RU216961U1 - Маховик с изменяемым моментом инерции - 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. Маховик с изменяемым моментом инерции содержит вал, на котором жестко закреплен четырехлучевой кронштейн с направляющими, четыре секторных элемента и четыре накопителя потенциальной энергии в виде пружин растяжения, концы которых соединяют секторные элементы друг с другом. На четырехлучевом кронштейне установлен механизм синхронного перемещения секторных элементов. Маховик оснащен дополнительным накопителем потенциальной энергии в виде пружины сжатия, навитой вокруг оси между втулкой и четырехлучевым кронштейном. Техническим результатом полезной модели является создание маховика с изменяемым моментом инерции, способного накапливать кинетическую энергию вращающихся масс и потенциальную энергию упругодеформированных элементов в большем объеме.

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 маховик с изменяемым моментом инерции (патент РФ №208104), содержащий вал, на котором жестко закреплен четырехлучевой кронштейн с направляющими, на которых с возможностью радиального перемещения установлены четыре секторных элемента. Маховик содержит четыре накопителя потенциальной энергии в виде пружин растяжения, соединяющих своими концами секторные элементы друг с другом. Маховик содержит механизм синхронного перемещения секторных элементов, а для соединения вала маховика с валом отбора мощности предусмотрена фрикционная электромагнитная муфта.

Недостатком данного маховика является недостаточная энергоемкость четырех пружин растяжения, что не позволяет накапливать достаточное количество потенциальной энергии упругой деформации.

Технической задачей полезной модели 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.

Техническим результатом полезной модели является создание маховика с изменяемым моментом инерции, способного накапливать кинетическую энергию вращающихся масс и потенциальную энергию упругодеформированных элементов в большем объеме.

Технический результат достигается предлагаемым маховиком с изменяемым моментом инерции (далее - маховик), содержащим вал, на котором жестко закреплен четырехлучевой кронштейн с направляющими. На направляющих с возможностью радиального перемещения установлены четыре секторных элемента. Маховик содержит четыре накопителя потенциальной энергии в виде пружин растяжения, соединяющих своими концами секторные элементы друг с другом. На четырехлучевом кронштейне установлен механизм синхронного перемещения секторных элементов, состоящий из оси, на которой с возможностью осевого перемещения установлена втулка с четырьмя тягами. Концы каждой тяги соединены с секторным элементом и втулкой с возможностью поворота посредством шарниров. Для соединения вала маховика с валом отбора мощности предусмотрена фрикционная электромагнитная муфта. Маховик оснащен дополнительным накопителем потенциальной энергии в виде пружины сжатия, навитой вокруг оси между втулкой и четырехлучевым кронштейном.

На фиг. 1 изображена фронтальная проекция маховика с изменяемым моментом инерции в сложенном положении. На фиг. 2 изображен маховик с изменяемым моментом инерции в сложенном положении (вид сбоку). На фиг. 3 изображена фронтальная проекция маховика с изменяемым моментом инерции в раскрытом положении. На фиг. 4 изображен маховик с изменяемым моментом инерции в раскрытом положении (вид сбоку).

Маховик с изменяемым моментом инерции содержит вал 1, на котором жестко закреплен четырехлучевой кронштейн 2 с направляющими 3. На направляющих 3 с возможностью радиального перемещения установлены четыре секторных элемента 4. Маховик содержит четыре накопителя потенциальной энергии в виде пружин растяжения 5, соединяющих своими концами секторные элементы 4 друг с другом. На четырехлучевом кронштейне 2 установлен механизм синхронного перемещения секторных элементов, состоящий из оси 6, на которой с возможностью осевого перемещения установлена втулка 7 с четырьмя тягами 8. Концы каждой тяги 8 соединены с секторным элементом 4 и втулкой 7 с возможностью поворота посредством шарниров 9 и 10. Для соединения вала маховика 1 с валом отбора мощности 11 предусмотрена фрикционная электромагнитная муфта 12. Маховик оснащен дополнительным накопителем потенциальной энергии в виде пружины сжатия 13, навитой вокруг оси 6 между втулкой 7 и четырехлучевым кронштейном 2.

Маховик работает следующим образом.

В остановленном положении или при малой частоте вращения маховик находится в сложенном положении (фиг. 1): секторные элементы 4 прижаты к центру маховика усилием пружин растяжения 5 и пружины сжатия 13, действующей через втулку 7 и тяги 8. При рекуперативном торможении включается фрикционная электромагнитная муфта 12, и вал 1 маховика начинает вращаться. При увеличении частоты вращения вала 1 секторные элементы 4 за счет действия на них центробежных сил перемещаются по направляющим 3 от центра вращения маховика, преодолевая усилие пружин растяжения 5 и пружины сжатия 13. Маховик переходит в раскрытое положение (фиг. 2), его момент инерции увеличивается, участвуя при этом в рекуперативном торможении и накапливая энергию. Причем накапливается не только кинетическая энергия вращающихся секторных элементов 4, но также потенциальная энергия упругодеформированных пружин растяжения 5 и пружины сжатия 13. В конце цикла торможения электромагнитная муфта 12 выключается, а маховик продолжает свободно вращаться в раскрытом положении.

Впоследствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия маховика используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается электромагнитная муфта 12, через которую вращение с вала 1 маховика передается на вал отбора мощности 11. Отдавая энергию, маховик стремится замедлиться, что приводит к уменьшению центробежных сил, действующих на секторные элементы 4 и к их складыванию за счет действия пружин растяжения 5 и пружины сжатия 13, действующей через втулку 7 и тяги 8. При этом маховик отдает накопленную кинетическую энергию вращающихся секторных элементов 4, а также потенциальную энергию упругодеформированных пружин растяжения 5 и пружины сжатия 13. При полном складывании секторных элементов 4 к центру маховика электромагнитная муфта 12 выключается и маховик снова готов к работе.

Таким образом, использование в конструкции маховика дополнительного накопителя потенциальной энергии в виде пружины сжатия 13 позволяет увеличить энергоемкость устройства и осуществлять накопление и отдачу энергии с большей эффективностью.

Применение предлагаемого маховика позволит уменьшить расход 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.

Claims (1)

1. Маховик с изменяемым моментом инерции, содержащий вал, на котором жестко закреплен четырёхлучевой кронштейн с направляющими, на направляющих с возможностью радиального перемещения установлены четыре секторных элемента, маховик содержит четыре накопителя потенциальной энергии в виде пружин растяжения, соединяющих своими концами секторные элементы друг с другом, на четырехлучевом кронштейне установлен механизм синхронного перемещения секторных элементов, состоящий из оси, на которой с возможностью осевого перемещения установлена втулка с четырьмя тягами, концы каждой тяги соединены с секторным элементом и втулкой с возможностью поворота посредством шарниров, для соединения вала маховика с валом отбора мощности предусмотрена фрикционная электромагнитная муфта, отличающийся тем, что оснащен дополнительным накопителем потенциальной энергии в виде пружины сжатия, навитой вокруг оси между втулкой и четырехлучевым кронштейном.

Images