RU206687U1 - Flywheel with variable moment of inertia - Google Patents

Flywheel with variable moment of inertia Download PDF

Info

Publication number
RU206687U1
RU206687U1 RU2021113007U RU2021113007U RU206687U1 RU 206687 U1 RU206687 U1 RU 206687U1 RU 2021113007 U RU2021113007 U RU 2021113007U RU 2021113007 U RU2021113007 U RU 2021113007U RU 206687 U1 RU206687 U1 RU 206687U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flywheel
sectors
cables
drum
shaft
Prior art date
Application number
RU2021113007U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Александрович Война
Владимир Владимирович Юнин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ")
Priority to RU2021113007U priority Critical patent/RU206687U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU206687U1 publication Critical patent/RU206687U1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H33/00—Gearings based on repeated accumulation and delivery of energy
    • F16H33/02—Rotary transmissions with mechanical accumulators, e.g. weights, springs, intermittently-connected flywheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах различных машин (например, автомобилей) с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения.Маховик с переменным моментом инерции, содержащий вал маховика, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг вала маховика. На концах трехлучевого кронштейна с возможностью поворота закреплены маховичные секторы, позволяющие накапливать кинетическую энергию, концы которых соединены тросами с барабаном. В полости, образованной валом маховика и барабаном, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала маховика. Концы тросов соединены с маховичными секторами посредством шарниров, образованных петлями и стержнями. Стержни установлены с возможностью поворота внутри петель и жестко соединены с тросами, а петли жестко соединены с маховичными секторами. Использование шарниров позволяет исключить появление изгибных нагрузок в местах крепления тросов к маховичным секторам при их развороте.Техническим результатом является увеличение срока службы и повышение безопасности использования маховика с переменным моментом инерции.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in drives of various machines (for example, cars) in order to reduce fuel consumption by recuperating braking energy Flywheel with a variable moment of inertia containing a flywheel shaft, on which a three-beam bracket is rigidly fixed and mounted with bearings drum rotatable around the flywheel shaft. At the ends of the three-beam bracket, flywheel sectors are fixed with the possibility of rotation, allowing the accumulation of kinetic energy, the ends of which are connected by cables to the drum. In the cavity formed by the flywheel shaft and the drum, there is a potential energy storage made in the form of a torsion spring wound around the flywheel shaft. The ends of the cables are connected to the flywheel sectors by means of hinges formed by loops and rods. The rods are installed with the possibility of rotation inside the hinges and are rigidly connected to the cables, and the hinges are rigidly connected to the flywheel sectors. The use of hinges eliminates the appearance of bending loads in the places where the cables are attached to the flywheel sectors when they are turned. The technical result is an increase in the service life and an increase in the safety of using a flywheel with a variable moment of inertia.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах различных машин (например, автомобилей) с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in drives of various machines (for example, cars) in order to reduce fuel consumption by recuperating braking energy.

Известен маховик переменного момента инерции (патент РФ №2509241), содержащий вал, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг вала. На концах кронштейна с возможностью поворота закреплены маховичные секторы, позволяющие накапливать кинетическую энергию. Концы маховичных секторов соединены тросами с барабаном. В полости, образованной валом и барабаном, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины, навитой вокруг вала, концы которой соединены с барабаном и трехлучевым кронштейном.Known flywheel of variable moment of inertia (RF patent No. 2509241), containing a shaft on which a three-beam bracket is rigidly fixed and a drum mounted with bearings with the ability to rotate around the shaft. At the ends of the bracket, flywheel sectors are fixed with the possibility of rotation, allowing the accumulation of kinetic energy. The ends of the flywheel sectors are connected to the drum by cables. In the cavity formed by the shaft and the drum, there is a potential energy accumulator made in the form of a spring wound around the shaft, the ends of which are connected to the drum and the three-beam bracket.

Недостатком данного маховика является жесткое закрепление тросов к маховичным секторам, что приводит к периодическим изгибным нагружениям тросов при развороте и складывании маховичных секторов. Это приводит к усталостному разрушению тросов в местах их крепления к маховичным секторам, что значительно снижает срок службы маховика и безопасность его эксплуатации.The disadvantage of this flywheel is the rigid fastening of the cables to the flywheel sectors, which leads to periodic bending loads on the cables when turning and folding the flywheel sectors. This leads to fatigue failure of the cables at the points of their attachment to the flywheel sectors, which significantly reduces the service life of the flywheel and the safety of its operation.

Задачей полезной модели является создание маховика с переменным моментом инерции, имеющего более надежный способ соединения тросов с маховичными секторами.The task of the utility model is to create a flywheel with a variable moment of inertia, which has a more reliable way of connecting the cables with the flywheel sectors.

Техническим результатом является увеличение срока службы и повышение безопасности использования маховика с переменным моментом инерции.The technical result is to increase the service life and improve the safety of using a flywheel with a variable moment of inertia.

Технический результат достигается предлагаемым маховиком с переменным моментом инерции (далее маховик), содержащим вал маховика, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг вала маховика. На концах трехлучевого кронштейна с возможностью поворота закреплены маховичные секторы, позволяющие накапливать кинетическую энергию, концы которых соединены тросами с барабаном. В полости, образованной валом маховика и барабаном, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала маховика. Концы пружины кручения соединены с барабаном и валом маховика. Для периодического соединения и разъединения вала маховика с коленчатым валом двигателя используется дисковая фрикционная электромагнитная муфта. Концы тросов соединены с маховичными секторами посредством шарниров, образованных петлями и стержнями. Стержни установлены с возможностью поворота внутри петель и жестко соединены с тросами, а петли жестко соединены с маховичными секторами.The technical result is achieved by the proposed flywheel with a variable moment of inertia (hereinafter referred to as the flywheel), containing the flywheel shaft, on which a three-beam bracket is rigidly fixed and a drum mounted with bearings with the ability to rotate around the flywheel shaft. At the ends of the three-beam bracket, flywheel sectors are fixed with the possibility of rotation, allowing the accumulation of kinetic energy, the ends of which are connected by cables to the drum. In the cavity formed by the flywheel shaft and the drum, there is a potential energy storage made in the form of a torsion spring wound around the flywheel shaft. The ends of the torsion spring are connected to the drum and the flywheel shaft. For periodic connection and disconnection of the flywheel shaft with the engine crankshaft, a disc friction electromagnetic clutch is used. The ends of the cables are connected to the flywheel sectors by means of hinges formed by loops and rods. The rods are installed with the possibility of rotation inside the hinges and are rigidly connected to the cables, and the hinges are rigidly connected to the flywheel sectors.

На фиг. 1 изображен маховик при сложенном положении маховичных секторов, а также шарнир, соединяющий трос с маховичным сектором. На фиг. 2 изображен разрез маховика при сложенном положении маховичных секторов. На фиг. 3 изображен маховик при раскрытом положении маховичных секторов.FIG. 1 shows the flywheel in the folded position of the flywheel sectors, as well as the hinge connecting the cable to the flywheel sector. FIG. 2 shows a section of the flywheel with the folded position of the flywheel sectors. FIG. 3 shows the flywheel in the open position of the flywheel sectors.

Маховик содержит вал маховика 1, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн 2 и установлен с помощью подшипников 3 барабан 4 с возможностью поворота вокруг вала маховика 1. На концах трехлучевого кронштейна 2 с возможностью поворота закреплены маховичные секторы 5, позволяющие накапливать кинетическую энергию, концы которых соединены тросами 6 с барабаном 4. В полости, образованной валом маховика 1 и барабаном 4, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 7, навитой вокруг вала маховика 1. Концы пружины кручения 7 соединены с барабаном 4 и валом маховика 1. Для периодического соединения и разъединения вала маховика 1 с коленчатым валом 8 двигателя используется дисковая фрикционная электромагнитная муфта 9. Концы тросов 6 соединены с маховичными секторами 5 посредством шарниров, образованных петлями 10 и стержнями 11. Стержни 11 установлены с возможностью поворота внутри петель 10 и жестко соединены с тросами 6, а петли 10 жестко соединены с маховичными секторами 5.The flywheel contains a flywheel shaft 1, on which a three-beam bracket 2 is rigidly fixed and a drum 4 is installed with the help of bearings 3 with the possibility of turning around the flywheel shaft 1. At the ends of the three-beam bracket 2, flywheel sectors 5 are fixed with the possibility of rotation, allowing the accumulation of kinetic energy, the ends of which are connected cables 6 with a drum 4. In the cavity formed by the flywheel shaft 1 and the drum 4, there is a potential energy accumulator made in the form of a torsion spring 7 wound around the flywheel shaft 1. The ends of the torsion spring 7 are connected to the drum 4 and the flywheel shaft 1. For periodic connecting and disconnecting the flywheel shaft 1 with the crankshaft 8 of the engine, a disc friction electromagnetic clutch is used 9. The ends of the cables 6 are connected to the flywheel sectors 5 by means of hinges formed by loops 10 and rods 11. The rods 11 are installed with the possibility of rotation inside the hinges 10 and are rigidly connected to the cables 6, and hinges 10 are rigidly connected to flywheel sectors 5.

В остановленном положении или при малой частоте вращения маховик находится в сложенном положении (фиг. 1, 2): маховичные секторы 5 прижаты к центру маховика усилием пружины кручения 7 посредством тросов 6 намотанных на барабан 4. При рекуперативном торможении включается муфта 9, и вал маховика 1 начинает вращаться. При увеличении частоты вращения вала маховика 1 маховичные секторы 5 за счет действия на них центробежных сил разворачиваются вокруг своих осей, преодолевая через тросы 6 усилие пружины кручения 7. При развороте маховичных секторов 5 стержни 11 поворачиваются внутри петель 10, не подвергая тросы 6 изгибным нагрузкам в местах их крепления к маховичным секторам 5. Маховик переходит в раскрытое положение (фиг. 3), его момент инерции увеличивается, участвуя при этом в торможении автомобиля и накапливая энергию. Причем накапливается не только кинетическая энергия вращающихся маховичных секторов 5, но и потенциальная энергия упругодеформированной пружины кручения 7. В конце цикла торможения муфта 9 выключается, а маховик продолжает свободно вращаться в раскрытом положении.In a stopped position or at a low speed, the flywheel is in a folded position (Figs. 1, 2): the flywheel sectors 5 are pressed to the center of the flywheel by the force of the torsion spring 7 by means of cables 6 wound on the drum 4. During regenerative braking, the clutch 9 is activated, and the flywheel shaft 1 starts to rotate. With an increase in the rotational speed of the flywheel shaft 1, the flywheel sectors 5, due to the action of centrifugal forces on them, turn around their axes, overcoming the torsion spring force through the cables 6. the places of their attachment to the flywheel sectors 5. The flywheel moves to the open position (Fig. 3), its moment of inertia increases, while participating in the braking of the car and accumulating energy. Moreover, not only the kinetic energy of the rotating flywheel sectors 5 is accumulated, but also the potential energy of the elastically deformed torsion spring 7. At the end of the braking cycle, the clutch 9 is turned off, and the flywheel continues to rotate freely in the open position.

Впоследствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия маховика используется для трогания с места и разгона автомобиля. Для этого снова включается муфта 9, через которую вращение с вала маховика 1 передается на коленчатый вал 8 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 кручения 7. При этом маховик отдает накопленную кинетическую энергию вращающихся маховичных секторов 5 и потенциальную энергию упругодеформированной пружины кручения 7. При складывании маховичных секторов 5 стержни 11 снова поворачиваются внутри петель 10, не подвергая тросы 6 изгибным нагрузкам в местах их крепления к маховичным секторам 5, после чего муфта 9 выключается и маховик снова готов к работе.Subsequently, when it is necessary to continue driving, the accumulated energy of the flywheel is used for starting and accelerating the vehicle. To do this, the clutch 9 is turned on again, through which rotation from the flywheel shaft 1 is transmitted to the engine crankshaft 8, and, giving 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 spring torsion 7. In this case, the flywheel gives up the accumulated kinetic energy of the rotating flywheel sectors 5 and the potential energy of the elastically deformed torsion spring 7. When the flywheel sectors 5 are folded, the rods 11 again rotate inside the loops 10, without subjecting the cables 6 to bending loads at the points of their attachment to the flywheel sectors 5, after which the clutch 9 is turned off and the flywheel is ready for operation again.

Claims (1)

Маховик с переменным моментом инерции, содержащий вал маховика, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг вала маховика, на концах трехлучевого кронштейна с возможностью поворота закреплены маховичные секторы, позволяющие накапливать кинетическую энергию, концы которых соединены тросами с барабаном, в полости, образованной валом маховика и барабаном, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала маховика, концы пружины кручения соединены с барабаном и валом маховика, дисковую фрикционную электромагнитную муфту для периодического соединения и разъединения вала маховика с коленчатым валом двигателя, отличающийся тем, что концы тросов соединены с маховичными секторами посредством шарниров, образованных петлями и стержнями, стержни установлены с возможностью поворота внутри петель и жестко соединены с тросами, а петли жестко соединены с маховичными секторами.A flywheel with a variable moment of inertia, containing a flywheel shaft, on which a three-beam bracket is rigidly fixed and a drum is installed with the help of bearings with the ability to rotate around the flywheel shaft; drum, in the cavity formed by the flywheel shaft and the drum, there is a potential energy accumulator made in the form of a torsion spring wound around the flywheel shaft, the ends of the torsion spring are connected to the drum and the flywheel shaft, a disc friction electromagnetic clutch for periodically connecting and disconnecting the flywheel shaft with the crankshaft engine shaft, characterized in that the ends of the cables are connected to the flywheel sectors by means of hinges formed by hinges and rods, the rods are rotatably installed inside the loops and rigidly connected to the cables, and the loops are rigidly connected to the flywheel sectors ramie.
RU2021113007U 2021-05-04 2021-05-04 Flywheel with variable moment of inertia RU206687U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113007U RU206687U1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 Flywheel with variable moment of inertia

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113007U RU206687U1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 Flywheel with variable moment of inertia

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU206687U1 true RU206687U1 (en) 2021-09-22

Family

ID=77862169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021113007U RU206687U1 (en) 2021-05-04 2021-05-04 Flywheel with variable moment of inertia

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU206687U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208565U1 (en) * 2021-07-26 2021-12-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Flywheel with variable moment of inertia
RU209825U1 (en) * 2021-12-17 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет"(ФГБОУ ВО "КубГТУ") Flywheel with variable moment of inertia

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0508790A1 (en) * 1991-04-09 1992-10-14 Tai-Her Yang The principles and structure of variable-inertia flywheels
RU2509241C1 (en) * 2012-10-01 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Flywheel of alternating moment of inertia
RU163808U1 (en) * 2015-12-07 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") FLYWHEEL WITH VARIABLE MOMENT OF INERTIA FITTED WITH FLEXIBLE COMMUNICATION
US20190226564A1 (en) * 2016-12-21 2019-07-25 Botao LIANG Mechanism for Storing and Releasing Mechanical Energy

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0508790A1 (en) * 1991-04-09 1992-10-14 Tai-Her Yang The principles and structure of variable-inertia flywheels
RU2509241C1 (en) * 2012-10-01 2014-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") Flywheel of alternating moment of inertia
RU163808U1 (en) * 2015-12-07 2016-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВПО "КубГТУ") FLYWHEEL WITH VARIABLE MOMENT OF INERTIA FITTED WITH FLEXIBLE COMMUNICATION
US20190226564A1 (en) * 2016-12-21 2019-07-25 Botao LIANG Mechanism for Storing and Releasing Mechanical Energy

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208565U1 (en) * 2021-07-26 2021-12-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный технологический университет» (ФГБОУ ВО «КубГТУ») Flywheel with variable moment of inertia
RU209825U1 (en) * 2021-12-17 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет"(ФГБОУ ВО "КубГТУ") Flywheel with variable moment of inertia

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU206687U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU2509241C1 (en) Flywheel of alternating moment of inertia
CN101932855B (en) Isolator with damping
CN201273357Y (en) Novel crankshaft torsion vibration absorber of car engine
RU208105U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU163808U1 (en) FLYWHEEL WITH VARIABLE MOMENT OF INERTIA FITTED WITH FLEXIBLE COMMUNICATION
CN107002791B (en) Drum brake system
RU208104U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU208106U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU210959U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia equipped with a chain mechanism
RU208143U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU209825U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU216961U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU208054U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU216960U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia, equipped with elastic elements
RU208565U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
RU152458U1 (en) Flywheel with a variable moment of inertia
RU208153U1 (en) Flywheel with variable moment of inertia
CN209228987U (en) The damper pulley of spring friction catch
CN109230912B (en) A kind of dragging mechanism
RU165861U1 (en) VEHICLE RECOVERY WITH A FLYWHEEL AND AN ELASTIC ELEMENT OF THE INCREASED ENERGY CAPACITY
RU162054U1 (en) Flywheel with a variable moment of inertia
RU2516883C1 (en) Flywheel of alternate moment of inertia
RU167021U1 (en) VARIABLE GEOMETRY FLYWHEEL, EQUIPPED WITH FLEXIBLE COMMUNICATION MECHANISM
RU139915U1 (en) VEHICLE RECOVER