RU208020U1 - Рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в транспортных средствах, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения. Рекуператор транспортного средства снабжен маховиком с изменяемой геометрией, содержит вал рекуператора, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена посредством подшипников центральная шестерня с возможностью поворота вокруг вала рекуператора, на концах трехлучевого кронштейна жестко закреплены оси, на которых 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, причем рекуператор имеет возможность осуществления передачи вращения с вала отбора мощности на вал рекуператора посредством конической зубчатой передачи, образованной конической шестерней рекуператора, жестко соединенной с центральной шестерней, и входной конической шестерней, установленной с возможностью вращения на валу отбора мощности посредством подшипников, и электромагнитную фрикционную муфту, содержащую полумуфту, установленную на валу отбора мощности посредством шлицевого соединения с возможностью осевого перемещения вдоль вала отбора мощности, а также площадку под контакт на корпусе входной конической шестерни, причем для периодического включения и выключения электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте смонтированы 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, причем верхние концы осей выполнены поддерживаемыми вторым трехлучевым кронштейном, жестко закрепленным на валу рекуператора. Применение рекуператора позволяет уменьшить расход топлива в двигателе за счет более эффективного накопления энергии при рекуперативном торможении с последующим ее использованием для трогания с места и разгона транспортного средства. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в транспортных средствах, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения.

Известен рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией (патент РФ №163818), содержащий маховичные секторы с зубчатым механизмом их разворота, упругий элемент в виде пружины кручения, а также дисковую фрикционную управляемую муфту.

Недостатком данного рекуператора является недостаточная энергоемкость, вследствие малой толщины и массы маховичных секторов.

Задачей предполагаемой полезной модели является создание рекуператора транспортного средства, оснащенного маховиком с изменяемой геометрией повышенной энергоемкости.

Техническим результатом является уменьшение расхода топлива в двигателе за счет более эффективного накопления энергии при рекуперативном торможении и последующего использования накопленной энергии для трогания с места и разгона транспортного средства.

Технический результат достигается предлагаемым рекуператором транспортного средства, оснащенным маховиком с изменяемой геометрией (далее - рекуператор), 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 жестко закреплены удлиненные оси, на которых 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. 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. Маховичные секторы имеют увеличенную толщину и закреплены на удлиненных осях кронштейна, причем верхние концы удлиненных осей для увеличения их жесткости поддерживаются вторым трехлучевым кронштейном, жестко закрепленным на валу рекуператора.

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.

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 жестко закреплены удлиненные оси 22, на которых 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. 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. Маховичные секторы 5 имеют увеличенную толщину и закреплены на удлиненных осях 22 кронштейна 2, причем верхние концы удлиненных осей 22 для увеличения их жесткости поддерживаются вторым трехлучевым кронштейном 23, жестко закрепленным на валу рекуператора 1.

Рекуператор работает следующим образом.

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 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 трехлучевыми кронштейнами 2 и 23. 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 (фиг. 3).

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.

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.

Claims (1)

1. Рекуператор транспортного средства, снабженный маховиком с изменяемой геометрией, содержащий вал рекуператора, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена посредством подшипников центральная шестерня с возможностью поворота вокруг вала рекуператора, на концах трехлучевого кронштейна жестко закреплены оси, на которых 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, причем рекуператор имеет возможность осуществления передачи вращения с вала отбора мощности на вал рекуператора посредством конической зубчатой передачи, образованной конической шестерней рекуператора, жестко соединенной с центральной шестерней, и входной конической шестерней, установленной с возможностью вращения на валу отбора мощности посредством подшипников, и электромагнитную фрикционную муфту, содержащую полумуфту, установленную на валу отбора мощности посредством шлицевого соединения с возможностью осевого перемещения вдоль вала отбора мощности, а также площадку под контакт на корпусе входной конической шестерни, причем для периодического включения и выключения электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте смонтированы 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, отличающийся тем, что верхние концы осей выполнены поддерживаемыми вторым трехлучевым кронштейном, жестко закрепленным на валу рекуператора.

Images