RU153294U1 - Маховик с переменным моментом инерции - Google Patents
Маховик с переменным моментом инерции Download PDFInfo
- Publication number
- RU153294U1 RU153294U1 RU2014149953/11U RU2014149953U RU153294U1 RU 153294 U1 RU153294 U1 RU 153294U1 RU 2014149953/11 U RU2014149953/11 U RU 2014149953/11U RU 2014149953 U RU2014149953 U RU 2014149953U RU 153294 U1 RU153294 U1 RU 153294U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flywheel
- sectors
- gear
- inertia
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
Abstract
Маховик с переменным моментом инерции, содержащий вал, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена с помощью подшипников центральная шестерня, на концах кронштейна закреплены соосно маховичные секторы, позволяющие накапливать кинетическую энергию, и зубчатые секторы, жестко соединенные с маховичными секторами, причем зубчатые секторы состоят в зубчатом зацеплении с центральной шестерней, и накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины, навитой вокруг вала в полости, образованной валом и центральной шестерней, концы пружины соединены с центральной шестерней и трехлучевым кронштейном, отличающийся тем, что зубчатые секторы выполнены в виде облегченных каркасов.
Description
Предполагаемая полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.
Известен маховик переменного момента инерции (Патент РФ №2516883), содержащий вал, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена с помощью подшипников центральная шестерня с возможностью поворота вокруг вала. На концах кронштейна с возможностью поворота закреплены соосно маховичные секторы и зубчатые секторы, жестко соединенные друг с другом планками, причем зубчатые секторы находятся в зацеплении с центральной шестерней. В полости, образованной валом и центральной шестерней, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала, концы которой соединены с центральной шестерней и трехлучевым кронштейном. Для периодического соединения и разъединения вала маховика с коленчатым валом двигателя используется электромагнитная муфта.
Маховик предназначен для накопления энергии при рекуперативном торможении транспортного средства с последующим ее использованием при трогании с места и разгоне. При этом возможность изменения момента инерции маховика позволяет существенно улучшить динамику разгона транспортного средства с использованием накопленной кинетической энергии вращающихся масс и потенциальной энергии упругодеформированного элемента.
Конструкция маховика содержит массивные зубчатые секторы, обладающие большими моментами инерции 1Х, величина которых определяется по формуле:
где ρ - плотность материала зубчатого сектора;
R - радиус делительной окружности сплошного зубчатого сектора;
h - толщина сплошного зубчатого сектора.
Однако при развороте они не существенно влияют на изменение момента инерции маховика, так как радиусы расположения их центров масс относительно центра вращения маховика в сложенном и раскрытом положении практически одинаковы. Это приводит к тому, что в сложенном положении момент инерции маховика уже большой, а значит, диапазон изменения момента инерции сужается.
Задачей предполагаемой полезной модели является создание маховика с более широким диапазоном изменения момента инерции.
Техническим результатом является уменьшение расхода топлива в двигателе за счет более эффективного накопления энергии при рекуперативном торможении и последующего использования накопленной энергии при трогании с места и разгоне транспортного средства.
Технический результат достигается предлагаемым маховиком с переменным моментом инерции, содержащим вал, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена с помощью подшипников центральная шестерня с возможностью поворота вокруг вала. На концах кронштейна с возможностью поворота закреплены соосно маховичные секторы и зубчатые секторы, жестко соединенные друг с другом, причем зубчатые секторы находятся в зацеплении с центральной шестерней. В полости, образованной валом и центральной шестерней, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала, концы которой соединены с центральной шестерней и трехлучевым кронштейном. При этом зубчатые секторы выполнены в виде облегченных каркасов, обладающих малой массой и, соответственно, малыми моментами инерции I2, определяемыми по формуле:
где ρ - плотность материала зубчатого сектора;
R - радиус делительной окружности зубчатого сектора;
r - внутренний радиус зубчатого сектора;
h - толщина зубчатого сектора;
t - ширина каркаса зубчатого сектора.
Применение в конструкции маховика облегченных зубчатых секторов позволит расширить диапазон изменения его момента инерции, обеспечить более эффективное накопление энергии при рекуперативном торможении и последующую отдачу накопленной энергии при трогании с места и разгоне транспортного средства, и в итоге уменьшить расход топлива в двигателе.
На фиг. 1 изображен маховик с переменным моментом инерции в сложенном положении. На фиг. 2 изображен маховик с переменным моментом инерции в раскрытом положении. На фиг. 3 изображен разрез маховика с переменным моментом инерции в сложенном положении.
Маховик с переменным моментом инерции содержит вал 1, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн 2 и установлена с помощью подшипников 3 центральная шестерня 4 с возможностью поворота вокруг вала 1. На концах кронштейна 2 с возможностью поворота закреплены соосно маховичные секторы 5 и зубчатые секторы 6, жестко соединенные друг с другом планками 7, причем зубчатые секторы 6 находятся в зацеплении с центральной шестерней 4. В полости, образованной валом 1 и центральной шестерней 4, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины 8, навитой вокруг вала 1, концы которой соединены с центральной шестерней 4 и трехлучевым кронштейном 2. Для периодического соединения и разъединения вала 1 маховика с коленчатым валом 9 двигателя используется электромагнитная муфта 10. Зубчатые секторы 6 выполнены в виде облегченных каркасов, обладающих малой массой и, соответственно, малыми моментами инерции.
Маховик с переменным моментом инерции работает следующим образом. В остановленном положении или при малой частоте вращения маховик находится в сложенном положении (фиг. 1, 3): маховичные секторы 5 прижаты к центру маховика усилием пружины 8 посредством зацепления зубчатых секторов 6 с центральной шестерней 4. При рекуперативном торможении включается электромагнитная муфта 10, и вал 1 маховика начинает вращаться. При увеличении частоты вращения вала 1 маховичные секторы 5 за счет действия на них центробежных сил разворачиваются вокруг своих осей, преодолевая через зацепление зубчатых секторов 6 и шестерни 4 усилие пружины 8. Маховик переходит в раскрытое положение (фиг. 2), его момент инерции увеличивается, участвуя при этом в торможении транспортного средства и накапливая энергию. Причем накапливается не только кинетическая энергия вращающихся маховичных секторов 5, но и потенциальная энергия упругодеформированной пружины 8. В конце цикла торможения электромагнитная муфта 10 выключается, а маховик продолжает свободно вращаться в раскрытом положении.
В последствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия маховика используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается электромагнитная муфта 10, через которую вращение с вала 1 маховика передается на коленчатый вал 9 двигателя, причем, отдавая энергию, маховик стремится замедлиться, что приводит к уменьшению центробежных сил, действующих на маховичные секторы 5 и к их складыванию за счет действия пружины 8. При этом маховик отдает накопленную кинетическую энергию вращающихся маховичных секторов 5 и потенциальную энергию упруго деформированной пружины 8.
Кроме того, уменьшение момента инерции маховика не дает ему замедлиться до полного складывания маховичных секторов 5, что позволяет поддерживать частоту вращения маховика вместе с валом двигателя в диапазоне его устойчивой работы. При полном складывании маховичных секторов 5 к центру маховика электромагнитная муфта 10 выключается и маховик снова готов к работе. При этом облегченные зубчатые секторы 6, обладающие малой массой и, соответственно, малыми моментами инерции, позволяют обеспечить более широкий диапазон изменения момента инерции, а значит более эффективно накапливать энергию при рекуперативном торможении и улучшать динамику разгона транспортного средства.
Пример расчета моментов инерции сплошного и полого зубчатых секторов. Исходные данные: ρ=7800 ; R=150 мм; r=135 мм; h=30 мм; t=10 мм.
Момент инерции сплошного зубчатого сектора рассчитывается по формуле (1):
Момент инерции полого зубчатого сектора рассчитывается по формуле (2):
Таким образом, момент инерции полого зубчатого сектора в 6,2 раза меньше, чем момент инерции сплошного зубчатого сектора.
Учитывая, что в конструкции маховика три зубчатых сектора, а доля их массы в общей массе маховика составляет 30%, получаем соответствующее увеличение диапазона изменения момента инерции всего маховика на 30%.
Claims (1)
- Маховик с переменным моментом инерции, содержащий вал, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена с помощью подшипников центральная шестерня, на концах кронштейна закреплены соосно маховичные секторы, позволяющие накапливать кинетическую энергию, и зубчатые секторы, жестко соединенные с маховичными секторами, причем зубчатые секторы состоят в зубчатом зацеплении с центральной шестерней, и накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины, навитой вокруг вала в полости, образованной валом и центральной шестерней, концы пружины соединены с центральной шестерней и трехлучевым кронштейном, отличающийся тем, что зубчатые секторы выполнены в виде облегченных каркасов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014149953/11U RU153294U1 (ru) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Маховик с переменным моментом инерции |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014149953/11U RU153294U1 (ru) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Маховик с переменным моментом инерции |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU153294U1 true RU153294U1 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53539136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014149953/11U RU153294U1 (ru) | 2014-12-10 | 2014-12-10 | Маховик с переменным моментом инерции |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU153294U1 (ru) |
-
2014
- 2014-12-10 RU RU2014149953/11U patent/RU153294U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2509241C1 (ru) | Маховик переменного момента инерции | |
RU153294U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU208105U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU210770U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU206687U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU154665U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции увеличенной энергоемкости | |
RU164025U1 (ru) | Маховик с изменяемой геометрией, оснащенный зубчатым механизмом | |
RU208104U1 (ru) | Маховик с изменяемым моментом инерции | |
RU162054U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU163808U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции, оснащенный механизмом с гибкой связью | |
RU208153U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU152458U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU208143U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU209825U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
US1785338A (en) | Torque-impulse multiplier | |
RU208054U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
RU2516883C1 (ru) | Маховик переменного момента инерции | |
RU167021U1 (ru) | Маховик с изменяемой геометрией, оснащенный механизмом с гибкой связью | |
RU163818U1 (ru) | Рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией | |
CN205744276U (zh) | 油压发动机 | |
RU208106U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции | |
CN202370659U (zh) | 内燃机内部传动系统 | |
RU208020U1 (ru) | Рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией | |
RU165151U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции, оснащенный зубчатым механизмом | |
RU210959U1 (ru) | Маховик с переменным моментом инерции, оснащенный цепным механизмом |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20151211 |