférico, aunque a menor que el aire de entrada del motor (3), de esta manera se aumenta el rendimiento del ciclo completo, ya que los motores neumáticos no obtienen un gran rendimiento. Whenever the air stored in the tank (2) is at a pressure higher than the air inlet pressure in the engine it will be interesting to use a gas mixer to reduce the pressure of the air leaving the tank (2). This mixer will be in charge of mixing the air that is extracted from the tank (2) with the engine outlet air (3), which will be at a higher pressure than the atmospheric one, although less than the engine inlet air (3) , this way the performance of the complete cycle is increased, since the pneumatic motors do not obtain a great performance.

La forma de simular numéricamente esto, consiste en elaborar un sistema de 45 ecuaciones donde las variables conocidas son el aire que demanda el motor (3) en ese ciclo y el aire que expulsó en el ciclo anterior, de esta forma se puede calcular que masa de aire se necesita extraer del tanque (2) y que masa se puede aprovechar de los gases de escape. The way to numerically simulate this is to develop a system of 45 equations where the known variables are the air that the motor (3) demands in that cycle and the air that it expelled in the previous cycle, in this way you can calculate what mass of air needs to be removed from the tank (2) and what mass can be used from the exhaust gases.

El modelo está preparado para utilizar aire externo en caso de que el ciclo anterior no 50 pueda aportar la suficiente cantidad de aire de escape necesaria para reducir la presión del aire The model is prepared to use external air in case the previous cycle cannot provide enough exhaust air to reduce the air pressure.

del tanque (2), en esta situación el sistema de ecuaciones cambia y otorga como resultado la cantidad de aire extraída del tanque (2) y la cantidad de aire requerida del exterior, la cantidad de aire utilizada de los gases de escape se supone que es toda la proporcionada. of the tank (2), in this situation the system of equations changes and gives as a result the amount of air extracted from the tank (2) and the amount of air required from the outside, the amount of air used from the exhaust gases is assumed to It is all provided.

El tanque es un sistema del que se extrae aire a una determinada presión, la del tanque 5 o depósito (2), en función de la demanda de potencia y en él, puede o no estar introduciéndose aire proveniente del compresor (7). The tank is a system from which air is extracted at a certain pressure, that of the tank 5 or tank (2), depending on the power demand and in it, air coming from the compressor (7) may or may not be being introduced.

El funcionamiento del tanque (2) consiste en saber a qué presión esta el aire que alberga, teniendo en cuenta la temperatura del aire interior, la demanda de aire del mezclador, 10 la entrega de aire que puede hacer el compresor (7) y la temperatura de éste. The operation of the tank (2) consists in knowing what pressure the air it houses is, taking into account the temperature of the indoor air, the demand of the mixer air, 10 the delivery of air that the compressor (7) can make and the temperature of this one.

Para que el compresor (7) no esté actuando continuamente se impone la restricción de cargar el tanque (2) cuando la presión interior alcance el 60% de la presión del aire a la salida del compresor (7), siempre que esta sea superior a la presión de entrada del motor (3), en cuyo 15 caso sería la presión de entrada del motor la restricción. So that the compressor (7) is not operating continuously, the restriction of loading the tank (2) is imposed when the internal pressure reaches 60% of the air pressure at the outlet of the compressor (7), provided that it is greater than the engine inlet pressure (3), in which case the engine inlet pressure would be the restriction.

Conocida la masa de aire que se inyecta en el tanque (2), se puede calcular la energía utilizada por el compresor (7) para generarla, teniendo en cuenta el rendimiento del mismo. Sabiendo la energía que utiliza el compresor (7) y sabiendo que esta proviene del muelle (1) se 20 calcula el número de vueltas que se ha descargado el muelle (1) en ese intervalo de tiempo. Once the mass of air that is injected into the tank (2) is known, the energy used by the compressor (7) to generate it can be calculated, taking into account its performance. Knowing the energy used by the compressor (7) and knowing that it comes from the spring (1) calculates the number of turns that the spring (1) has been discharged in that time interval.

En el mapeo de potencias demandas aparecen potencia negativas, las cuales corresponden a momentos en las que el vehículo está frenando, y por lo tanto, corresponden a potencias entregadas desde el automóvil al muelle (1) para su recarga. 25 In the mapping of power demands, negative power appears, which correspond to moments in which the vehicle is braking, and therefore, correspond to powers delivered from the car to the dock (1) for recharging. 25

En el modelo de métodos numérico está representado como intervalos de tiempo en los que no hay demanda de aire al compresor (7) ni al tanque (2) y sólo recuperación de vueltas en el muelle (1). In the numerical method model it is represented as time intervals in which there is no demand for air from the compressor (7) or the tank (2) and only recovery of turns in the spring (1).

30 30

A continuación se presentan los resultados que se han obtenido tras realizar una simulación a través del modelo de métodos numéricos. Below are the results that have been obtained after carrying out a simulation through the numerical methods model.

Para obtener de forma real las necesidades de potencia que puede requerir un coche, se ha estudiado un trayecto en un coche convencional. La trayectoria consiste en tramo de 35 18.873 metros, que discurre tanto por carreteras de alta velocidad como por núcleos urbanos. El trayecto se ha dividido en 65 tramos, de los que se conoce la velocidad inicial, final y la distancia del tramo. To truly obtain the power needs that a car may require, a journey in a conventional car has been studied. The trajectory consists of a section of 35 18,873 meters, which runs both on high-speed roads and urban centers. The route has been divided into 65 sections, of which the initial, final speed and the distance of the section are known.

Sabiendo esto, se ha calculado la demanda de energía por tramo, sabiendo que las 40 fuerzas que se oponen a la trayectoria del vehículo son: Knowing this, the energy demand per section has been calculated, knowing that the 40 forces that oppose the trajectory of the vehicle are:

Siendo: Being:

f: el coeficiente de rodadura del vehículo, el cual depende de los neumáticos utilizados y 45 el tipo de firme por el que circula, en este estudio f=0.011 f: the rolling coefficient of the vehicle, which depends on the tires used and the type of road that it runs through, in this study f = 0.011

m: la masa de vehículo, se ha estimado una masa similar a la de un vehículo de su categoría 1800kg. m: the mass of the vehicle, a mass similar to that of a vehicle of its 1800kg category has been estimated.

g: la aceleración de la gravedad, 9,81 m/s2 g: acceleration of gravity, 9.81 m / s2

Siendo: Being:

A: el área frontal de vehículo 2,2 m2 A: the front area of the vehicle 2.2 m2

p: la densidad del aire 1,225 kg/m3. p: air density 1,225 kg / m3.

Cw: coeficiente de resistencia al aire 0,35. 5 Cw: air resistance coefficient 0.35. 5

v: velocidad de marcha. v: walking speed.

Una vez calculadas las fuerzas, conociendo la velocidad de cada tramo y la distancia, se calculan las potencias demandadas. Once the forces are calculated, knowing the speed of each section and the distance, the powers demanded are calculated.

10 10

La potencia total demandada al sistema motriz será: The total power demanded from the driving system will be:

La potencia debida a la variación de velocidad es la variación de energía cinética del vehículo dividida entre el tiempo de variación, siendo la variación de energía cinética: 15 The power due to the speed variation is the variation of the kinetic energy of the vehicle divided by the variation time, the variation of kinetic energy being:

Siendo: Being:

m: la masa del vehículo. m: the mass of the vehicle.

vf: velocidad al final del tramo. vf: speed at the end of the section.

vo: velocidad al inicio del tramo 20 vo: speed at the beginning of section 20

En los tramos en los que el vehículo esté acelerando, esta diferencia será positiva y por tanto, energía extraída del muelle (1). En los tamos en los que el vehículo esté frenando la diferencia será negativa y constituirá los valores negativos que aparecen en el mapa de potencias y representan la energía que recupera el muelle (1). 25 In the sections in which the vehicle is accelerating, this difference will be positive and therefore, energy extracted from the dock (1). In the cases in which the vehicle is braking the difference will be negative and will constitute the negative values that appear on the map of powers and represent the energy recovered by the dock (1). 25

Por otro lado las características del vehículo que se van a utilizar son las siguientes: On the other hand the characteristics of the vehicle to be used are the following:

- Número de vueltas con el muelle cargado: 460 - Number of turns with the spring loaded: 460

- Energía almacenada en el muelle: 40kW - Energy stored at the dock: 40kW

- Potencia del compresor: 10kw 30 - Compressor power: 10kw 30

- Caudal de salida del compresor: 0.005m3/s - Compressor output flow: 0.005m3 / s

- Régimen de giro del compresor: 1800rpm - Compressor rotation speed: 1800rpm

- Presión de salida del compresor: 100 bares - Compressor outlet pressure: 100 bar

- Volumen máximo del tanque: 50 litros - Maximum tank volume: 50 liters

- Presión máxima del tanque: 100 bares 35 - Maximum tank pressure: 100 bar 35

- Presión del aire a la entrada del motor: 20 bares - Air pressure at the motor inlet: 20 bar

- Presión del aire a la salida del motor: 15 bares - Air pressure at the engine outlet: 15 bar

- Cilindrada del motor: 1500 cm3 - Engine displacement: 1500 cm3

- Numero de cilindros del motor: 4 - Number of engine cylinders: 4

40 40

El mapa de potencia utilizado en la simulación corresponde al gráfico mostrado en la figura 7. Y en la figura 8 se representa el gráfico que nos muestra cómo, en las zonas en las que el vehículo frena, el muelle (1) se carga, mostrándose una recuperación en el número de vueltas. La carga siempre será posible si no se supera el número de vueltas con el muelle (1) cargado. En la simulación no se han contemplado zonas en las que el vehículo descienda una 45 pendiente y se utilice el muelle (1) como freno, por lo tanto, las recuperaciones provienen de los tramos de frenado. Se ha comprobado que el ahorro del freno regenerativo está en torno al 10%. The power map used in the simulation corresponds to the graph shown in figure 7. And in figure 8 the graph is shown that shows how, in the areas where the vehicle brakes, the spring (1) is loaded, showing a recovery in the number of laps. Loading will always be possible if the number of turns is not exceeded with the spring (1) loaded. In the simulation there are no areas in which the vehicle descends a slope and the spring (1) is used as a brake, therefore, the recoveries come from the braking sections. It has been proven that the regenerative brake savings are around 10%.

En el gráfico mostrado en la figura 9 se puede observar la temperatura a la que sale el aire del compresor (7), y en la figura 10 se aprecia cómo, debido a la inyección del aire caliente del compresor (7), el aire del tanque (2) aumenta su temperatura. El gráfico de la figura 11 muestra el caudal de aire que entrega el compresor (7), correspondiente a los periodos en los 5 que el compresor (7) entra en funcionamiento, es decir, cuando el tanque (2) alcanza su presión de recarga. El flujo masico de aire que se extrae del tanque (2) se representa en el gráfico de la figura 12, debido a que la presión del tanque (2) varia, aunque el motor (3) esté demandando la misma potencia, el aire extraído del tanque varía. Tras mezclarse el aire extraído del tanque (2) con el aire de los gases de escape del motor (3), se genera una mezcla 10 a la presión de entrada del motor (3) y con la temperatura que se muestra en la figura 13. The graph shown in figure 9 shows the temperature at which the air comes out of the compressor (7), and in figure 10 it can be seen how, due to the injection of the hot air from the compressor (7), the air from the compressor Tank (2) increases its temperature. The graph in figure 11 shows the air flow delivered by the compressor (7), corresponding to the periods in which the compressor (7) starts operating, that is, when the tank (2) reaches its refill pressure . The mass flow of air that is extracted from the tank (2) is represented in the graph of figure 12, because the pressure of the tank (2) varies, although the engine (3) is demanding the same power, the air extracted of the tank varies. After mixing the air extracted from the tank (2) with the air from the engine exhaust gas (3), a mixture 10 is generated at the engine inlet pressure (3) and at the temperature shown in Figure 13 .

El gráfico de la figura 14 muestra los momentos en los que se requiere aire exterior para realizar la mezcla con el aire de escape y el del tanque (2), lo que ocurre en ciclos en los que el aire de escape del ciclo anterior no satisface las demandas del ciclo posterior. El gráfico de la 15 figura 15 muestra la presión del aire contenida en el tanque (2), la cual varía entre el límite máximo y el momento de inicio de recarga. The graph in Figure 14 shows the times when outside air is required to mix with the exhaust and tank air (2), which occurs in cycles in which the exhaust air from the previous cycle does not satisfy the demands of the later cycle. The graph in Fig. 15 shows the air pressure contained in the tank (2), which varies between the maximum limit and the recharge start time.

En la figura 16 se muestra el gráfico que representa el caudal de entrada al motor (3), que es homologo al gráfico de potencias demandadas, salvo los tramos de potencias negativas 20 en los que el caudal marca cero. Al igual que el gráfico del caudal de entrada al motor (3), el gráfico de caudal de salida, representado en la figura 17, y el gráfico de régimen de giro del motor, representado en la figura 18, son homólogos al de potencias demandadas, salvo por las zonas de potencias negativas que éstos está representado como cero. Figure 16 shows the graph that represents the input flow to the motor (3), which is homologous to the graph of demanded powers, except for the sections of negative powers 20 in which the flow marks zero. Like the graph of the input flow to the motor (3), the graph of the output flow, represented in Figure 17, and the graph of engine rotation speed, represented in Figure 18, are homologous to the demand power , except for the zones of negative powers that these are represented as zero.

25 25

Por último, en la figura 19 se representa el flujo masico de gases de salida del motor (3) que se utilizan para disminuir la presión del aire extraído del tanque (2), con el fin de adecuarlo al aire demandado por el motor (3). Finally, figure 19 shows the mass flow of engine exhaust gases (3) that are used to reduce the pressure of the air extracted from the tank (2), in order to adapt it to the air demanded by the engine (3 ).

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier 30 experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. It is not considered necessary to make this description more extensive so that any person skilled in the art understands the scope of the invention and the advantages derived therefrom.

Los materiales, formas, tamaño y disposición de los componentes de la invención y todos los detalles accesorios que puedan presentarse serán susceptibles de variación siempre 35 y cuando ello no suponga una alteración a la esencialidad del invento. The materials, shapes, size and arrangement of the components of the invention and all the accessory details that may arise will be subject to variation provided that this does not imply an alteration to the essentiality of the invention.

Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados siempre con carácter amplio y no limitativo. The terms in which this report has been described must always be taken broadly and not limitatively.

Claims

1.- Kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles characterized in that, starting from the energy provided by a radioidal type spring (1), or another mechanical storage system such as a 5-inertia steering wheel, a discharge is achieved Homogeneous of the same, at the same speed, and, therefore, delivering the same power, through a reservoir or tank (2) of compressed air, responsible for damping power surges when storing the energy delivered by the dock ( 1) continuously at low power, and of a transformer that transforms the delivered energy constituted by a compressor (7), also of compressed air, so that the element that will transmit the power, from this tank (2) to the wheels, it will be a compressed air engine (3).

2.- Kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles, according to the first claim, characterized by being equipped with a regenerative brake, which solves the problem of an eventual emptying of the tank (2) before prolonged use and with a power demand greater than that delivered by the compressor (7) since it draws energy from the car's braking and is delivered to the dock (1), so that, used in the opposite direction, there is an energy flow path that starts from the dock (1) and is delivered directly to the wheels, which will be installed on the rear axle (4) of the vehicle, 20 designed as a multi-link system together with a differential (9), not only to compensate for the difference in angular speed of the wheels during cornering, but with the aim of transmitting the energy recovered during braking.

3.- Kinematic chain with auxiliary energy storage system for 25 motor vehicles, according to the preceding claims, characterized in that how the spring (1) must be discharged through the compressor (7) and, at the same time, be loaded with the energy coming from of the regenerative brake, a small gearbox (10) must be installed that allows the spring to engage (1) with the compressor (7) or with the differential (9) of the rear axle (4), and a gearbox that increases the angular speed of the spring (1) to adapt it 30 to the demand of the compressor (7), and, finally, a continuous variable transmission that allows the variability in the power delivered by the regenerative brake, and a clutch (5) between the differential (9) and the variable transmission, in order to facilitate the engagement from the position in which the spring (1) is engaged with the compressor (7) to the brake position.

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4.- Kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles, according to the preceding claims, characterized in that the front axle (6) is the tractor's axle of the car, which, like the rear axle, has been designed as a multi-link system, equipped with the steering, the gear housing that transmits the power from the gearbox (10), the gearbox (10) which is a continuous variable transmission 40, which can be pulleys or toroidal, and the Pneumatic type motor (3).

5. Kinematic chain with auxiliary energy storage system for motor vehicles, according to the preceding claims, characterized in that, optionally, you can use an electric type model, by means of an energy transformation system constituted by an electric generator (7 ' ), an auxiliary storage system consisting of an electrochemical battery (2 ') and, logically, the vehicle's propulsion system would be an electric motor (3').