RU209821U1

RU209821U1 - Аккумулятор механической энергии с упругими элементами

Info

Publication number: RU209821U1
Application number: RU2021137560U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Война; Владимир Владимирович Юнин
Priority date: 2021-12-17
Filing date: 2021-12-17
Publication date: 2022-03-23

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения.Аккумулятор механической энергии, содержащий неподвижную ось с жестко закрепленным на ней двухлучевым кронштейном и барабаном, установленным с возможностью вращения. В полости барабана расположены упругие элементы в виде двух спиральных пружин, способных накапливать потенциальную энергию упругой деформации, а также увеличивать дистанцию рекуперативного торможения и разгона транспортного средства.Техническим результатом является уменьшение расхода топлива в двигателе транспортного средства за счет накопления энергии при рекуперативном торможении и последующего использования накопленной энергии для трогания с места и разгона.

Description

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения.

Известен аккумулятор механической энергии (патент №164861), содержащий вал, на котором жестко закреплен четырехлучевой кронштейн и барабан, в полости которого расположены упругие элементы в виде пружин сжатия. Аккумулятор позволяет рекуперировать энергию торможения транспортного средства, однако, пружины сжатия, примененные в его конструкции, обеспечивают малый угол поворота барабана, что значительно снижает дистанцию рекуперативного торможения и последующего разгона.

Задачей полезной модели является создание аккумулятора механической энергии, способного накапливать и отдавать потенциальную энергию упругодеформированных элементов на более длинной дистанции рекуперативного торможения и разгона транспортного средства.

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

Технический результат достигается предлагаемым аккумулятором механической энергии (далее - аккумулятор), содержащим неподвижную ось аккумулятора, на которой жестко закреплен двухлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг оси аккумулятора. На концах двухлучевого кронштейна установлены крепления спиральных пружин к кронштейну. В полости барабана по кругу размещены две спиральные пружины, концы которых соединяют попарно крепления спиральных пружин к кронштейну и крепления спиральных пружин к барабану. На корпусе барабана жестко закреплена коническая шестерня аккумулятора, одновременно находящаяся в зацеплении с входной конической шестерней и выходной конической шестерней, установленными с возможностью вращения относительно вала отбора мощности посредством подшипников. Корпус входной конической шестерни имеет площадку под контакт, которая вместе с полумуфтой, пружиной и электромагнитной катушкой образует входную электромагнитную фрикционную муфту. Корпус выходной конической шестерни также имеет площадку под контакт, которая вместе с полумуфтой, пружиной и электромагнитной катушкой образует выходную электромагнитную фрикционную муфту. Полумуфты способны перемещаться вдоль вала отбора мощности и при включении муфт передавать вращение посредством шлицевых соединений. Вал отбора мощности установлен с возможностью вращения на подшипниках.

Применение предлагаемого аккумулятора позволит уменьшить расход топлива в двигателе за счет накопления энергии при рекуперативном торможении с последующим ее использованием для трогания с места транспортного средства.

На фиг. 1 изображен аккумулятор в нейтральном положении. На фиг. 2 изображен аккумулятор в положении, соответствующем рекуперативному торможению (накоплению энергии). На фиг. 3 изображен аккумулятор в положении, соответствующем троганию с места и разгону транспортного средства (отдаче накопленной энергии).

Аккумулятор включает неподвижную ось аккумулятора 1, на которой жестко закреплен двухлучевой кронштейн 2 и установлен с помощью подшипников 3 барабан 4 с возможностью поворота вокруг оси аккумулятора 1. На концах двухлучевого кронштейна 2 установлены крепления спиральных пружин к кронштейну 5. В полости 6 барабана 4 по кругу размещены две спиральные пружины 7, концы которых соединяют попарно крепления спиральных пружин к кронштейну 5 и крепления спиральных пружин к барабану 8. На корпусе барабана 4 жестко закреплена коническая шестерня аккумулятора 9, одновременно находящаяся в зацеплении с входной конической шестерней 10 и выходной конической шестерней 11, установленными с возможностью вращения относительно вала отбора мощности 12 посредством подшипников, соответственно, 13 и 14. Корпус входной конической шестерни 10 имеет площадку под контакт 15, которая вместе с полумуфтой 16, пружиной сжатия 17 и электромагнитной катушкой 18 образует входную электромагнитную фрикционную муфту 19. Корпус выходной конической шестерни 11 также имеет площадку под контакт 20, которая вместе с полумуфтой 21, пружиной сжатия 22 и электромагнитной катушкой 23 образует выходную электромагнитную фрикционную муфту 24. Полумуфты 16 и 21 способны перемещаться вдоль вала отбора мощности 12 и при включении муфт передавать вращение посредством шлицевых соединений, соответственно, 25 и 26. Вал отбора мощности 12 установлен с возможностью вращения на подшипниках 27.

Аккумулятор работает следующим образом.

При движении транспортного средства аккумулятор находится в нейтральном положении (фиг. 1): спиральные пружины 7 развернуты, электромагнитные фрикционные муфты 19 и 24 разомкнуты, вал отбора мощности 12 с полумуфтами 16 и 21 свободно вращается, а аккумулятор неподвижен.

При рекуперативном торможении вращение с вала отбора мощности 12 необходимо передать на аккумулятор (фиг. 2). Для этого на электромагнитную катушку 18 подается напряжение, под действием магнитного поля, возбуждаемого в ней, полумуфта 16, вращающаяся вместе с валом отбора мощности 12, прижимается к площадке контакта 15 и приводит во вращение входную коническую шестерню 10. Вращение с входной конической шестерни 10 посредством зубчатого зацепления передается на коническую шестерню аккумулятора 9, которая начинает вращаться вместе с барабаном 4 вокруг неподвижной оси аккумулятора 1. Барабан 4 совершает поворот и свертывает спиральные пружины 7, накапливая в них потенциальную энергию.

Впоследствии, для трогания с места и разгона транспортного средства вращение с аккумулятора необходимо передать обратно на вал отбора мощности 12 (фиг. 3). Для этого с электромагнитной катушки 18 напряжение переключается на электромагнитную катушку 23, под действием магнитного поля, возбуждаемого в ней, полумуфта 21 прижимается к площадке контакта 20. При этом входная электромагнитная фрикционная муфта 19 размыкается под действием пружины сжатия 17, а выходная электромагнитная фрикционная муфта 24 наоборот замыкается. Развертываясь, спиральные пружины 7 поворачивают барабан 4 вместе с конической шестерней аккумулятора 9 в обратную сторону. Посредством зубчатого зацепления вращение с конической шестерни аккумулятора 9 передается на выходную коническую шестерню 11, а с нее посредством включенной выходной электромагнитной фрикционной муфты 24 и шлицевого соединения 26 - на вал отбора мощности 12.

Таким образом, аккумулятор отдает накопленную потенциальную энергию упругодеформированных спиральных пружин 7, после чего напряжение в электромагнитной катушке 23 отключается, под действием пружины сжатия 22 выходная электромагнитная фрикционная муфта 24 размыкается, и аккумулятор снова переходит в нейтральное положение.

Claims

Аккумулятор механической энергии с упругими элементами, характеризующийся тем, что содержит неподвижную ось аккумулятора, на которой жестко закреплен двухлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг оси аккумулятора, на концах двухлучевого кронштейна установлены крепления спиральных пружин к кронштейну, в полости барабана по кругу размещены две спиральные пружины, концы которых соединяют попарно крепления спиральных пружин к кронштейну и крепления спиральных пружин к барабану, на корпусе барабана жестко закреплена коническая шестерня аккумулятора, одновременно находящаяся в зацеплении с входной конической шестерней и выходной конической шестерней, установленными с возможностью вращения относительно вала отбора мощности посредством подшипников, корпус входной конической шестерни имеет площадку под контакт, которая вместе с полумуфтой, пружиной и электромагнитной катушкой образует входную электромагнитную фрикционную муфту, корпус выходной конической шестерни также имеет площадку под контакт, которая вместе с полумуфтой, пружиной и электромагнитной катушкой образует выходную электромагнитную фрикционную муфту, причем полумуфты выполнены с возможностью перемещения вдоль вала отбора мощности и передачи вращения посредством шлицевых соединений при поочередном включении муфт, а вал отбора мощности установлен с возможностью вращения на подшипниках.