خودرو هيبريد الكتريكي با موتور درونسوز الكترومكانيكي توضيح كوتاه در مورد نحوه كاركرد سيستم اين اختراع در زمينه خودروهاي هيبريدي است. اكثر خودروهاي هيبريد الكتريكي كه تا كنون ساخته شده‌اند علاوه بر يك موتور احتراق داخلي داراي موتورهاي الكتريكي (معمولاDC) نيز مي‌باشند و هر يك داراي استراتژي منحصر به فرد خود جهت تامين انرژي خودرو هستند به طوريكه با استفاده از انرژي سوخت (موتور احتراق داخلي يا پيل سوختي) و انرژي الكتريكي (موتورهاي الكتريكي) به صورت مجزا يا همزمان انرژي مورد نياز خودرو را جهت حركت تامين مي‌نمايند. اين اختراع نوعي خودرو هيبريدي الكتريكي است كه هيچ گونه موتور الكتريكي و پيل سوختي در آن وجود ندارد و تنها يك موتور درونسوز الكترومكانيكي دارد كه تمام وظايف فوق را انجام مي‌دهد. القاي مغناطيسي به اجزاي رفت و برگشتي و احتراق سوخت در محفظه احتراق موتور دو عامل محرك موتور و تامين انرژي خودرو در حين حركت هستند. سوخت مورد نياز از طريق سيستم سوخت‌رساني و الكتريسيته مورد نياز از طريق سيستم پيشرفته ذخيره‌ساز فلايويل تامين مي‌شوند. براي آگاهي كامل از نحوه كاركرد خودرو به شرح و توصيف اختراع مراجعه شود. مشكلاتي كه با اين اختراع حل شده‌اند مشكل اول: هزينه تمام شده خودروهاي هيبريدي نسبت به مدل مشابه غير هيبريدي به مراتب بالاتر است. هزينه‌ توليد خودروهاي هيبريدي نسبت به خودروهاي عادي همواره بالاتر بوده است كه اين امر اغلب به دليل به كارگيري تجهيزاتي همچون موتورهاي الكتريكي، باتريهاي ليتيوم-يون، انواع كوپلينگ‌ها، سيستمهاي كنترلي نسبتا پيچيده و... است. بزرگترين مشكلي كه با اين اختراع مرتفع گرديده است كاهش هزينه تمام شده خودرو است چراكه در اين خودرو خبري از موتورهاي الكتريكي و باتريهاي ليتيوم-يون و كوپلينگهاي مكانيكي(جهت يكپارچه‌سازي گشتاور خروجي موتور الكتريكي و موتور احتراق داخلي) نيست و ساختاري به مراتب ساده‌تر دارد. مشكل دوم: با توجه به محدوديت فضايي كه در طراحي خودرو وجود دارد، جانمايي تمامي اجزاي مكانيكي و الكتريكي در يك خودرو هيبريدي امري پيچيده و دشوار است و در صورت خرابي خودرو تعمير آن مشكل است زيرا اجزا به صورت فشرده در كنار هم قرار دارند و فضاي مورد نياز بين آنها وجود ندارد بعلاوه وزن خودرو هيبريد نيز در مقايسه با خودروهاي معمولي بالاتر است. در اين خودرو هيبريدي مشكل جانمايي اجزاء و افزايش وزن نداريم چراكه موتور درونسوز الكترومكانيكي اين خودرو تنها با اعمال تغييراتي در سرسيلندر موتور احتراق داخلي يك خودرو عادي و اضافه كردن نوعي بوش سه لايه براي هر سيلندر و يك قطعه كه روي تاج پيستونها پيچ ميشود، ساخته مي‌شود به طوريكه امكان القاي الكترومغناطيسي به اجزاي رفت و برگشتي پديد آيد. مشكل سوم: مربوط به استفاده از منابع تغذيه الكتريكي از نوع باتري(ليتيوم-يون ، ليتيوم- پليمر و...) است. در خودروهاي هيبريدي الكتريكي فعلي از باتري‌ها استفاده مي‌شود كه اغلب از نوع ليتيوم-يون هستند چون باتريهاي ليتيوم-يون از مواد شيميايي ساخته شده‌اند داراي چند مشكل اساسي هستند مثلا به نصب تجهيزات پيشرفته جهت كنترل ميزان و نحوه شارژ و دشارژ نياز دارند و كنترل و نگهداري آنها دشوار است، عمر آنها كم و در حدود 3 تا 5 سال است، چگالي توان پاييني دارند كه در هنگام شتابگيري و شيب‌پيمايي خودرو خودش را نشان مي‌دهد، محدوديتهايي از قبيل استفاده در محيطهاي داراي دما و رطوبت بالا دارند، در حين كاركرد نميتوان آنها را به طور همزمان شارژ نمود چراكه عمر آنها كاهش مي‌يابد، پس از اتمام كامل شارژ چيزي در حدود 5 تا 8 ساعت طول ميكشد تا دوباره كاملا شارژ شوند بعلاوه بازيافت آنها نيز مي‌تواند باعث ايجاد مشكلات زيست‌ محيطي گردد. در اين خودرو هيبريدي از منبع تغذيه فلايويل استفاده شده است كه توضيح كامل آن در شرح اختراع آورده شده است و هيچ يك از مشكلات فوق را ندارد يعني عمر مفيد آن حدودا 30 سال است، نياز به كنترل و نگهداري خاصي ندارد، چگالي توان و چگالي انرژي بالايي دارد، در هر نوع شرايط آب و هوايي و در هر دمايي ميتوان از آن استفاده كرد، در حين دشارژ شدن مي‌توان آن را شارژ كرد بدون اينكه هيچ مشكلي ايجاد شود، زمان شارژ كامل آن خيلي كوتاه است و چون هيچ نوع ماده شيميايي در ساخت آن به كار نرفته است و تجهيزي كاملا مكانيكي است، بازيافت آن نيز مشكلات زيست محيطي به دنبال ندارد. مشكل چهارم: اكثر خودروهاي هيبريدي داراي سيستمهاي كنترل و مانيتورينگ پيشرفته جهت كنترل كاركرد موتورهاي الكتريكي، نحوه شارژ و دشارژ باتريها و.... هستند كه طراحي آنها مشكل و هزينه‌شان بالاست. سيستم كنترلي اين خودرو هيبريدي همان واحد كنترل الكترونيكي خودرو ECU است كه علاوه بر زمانبندي جرقه‌زني زمانبندي القاي مغناطيسي را نيز كنترل ميكند بنابراين نياز به اضافه كردن تجهيزات كنترلي اضافي نيست.

به منظور تعيين خرابي هاي بوجود آمده در چرخ قطار،مي بايست به صورت دوره اي، چرخ مورد بازرسي قرار گيرد. همچنين بسيار اهميت دارد كه در طول مدت بهره برداري، تاريخچه اي از سايش آن تهيه و نگهداري شود. بنابراين وجود يك سيستم اندازه گيري دقيق در فرايند نظارت و بازرسي بسيار مفيد واقع مي شود. در اين اختراع، روش غيرتماسي جديدي براي اندازه گيري پارامترهاي هندسي چرخ قطار بر پايه بينايي ماشين ارائه مي گردد.استخراج دقيق پروفيل چرخ قطار با استفاده از دو باريكه ي ليزري موازي و بر اساس روش مثلث-بندي صورت مي گيرد. اين الگوريتم براي اولين باردر اندازه گيري سه بعدي پروفيل مورد استفاده واقع شده است.اندازه گيري به صورت آزادانه و در هر موقعيتي از فضا از روي تصاوير دو بعدي انجام مي شود. اين روش بر خلاف روش هاي ديگر نيازي به نصب هيچ گونه نگهدارنده اي بر روي چرخ قطار ندارد. سامانه اي بر پايه ي اين الگوريتم ساخته شده است. كاليبراسيون چنين سيستمي شام لاستخراج دو سري از پارامترهاست.يكي پارامترهاي مربوط به صفحات ليزري و ديگري پارامترهاي مربوط به دوربين مي باشد. ابتدا كاليبراسيون دوربين بر اساس روش فتوگرامتريك و با استفاده از الگوريتمي با سرعت بالا براي حل معادلات پيچيده در مدل كاليبراسيون صورت مي گيرد. سپس پارامترهاي صفحات ليزري با انطباق صفحه اي بر نقاط ليزر، تعيين مي شوند. به منظور كاهش خطا در كاليبراسيون، قيد توازي دو صفحه ليزري اضافه مي گردد. در اينجا،كاليبراسيون تنها با استفاده از يك صفحه ي تخت انجام مي شود. اين صفحه مي تواند به طور آزادانه در هر موقعيتي از فضا قرار گيرد. در نتيجه نياز به قطعات مكانيكي دقيق كاهش مي يابد. واژه‌هاي كليدي: چرخ قطار، بينايي ماشين، روش مثلث بندي ليزري،اندازه گيري سه بعدي، كاليبراسيون.

موتور ديزل با پيستون دوبل توضيح كوتاه در مورد نحوه كاركرد موتور اين اختراع در زمينه موتورهاي ديزل است. سيستم پيستون دوبل با جايگزيني به جاي پيستون معمول مورد استفاده در موتورهاي ديزل، موجب بهبود چند مسئله اساسي در موتورهاي ديزل مي‌شود و با توجه به هزينه پايين ساخت و انطباق كامل و قابليت كاركرد اين سيستم با ساير اجزاي موتور ديزل، استفاده از آن در موتورهاي ديزل قدرتي پايين مربعي كه داراي كورس بلند و دور موتور پايين هستند و اغلب در ماشين‌آلات سنگين راه‌سازي، ماشين‌آلات كشاورزي، لكوموتيوهاي ديزل، كشتي‌هاي باربري ديزل و... استفاده مي‌شوند را توجيه مي‌كند. مشكلاتي كه با اين اختراع حل شده‌اند مشكل اول: لزوم افزايش هر چه بيشتر راندمان حرارتي موتور ديزل جهت كوچك‌تر شدن موتور. با كاهش تلفات و افزايش راندمان حرارتي مي‌توان موتورهايي با گشتاور خروجي يكسان اما در ابعاد كوچك‌تر توليد نمود. مشكل دوم: افزايش بيش از حد مصرف سوخت موتورهاي ديزل سنگين و ايجاد دود ناشي از احتراق ناقص در مواقعي كه موتور زير بار است. مشكل سوم: وجود آلاينده‌هاي NOx در گازهاي خروجي موتورهاي ديزل كه ناشي از طبيعت سيكل ديزل و به دليل دما و فشار بالاي احتراق در سيكل ديزل است.

اين اختراع يك خودرو هيبريدي با موتور احتراق داخلي 1000 سي سي از نوع فلكس بوده كه قابليت استفاده همزمان از دو نوع سوخت بنزين بعلاوه اتانول يا متانول را دارد. انرژي توليد شده توسط موتور احتراق داخلي يك ژنراتور 10 كيلووات از نوع BLDC را به حركت درآورده و الكتريسيته توليد شده توسط ژنراتور در دو عدد منبع تغذيه فلايويل (Flywheel Storage) هر يك با ظرفيت توان 8 كيلووات ساعت (8kWh) ذخيره ميشود تا در هنگام حركت خودرو به دو عدد موتور الكتريكي 8 كيلووات (8kW) واقع بر چرخهاي جلو راست و چپ برسد. در واقع اين دو موتور الكتريكي محركهاي اصلي خودرو بوده و موتور احتراق داخلي نقش تامين انرژي مورد نياز ژنراتور را دارد.

در سيستم هاي رايج در بازار، از تانك آب گرم استفاده مي شود. در تانك آب گرم حرارت قابل توجه اي به واسطه طبقه بندي و لايه لايه شدن آب گرم با دماهاي مختلف، غير قابل استحصال مي‌شود. با حذف تانك آب و ايجاد يك باتري حرارتي اين مشكل كاملا رفع مي‌شود. در اين اختراع يك كالكتور لوله خلا خورشيدي به يك باتري حرارتي متصل گرديده است. اين باتري خورشيدي با ماده متخلخل و مواد ذخيره ساز انرژي حرارتي تجهيز شده است. به دليل كم بودن ضريب انتقال حرارت ماده ذخيره ساز، استفاده از ساختار شبكه متخلخل داخل باتري حرارتي باعث افزايش سرعت انتقال حرارت و توزيع يكنواخت حرارت داخل باتري مي‌شود. بدين گونه اتلاف حرارتي حداقل، قيمت ساخت كم، امكان بهره‌مندي از سيستم خورشيدي در همه ساعات فراهم و نصب سيستم راحت خواهد بود.