РЕКУПЕРАТОР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

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 аккумулятор механической энергии для машин с вращательным движением (AC 1693310), в составе которого использован накопитель механической энергии в виде упругих элементов. Однако устройство этой передачи имеет сложную конструкцию и не позволяет накапливать кинетическую энергию вращающихся масс.
Известен накопитель механической энергии (AC 1786322), содержащий цилиндрический кожух, установленный с возможностью вращения на оси, и упругую ленту, размещенную между ними. В зависимости от частоты вращения накопителя лента разматывается или сматывается внутри кожуха, увеличивая или уменьшая момент инерции. Такой накопитель способен накапливать кинетическую вращающихся масс и потенциальную энергию упругодеформированных элементов, однако он обладает малой удельной энергоемкостью и его использование возможно только в приводах малой механизации или игрушках.
Задачей предполагаемой полезной модели является создание рекуператора, способного накапливать кинетическую и потенциальную энергию в количестве, достаточном для возможности его применения в транспортных средствах.
Техническим результатом является уменьшение расхода топлива в двигателе за счет накопления энергии при рекуперативном торможении и последующего использования накопленной энергии для трогания с места и разгона транспортного средства.
Техническая задача решается предлагаемым рекуператором, содержащим вал, на котором установлен с помощью подшипников маховик с возможностью поворота вокруг вала. В полости, образованной валом и корпусом маховика, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой с зазором вокруг вала. Концы пружины соединены с маховиком и валом. Для периодического соединения и разъединения вала рекуператора с валом отбора мощности используется электромагнитная 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 в остановленном положении (или при свободном вращении). На фиг. 2 изображен рекуператор транспортного средства в конце цикла рекуперативного торможения. На фиг. 3 изображен рекуператор транспортного средства в начале цикла отдачи накопленной энергии (в начале цикла разгона транспортного средства).
Рекуператор содержит вал 1, на котором установлен с помощью подшипников 2 маховик 3 с возможностью поворота вокруг вала 1. В полости, образованной валом 1 и корпусом маховика 3, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 4, навитой с зазором вокруг вала 1, концы которой соединены с маховиком 3 и валом 1. Для периодического соединения и разъединения вала 1 рекуператора с валом 5 отбора мощности используется электромагнитная муфта 6.
В остановленном положении (фиг. 1) электромагнитная муфта 6 разомкнута, пружина 4 рекуператора не затянута. При рекуперативном торможении включается электромагнитная муфта 6, и вращение с вала отбора мощности 5 передается на вал 1 рекуператора. В начале вращения вала 1 пружина 4 закручивается и постепенно разгоняет маховик 3 до контакта витков пружины 4 с валом 1 (фиг. 2), после чего вал 1 с маховиком 3 некоторое время вращаются вместе. При этом накапливается не только кинетическая энергия вращающегося маховика 3, но и потенциальная энергия упругодеформированной пружины 4. Затем пружина 4, раскручиваясь, сообщает маховику 3 дополнительный импульс вращения, превращая потенциальную энергию в кинетическую, и занимает среднее положение в полости рекуператора (фиг. 1). В конце цикла рекуперативного торможения электромагнитная муфта 6 выключается, а маховик 3 продолжает свободно вращаться вместе с валом 1 (фиг. 1).
В последствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия рекуператора используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается электромагнитная муфта 6 (фиг. 3), через которую вращение с вала 1 рекуператора передается на вал отбора мощности 5. При этом маховик некоторое время обгоняет вал, пружина 4 раскручивается в другую сторону, преобразуя часть кинетической энергии маховика в потенциальную энергию, которая накапливается в пружине 4. При контакте витков пружины 4 с корпусом маховика 3 (фиг. 3) она вращается вместе с ним и с валом 1, рекуператор отдает энергию на вал отбора мощности 5, разгоняя транспортное средство. В конце цикла разгона транспортного средства электромагнитная муфта 6 выключается, и рекуператор переходит в остановленное положение (фиг. 1), т.е. снова готов к работе.