RU163818U1

RU163818U1 - VEHICLE RECOVERER EQUIPPED WITH A FLYWHEEL WITH VARIABLE GEOMETRY

Info

Publication number: RU163818U1
Application number: RU2016110327/11U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Война
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2016-08-10

Abstract

Рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией, содержащий вал рекуператора, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена с помощью подшипников центральная шестерня с возможностью поворота вокруг вала рекуператора, на концах трехлучевого 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 центральной шестерней и валом рекуператора, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала рекуператора, концы которой соединены с центральной шестерней и валом рекуператора, отличающийся тем, что для передачи вращения с вала отбора мощности на вал рекуператора содержит коническую зубчатую передачу, образованную конической шестерней рекуператора, жестко соединенной с центральной шестерней, и входной конической шестерней, установленной с возможностью вращения на валу отбора мощности посредством подшипников, а также электромагнитную фрикционную муфту, состоящую из полумуфты, установленной на валу отбора мощности посредством шлицевого соединения с возможностью осевого перемещения вдоль вала отбора мощности, а также площадки под контакт на корпусе входной конической шестерни, для периодического включения и выключения электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте предусмотрены электромагнитная катушка и возвратная пружина, при этом вал рекуператора установлен вертикально на упорном подшипнике и двух радиально-упорныхA vehicle recuperator equipped with a variable geometry flywheel, comprising a recuperator shaft on which the three-beam bracket is rigidly fixed and a central gear mounted with bearings rotatably around the recuperator shaft, the coaxial flywheel sectors and gear sectors are rigidly fixed at the ends of the three-beam bracket connected to each other by strips, the gear sectors being engaged with the central gear in a cavity formed by a central the stub and the recuperator shaft, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound around the recuperator shaft, the ends of which are connected to the central gear and the recuperator shaft, characterized in that it contains a bevel gear for transmitting rotation from the power take-off shaft to the recuperator shaft, formed by a bevel gear of the recuperator rigidly connected to the central gear, and an input bevel gear mounted rotatably on the power take-off shaft by means of bearings, as well as an electromagnetic friction clutch, consisting of a half-clutch mounted on the power take-off shaft by means of a spline connection with the possibility of axial movement along the power take-off shaft, as well as a contact area on the input conical gear housing, for periodically turning the electromagnetic friction clutch on and off An electromagnetic coil and a return spring are provided for the coupling half, while the recuperator shaft is mounted vertically on a thrust bearing and two angular contact

Description

Предполагаемая полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в транспортных средствах, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.The proposed utility model relates to mechanical engineering and can be used in vehicles equipped with internal combustion engines.

Известен маховик с переменным моментом инерции (Патент РФ №152458), содержащий маховичные секторы с зубчатым механизмом их разворота, упругий элемент в виде пружины кручения, а также дисковую фрикционную управляемую муфту.Known flywheel with a variable moment of inertia (RF Patent No. 152458), containing flywheel sectors with a gear mechanism for their rotation, an elastic element in the form of a torsion spring, as well as a disk friction controlled clutch.

Недостатком данного маховика является то, что ось маховика располагается горизонтально (соосно с валом отбора мощности), что затрудняет управляемость транспортного средства из-за гироскопического эффекта, возникающего во вращающихся массах.The disadvantage of this flywheel is that the axis of the flywheel is horizontal (coaxial with the power take-off shaft), which makes it difficult to control the vehicle due to the gyroscopic effect that occurs in rotating masses.

Задачей полезной модели является расширение арсенала средств для рекуперации механической энергии торможения транспортных средств.The objective of the utility model is to expand the arsenal of means for the recovery of mechanical braking energy of vehicles.

Техническим результатом полезной модели является улучшение управляемости транспортного средства при рекуперативном торможении с использованием маховика с изменяемой геометрией.The technical result of the utility model is to improve the controllability of the vehicle during regenerative braking using a flywheel with variable geometry.

Технический результат достигается предлагаемым рекуператором транспортного средства, оснащенным маховиком с изменяемой геометрией, содержащим вал рекуператора, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена с помощью подшипников центральная шестерня с возможностью поворота вокруг вала рекуператора. На концах трехлучевого 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 центральной шестерней и валом рекуператора, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала рекуператора, концы которой соединены с центральной шестерней и валом рекуператора.The technical result is achieved by the proposed vehicle recuperator, equipped with a variable geometry flywheel containing the recuperator shaft, on which the three-beam bracket is rigidly fixed, and the central gear is mounted using bearings with the possibility of rotation around the recuperator shaft. Coaxially flywheel sectors and gear sectors rigidly connected to each other by strips are fixed at the ends of the three-beam bracket with the possibility of rotation, and the gear sectors are meshed with the central gear. In the cavity formed by the central gear and the recuperator shaft, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound around the recuperator shaft, the ends of which are connected to the central gear and the recuperator shaft.

Для передачи вращения с вала отбора мощности на вал рекуператора предусмотрена коническая зубчатая передача, образованная конической шестерней рекуператора, жестко соединенной с центральной шестерней, и входной конической шестерней, установленной с возможностью вращения на вале отбора мощности посредством подшипников, а также электромагнитная фрикционная муфта. Электромагнитная фрикционная муфта состоит из полумуфты, установленной на вале отбора мощности посредством шлицевого соединения с возможностью осевого перемещения вдоль вала отбора мощности, а также площадки под контакт на корпусе входной конической шестерни. Для периодического включения и выключения электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте предусмотрена электромагнитная катушка и возвратная пружина. При этом вал рекуператора установлен вертикально на упорном подшипнике и двух радиально-упорных подшипниках, а вал отбора мощности установлен на радиально-упорных подшипниках.To transmit rotation from the power take-off shaft to the recuperator shaft, a bevel gear is provided, formed by a bevel gear of the recuperator rigidly connected to the central gear, and an input bevel gear mounted to rotate on the power take-off shaft by bearings, as well as an electromagnetic friction clutch. The electromagnetic friction clutch consists of a half-clutch mounted on the power take-off shaft by means of a spline connection with the possibility of axial movement along the power take-off shaft, as well as a contact area on the input bevel gear housing. For periodic switching on and off of the electromagnetic friction clutch, an electromagnetic coil and a return spring are provided in the coupling half. In this case, the recuperator shaft is mounted vertically on the thrust bearing and two angular contact bearings, and the power take-off shaft is mounted on angular contact bearings.

На фиг. 1 изображен рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией в сложенном положении. На фиг. 2 изображен рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией в раскрытом положении. На фиг. 3 изображен разрез рекуператора транспортного средства, оснащенного маховиком с изменяемой геометрией в сложенном положении.In FIG. 1 shows a vehicle recuperator equipped with a variable geometry flywheel when folded. In FIG. 2 shows a vehicle recuperator equipped with a variable geometry flywheel in the open position. In FIG. 3 shows a section through a vehicle recuperator equipped with a flywheel with variable geometry when folded.

Рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией, содержит вал рекуператора 1, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн 2 и установлена с помощью подшипников 3 центральная шестерня 4 с возможностью поворота вокруг вала рекуператора 1. На концах трехлучевого 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 центральной шестерней 4 и валом рекуператора 1, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 8, навитой вокруг вала рекуператора 1, концы которой соединены с центральной шестерней 4 и валом рекуператора 1.A vehicle recuperator equipped with a variable geometry flywheel comprises a recuperator shaft 1, on which a three-beam bracket 2 is rigidly fixed and central gear 4 is mounted with bearings 3 and can be rotated around the recuperator shaft 1. At the ends of the three-beam bracket 2, coaxially flywheel are mounted rotatably sectors 5 and gear sectors 6, rigidly connected to each other by strips 7, and gear sectors 6 are engaged with the Central gear 4. In the cavity formed by the cent potential gear 4 and the shaft of the recuperator 1, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring 8 wound around the shaft of the recuperator 1, the ends of which are connected to the central gear 4 and the shaft of the recuperator 1.

Для передачи вращения с вала отбора мощности 9 на вал рекуператора 1 предусмотрена коническая зубчатая передача, образованная конической шестерней рекуператора 10, жестко соединенной с центральной шестерней 4, и входной конической шестерней 11, установленной с возможностью вращения на вале отбора мощности 9 посредством подшипников 12, а также электромагнитная фрикционная муфта 13. Электромагнитная фрикционная муфта 13 состоит из полумуфты 14, установленной на вале отбора мощности 9 посредством шлицевого соединения 15 с возможностью осевого перемещения вдоль вала отбора мощности 9, а также площадки под контакт 16 на корпусе входной конической шестерни 11. Для периодического включения и выключения электромагнитной фрикционной муфты 13 в полумуфте 14 предусмотрена электромагнитная катушка 17 и возвратная пружина 18. При этом вал рекуператора установлен вертикально на упорном подшипнике 19 и двух радиально-упорных подшипниках 20, а вал отбора мощности установлен на радиально-упорных подшипниках 21.To transmit rotation from the power take-off shaft 9 to the shaft of the recuperator 1, a bevel gear is provided, formed by a bevel gear of the recuperator 10, rigidly connected to the central gear 4, and an input bevel gear 11 mounted for rotation on the power take-off shaft 9 by means of bearings 12, and also an electromagnetic friction clutch 13. An electromagnetic friction clutch 13 consists of a half-clutch 14 mounted on a power take-off shaft 9 by means of a spline connection 15 with the possibility of axial rooms along the power take-off shaft 9, as well as the platform for pin 16 on the housing of the input bevel gear 11. To periodically turn the electromagnetic friction clutch 13 on and off, the electromagnetic coupling 17 and the return spring 18 are provided in the coupling half 14. The recuperator shaft is mounted vertically on the thrust bearing 19 and two angular contact bearings 20, and a power take-off shaft is mounted on angular contact bearings 21.

Рекуператор 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 кручения 8 посредством зацепления зубчатых секторов 6 с центральной шестерней 4. При рекуперативном торможении на электромагнитную катушку 17 подается напряжение, под действием электромагнитного поля, возбуждаемого в ней, полумуфта 14, преодолевая усилие возвратной пружины 18, сдвигается вдоль вала отбора мощности 9, прижимаясь к площадке под контакт 16. Электромагнитная фрикционная муфта 13 включается, и вращение с вала отбора мощности 9 посредством шлицевого соединения передается на полумуфту 14, а с нее - на входную коническую шестерню 11. С входной конической шестерни 11 посредством зубчатого зацепления вращение передается на коническую шестерню рекуператора 10, которая начинает вращаться вместе с центральной шестерней 4. Центральная шестерня 4, преодолевая усилие пружины кручения 8, поворачивается относительно вала рекуператора 1, разворачивая зубчатые секторы 6 вместе маховичными секторами 5 и одновременно приводя во вращение вал рекуператора 1 с трехлучевым кронштейном 2. При этом пружина кручения 8 накапливает потенциальную энергию упругой деформации, а маховичные секторы 5 накапливают кинетическую энергию вращающихся масс. В конце цикла рекуперативного торможения электромагнитная фрикционная муфта 13 выключается, а маховик продолжает свободно вращаться в раскрытом положении.The recuperator works as follows. In the stopped position or at a low speed, the flywheel is in the folded position (Fig. 1, 3): the flywheel sectors 5 are pressed to the center of the flywheel by the force of the torsion spring 8 by engaging the gear sectors 6 with the central gear 4. During regenerative braking, the electromagnetic coil 17 is fed the voltage, under the action of the electromagnetic field excited in it, the coupling half 14, overcoming the force of the return spring 18, is shifted along the power take-off shaft 9, clinging to the platform under the contact 16. Electromagnetic fries the slip clutch 13 is turned on, and the rotation from the power take-off shaft 9 is transmitted via a splined connection to the coupling half 14, and from it to the input bevel gear 11. From the input bevel gear 11, the rotation is transmitted to the bevel gear of the heat exchanger 10, which starts to rotate together with a central gear 4. The central gear 4, overcoming the force of the torsion spring 8, rotates relative to the shaft of the recuperator 1, turning the gear sectors 6 together with the flywheel sectors 5 and simultaneously rivodya recuperator in rotation shaft 1 with the three-beam 2. This bracket torsion spring 8 accumulates potential energy of the elastic deformation, and 5 sectors flywheel accumulating kinetic energy of the rotating masses. At the end of the regenerative braking cycle, the electromagnetic friction clutch 13 is turned off, and the flywheel continues to rotate freely in the open position.

Впоследствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия рекуператора используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается электромагнитная фрикционная муфта 13, через которую вращение с вала рекуператора 1 передается на вал отбора мощности 9 посредством зубчатого зацепления конической шестерни рекуператора 10 с входной конической шестерней 11 и шлицевого соединения 15 с полумуфтой 14.Subsequently, when it is necessary to continue the movement, the accumulated energy of the recuperator is used to pull off and accelerate the vehicle. For this, the electromagnetic friction clutch 13 is again turned on, through which the rotation from the shaft of the recuperator 1 is transmitted to the power take-off shaft 9 by gearing the bevel gear of the recuperator 10 with the input bevel gear 11 and the spline connection 15 with the coupling half 14.

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 кручения 8. При этом маховик отдает накопленную кинетическую энергию вращающихся маховичных секторов 5 и потенциальную энергию упругодеформированной пружины кручения 8. После полного складывания маховичных секторов 5 к центру маховика электромагнитная фрикционная муфта 13 выключается и рекуператор снова готов к работе.Moreover, giving up energy, the flywheel tends to slow down, which leads to a decrease in the centrifugal forces acting on the flywheel sectors 5 and to their folding due to the action of the torsion spring 8. Moreover, the flywheel gives up the accumulated kinetic energy of the rotating flywheel sectors 5 and the potential energy of the elastically deformed torsion spring 8 After complete folding of the handwheel sectors 5 to the center of the flywheel, the electromagnetic friction clutch 13 is turned off and the recuperator is ready for operation again.

Claims

A vehicle recuperator equipped with a variable geometry flywheel, comprising a recuperator shaft on which the three-beam bracket is rigidly fixed and a central gear mounted with bearings rotatably around the recuperator shaft, the coaxial flywheel sectors and gear sectors are rigidly fixed at the ends of the three-beam bracket connected to each other by strips, the gear sectors being engaged with the central gear in a cavity formed by a central the stub and the recuperator shaft, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound around the recuperator shaft, the ends of which are connected to the central gear and the recuperator shaft, characterized in that it contains a bevel gear for transmitting rotation from the power take-off shaft to the recuperator shaft, formed by a bevel gear of the recuperator rigidly connected to the central gear, and an input bevel gear mounted rotatably on the power take-off shaft by means of bearings, as well as an electromagnetic friction clutch, consisting of a half-clutch mounted on the power take-off shaft by means of a spline connection with the possibility of axial movement along the power take-off shaft, as well as a contact area on the input conical gear housing, for periodically turning the electromagnetic friction clutch on and off An electromagnetic coil and a return spring are provided for the coupling half, while the recuperator shaft is mounted vertically on a thrust bearing and two angular contact bearings bearings, and the power take-off shaft is mounted on angular contact bearings.