RU165376U1

RU165376U1 - VEHICLE RECOVER

Info

Publication number: RU165376U1
Application number: RU2016127169/11U
Authority: RU
Inventors: Андрей Александрович Война
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2016-10-20

Abstract

Рекуператор транспортного средства содержит 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 которой соединены с маховиком и валом, для передачи вращения с вала отбора мощности на вал рекуператор содержит коническую зубчатую передачу, образованную конической шестерней маховика и конической шестерней промежуточного вала, а также конусную электромагнитную фрикционную муфту, состоящую из двух полумуфт: полумуфты, жестко закрепленной на валу отбора мощности, и полумуфты промежуточного вала, установленной на нем посредством шлицев с возможностью осевого перемещения, для включения конусной электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте установлена электромагнитная катушка, а для возврата в нейтральное положение установлена пружина сжатия, при этом промежуточный вал расположен на радиально-упорных подшипниках, а вал установлен вертикально на упорном подшипнике и радиально-упорных подшипниках.The vehicle recuperator comprises a shaft, on which the flywheel is mounted using bearings with the possibility of rotation around the shaft, in the cavity formed by the shaft and the flywheel housing, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound with a gap around the shaft, the ends of which are connected to the flywheel and a shaft, for transmitting rotation from the power take-off shaft to the shaft, the recuperator contains a bevel gear formed by a bevel gear of the flywheel and a bevel gear of the intermediate shaft, and There is also a conical electromagnetic friction clutch consisting of two coupling halves: a coupling half rigidly mounted on the power take-off shaft, and a coupling half of the intermediate shaft mounted on it by means of splines with the possibility of axial movement, an electromagnetic coil is installed in the coupling half to enable the conical electromagnetic friction coupling, and to return the compression spring is installed in the neutral position, while the intermediate shaft is located on angular contact bearings, and the shaft is mounted vertically on the thrust bearing nick and angular contact bearings.

Description

Предлагаемая 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.The proposed utility model relates to mechanical engineering and can be used in drives of vehicles (cars and trucks, buses, etc.) in order to reduce fuel consumption due to the recovery of mechanical braking energy.

Известен рекуператор транспортного средства (патент №139915), содержащий 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 которой соединены с маховиком и валом.A known vehicle recuperator (patent No. 139915), comprising a shaft on which a flywheel is mounted using bearings with the possibility of rotation around the shaft, in the cavity formed by the shaft and the flywheel housing, is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound with a gap around shaft, the ends of which are connected to the flywheel and the shaft.

Недостатком данного рекуператора является горизонтальное расположение оси вращения маховика, что затрудняет управляемость транспортного средства из-за гироскопического эффекта, возникающего во вращающейся массе. Кроме того, для соединения вала маховика с валом отбора мощности предлагается использовать дисковую электромагнитную фрикционную муфту, обладающую слабой нагрузочной способностью.The disadvantage of this recuperator is the horizontal location of the axis of rotation of the flywheel, which complicates the controllability of the vehicle due to the gyroscopic effect that occurs in the rotating mass. In addition, to connect the flywheel shaft to the power take-off shaft, it is proposed to use a disk electromagnetic friction clutch with a low load capacity.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание рекуператора, способного эффективно накапливать кинетическую и потенциальную энергию при рекуперативном торможении транспортного средства без ухудшения его управляемости.The objective of the proposed utility model is the creation of a recuperator capable of efficiently accumulating kinetic and potential energy during regenerative braking of a vehicle without impairing its controllability.

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.The technical result is to reduce fuel consumption in the engine due to the accumulation of energy during regenerative braking and the subsequent use of the accumulated energy for starting and accelerating the vehicle.

Технический результат достигается предлагаемым рекуператором транспортного средства, 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 которой соединены с маховиком и валом. Для передачи вращения с вала отбора мощности на вал рекуператор содержит коническую зубчатую передачу, образованную конической шестерней маховика и конической шестерней промежуточного вала, а также конусную электромагнитную фрикционную муфту. Конусная электромагнитная фрикционная муфта состоит из двух полумуфт: полумуфты, жестко закрепленной на валу отбора мощности, и полумуфты промежуточного вала, установленной на нем посредством шлицев с возможностью осевого перемещения. Для включения конусной электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте установлена электромагнитная катушка, а для возврата в нейтральное положение установлена пружина сжатия. При этом промежуточный вал расположен на радиально-упорных подшипниках, а вал установлен вертикально на упорном подшипнике и радиально-упорных подшипниках.The technical result is achieved by the proposed vehicle recuperator containing a shaft on which a flywheel is mounted with bearings with the possibility of rotation around the shaft. In the cavity formed by the shaft and the flywheel housing, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound with a gap around the shaft, the ends of which are connected to the flywheel and the shaft. To transmit rotation from the power take-off shaft to the shaft, the recuperator contains a bevel gear formed by the bevel gear of the flywheel and the bevel gear of the intermediate shaft, as well as a conical electromagnetic friction clutch. The conical electromagnetic friction clutch consists of two coupling halves: a coupling half rigidly mounted on the power take-off shaft, and an intermediate shaft coupling mounted on it by means of splines with the possibility of axial movement. To enable the cone electromagnetic friction clutch, an electromagnetic coil is installed in the coupling half, and a compression spring is installed to return to the neutral position. In this case, the intermediate shaft is located on angular contact bearings, and the shaft is mounted vertically on the thrust bearing and angular contact bearings.

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.The application of the proposed recuperator will reduce the fuel consumption in the engine due to the accumulation of energy during regenerative braking and the subsequent use of the accumulated energy for starting and accelerating the vehicle.

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.In FIG. 1 shows a vehicle recuperator in a stopped position (or in free rotation). In FIG. 2 shows a vehicle recuperator at the end of a regenerative braking cycle. In FIG. 3 shows a vehicle recuperator at the beginning of a stored energy recovery cycle.

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 передачи вращения с вала отбора мощности 5 на вал 1 рекуператор содержит коническую зубчатую передачу, образованную конической шестерней маховика 6 и конической шестерней 7 промежуточного вала 8, а также конусную электромагнитную фрикционную муфту 9. Конусная электромагнитная фрикционная муфта 9 состоит из двух полумуфт: полумуфты 10, жестко закрепленной на валу отбора мощности 5, и полумуфты 11 промежуточного вала 8, установленной на нем посредством шлицев 12 с возможностью осевого перемещения. Для включения конусной электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте 10 установлена электромагнитная катушка 13, а для возврата в нейтральное положение установлена пружина сжатия 14. При этом промежуточный вал 8 расположен на радиально-упорных подшипниках 15, а вал 1 установлен вертикально на упорном подшипнике 16 и радиально-упорных подшипниках 17.The recuperator comprises a shaft 1, on which a flywheel 3 is mounted with bearings 2 and can be rotated around shaft 1. In the cavity formed by the shaft 1 and the flywheel housing 3, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring 4, wound with a gap around the shaft 1 , the ends of which are connected to the flywheel 3 and the shaft 1. To transmit rotation from the power take-off shaft 5 to the shaft 1, the recuperator contains a bevel gear formed by the bevel gear of the flywheel 6 and the bevel gear 7 of the intermediate shaft 8, as well as electromagnetic electromagnetic friction clutch 9. The conical electromagnetic friction clutch 9 consists of two half-couplings: a half-clutch 10, rigidly mounted on the power take-off shaft 5, and a half-clutch 11 of the intermediate shaft 8, mounted on it by means of splines 12 with the possibility of axial movement. To enable the conical electromagnetic friction clutch, an electromagnetic coil 13 is installed in the coupling half 10, and a compression spring 14 is installed to return to the neutral position. The intermediate shaft 8 is located on the angular contact bearings 15, and the shaft 1 is mounted vertically on the thrust bearing 16 and the radial thrust bearings 17.

В остановленном положении (фиг. 1) конусная электромагнитная фрикционная муфта 9 разомкнута, пружина кручения 4 не затянута. При рекуперативном торможении на электромагнитную катушку 13 подается напряжение, под действием магнитного поля, возбуждаемого в ней, полумуфта 11 промежуточного вала 8 перемещается вправо, конусная электромагнитная фрикционная муфта 9 включается. Вращение с вала отбора мощности 5 передается на промежуточный вал 8, а с него через коническую передачу на вал 1. В начале вращения вала 1 пружина кручения 4 закручивается и постепенно разгоняет маховик 3 до контакта витков пружины кручения 4 с валом 1, после чего вал 1 с маховиком 3 некоторое время вращаются вместе (фиг. 2). При этом накапливается не только кинетическая энергия вращающегося маховика 3, но и потенциальная энергия упругодеформированной пружины кручения 4. Затем пружина кручения 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 торможения конусная электромагнитная фрикционная муфта 9 выключается, а маховик 3 продолжает свободно вращаться вместе с валом 1 (фиг. 1).In the stopped position (Fig. 1), the conical electromagnetic friction clutch 9 is open, the torsion spring 4 is not tightened. During regenerative braking, voltage is applied to the electromagnetic coil 13, under the influence of the magnetic field excited in it, the coupling half of the intermediate shaft 8 moves to the right, the conical electromagnetic friction clutch 9 is turned on. The rotation from the power take-off shaft 5 is transmitted to the intermediate shaft 8, and from it through the bevel gear to the shaft 1. At the beginning of the rotation of the shaft 1, the torsion spring 4 is twisted and gradually accelerates the flywheel 3 until the coils of the torsion spring 4 contact the shaft 1, after which the shaft 1 with the flywheel 3 for some time rotate together (Fig. 2). In this case, not only the kinetic energy of the rotating flywheel 3 is accumulated, but also the potential energy of the elastically deformed torsion spring 4. Then, the torsion spring 4, untwisting, gives the flywheel 3 an additional rotation impulse, converting the potential energy into kinetic, and occupies a middle position in the cavity of the recuperator (Fig. one). At the end of the braking cycle, the conical electromagnetic friction clutch 9 is turned off, and the flywheel 3 continues to rotate freely with the shaft 1 (Fig. 1).

Впоследствии, когда необходимо продолжить движение, накопленная энергия рекуператора используется для трогания с места и разгона транспортного средства. Для этого снова включается конусная электромагнитная фрикционная муфта 9 (фиг. 3), через которую вращение с вала 1 рекуператора посредством конической передачи передается на вал отбора мощности 5. При этом пружина кручения 4 раскручивается в другую сторону, преобразуя часть кинетической энергии маховика в потенциальную энергию, которая накапливается в пружине, а при контакте витков пружины 4 с корпусом маховика 3 вращается вместе с ним и с валом 1. В конце цикла разгона транспортного средства конусная электромагнитная фрикционная муфта 9 выключается и рекуператор снова готов к работе.Subsequently, when it is necessary to continue the movement, the accumulated energy of the recuperator is used to pull off and accelerate the vehicle. To do this, the conical electromagnetic friction clutch 9 is again turned on (Fig. 3), through which the rotation from the recuperator shaft 1 is transmitted through the bevel gear to the power take-off shaft 5. In this case, the torsion spring 4 is untwisted in the opposite direction, converting part of the flywheel kinetic energy to potential energy , which accumulates in the spring, and when the coils of the spring 4 come in contact with the flywheel housing 3 rotates with it and with the shaft 1. At the end of the vehicle acceleration cycle, the conical electromagnetic friction clutch 9 is off yuchaetsya and heat exchanger ready for use again.

Claims

Рекуператор транспортного средства содержит 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 которой соединены с маховиком и валом, для передачи вращения с вала отбора мощности на вал рекуператор содержит коническую зубчатую передачу, образованную конической шестерней маховика и конической шестерней промежуточного вала, а также конусную электромагнитную фрикционную муфту, состоящую из двух полумуфт: полумуфты, жестко закрепленной на валу отбора мощности, и полумуфты промежуточного вала, установленной на нем посредством шлицев с возможностью осевого перемещения, для включения конусной электромагнитной фрикционной муфты в полумуфте установлена электромагнитная катушка, а для возврата в нейтральное положение установлена пружина сжатия, при этом промежуточный вал расположен на радиально-упорных подшипниках, а вал установлен вертикально на упорном подшипнике и радиально-упорных подшипниках.

The vehicle recuperator comprises a shaft, on which the flywheel is mounted using bearings with the possibility of rotation around the shaft, in the cavity formed by the shaft and the flywheel housing, there is a potential energy storage device made in the form of a torsion spring wound with a gap around the shaft, the ends of which are connected to the flywheel and a shaft, for transmitting rotation from the power take-off shaft to the shaft, the recuperator contains a bevel gear formed by a bevel gear of the flywheel and a bevel gear of the intermediate shaft, and There is also a conical electromagnetic friction clutch consisting of two coupling halves: a coupling half rigidly mounted on the power take-off shaft, and an intermediate shaft coupling mounted on it by means of splines with the possibility of axial movement, an electromagnetic coil is installed in the coupling half to enable the conical electromagnetic friction coupling, and for return the compression spring is installed in the neutral position, while the intermediate shaft is located on angular contact bearings, and the shaft is mounted vertically on the thrust bearing nick and angular contact bearings.