РЕКУПЕРАТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ОСНАЩЕННЫЙ МАХОВИКОМ С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ

Предполагаемая полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в транспортных средствах, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.
Известен маховик с переменным моментом инерции (Патент РФ №152458), содержащий маховичные секторы с зубчатым механизмом их разворота, упругий элемент в виде пружины кручения, а также дисковую фрикционную управляемую муфту.
Недостатком данного маховика является то, что ось маховика располагается горизонтально (соосно с валом отбора мощности), что затрудняет управляемость транспортного средства из-за гироскопического эффекта, возникающего во вращающихся массах.
Задачей полезной модели является расширение арсенала средств для рекуперации механической энергии торможения транспортных средств.
Техническим результатом полезной модели является улучшение управляемости транспортного средства при рекуперативном торможении с использованием маховика с изменяемой геометрией.
Технический результат достигается предлагаемым рекуператором транспортного средства, оснащенным маховиком с изменяемой геометрией, содержащим вал рекуператора, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн и установлена с помощью подшипников центральная шестерня с возможностью поворота вокруг вала рекуператора. На концах трехлучевого кронштейна с возможностью поворота закреплены соосно маховичные секторы и зубчатые секторы, жестко соединенные друг с другом планками, причем зубчатые секторы находятся в зацеплении с центральной шестерней. В полости, образованной центральной шестерней и валом рекуператора, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала рекуператора, концы которой соединены с центральной шестерней и валом рекуператора.
Для передачи вращения с вала отбора мощности на вал рекуператора предусмотрена коническая зубчатая передача, образованная конической шестерней рекуператора, жестко соединенной с центральной шестерней, и входной конической шестерней, установленной с возможностью вращения на вале отбора мощности посредством подшипников, а также электромагнитная фрикционная муфта. Электромагнитная фрикционная муфта состоит из полумуфты, установленной на вале отбора мощности посредством шлицевого соединения с возможностью осевого перемещения вдоль вала отбора мощности, а также площадки под контакт на корпусе входной конической шестерни. Для периодического включения и выключения электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте предусмотрена электромагнитная катушка и возвратная пружина. При этом вал рекуператора установлен вертикально на упорном подшипнике и двух радиально-упорных подшипниках, а вал отбора мощности установлен на радиально-упорных подшипниках.
На фиг. 1 изображен рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией в сложенном положении. На фиг. 2 изображен рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией в раскрытом положении. На фиг. 3 изображен разрез рекуператора транспортного средства, оснащенного маховиком с изменяемой геометрией в сложенном положении.
Рекуператор транспортного средства, оснащенный маховиком с изменяемой геометрией, содержит вал рекуператора 1, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн 2 и установлена с помощью подшипников 3 центральная шестерня 4 с возможностью поворота вокруг вала рекуператора 1. На концах трехлучевого кронштейна 2 с возможностью поворота закреплены соосно маховичные секторы 5 и зубчатые секторы 6, жестко соединенные друг с другом планками 7, причем зубчатые секторы 6 находятся в зацеплении с центральной шестерней 4. В полости, образованной центральной шестерней 4 и валом рекуператора 1, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 8, навитой вокруг вала рекуператора 1, концы которой соединены с центральной шестерней 4 и валом рекуператора 1.
Для передачи вращения с вала отбора мощности 9 на вал рекуператора 1 предусмотрена коническая зубчатая передача, образованная конической шестерней рекуператора 10, жестко соединенной с центральной шестерней 4, и входной конической шестерней 11, установленной с возможностью вращения на вале отбора мощности 9 посредством подшипников 12, а также электромагнитная фрикционная муфта 13. Электромагнитная фрикционная муфта 13 состоит из полумуфты 14, установленной на вале отбора мощности 9 посредством шлицевого соединения 15 с возможностью осевого перемещения вдоль вала отбора мощности 9, а также площадки под контакт 16 на корпусе входной конической шестерни 11. Для периодического включения и выключения электромагнитной фрикционной муфты 13 в полумуфте 14 предусмотрена электромагнитная катушка 17 и возвратная пружина 18. При этом вал рекуператора установлен вертикально на упорном подшипнике 19 и двух радиально-упорных подшипниках 20, а вал отбора мощности установлен на радиально-упорных подшипниках 21.
Рекуператор работает следующим образом. В остановленном положении или при малой частоте вращения маховик находится в сложенном положении (фиг. 1, 3): маховичные секторы 5 прижаты к центру маховика усилием пружины кручения 8 посредством зацепления зубчатых секторов 6 с центральной шестерней 4. При рекуперативном торможении на электромагнитную катушку 17 подается напряжение, под действием электромагнитного поля, возбуждаемого в ней, полумуфта 14, преодолевая усилие возвратной пружины 18, сдвигается вдоль вала отбора мощности 9, прижимаясь к площадке под контакт 16. Электромагнитная фрикционная муфта 13 включается, и вращение с вала отбора мощности 9 посредством шлицевого соединения передается на полумуфту 14, а с нее - на входную коническую шестерню 11. С входной конической шестерни 11 посредством зубчатого зацепления вращение передается на коническую шестерню рекуператора 10, которая начинает вращаться вместе с центральной шестерней 4. Центральная шестерня 4, преодолевая усилие пружины кручения 8, поворачивается относительно вала рекуператора 1, разворачивая зубчатые секторы 6 вместе маховичными секторами 5 и одновременно приводя во вращение вал рекуператора 1 с трехлучевым кронштейном 2. При этом пружина кручения 8 накапливает потенциальную энергию упругой деформации, а маховичные секторы 5 накапливают кинетическую энергию вращающихся масс. В конце цикла рекуперативного торможения электромагнитная фрикционная муфта 13 выключается, а маховик продолжает свободно вращаться в раскрытом положении.
Впоследствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия рекуператора используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается электромагнитная фрикционная муфта 13, через которую вращение с вала рекуператора 1 передается на вал отбора мощности 9 посредством зубчатого зацепления конической шестерни рекуператора 10 с входной конической шестерней 11 и шлицевого соединения 15 с полумуфтой 14.
Причем, отдавая энергию, маховик стремится замедлиться, что приводит к уменьшению центробежных сил, действующих на маховичные секторы 5 и к их складыванию за счет действия пружины кручения 8. При этом маховик отдает накопленную кинетическую энергию вращающихся маховичных секторов 5 и потенциальную энергию упругодеформированной пружины кручения 8. После полного складывания маховичных секторов 5 к центру маховика электромагнитная фрикционная муфта 13 выключается и рекуператор снова готов к работе.