РЕКУПЕРАТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С МАХОВИКОМ И УПРУГИМ ЭЛЕМЕНТОМ ПОВЫШЕННОЙ ЭНЕРГОЕМКОСТИ

Предполагаемая полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств (легковых и грузовых автомобилей, автобусов и т.п.) с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации механической энергии торможения.
Известен рекуператор транспортного средства (патент № 139915), содержащий вал, на котором установлен с помощью подшипников маховик с возможностью поворота вокруг вала, а в полости, образованной валом и корпусом маховика, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения. Рекуператор предназначен для накопления энергии торможения транспортного средства с целью его последующего трогания с места и разгона. Однако содержащаяся в его конструкции единственная пружина кручения не позволяет накапливать потенциальную энергию упругой деформации в достаточном объеме.
Задачей полезной модели является расширение арсенала средств для рекуперации механической энергии торможения транспортных средств.
Техническим результатом полезной модели является увеличение энергоемкости упругого элемента, способного накапливать потенциальную энергию в количестве, достаточном для возможности его применения в транспортных средствах.
Технический результат достигается предлагаемым рекуператором транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости, содержащим вал рекуператора, на котором установлена посредством радиальных подшипников втулка с возможностью поворота вокруг вала рекуператора. В полости, образованной валом рекуператора и втулкой, расположен первый накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой с зазором вокруг вала рекуператора, концы которой соединены с валом рекуператора и втулкой. На втулке посредством радиальных подшипников установлен маховик с возможностью поворота вокруг втулки. В полости, образованной втулкой и маховиком, расположен второй накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой с зазором вокруг втулки, концы которой соединены с втулкой и маховиком. Для периодического соединения и разъединения вала рекуператора с валом отбора мощности используется электромагнитная дисковая фрикционная муфта.
Применение предлагаемого рекуператора позволит уменьшить расход топлива в двигателе за счет накопления энергии при рекуперативном торможении и последующего использования накопленной энергии для трогания с места и разгона транспортного средства.
На фиг. 1 изображен рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости в остановленном положении (или при свободном вращении). На фиг. 2 изображен рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости в начале цикла рекуперативного торможения. На фиг. 3 изображен рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости в начале цикла отдачи накопленной энергии.
Рекуператор транспортного средства с маховиком и упругим элементом повышенной энергоемкости содержит вал рекуператора 1, на котором установлена посредством радиальных подшипников 2 втулка 3 с возможностью поворота вокруг вала рекуператора 1. В полости, образованной валом рекуператора 1 и втулкой 3, расположен первый накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 4, навитой с зазором вокруг вала рекуператора 1, концы которой соединены с валом рекуператора 1 и втулкой 3. На втулке 3 посредством радиальных подшипников 5 установлен маховик 6 с возможностью поворота вокруг втулки 3. В полости, образованной втулкой 3 и маховиком 6, расположен второй накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 7, навитой с зазором вокруг втулки 3, концы которой соединены с втулкой 3 и маховиком 6. Для периодического соединения и разъединения вала рекуператора 1 с валом отбора мощности 8 используется электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9.
В остановленном положении (фиг. 1) электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9 разомкнута, маховик 6 неподвижен, пружины кручения 4 и 7 рекуператора не затянуты. При рекуперативном торможении включается электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9, и вращение с вала отбора мощности 8 передается на вал рекуператора 1. В начале вращения вала рекуператора 1 пружины кручения 4 и 7 начинают закручиваться и постепенно разгоняют маховик 6 до контакта витков пружины кручения 4 с валом рекуператора 1 и витков пружины кручения 7 с втулкой 3, после чего вал рекуператора 1 с маховиком 6 некоторое время вращаются вместе (фиг. 2). При этом накапливается не только кинетическая энергия вращающегося маховика 6, но и потенциальная энергия упругодеформированных пружин кручения 4 и 7. Затем пружины кручения 4 и 7, раскручиваясь, сообщают маховику 6 дополнительный импульс вращения, превращая потенциальную энергию в кинетическую, и занимают среднее положение в полостях рекуператора (фиг. 1). В конце цикла торможения электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9 выключается, а маховик 6 продолжает свободно вращаться вместе с валом рекуператора 1 (фиг. 1).
Впоследствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия рекуператора используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается электромагнитная муфта 9 (фиг. 3), через которую вращение с вала рекуператора 1 передается на вал отбора мощности 8. При этом пружины кручения 4 и 7 раскручиваются в другую сторону, преобразуя часть кинетической энергии маховика 6 в потенциальную энергию, которая накапливается в пружинах кручения 4 и 7. При контакте витков пружины кручения 4 с внутренней поверхностью втулки 3, а пружины кручения 7 с корпусом маховика 6, вал рекуператора 1, втулка 3 и маховик 6 вращаются вместе. В конце цикла разгона транспортного средства электромагнитная дисковая фрикционная муфта 9 выключается, и рекуператор снова готов к работе.