RU210861U1 - Аккумулятор механической энергии с упругими элементами - Google Patents

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 с упругими элементами содержит дополнительные накопители потенциальной энергии в виде пружин сжатия, соединенных с механизмом управления накоплением и отдачи механической энергии при обеспечении вращения вала отбора мощности в одном направлении.

Применение дополнительных пружин сжатия позволяет накапливать потенциальную энергию упругодеформированных элементов в большем объеме.

Техническим результатом является уменьшение расхода топлива в двигателе транспортного средства за счет рекуперации энергии торможения.

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 с упругими элементами (патент РФ №164861), содержащий вал, на котором жестко закреплен четырехлучевой кронштейн и барабан с упругими элементами в виде пружин сжатия. Для управления передачей момента с вала отбора мощности на аккумулятор и в обратном направлении предусмотрен механизм, состоящий из конических зубчатых колес и электромагнитных муфт.

Недостатком данного аккумулятора является низкая энергоемкость установленных пружин сжатия, что не позволяет накапливать достаточное количество потенциальной энергии упругой деформации для эффективной рекуперации энергии торможения транспортного средства.

Задачей полезной модели является создание аккумулятора механической энергии, способного накапливать потенциальную энергию упругодеформированных элементов в большем объеме.

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

Технический результат достигается предлагаемым аккумулятором механической энергии с упругими элементами (далее - аккумулятор), содержащим неподвижную ось аккумулятора, на которой жестко закреплен четырехлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг оси аккумулятора. На концах четырехлучевого кронштейна закреплены упоры. В полости барабана по дуге размещены пружины сжатия, концы которых соединяют попарно упоры кронштейна и упоры барабана. 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 замыкании муфт передавать вращение посредством шлицевых соединений. Вал отбора мощности установлен с возможностью вращения на подшипниках.

Аккумулятор содержит дополнительную неподвижную ось аккумулятора, на которой жестко закреплен дополнительный четырехлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников дополнительный барабан с возможностью поворота вокруг дополнительной неподвижной оси аккумулятора. На концах дополнительного четырехлучевого кронштейна закреплены упоры дополнительного кронштейна. В полости дополнительного барабана по дуге размещены дополнительные пружины сжатия, концы которых соединяют попарно упоры дополнительного кронштейна и упоры дополнительного барабана. На корпусе дополнительного барабана жестко закреплена дополнительная коническая шестерня аккумулятора, одновременно находящаяся в зацеплении с входной конической шестерней и выходной конической шестерней.

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 содержит неподвижную ось аккумулятора 1, на которой жестко закреплен четырехлучевой кронштейн 2 и установлен с помощью подшипников 3 барабан 4 с возможностью поворота вокруг оси аккумулятора 1. На концах четырехлучевого кронштейна 2 закреплены упоры 5 кронштейна. В полости 6 барабана 4 по дуге размещены пружины сжатия 7, концы которых соединяют попарно упоры 5 кронштейна и упоры 8 барабана. 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 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 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 содержит дополнительную неподвижную ось аккумулятора 28, на которой жестко закреплен дополнительный четырехлучевой кронштейн 29 и установлен с помощью подшипников 30 дополнительный барабан 31 с возможностью поворота вокруг дополнительной неподвижной оси аккумулятора 28. На концах дополнительного четырехлучевого кронштейна 29 закреплены упоры 32 дополнительного кронштейна. В полости 33 дополнительного барабана 31 по дуге размещены дополнительные пружины сжатия 34, концы которых соединяют попарно упоры 32 дополнительного кронштейна и упоры 35 дополнительного барабана. На корпусе дополнительного барабана 31 жестко закреплена дополнительная коническая шестерня аккумулятора 36, одновременно находящаяся в зацеплении с входной конической шестерней 10 и выходной конической шестерней 11.

Аккумулятор работает следующим образом.

При движении транспортного средства аккумулятор находится в нейтральном положении (фиг. 1): 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 и дополнительную коническую шестерню аккумулятора 36, которые начинают вращаться вместе с барабаном 4 и дополнительным барабаном 31 вокруг неподвижной оси аккумулятора 1 и дополнительной неподвижной оси аккумулятора 28. Барабан 4 и дополнительный барабан 31 совершают поворот и сжимают пружины сжатия 7 и дополнительные пружины сжатия 34, 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. Сжатые пружины сжатия 7 и дополнительные пружины сжатия 34 поворачивают барабан 4 и дополнительный барабан 31 вместе с конической шестерней аккумулятора 9 и дополнительной конической шестерней аккумулятора 36 в обратную сторону. Посредством зубчатого зацепления вращение с конической шестерни аккумулятора 9 и дополнительной конической шестерни аккумулятора 36 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 потенциальную энергию упругодеформированных пружин сжатия 7 и дополнительных пружин сжатия 34, после чего напряжение в электромагнитной катушке 23 отключается, под действием пружины 22 выходная электромагнитная фрикционная муфта 24 размыкается и аккумулятор снова переходит в нейтральное положение.

Claims (1)

1. Аккумулятор механической энергии с упругими элементами, содержащий неподвижную ось аккумулятора, на которой жестко закреплен четырехлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг оси аккумулятора, на концах четырехлучевого кронштейна закреплены упоры, а в полости барабана по дуге размещены пружины сжатия, концы которых соединяют попарно упоры кронштейна и упоры барабана, 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, отличающийся тем, что содержит дополнительную неподвижную ось аккумулятора, на которой жестко закреплен дополнительный четырехлучевой кронштейн и установлен с помощью подшипников дополнительный барабан с возможностью поворота вокруг дополнительной неподвижной оси аккумулятора, на концах дополнительного четырехлучевого кронштейна закреплены упоры дополнительного кронштейна, в полости дополнительного барабана по дуге размещены дополнительные пружины сжатия, концы которых соединяют попарно упоры дополнительного кронштейна и упоры дополнительного барабана, на корпусе дополнительного барабана жестко закреплена дополнительная коническая шестерня аккумулятора, одновременно находящаяся в зацеплении с входной конической шестерней и выходной конической шестерней.

Images