RU2664853C1 - Inertial propulsor - Google Patents
Inertial propulsor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2664853C1 RU2664853C1 RU2017106685A RU2017106685A RU2664853C1 RU 2664853 C1 RU2664853 C1 RU 2664853C1 RU 2017106685 A RU2017106685 A RU 2017106685A RU 2017106685 A RU2017106685 A RU 2017106685A RU 2664853 C1 RU2664853 C1 RU 2664853C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- inertial
- unbalances
- unbalance
- driven shafts
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K7/00—Disposition of motor in, or adjacent to, traction wheel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62K—CYCLES; CYCLE FRAMES; CYCLE STEERING DEVICES; RIDER-OPERATED TERMINAL CONTROLS SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES; CYCLE AXLE SUSPENSIONS; CYCLE SIDE-CARS, FORECARS, OR THE LIKE
- B62K11/00—Motorcycles, engine-assisted cycles or motor scooters with one or two wheels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G3/00—Other motors, e.g. gravity or inertia motors
- F03G3/08—Other motors, e.g. gravity or inertia motors using flywheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.
Изобретение относится к транспортным средствам, в которых используется преобразование вращательного движения в поступательное и дополнительно используется работа гравитационных сил.The invention relates to vehicles that use the conversion of rotational motion into translational and additionally uses the work of gravitational forces.
Уровень техники.The level of technology.
Известны инерционные движители, действие которых основано на вращении дебалансов с изменяющейся в течение одного оборота угловой скоростью, за счет чего образуется разность моментов центробежных сил, которая создает тяговую силу в направлении большего момента силы.Inertial propulsors are known, the action of which is based on the rotation of unbalances with an angular velocity that changes during one revolution, due to which a difference in the moments of centrifugal forces is formed, which creates a traction force in the direction of a larger moment of force.
Известен движитель транспортного средства, содержащий корпус, установленные в нем валы, на которых подвижно установлены маховики (дебалансы), и механизмы вращения маховиков вокруг валов. Движитель выполнен из двух связанных между собой и симметрично расположенных одинаковых частей, в каждой из которых маховики содержат рамную конструкцию, а валы выполнены коленчатыми. Механизм вращения маховиков вокруг коленчатых валов состоит из подвижно установленных на боковых частях валов барабанов и колесной пары. Колесная пара связана зубчатой передачей с соответствующим барабаном и соединена с двигателем. Барабаны выполнены в виде двух зубчатых колес, соединенных боковыми стержнями (см. патент РФ 2392165, кл. B62D 57/02, кл. F03G 3/08). За счет конструкции барабанов, передающих вращение на маховики с изменением точек приложения усилия за один период вращения, угловая скорость маховиков меняется с максимальной в верхнем положении до минимальной в нижнем. Движение осуществляется из-за разницы угловых скоростей вращения маховиков и соответственно разницы центробежных сил. Указанное изобретение не позволяет добиться высокого КПД из-за того, что в каждом периоде вращения действуют противоположные направлению движения центробежные силы - в первом полупериоде действующие в направлении движения данного устройства, во втором полупериоде в направлении против его движения.A propulsion device of a vehicle is known, comprising a housing, shafts installed in it, on which flywheels are mounted movably (unbalances), and mechanisms for rotating the flywheels around the shafts. The mover is made of two interconnected and symmetrically located identical parts, in each of which the flywheels contain a frame structure, and the shafts are cranked. The mechanism of rotation of the flywheels around the crankshafts consists of drums and a wheelset movably mounted on the lateral parts of the shafts. The wheelset is connected by a gear to the corresponding drum and connected to the engine. The drums are made in the form of two gears connected by side rods (see RF patent 2392165, CL B62D 57/02,
Известен также инерционный движитель, действие которого основано на вращении дебалансов с изменяющейся в течение одного оборота угловой скоростью. Движитель содержит две группы из четырех дебалансов. Каждый дебаланс установлен на ведомом валу и связан с индивидуальным приводом. Каждый механизм для вращения ведомого вала с изменяющейся в течение одного оборота угловой скоростью содержит закрепленный на приводном валу кривошип и поступательную кинематическую пару, образованную кривошипом и пазом в дебалансе. Ведомые валы с дебалансами и приводные валы установлены в отдельных корпусах. В каждой группе дебалансы попарно развернуты друг относительно друга на 180°, а относительно дебалансов другой группы на 90°. Соседние ведомые валы вращаются во взаимно противоположных направлениях. Приводные валы связаны между собой парами одинаковых зубчатых колес (см. патент РФ 2097600, кл. F03G /00, кл. В06В 1/16). Принцип создания тяговой силы аналогичен. Вращающиеся с постоянной скоростью кривошипы прикладывают усилия к дебалансам в течение одного оборота на разных расстояниях, плавно меняя их угловую скорость. Наличие большого числа дебалансов со смещением каждой группы на 90° позволяет достичь большей плавности хода, но не позволяет достичь высокий КПД, опять же в силу того, что в каждом периоде вращения каждый из дебалансов полпериода работает против движения устройства. Кроме того, конструкция достаточно сложна из-за наличия большой группы дебалансов и требует дополнительной конструкции для непосредственного перемещения движителя по поверхности движения.An inertial propulsion device is also known, the action of which is based on the rotation of unbalances with an angular velocity that changes during one revolution. The mover contains two groups of four unbalances. Each unbalance is mounted on the driven shaft and is associated with an individual drive. Each mechanism for rotating the driven shaft with an angular speed that changes during one revolution contains a crank mounted on the drive shaft and a translational kinematic pair formed by the crank and groove in the unbalance. Unbalanced driven shafts and drive shafts are installed in separate housings. In each group, the unbalances in pairs are rotated 180 ° relative to each other, and 90 ° relative to the unbalances of the other group. The adjacent driven shafts rotate in mutually opposite directions. Drive shafts are interconnected by pairs of identical gears (see RF patent 2097600, class F03G / 00,
Целью настоящего изобретения является создание компактного транспортного средства с повышенным КПД за счет того, что сам корпус инерционного движителя является элементом качения по поверхности, а движение создается непрерывным вращением дебалансов, центробежные силы которых в первом полупериоде вращения направлены на горизонтальное перемещение движителя, а во втором полупериоде служат для приращение его потенциальной энергии за счет поднятия центра масс внутреннего цилиндра корпуса движителя, что в следующем полупериоде возвращается в виде кинетической энергии движения.The aim of the present invention is to provide a compact vehicle with increased efficiency due to the fact that the body of the inertial propulsion device is a rolling element on the surface, and the movement is created by continuous rotation of the unbalances, the centrifugal forces of which in the first half-cycle of rotation are directed to the horizontal movement of the propulsion, and in the second half-cycle serve to increase its potential energy by raising the center of mass of the inner cylinder of the propulsion housing, which returns in the next half-cycle tin in the form of kinetic energy of motion.
Раскрытие сущности изобретения.Disclosure of the invention.
Поставленная цель достигается тем, что в инерционном движителе, содержащем корпус, установленные в нем ведомые валы с закрепленным на каждом из них дебалансом, вращаемые во взаимно противоположных направлениях, и механизмы для вращения ведомых валов, при этом дебалансы развернуты на 180°, согласно изобретению дебалансы вращаются соосно в вертикальной плоскости с постоянной угловой скоростью, а корпус состоит из двух цилиндров - внутреннего и внешнего, с возможностью соосного вращения внешнего цилиндра относительно внутреннего в одну сторону по ходу движения инерционного движителя, при этом вращение в противоположную сторону ограничивается механизмом стопорения, а внутренний цилиндр представляет собой дебаланс со смещенным центром масс по вертикали от оси симметрии за счет расположения в его нижней части двигателей, механизмов для вращения ведомых валов, конструктивных элементов их крепления и дебалансных грузов. Заявляемый инерционный движитель позволяет повысить КПД и, благодаря упрощению конструкции, достигается его компактность.This goal is achieved by the fact that in an inertial propulsion device comprising a housing, driven shafts installed in it with unbalance fixed on each of them, rotated in mutually opposite directions, and mechanisms for rotating the driven shafts, while the unbalances are rotated 180 °, according to the invention, unbalances rotate coaxially in a vertical plane with constant angular velocity, and the body consists of two cylinders - internal and external, with the possibility of coaxial rotation of the external cylinder relative to the internal one hundred in the direction of movement of the inertial propulsion device, while the rotation in the opposite direction is limited by the locking mechanism, and the inner cylinder is an unbalance with a displaced center of mass vertically from the axis of symmetry due to the location in its lower part of the engines, mechanisms for rotating driven shafts, their structural elements fastenings and unbalanced loads. The inventive inertial propulsion improves efficiency and, due to the simplification of the design, its compactness is achieved.
Краткое описание чертежей:Brief Description of the Drawings:
Фиг. 1. Общий вид движителя.FIG. 1. General view of the mover.
Фиг. 2. Механизм стопорения.FIG. 2. The locking mechanism.
Фиг. 3. Частичный разрез движителя по линии А-А.FIG. 3. Partial section of the propulsor along the line AA.
Фиг. 4. Изометрическая проекция внутреннего цилиндра.FIG. 4. Isometric view of the inner cylinder.
Фиг. 5. Схема сил, действующая в первом полупериоде движения.FIG. 5. The force scheme acting in the first half-cycle of motion.
Фиг. 6. Схема сил, действующая во втором полупериоде движения.FIG. 6. The force scheme acting in the second half-cycle of motion.
Заявляемый инерционный движитель содержит корпус, состоящий из внешнего цилиндра 1, вращающегося по внешней поверхности внутреннего цилиндра 2, благодаря элементам качения 3. Вращение внешнего цилиндра свободно осуществляется в одну сторону по ходу движения инерционного движителя. В противоположную сторону оно ограничено механизмами стопорения 4, 5. Во внутреннем цилиндре размещаются следующие элементы: два дебаланса 6, 7, установленные на одной оси, совпадающей с общей геометрической осью цилиндров, и развернутые друг относительно друга на 180°; двигатель 8, передающий вращение дебалансу 6 через механизм вращения ведомого вала 9, двигатель 10, передающий вращение дебалансу 7 через механизм вращения ведомого вала 11; дебалансные грузы 12, 13; общая ось 14. Форма внутреннего цилиндра изображена на фиг. 4. Благодаря такой конструкции внутреннего цилиндра, а также расположению в нем двигателей, механизмов вращения и дебалансных грузов, его центр масс расположен ниже геометрической оси, совпадающей с осью 14.The inventive inertial propulsion device comprises a housing consisting of an
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Заявляемый инерционный движитель осуществляет работу следующим образом. Двигатели 8, 10 передают крутящий момент через механизмы вращения ведомых валов 9, 11 на дебалансы 6, 7, изображенные на фиг. 5 и фиг. 6, которые начинают вращаться на оси 14 с постоянной угловой скоростью w синхронно в противоположных направлениях. На каждый дебаланс при вращении действует центробежная сила F:The inventive inertial propulsion device operates as follows. The
F=mw2R,F = mw 2 R,
где m - масса дебаланса,where m is the mass of unbalance,
w - угловая скорость его вращения,w is the angular velocity of its rotation,
R - радиус вращения, то есть расстояние от оси вращения до центра масс дебаланса.R is the radius of rotation, that is, the distance from the axis of rotation to the center of mass of the unbalance.
Проекция силы F на ось Y взаимно уравновешиваются, так как направлены противоположно друг другу, а в проекции на ось X удваиваются, так как направлены в одну сторону. Схема сил представлена на фиг. 5. В первом полупериоде вращения дебалансов проекция центробежных сил Fx действует в направлении оси X. Так как внешний цилиндр 1 свободно вращается по поверхности внутреннего цилиндра 2 по ходу движения, то инерционный движитель осуществляет перемещение на расстояние S за счет качения внешнего цилиндра по опорной поверхности. Работа центробежных сил А при этом определяется по формуле:The projection of the force F on the Y axis is mutually balanced, since it is directed opposite to each other, and doubled in the projection on the X axis, since it is directed in one direction. The force diagram is shown in FIG. 5. In the first half-period of unbalance rotation, the projection of centrifugal forces F x acts in the direction of the X axis. Since the
или A=2FxcpS, or A = 2F xcp S,
где Fxcp - проекция средней центробежной силы за полупериод вращения дебалансов,where F xcp is the projection of the average centrifugal force for a half-period of rotation of unbalances,
S - расстояние, на которое переместился движитель.S is the distance the mover has moved.
Во втором полупериоде вращения дебалансов 6, 7 центробежные силы F направлены в противоположную от направления движения сторону. Если бы внешний цилиндр 1 свободно вращался в обе стороны по поверхности внутреннего цилиндра 2, то инерционный движитель, благодаря полной симметрии действующих на него сил совершил бы в обратном направлении то же самое перемещение S, а движитель совершал возвратно-поступательные движения относительно начальной точки движения. В данной конструкции вращение внешнего цилиндра в противоположную от направления движения сторону ограничивается механизмом стопорения 4. Поэтому во втором полупериоде работа центробежных сил дебалансов 6, 7 направлена не на перемещение движителя в противоположную сторону, а на преодоление момента гравитационной силы, действующей на внутренний цилиндр 2.In the second half-cycle of rotation of the
Схема действующих сил представлена на фиг. 6.A diagram of the acting forces is shown in FIG. 6.
Поскольку во втором полупериоде внешний цилиндр 1 застопорен относительно внутреннего цилиндра 2, то центробежные силы, действующие на дебалансы 6, 7, совершают работу по повороту всей конструкции относительно точки опоры внешнего цилиндра по опорной поверхности. Пока моменты центробежных сил, а также сил тяжести, действующих на дебалансы 6,7 больше момента силы тяжести, действующего на внутренний цилиндр 2, который представляет собой дебаланс, вся конструкция проворачивается на некоторый угол, но как только моменты уравновешиваются, поворот заканчивается.Since the
GL3=2FL1+2mgL2,GL = 2FL 3 1 + 2mgL 2
G=MgG = Mg
где G - сила тяжести, действующая на внутренний цилиндр,where G is the force of gravity acting on the inner cylinder,
М - масса внутреннего цилиндра,M is the mass of the inner cylinder,
m - масса дебаланса,m is the mass of unbalance,
g - ускорение свободного падения,g is the acceleration of gravity,
L1 - плечо центробежной силы,L 1 - the shoulder of centrifugal force,
L2 - плечо силы тяжести, действующей на дебаланс, 2 L - shoulder gravity acting on the unbalanced mass,
L3 - плечо силы тяжести, действующей на внутренний цилиндр 3 L - shoulder gravity acting on the inner cylinder
В результате поворота всей конструкции движителя относительно точки опоры, центр масс внутреннего цилиндра 2 повышается на высоту Δh.As a result of the rotation of the entire propulsion structure relative to the fulcrum, the center of mass of the
Работа центробежных сил во втором полупериоде затрачена на накопление потенциальной энергии движителя:The work of centrifugal forces in the second half-cycle is spent on the accumulation of potential energy of the propulsion:
E=MgΔh,E = MgΔh,
где Е - накопленная за второй полупериод потенциальная энергия,where E is the potential energy accumulated during the second half-cycle,
g - ускорение свободного падения,g is the acceleration of gravity,
Δh - высота, на которую был поднят центр масс внутреннего цилиндра,Δh is the height to which the center of mass of the inner cylinder was raised,
М - масса внутреннего цилиндра.M is the mass of the inner cylinder.
Как только момент силы тяжести, действующий на внутренний цилиндр 2 становится больше моментов сил, действующих на дебалансы 6, 7, начинается поворот всей конструкции движителя относительно точки опоры в сторону движения по оси X, а накопленная потенциальная энергия Е, согласно закону сохранения энергии, начинает переходить в кинетическую энергию К:As soon as the moment of gravity acting on the
Е=К,E = K
где Md - масса инерционного движителя,wherein M d - mass inertial mover,
Vx - скорость в направлении оси X.V x is the speed in the direction of the X axis.
В каждом полупериоде описанные процессы повторяются.In each half-cycle, the described processes are repeated.
Таким образом, заявляемый инерционный движитель, в первом полупериоде вращения дебалансов совершает поступательное движение, а во втором периоде накапливает энергию вращения дебалансов в виде потенциальной энергии, затем переходящую в кинетическую энергию поступательного движения. Благодаря накоплению энергии в каждом втором полупериоде вращения дебалансов повышается КПД движителя. Кроме того, благодаря упрощению конструкции, достигается компактность заявляемого инерционного движителя.Thus, the inventive inertial propulsion device, in the first half-cycle of rotation of the unbalances performs translational motion, and in the second period accumulates the energy of rotation of the unbalances in the form of potential energy, then passes into the kinetic energy of the translational motion. Due to the accumulation of energy in every second half-cycle of unbalance rotation, the efficiency of the propulsion increases. In addition, due to the simplification of the design, the compactness of the inventive inertial propulsion is achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106685A RU2664853C1 (en) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | Inertial propulsor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106685A RU2664853C1 (en) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | Inertial propulsor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2664853C1 true RU2664853C1 (en) | 2018-08-23 |
Family
ID=63286756
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017106685A RU2664853C1 (en) | 2017-03-01 | 2017-03-01 | Inertial propulsor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2664853C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2392165C1 (en) * | 2009-03-13 | 2010-06-20 | Александр Михайлович Воробьев | Vehicle propulsor |
US8172017B2 (en) * | 2008-01-21 | 2012-05-08 | Wuhan Runlin Science | Circumferential movement device |
RU121486U1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-27 | Александр Николаевич Головин | SINGLE WHEEL VEHICLE |
RU167129U1 (en) * | 2016-04-22 | 2016-12-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | COMBINED SPHERAL WORK |
-
2017
- 2017-03-01 RU RU2017106685A patent/RU2664853C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8172017B2 (en) * | 2008-01-21 | 2012-05-08 | Wuhan Runlin Science | Circumferential movement device |
RU2392165C1 (en) * | 2009-03-13 | 2010-06-20 | Александр Михайлович Воробьев | Vehicle propulsor |
RU121486U1 (en) * | 2011-04-08 | 2012-10-27 | Александр Николаевич Головин | SINGLE WHEEL VEHICLE |
RU167129U1 (en) * | 2016-04-22 | 2016-12-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | COMBINED SPHERAL WORK |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2676494C2 (en) | Energy saving balanced mechanism, rotary machine and application method | |
US1163832A (en) | Balancing means for reciprocating engines. | |
JP5764702B2 (en) | Coaxial crankless engine | |
US2271766A (en) | Engine | |
RU2107565C1 (en) | Pilger mill | |
US672320A (en) | Counterbalance. | |
US8001948B2 (en) | Kinetic energy generation apparatus having increased power output | |
CN100421882C (en) | Self-operated dynamically balancing movable robot | |
RU2664853C1 (en) | Inertial propulsor | |
US3763716A (en) | Vibrationless machine | |
US1595785A (en) | Method of and apparatus for counterbalancing unbalancing forces of the reciprocating parts of reciprocating engines | |
RU2471099C2 (en) | Conversion device of rotational movement to back-and-forth movement and vice versa | |
RU2392165C1 (en) | Vehicle propulsor | |
RU2387567C1 (en) | Vibropropeller with conversion of rotational motion into progressive motion | |
RU2097600C1 (en) | Inertial propeller | |
RU165866U1 (en) | CRANKS-STAINLESS MECHANISM | |
CN105508502A (en) | Five-cylinder diesel engine crankshaft balance system | |
CN101737283A (en) | Synthesis method of constant-direction inertia resultant force and shimmy type propeller | |
RU2340790C1 (en) | Propulsion windmill converting rotary motion into translation | |
RU2735316C1 (en) | Road vibrating roller | |
SU939817A1 (en) | Inertial engine | |
RU1804352C (en) | Drive of tube cold rolling mill | |
US1756915A (en) | Inertia-force balancer with single eccentric weight | |
RU2659181C1 (en) | Antenna rotary support | |
CN101893075A (en) | Mechanism capable of converting rotating motion and reciprocating motion and components and equipment thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190302 |