Маховик с переменным моментом инерции, оснащенный цепным механизмом

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения.
Известен маховик переменного момента инерции (патент №2509241), содержащий вал, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн, на концах которого с возможностью поворота закреплены маховичные секторы с тросовым механизмом разворота маховичных секторов. Маховик также содержит накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения.
Недостатком данного маховика является использование тросов для соединения барабана с маховичными секторами. При развороте и складывании маховичных секторов возникают периодические изгибные нагружения тросов, что приводит к их усталостному разрушению, значительно снижает срок службы маховика и безопасность его эксплуатации.
Задачей полезной модели является создание маховика с переменным моментом инерции, имеющего более надежную гибкую связь барабана с маховичными секторами.
Техническим результатом является увеличение срока службы и повышение безопасности использования маховика с переменным моментом инерции.
Технический результат достигается предлагаемым маховиком с переменным моментом инерции, оснащенным цепным механизмом (далее маховик), содержащим вал, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн, и установлен с помощью подшипников барабан с возможностью поворота вокруг вала. На концах трехлучевого кронштейна с возможностью поворота закреплены маховичные секторы, позволяющие накапливать кинетическую энергию. При этом на барабане установлены три зубчатых венца для зацепления с тремя отрезками роликовой цепи. Концы каждого отрезка роликовой цепи соединяют попарно маховичные секторы с барабаном с возможностью зацепления с соответствующим зубчатым венцом. В полости, образованной валом и барабаном, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения, навитой вокруг вала. Концы пружины кручения соединены с барабаном и валом.
На фиг. 1 изображен маховик в сложенном положении.
На фиг. 2 изображен разрез маховика в сложенном положении.
На фиг. 3 изображен маховик в раскрытом положении.
Маховик содержит вал 1, на котором жестко закреплен трехлучевой кронштейн 2 и установлен с помощью подшипников 3 барабан 4 с возможностью поворота вокруг вала 1. На концах трехлучевого кронштейна 2 с возможностью поворота закреплены маховичные секторы 5, позволяющие накапливать кинетическую энергию. На барабане 4 установлены три зубчатых венца 6 для зацепления с тремя отрезками роликовой цепи 7. Концы каждого отрезка роликовой цепи 7 соединяют попарно маховичные секторы 5 с барабаном 4 с возможностью зацепления с соответствующим зубчатым венцом 6. В полости, образованной валом 1 и барабаном 4, расположен накопитель потенциальной энергии, выполненный в виде пружины кручения 8, навитой вокруг вала 1. Концы пружины кручения 8 соединены с барабаном 4 и валом 1. Для периодического соединения и разъединения вала 1 маховика с коленчатым валом 9 двигателя используется электромагнитная муфта 10.
В остановленном положении или при малой частоте вращения маховик находится в сложенном положении (фиг. 1, 2): маховичные секторы 5 прижаты к центру маховика усилием пружины 8 посредством отрезков роликовых цепей 7, намотанных на зубчатые венцы 6. При рекуперативном торможении включается муфта 10, и вал 1 маховика начинает вращаться. При увеличении частоты вращения вала 1 маховичные секторы 5 за счет действия на них центробежных сил разворачиваются вокруг своих осей, преодолевая через отрезки роликовых цепей 7 усилие пружины 8. Маховик переходит в раскрытое положение (фиг. 3), его момент инерции увеличивается, участвуя при этом в торможении транспортного средства и накапливая энергию. Причем накапливается не только кинетическая энергия вращающихся маховичных секторов 5, но и потенциальная энергия упругодеформированной пружины кручения 8. В конце цикла торможения муфта 10 выключается, а маховик продолжает свободно вращаться в раскрытом положении.
Впоследствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия маховика используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается муфта 10, через которую вращение с вала 1 маховика передается на коленчатый вал 9 двигателя, 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 8. При этом маховик отдает накопленную кинетическую энергию вращающихся маховичных секторов 5 и потенциальную энергию упругодеформированной пружины кручения 8. При полном складывании маховичных секторов 5 к центру маховика муфта 10 выключается, и маховик снова готов к работе.