RU2392165C1

RU2392165C1 - Vehicle propulsor

Info

Publication number: RU2392165C1
Application number: RU2009109015/11A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Воробьев (RU); Александр Михайлович Воробьев
Original assignee: Александр Михайлович Воробьев
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2010-06-20

Abstract

FIELD: transport. ^ SUBSTANCE: proposed propulsor comprises housing accommodating crankshafts supporting flywheels and drivers revolving said flywheels about said shafts. Said propulsor consists of two articulated identical parts, arranged in symmetry, wherein each flywheel incorporates frame structure. Said flywheels are fitted on central part of said crankshafts. Flywheel drives consist of drums and gear wheel pair fitted on crankshaft lateral parts. Said drums represent two gear wheels jointed by lateral rods. Said rods pass through frame structure of flywheels to move there through. Said gear wheel pair is coupled by toothed gearing with appropriate drum and engine. ^ EFFECT: higher reliability and simple design. ^ 10 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в качестве привода движения исполнительного органа механизмов и машин и в качестве двигателя транспортного средства.The invention relates to the field of transport engineering and can be used as a drive drive of the executive body of mechanisms and machines and as a vehicle engine.

Известен движитель транспортного средства, содержащий корпус с криволинейно-выпуклой поверхностью днища, соприкасающегося с грунтом и, по крайней мере, два дебаланса, соосно установленных в передней части корпуса на валах, расположенных параллельно поперечной оси транспортного средства и соединенных с двигателем, причем дебалансы соединены один с другим через редуктор, обеспечивающий их синхронное вращение в противоположные стороны, а плоскость симметрии дебалансов расположена наклонно относительно продольной оси транспортного средства по его ходу (см. патент РФ №347232, кл. B62d 57/02 от 14. 04.1969 г.).A propulsion device of a vehicle is known, comprising a body with a curved-convex surface of the bottom in contact with the ground and at least two unbalances coaxially mounted in front of the body on shafts parallel to the transverse axis of the vehicle and connected to the engine, the unbalances being connected to one with the other through the gearbox, providing their synchronous rotation in opposite directions, and the plane of symmetry of the unbalances is inclined relative to the longitudinal axis of the transport medium dstva on its course (see RF patent No. 347232, CL B62d 57/02 from 14. 04.1969).

Недостатком данного движителя является малая величина амплитуды тягового усилия в направлении перемещения, ограничений вследствие наклона направления действия этого усилия к направлению перемещения и постоянного значения центробежной силы, действующей на каждый груз, из-за постоянной скорости вращения кривошипов грузов.The disadvantage of this mover is the small magnitude of the traction force amplitude in the direction of movement, restrictions due to the inclination of the direction of action of this force to the direction of movement and the constant value of the centrifugal force acting on each load, due to the constant speed of rotation of the cargo cranks.

Известен также принятый за прототип движитель транспортного средства, содержащий корпус, установленные в нем ведомые валы с закрепленным на каждом из них маховиком, вращаемые во взаимно противоположных направлениях, и механизмы для вращения ведомых валов с изменяющейся в течение одного оборота угловой скоростью, каждый из которых включает кривошип, закрепленный на приводном валу и кинематически связанный с маховиком, при этом маховики развернуты друг относительно друга на 180°. Кроме того, движитель снабжен вторым корпусом, соединенным с первым корпусом с возможностью управляемого перемещения одного относительно другого в плоскости, перпендикулярной к осям валов, каждый ведомый вал связан с индивидуальным приводным валом посредством поступательной кинематической пары, образованной кривошипом и пазом в маховике, числа маховиков и приводных валов равны восьми, приводные валы установлены во втором корпусе и связаны между собой парами одинаковых зубчатых колес (см. патент РФ №2097600, кл. F03G 3/00 от 27.04.94 г.).Also known is a vehicle propulsion device adopted for the prototype, comprising a housing, driven shafts installed in it with a flywheel fixed on each of them, rotated in mutually opposite directions, and mechanisms for rotating the driven shafts with an angular speed that varies during one revolution, each of which includes a crank mounted on the drive shaft and kinematically connected with the flywheel, while the flywheels are rotated 180 ° relative to each other. In addition, the mover is equipped with a second housing connected to the first housing with the possibility of controlled movement of one relative to the other in a plane perpendicular to the axis of the shafts, each driven shaft is connected to an individual drive shaft by a translational kinematic pair formed by a crank and a groove in the flywheel, the number of flywheels and drive shafts are eight, drive shafts are installed in the second housing and are interconnected by pairs of identical gears (see RF patent No. 2097600, CL F03G 3/00 from 04/27/94).

Использование данного движителя создает вибрацию по всем осям движителя, так как маховики размещаются на разных осях. Кроме того, движитель недостаточно надежен, так как при работе возникает высокое трение между кривошипами и маховиками. Движитель имеет низкие эксплуатационные качества и конструктивно сложен.The use of this mover creates vibration along all the axes of the mover, since the flywheels are placed on different axes. In addition, the propulsion system is not reliable enough, since during operation there is high friction between the cranks and flywheels. The mover has low performance and is structurally complex.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности и упрощение конструкции.The technical result of the invention is to increase operational reliability and simplify the design.

Указанный технический результат достигается за счет того, что движитель транспортного средства, содержащий корпус, установленные в нем валы, на которых подвижно установлены маховики и механизмы вращения маховиков вокруг валов, содержащих двигатель, выполнен из двух связанных между собой и симметрично расположенных одинаковых частей, в каждой из которых маховики содержат рамную конструкцию, а валы выполнены коленчатыми, причем маховики установлены на их центральной части, а механизм вращения маховиков вокруг валов состоит из подвижно установленных на боковых частях валов барабанов, выполненных в виде двух зубчатых колес, соединенных боковыми стержнями, проходящими сквозь рамную конструкцию маховиков с возможностью перемещения, а также колесной парой, связанной зубчатой передачей с соответствующим барабаном и соединенной с двигателем.The specified technical result is achieved due to the fact that the propulsion device of the vehicle, comprising a housing, shafts installed in it, on which the flywheels are movably mounted and the rotation mechanisms of the flywheels around the shafts containing the engine, is made of two interconnected and symmetrically located identical parts, each of which the flywheels contain a frame structure, and the shafts are cranked, and the flywheels are mounted on their central part, and the rotation mechanism of the flywheels around the shafts consists of movably Formation on the sides of the drum shafts, made in the form of two gears connected by lateral rods extending through the frame structure flywheels movably and wheel pair associated with the respective gear and connected to the drum motor.

При исследовании технического уровня предлагаемого изобретения не было обнаружено технического решения, обладающего признаками предлагаемого движителя транспортного средства, на основании чего можно считать, что предлагаемое решение соответствует критерию «технический уровень».In the study of the technical level of the invention, no technical solution was found that has the features of the proposed vehicle propulsion, on the basis of which it can be considered that the proposed solution meets the criterion of "technical level".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен движитель транспортного средства (вид спереди), на фиг.2 изображен движитель транспортного средства (вид сбоку с органами управления, направленными в вертикальном направлении).The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a vehicle propulsion (front view), Fig. 2 shows a vehicle propulsion (side view with controls directed in the vertical direction).

На фиг.3 изображен вид спереди 1-4 маховика в верхнем положении.Figure 3 shows a front view of a 1-4 flywheel in the upper position.

На фиг.4 изображен вид сбоку каждого из четырех маховиков.Figure 4 shows a side view of each of the four flywheels.

На фиг.5 изображен коленчатый вал.Figure 5 shows the crankshaft.

На фиг.6 изображена аксонометрия «барабана».Figure 6 shows a perspective view of the "drum".

На фиг.7 изображена аксонометрия колесной пары, установленной на корпусе движителя.7 shows a perspective view of a wheelset mounted on the housing of the propulsion device.

Движитель транспортного средства содержит корпус 1, в котором симметрично расположены две одинаковые части 2. В каждой из частей 2 на корпусе 1 подвижно закреплены коленчатые валы 3. На центральной части коленчатых валов 3 подвижно установлены маховики 4. Маховики 4 выполнены в виде груза 5, имеющего в вертикальном сечении форму полумесяца, а в горизонтальном - прямоугольника, соединенного с рамной конструкцией 6. Механизм вращения маховиков вокруг валов 3 состоит из подвижно установленных на боковых частях валов барабанов 7, выполненных в виде двух зубчатых колес 8, соединенных боковыми стержнями 9, проходящими сквозь рамную конструкцию 6 маховиков 4 с возможностью перемещения, а также колесной парой 10, связанной зубчатой передачей с соответствующим барабаном 7 и соединенной с двигателем 11.The vehicle mover comprises a housing 1 in which two identical parts 2 are symmetrically located. In each of the parts 2, the crankshafts 3 are movably fixed to the housing 1. The flywheels are movably mounted on the central part of the crankshafts 4. The flywheels 4 are made in the form of a load 5 having in vertical section the shape of a crescent, and in horizontal - a rectangle connected to the frame structure 6. The mechanism of rotation of the flywheels around the shafts 3 consists of drums 7 movably mounted on the side parts of the shafts, made in the form two gears 8, connected by side rods 9, passing through the frame structure 6 of the flywheel 4 with the possibility of movement, as well as a pair of wheels 10 connected by a gear with the corresponding drum 7 and connected to the engine 11.

Подвижная связь всех элементов движителя может быть осуществлена, например, с помощью подшипников. Обе части 2 движителя управляются скобами 12, осуществляющими изменение наклона коленчатого вала относительно вертикали.The movable connection of all elements of the mover can be carried out, for example, using bearings. Both parts 2 of the propulsion device are controlled by brackets 12 that effect a change in the inclination of the crankshaft relative to the vertical.

Движитель транспортного средства работает следующим образом. Вращение от двигателей 11 в каждой из частей 2 движителя передается через колесные пары 8 на барабаны 7 с одинаковым передаточным числом. В результате кинематической цепи описанной схемы барабаны 7 вращаются с одинаковой скоростью в противоположных направлениях. Вращение барабана 7 вокруг оси OO¹ передается через перемещение боковых стержней 9 внутри рамной конструкции 6 маховиков 4, имеющих ось вращения FF¹, за счет изменения точки приложения усилия с барабана 7 по всей ее длине за период одного оборота маховиков 4 вокруг коленчатого вала 3. При этом угловая скорость маховиков 4 последовательно монотонно изменяется от минимальной на уровне BB¹ до максимальной на уровне AA¹, а затем снова до минимальной.The mover of the vehicle operates as follows. Rotation from the engines 11 in each of the parts 2 of the propulsion unit is transmitted through wheelsets 8 to the drums 7 with the same gear ratio. As a result of the kinematic chain of the described circuit, the drums 7 rotate at the same speed in opposite directions. The rotation of the drum 7 around the axis OO ¹ is transmitted through the movement of the side rods 9 inside the frame structure 6 of the flywheel 4 having an axis of rotation FF ¹ , by changing the point of application of force from the drum 7 along its entire length for a period of one revolution of the flywheels 4 around the crankshaft 3. In this case, the angular velocity of the flywheels 4 sequentially monotonically changes from the minimum at the level of BB ¹ to the maximum at the level of AA ¹ , and then again to the minimum.

Пример.Example.

В качестве примера выполнения движителя транспортного средства рассматривается движитель транспортного средства, содержащий корпус 1, в котором симметрично расположены две одинаковые части 2. В каждой из частей 2 на корпусе 1 подвижно закреплены коленчатые валы 3. На центральной части коленчатых валов 3 подвижно установлены маховики 4. Количество маховиков 4 может быть как нечетным, так и четным, например равным четырем.An example of a vehicle propulsion device is a vehicle propulsion device comprising a housing 1 in which two identical parts 2 are symmetrically located. In each of the parts 2, the crankshafts 3 are movably fixed to the housing 1. The flywheels 4 are movably mounted on the central part of the crankshafts 3. The number of flywheels 4 can be either odd or even, for example, equal to four.

Маховики 4 выполнены в виде груза 5, имеющего в вертикальном сечении форму полумесяца, а в горизонтальном - прямоугольника, соединенного с рамной конструкцией 6, состоящей из двух идентичных элементов, жестко закрепляемых с одной стороны на грузе, а с другой - на валу с возможностью вращения. Варианты выполнения рамной конструкции 6 для каждого из четырех маховиков 4 представлены на фиг.3. Габариты груза 5 принимаются такими, чтобы при вращении вокруг коленчатого вала 3 он не касался груза 5 соседних маховиков 4.Flywheels 4 are made in the form of a load 5 having a crescent shape in vertical section and a rectangle in horizontal connected to a frame structure 6 consisting of two identical elements rigidly fixed on one side to the load and on the other hand to rotate . Embodiments of the frame structure 6 for each of the four flywheels 4 are presented in figure 3. The dimensions of the load 5 are taken so that when rotating around the crankshaft 3 it does not touch the load 5 of the adjacent flywheels 4.

На боковых частях коленчатого вала 3 подвижно, с возможность свободного вращения на роликовых подшипниках, установлен барабан 7, выполненный в виде двух зубчатых колес 8, соединенных боковыми стержнями 9, проходящими сквозь рамные конструкции 6 маховиков 4 с возможностью их перемещения внутри рамы. Для облегчения хода боковых стержней 9 вдоль рамной конструкции 6 маховиков 4 используются подшипники качения (шариковые или роликовые). Барабаны 7 зубчатой передачей 8 связаны с соответствующей колесной парой 10, соединенной с двигателями 11. Обе части 2 движителя управляются скобами 12, осуществляющими изменение наклона коленчатого вала относительно вертикали. Управление наклоном коленчатого вала 3 с помощью скоб 12 может производиться как одновременно, так и отдельно в каждой части 2 движителя.On the side parts of the crankshaft 3 movably, with the possibility of free rotation on roller bearings, a drum 7 is installed, made in the form of two gears 8 connected by side rods 9 passing through the frame structures 6 of the flywheels 4 with the possibility of their movement inside the frame. To facilitate the movement of the side rods 9 along the frame structure 6 of the flywheel 4, rolling bearings (ball or roller) are used. The drums 7 by gear 8 are connected to the corresponding wheelset 10 connected to the engines 11. Both parts 2 of the propeller are controlled by brackets 12, which change the inclination of the crankshaft relative to the vertical. The control of the inclination of the crankshaft 3 using the brackets 12 can be performed both simultaneously and separately in each part 2 of the propulsion device.

Движитель транспортного средства работает следующим образом. Вращение от двигателей 11 в каждой из частей 2 движителя передается через колесные пары 8 на барабаны 7 с одинаковым передаточным числом. В результате кинематической цепи описанной схемы барабаны 7 вращаются с одинаковой скоростью в противоположных направлениях. Вращение барабана 7 вокруг оси OO¹ передается через перемещение боковых стержней 9 внутри рамной конструкции 6 маховиков 4, имеющих ось вращения FF¹, за счет изменения точки приложения усилия с барабана 7 по всей длине рамной конструкции 6 за период одного оборота маховиков 4 вокруг коленчатого вала 3.The mover of the vehicle operates as follows. Rotation from the engines 11 in each of the parts 2 of the propulsion unit is transmitted through wheelsets 8 to the drums 7 with the same gear ratio. As a result of the kinematic chain of the described circuit, the drums 7 rotate at the same speed in opposite directions. The rotation of the drum 7 around the axis OO ¹ is transmitted through the movement of the side rods 9 inside the frame structure 6 of the flywheel 4 having an axis of rotation FF ¹ due to a change in the point of application of force from the drum 7 along the entire length of the frame structure 6 for a period of one revolution of the flywheel 4 around the crankshaft 3.

При этом угловая скорость маховиков 4 последовательно монотонно изменяется от минимальной на уровне BB¹ до максимальной на уровне AA¹, а затем снова до минимальной.In this case, the angular velocity of the flywheels 4 sequentially monotonically changes from the minimum at the level of BB ¹ to the maximum at the level of AA ¹ , and then again to the minimum.

Эффект смещения центра тяжести всей механической системы получается в результате возникновения превышения инерционных сил при прохождении верхнего сектора конструкции, возникающих в результате разности скорости движения центра масс маховиков 4, в верхнем и нижнем положении.The effect of the displacement of the center of gravity of the entire mechanical system is obtained as a result of the occurrence of an excess of inertial forces when passing through the upper sector of the structure, which arise as a result of the difference in the speed of movement of the center of mass of the flywheels 4 in the upper and lower positions.

Управление движителем осуществляется изменением скорости вращения маховиков 4 и изменением положения вала 3 скобами управления 12.The mover is controlled by changing the rotation speed of the flywheels 4 and changing the position of the shaft 3 by the control brackets 12.

Достоинством предложенной конструкции является то, что центры масс всех маховых элементов 4 находятся в единой плоскости вращения, что обеспечивает отсутствие дополнительной вибрации и создает равномерное усилие центробежной силы на оба крыла вала и соответственно на корпус 1 движителя.The advantage of the proposed design is that the centers of mass of all flywheel elements 4 are in a single plane of rotation, which ensures the absence of additional vibration and creates a uniform centrifugal force on both wings of the shaft and, accordingly, on the housing 1 of the mover.

Предложенный движитель транспортного средства в отличие от известных позволит, за счет использования отличительных признаков, получить следующий эффект:The proposed propulsion of the vehicle, unlike the known ones, will allow, due to the use of distinctive features, to obtain the following effect:

- упростить конструкцию движителя;- simplify the design of the mover;

- повысить эксплуатационную надежность движителя.- increase the operational reliability of the propulsion.

Claims

A vehicle mover comprising a housing, shafts installed in it, on which the flywheels are movably mounted, and flywheel rotation mechanisms around the shafts containing the engine, characterized in that the mover is made of two identical parts that are interconnected and symmetrically located, each of which has flywheels contain a frame structure, and the shafts are cranked, with the flywheels mounted on their central part, and the rotation mechanism of the flywheels around the crankshafts consists of movably mounted on postglacial parts reel shafts, made in the form of two gears connected by lateral rods extending through the frame structure flywheels movably and wheel pair associated with the respective gear and connected to the drum motor.