RU165861U1

RU165861U1 - VEHICLE RECOVERY WITH A FLYWHEEL AND AN ELASTIC ELEMENT OF THE INCREASED ENERGY CAPACITY

Info

Publication number: RU165861U1
Application number: RU2016110325/11U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Война
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости, содержащий вал рекуператора, на котором установлена посредством радиальных подшипников втулка с возможностью поворота вокруг вала рекуператора, в полости, образованной валом рекуператора и втулкой, расположен первый накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой с зазором вокруг вала рекуператора, концы которой соединены с валом рекуператора и втулкой, на втулке посредством радиальных подшипников установлен маховик с возможностью поворота вокруг втулки, в полости, образованной втулкой и маховиком, расположен второй накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой с зазором вокруг втулки, концы которой соединены с втулкой и маховиком, а для периодического соединения и разъединения вала рекуператора с валом отбора мощности используют электромагнитную дисковую фрикционную муфту.A vehicle recuperator with a flywheel and an elastic element of increased energy intensity, comprising a recuperator shaft, on which a sleeve is mounted by means of radial bearings and can be rotated around the recuperator shaft, in the cavity formed by the recuperator shaft and the sleeve, there is a first potential energy storage device made in the form of a torsion spring, wound with a clearance around the recuperator shaft, the ends of which are connected to the recuperator shaft and the sleeve, mounted on the sleeve by means of radial bearings a flywheel with the possibility of rotation around the sleeve, in the cavity formed by the sleeve and the flywheel, there is a second potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound with a gap around the sleeve, the ends of which are connected to the sleeve and the flywheel, and for periodic connection and disconnection of the recuperator shaft with the power take-off shaft uses an electromagnetic disk friction clutch.

Description

Предполагаемая полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств (легковых и грузовых автомобилей, автобусов и т.п.) с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации механической энергии торможения.The proposed utility model relates to mechanical engineering and can be used in drive vehicles (cars and trucks, buses, etc.) in order to reduce fuel consumption by recovering mechanical braking energy.

Известен рекуператор транспортного средства (патент № 139915), содержащий вал, на котором установлен с помощью подшипников маховик с возможностью поворота вокруг вала, а в полости, образованной валом и корпусом маховика, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения. Рекуператор предназначен для накопления энергии торможения транспортного средства с целью его последующего трогания с места и разгона. Однако содержащаяся в его конструкции единственная пружина кручения не позволяет накапливать потенциальную энергию упругой деформации в достаточном объеме.Known vehicle recuperator (patent No. 139915), containing a shaft on which the flywheel is mounted using bearings with the possibility of rotation around the shaft, and in the cavity formed by the shaft and the flywheel housing, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring. The recuperator is designed to accumulate the braking energy of the vehicle with the aim of its subsequent pulling away and acceleration. However, the only torsion spring contained in its design does not allow the potential energy of elastic deformation to accumulate in a sufficient volume.

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 увеличение энергоемкости упругого элемента, способного накапливать потенциальную энергию в количестве, достаточном для возможности его применения в транспортных средствах.The technical result of the utility model is to increase the energy intensity of an elastic element capable of storing potential energy in an amount sufficient for the possibility of its use in vehicles.

Технический результат достигается предлагаемым рекуператором транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости, содержащим вал рекуператора, на котором установлена посредством радиальных подшипников втулка с возможностью поворота вокруг вала рекуператора. В полости, образованной валом рекуператора и втулкой, расположен первый накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой с зазором вокруг вала рекуператора, концы которой соединены с валом рекуператора и втулкой. На втулке посредством радиальных подшипников установлен маховик с возможностью поворота вокруг втулки. В полости, образованной втулкой и маховиком, расположен второй накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой с зазором вокруг втулки, концы которой соединены с втулкой и маховиком. Для периодического соединения и разъединения вала рекуператора с валом отбора мощности используется электромагнитная дисковая фрикционная муфта.The technical result is achieved by the proposed vehicle recuperator with a flywheel and an elastic element of increased energy intensity, comprising a recuperator shaft, on which a sleeve is mounted with radial bearings and can be rotated around the recuperator shaft. In the cavity formed by the recuperator shaft and the sleeve, the first potential energy storage device is arranged in the form of a torsion spring wound with a gap around the recuperator shaft, the ends of which are connected to the recuperator shaft and the sleeve. A flywheel is mounted on the sleeve by means of radial bearings and can be rotated around the sleeve. In the cavity formed by the sleeve and the flywheel, there is a second potential energy storage device, made in the form of a torsion spring wound with a gap around the sleeve, the ends of which are connected to the sleeve and the flywheel. An electromagnetic disk friction clutch is used to periodically connect and disconnect the recuperator shaft with the power take-off shaft.

Применение предлагаемого рекуператора позволит уменьшить расход топлива в двигателе за счет накопления энергии при рекуперативном торможении и последующего использования накопленной энергии для трогания с места и разгона транспортного средства.The application of the proposed recuperator will reduce the fuel consumption in the engine due to the accumulation of energy during regenerative braking and the subsequent use of the accumulated energy for starting and accelerating the vehicle.

На фиг. 1 изображен рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости в остановленном положении (или при свободном вращении). На фиг. 2 изображен рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости в начале цикла рекуперативного торможения. На фиг. 3 изображен рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости в начале цикла отдачи накопленной энергии.In FIG. 1 shows a vehicle recuperator with a flywheel and an elastic element of increased energy intensity in a stopped position (or in free rotation). In FIG. 2 shows a vehicle recuperator with a flywheel and an elastic element of increased energy intensity at the beginning of a regenerative braking cycle. In FIG. 3 shows a vehicle recuperator with a flywheel and an elastic element of increased energy intensity at the beginning of the stored energy recovery cycle.

Рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости содержит вал рекуператора 1, на котором установлена посредством радиальных подшипников 2 втулка 3 с возможностью поворота вокруг вала рекуператора 1. В полости, образованной валом рекуператора 1 и втулкой 3, расположен первый накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 4, навитой с зазором вокруг вала рекуператора 1, концы которой соединены с валом рекуператора 1 и втулкой 3. На втулке 3 посредством радиальных подшипников 5 установлен маховик 6 с возможностью поворота вокруг втулки 3. В полости, образованной втулкой 3 и маховиком 6, расположен второй накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 7, навитой с зазором вокруг втулки 3, концы которой соединены с втулкой 3 и маховиком 6. Для периодического соединения и разъединения вала рекуператора 1 с валом отбора мощности 8 используется электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9.A vehicle recuperator with a flywheel and an elastic element of increased energy intensity contains a recuperator shaft 1, on which a sleeve 3 is mounted by means of radial bearings 2 and can be rotated around the recuperator shaft 1. In the cavity formed by the recuperator shaft 1 and bushing 3, there is a first potential energy storage device made in the form of a torsion spring 4, wound with a gap around the shaft of the recuperator 1, the ends of which are connected to the shaft of the recuperator 1 and the sleeve 3. On the sleeve 3 by means of radial bearings 5 a flywheel 6 is mounted with the possibility of rotation around the sleeve 3. In the cavity formed by the sleeve 3 and the flywheel 6, there is a second potential energy storage device, made in the form of a torsion spring 7, wound with a gap around the sleeve 3, the ends of which are connected to the sleeve 3 and the flywheel 6. For periodic connection and disconnection of the shaft of the recuperator 1 with the power take-off shaft 8, an electromagnetic disk friction clutch 9 is used.

В остановленном положении (фиг. 1) электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9 разомкнута, маховик 6 неподвижен, пружины кручения 4 и 7 рекуператора не затянуты. При рекуперативном торможении включается электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9, и вращение с вала отбора мощности 8 передается на вал рекуператора 1. В начале вращения вала рекуператора 1 пружины кручения 4 и 7 начинают закручиваться и постепенно разгоняют маховик 6 до контакта витков пружины кручения 4 с валом рекуператора 1 и витков пружины кручения 7 с втулкой 3, после чего вал рекуператора 1 с маховиком 6 некоторое время вращаются вместе (фиг. 2). При этом накапливается не только кинетическая энергия вращающегося маховика 6, но и потенциальная энергия упругодеформированных пружин кручения 4 и 7. Затем пружины кручения 4 и 7, раскручиваясь, сообщают маховику 6 дополнительный импульс вращения, превращая потенциальную энергию в кинетическую, и занимают среднее положение в полостях рекуператора (фиг. 1). В конце цикла торможения электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9 выключается, а маховик 6 продолжает свободно вращаться вместе с валом рекуператора 1 (фиг. 1).In the stopped position (Fig. 1), the electromagnetic disk friction clutch 9 is open, the flywheel 6 is stationary, the torsion springs 4 and 7 of the recuperator are not tightened. During regenerative braking, the electromagnetic disk friction clutch 9 is turned on, and the rotation from the power take-off shaft 8 is transmitted to the shaft of the recuperator 1. At the beginning of the rotation of the recuperator shaft 1, torsion springs 4 and 7 begin to twist and flywheel 6 is gradually accelerated until the torsion spring 4 turns into contact with the recuperator shaft 1 and turns of a torsion spring 7 with a sleeve 3, after which the shaft of the recuperator 1 with the flywheel 6 rotate together for some time (Fig. 2). In this case, not only the kinetic energy of the rotating flywheel 6 is accumulated, but also the potential energy of the elastically deformed torsion springs 4 and 7. Then, the torsion springs 4 and 7, spin up, give the flywheel 6 an additional rotation impulse, converting the potential energy into kinetic, and occupy a middle position in the cavities recuperator (Fig. 1). At the end of the braking cycle, the electromagnetic disk friction clutch 9 is turned off, and the flywheel 6 continues to rotate freely together with the shaft of the recuperator 1 (Fig. 1).

Впоследствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия рекуператора используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается электромагнитная муфта 9 (фиг. 3), через которую вращение с вала рекуператора 1 передается на вал отбора мощности 8. При этом пружины кручения 4 и 7 раскручиваются в другую сторону, преобразуя часть кинетической энергии маховика 6 в потенциальную энергию, которая накапливается в пружинах кручения 4 и 7. При контакте витков пружины кручения 4 с внутренней поверхностью втулки 3, а пружины кручения 7 с корпусом маховика 6, вал рекуператора 1, втулка 3 и маховик 6 вращаются вместе. В конце цикла разгона транспортного средства электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9 выключается, и рекуператор снова готов к работе.Subsequently, when it is necessary to continue the movement, the accumulated energy of the recuperator is used to pull off and accelerate the vehicle. To do this, the electromagnetic clutch 9 is again turned on (Fig. 3), through which the rotation from the shaft of the recuperator 1 is transmitted to the power take-off shaft 8. At the same time, torsion springs 4 and 7 are untwisted in the opposite direction, converting part of the kinetic energy of the flywheel 6 into potential energy, which accumulates in the torsion springs 4 and 7. When the coils of the torsion spring 4 contact with the inner surface of the sleeve 3, and the torsion spring 7 with the flywheel housing 6, the recuperator shaft 1, the sleeve 3 and the flywheel 6 rotate together. At the end of the vehicle acceleration cycle, the electromagnetic disk friction clutch 9 is turned off and the recuperator is ready for operation again.

Claims

A vehicle recuperator with a flywheel and an elastic element of increased energy intensity, comprising a recuperator shaft, on which a sleeve is mounted by means of radial bearings and can be rotated around the recuperator shaft, in the cavity formed by the recuperator shaft and the sleeve, there is a first potential energy storage device made in the form of a torsion spring, wound with a clearance around the recuperator shaft, the ends of which are connected to the recuperator shaft and the sleeve, mounted on the sleeve by means of radial bearings a flywheel with the possibility of rotation around the sleeve, in the cavity formed by the sleeve and the flywheel, there is a second potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound with a gap around the sleeve, the ends of which are connected to the sleeve and the flywheel, and for periodic connection and disconnection of the recuperator shaft with the power take-off shaft uses an electromagnetic disk friction clutch.