RU208028U1 - Vehicle recuperator with elastic elements and flywheel - Google Patents
Vehicle recuperator with elastic elements and flywheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU208028U1 RU208028U1 RU2021122051U RU2021122051U RU208028U1 RU 208028 U1 RU208028 U1 RU 208028U1 RU 2021122051 U RU2021122051 U RU 2021122051U RU 2021122051 U RU2021122051 U RU 2021122051U RU 208028 U1 RU208028 U1 RU 208028U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flywheel
- shaft
- rotation
- power take
- clutch
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H33/00—Gearings based on repeated accumulation and delivery of energy
- F16H33/02—Rotary transmissions with mechanical accumulators, e.g. weights, springs, intermittently-connected flywheels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения.Рекуператор содержит накопители потенциальной энергии упругой деформации в виде пружин кручения, маховик, а также механизм управления передачей механической энергии с вала ведущего моста транспортного средства на рекуператор и в обратном направлении.Применение предлагаемого рекуператора позволит уменьшить расход топлива в двигателе за счет накопления энергии при рекуперативном торможении с последующим ее использованием для трогания с места и разгона транспортного средства. Кроме того, применение пружин кручения совместно с маховиком дает возможность преобразовывать потенциальную энергию упругой деформации в кинетическую энергию вращения, обеспечивая высокий крутящий момент и достаточную динамику разгона транспортного средства.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in vehicle drives in order to reduce fuel consumption by recuperating braking energy. funds for the recuperator and in the opposite direction. The use of the proposed recuperator will reduce fuel consumption in the engine due to the accumulation of energy during regenerative braking with its subsequent use for starting and accelerating the vehicle. In addition, the use of torsion springs together with the flywheel makes it possible to convert the potential energy of elastic deformation into the kinetic energy of rotation, providing high torque and sufficient dynamics of vehicle acceleration.
Description
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств с целью уменьшения расхода топлива за счет рекуперации энергии торможения.The utility model relates to mechanical engineering and can be used in vehicle drives in order to reduce fuel consumption by recuperating braking energy.
Известен рекуператор транспортного средства с упругими элементами (патент РФ №2653221), состоящий из двух первичных валов, установленных на подшипниках с возможностью вращения, а также вторичных осей, установленных на радиальных подшипниках с возможностью вращения. На первичных валах и осях установлены упругие элементы, выполненные в виде пружин кручения, навитых вокруг валов и осей, а также цилиндрические шестерни для передачи вращения между пружинами. Для передачи вращения от вала отбора мощности на рекуператор и в обратном направлении предусмотрен механизм, состоящий из конических шестерен с управляемыми электромагнитными фрикционными муфтами.Known vehicle recuperator with elastic elements (RF patent No. 2653221), consisting of two primary shafts mounted on bearings with the ability to rotate, as well as secondary axes mounted on radial bearings with the ability to rotate. On the input shafts and axles, elastic elements are installed, made in the form of torsion springs, wound around the shafts and axles, as well as cylindrical gears for transferring rotation between the springs. To transfer rotation from the power take-off shaft to the recuperator and in the opposite direction, a mechanism is provided, consisting of bevel gears with controlled electromagnetic friction clutches.
Недостатком данного рекуператора является малый крутящий момент, создаваемый пружинами кручения. Кроме того, пружины не способны отдать всю накопленную энергию за короткий промежуток времени, что увеличивает время разгона транспортного средства.The disadvantage of this recuperator is the low torque generated by the torsion springs. In addition, the springs are not able to release all the accumulated energy in a short period of time, which increases the acceleration time of the vehicle.
Задачей полезной модели является создание рекуператора, способного накапливать потенциальную энергию упругодеформированных элементов, а также обеспечивать быструю отдачу накопленной энергии и достаточный крутящий момент для разгона транспортного средства.The task of the utility model is to create a recuperator capable of storing the potential energy of elastically deformed elements, as well as providing a quick return of the accumulated energy and sufficient torque to accelerate the vehicle.
Техническим результатом является уменьшение расхода топлива в двигателе транспортного средства за счет рекуперации энергии торможения, а также обеспечение достаточной динамики разгона.The technical result is to reduce fuel consumption in the vehicle engine due to regeneration of braking energy, as well as to ensure sufficient acceleration dynamics.
Технический результат достигается предлагаемым рекуператором транспортного средства с упругими элементами и маховиком (впоследствии - рекуператор), содержащим два первичных вала, установленных на радиально-упорных подшипниках с возможностью вращения, а также вторичные оси, установленные на радиальных подшипниках с возможностью вращения. На первичных валах установлены упругие элементы, выполненные в виде пружин кручения, навитых вокруг валов, а на вторичных осях установлены упругие элементы, выполненные в виде пружин кручения, навитых вокруг осей. Пружины кручения, навитые вокруг первичных валов, соединяют своими концевыми зацепами первичные валы, с цилиндрическими шестернями, которые установлены на первичных валах и вторичных осях с возможностью вращения относительно них. Концевые зацепы пружин кручения, навитых вокруг вторичных осей, закреплены в цилиндрических шестернях, установленных на противоположных концах осей.The technical result is achieved by the proposed vehicle recuperator with elastic elements and a flywheel (later - a recuperator) containing two primary shafts mounted on angular contact bearings with the possibility of rotation, as well as secondary axles mounted on radial bearings with the possibility of rotation. On the primary shafts, elastic elements are installed, made in the form of torsion springs wound around the shafts, and on the secondary axles, elastic elements are installed, made in the form of torsion springs, wound around the axes. Torsion springs, wound around the primary shafts, connect the primary shafts with their end hooks, with the cylindrical gears, which are mounted on the primary shafts and secondary axles with the possibility of rotation relative to them. The end hooks of the torsion springs wound around the secondary axles are fixed in cylindrical gears mounted on opposite ends of the axles.
На концах первичных валов жестко закреплены конические шестерни рекуператора, одновременно находящиеся в зацеплении с входной конической шестерней и выходной конической шестерней, установленными с возможностью вращения относительно вала отбора мощности посредством радиально-упорных подшипников. Корпус входной конической шестерни имеет площадку под контакт, которая вместе с полумуфтой, пружиной сжатия и электромагнитной катушкой образует входную электромагнитную фрикционную муфту. Корпус выходной конической шестерни также имеет площадку под контакт, которая вместе с полумуфтой, пружиной сжатия и электромагнитной катушкой образует выходную электромагнитную фрикционную муфту. Полумуфты установлены с возможностью перемещения вдоль вала отбора мощности и передачи вращения посредством шлицевых соединений при включении муфт.At the ends of the input shafts, bevel gears of the recuperator are rigidly fixed, which are simultaneously meshed with the input bevel gear and the output bevel gear, mounted for rotation relative to the power take-off shaft by means of angular contact bearings. The housing of the input bevel gear has a contact area, which, together with the half-clutch, the compression spring and the electromagnetic coil, forms the input electromagnetic friction clutch. The housing of the output bevel gear also has a contact area, which, together with a half-clutch, a compression spring and an electromagnetic coil, forms an output electromagnetic friction clutch. The half-couplings are installed with the ability to move along the power take-off shaft and transmit rotation by means of spline joints when the couplings are turned on.
На валу отбора мощности посредством подшипников установлен маховик с возможностью вращения относительно вала отбора мощности. Маховик имеет площадку под контакт, которая вместе с полумуфтой маховика, электромагнитной катушкой и пружиной образует управляемую электромагнитную фрикционную муфту маховика. Полумуфта маховика установлена с возможностью перемещения вдоль вала отбора мощности и при включении муфты маховика способна передавать вращение посредством шлицевого соединения. Для периодического соединения вала отбора мощности с валом ведущего моста транспортного средства предусмотрена муфта рекуператора, состоящая из подвижной полумуфты с электромагнитной катушкой и пружиной, а также входной полумуфты. Причем подвижная полумуфта установлена на валу отбора мощности с возможностью осевого перемещения и передачи вращения посредством шлицевого соединения, а входная полумуфта жестко установлена на валу ведущего моста транспортного средства.A flywheel is mounted on the power take-off shaft by means of bearings with the ability to rotate relative to the power take-off shaft. The flywheel has a contact area, which, together with the flywheel half-clutch, the electromagnetic coil and the spring, forms a controlled electromagnetic flywheel friction clutch. The flywheel half-clutch is installed with the ability to move along the power take-off shaft and, when the flywheel clutch is turned on, is capable of transmitting rotation by means of a splined connection. For the periodic connection of the power take-off shaft with the drive axle shaft of the vehicle, a recuperator clutch is provided, consisting of a movable half-coupling with an electromagnetic coil and a spring, as well as an input half-coupling. Moreover, the movable half-coupling is installed on the power take-off shaft with the possibility of axial movement and transmission of rotation by means of a splined connection, and the input half-coupling is rigidly mounted on the drive axle shaft of the vehicle.
Применение предлагаемого рекуператора позволит уменьшить расход топлива в двигателе за счет накопления энергии при рекуперативном торможении с последующим ее использованием для трогания с места и разгона транспортного средства, обеспечивая высокий крутящий момент и достаточную динамику разгона.The use of the proposed recuperator will reduce the fuel consumption in the engine due to the accumulation of energy during regenerative braking with its subsequent use for starting and accelerating the vehicle, providing high torque and sufficient acceleration dynamics.
На фиг. 1 и 2 изображен рекуператор в нейтральном положении.FIG. Figures 1 and 2 show the recuperator in neutral position.
На фиг. 3 и 4 изображен рекуператор в положении, соответствующем рекуперативному торможению (накоплению энергии).FIG. Figures 3 and 4 show the recuperator in the position corresponding to regenerative braking (energy storage).
На фиг. 5 и 6 изображен рекуператор в положении, соответствующем разгону маховика (преобразование потенциальной энергии упругой деформации пружин в кинетическую энергию вращения маховика).FIG. 5 and 6 show the recuperator in the position corresponding to the acceleration of the flywheel (conversion of the potential energy of elastic deformation of the springs into the kinetic energy of rotation of the flywheel).
На фиг. 7 и 8 изображен рекуператор в положении, соответствующем троганию с места и разгону (отдаче накопленной энергии).FIG. 7 and 8 show the recuperator in the position corresponding to starting and acceleration (release of stored energy).
Рекуператор содержит два первичных вала 1 и 2, установленных на радиально-упорных подшипниках 3 с возможностью вращения, а также вторичные оси 4-8, установленные на радиальных подшипниках 9 с возможностью вращения. На первичных валах 1, 2 установлены упругие элементы, выполненные в виде пружин кручения 10, навитых вокруг валов, а на вторичных осях 4-8 установлены упругие элементы, выполненные в виде пружин кручения 11 - 15, навитых вокруг осей. Пружины кручения 10, навитые вокруг первичных валов 1 и 2, соединяют своими концевыми зацепами первичные валы 1 и 2, с цилиндрическими шестернями 16, которые установлены на первичных валах 1, 2 и вторичных осях 4 - 8 с возможностью вращения относительно них. Концевые зацепы пружин кручения 11 - 15, навитых вокруг вторичных осей 4-8, закреплены в цилиндрических шестернях 16, установленных на противоположных концах осей.The recuperator contains two
На концах первичных валов 1 и 2 жестко закреплены конические шестерни рекуператора 17 и 18, одновременно находящиеся в зацеплении с входной конической шестерней 19 и выходной конической шестерней 20, установленными с возможностью вращения относительно вала отбора мощности 21 посредством радиально-упорных подшипников 22 и 23. Корпус входной конической шестерни 19 имеет площадку под контакт 24, которая вместе с полумуфтой 25, пружиной сжатия 26 и электромагнитной катушкой 27 образует входную электромагнитную фрикционную муфту 28. Корпус выходной конической шестерни 20 также имеет площадку под контакт 29, которая вместе с полумуфтой 30, пружиной сжатия 31 и электромагнитной катушкой 32 образует выходную электромагнитную фрикционную муфту 33. Полумуфты 25 и 30 установлены с возможностью перемещения вдоль вала отбора мощности 21 и передачи вращения посредством шлицевых соединений 34 и 35 при включении муфт. На валу отбора мощности 21 посредством подшипников 36 установлен маховик 37 с возможностью вращения относительно вала отбора мощности 21. Маховик имеет площадку под контакт 38, которая вместе с полумуфтой маховика 39, электромагнитной катушкой 40 и пружиной 41 образует управляемую электромагнитную фрикционную муфту маховика 42. Полумуфта маховика 39 установлена с возможностью перемещения вдоль вала отбора мощности 21 и при включении муфты маховика 42 способна передавать вращение посредством шлицевого соединения 43. Для периодического соединения вала отбора мощности 21 с валом ведущего моста транспортного средства 44 предусмотрена муфта рекуператора 45, состоящая из подвижной полумуфты 46 с электромагнитной катушкой 47 и пружиной 48, а также входной полумуфты 49. Причем подвижная полумуфта 46 установлена на валу отбора мощности 21 с возможностью осевого перемещения и передачи вращения посредством шлицевого соединения 50, а входная полумуфта 49 жестко установлена на валу ведущего моста транспортного средства 44.At the ends of the
Рекуператор работает следующим образом.The recuperator works as follows.
При движении транспортного средства рекуператор находится в нейтральном положении (фиг. 1 и 2): электромагнитные фрикционные муфты 28, 33, 42 и 45 разомкнуты, вал ведущего моста транспортного средства 44 свободно вращается, а рекуператор неподвижен.When the vehicle is moving, the recuperator is in a neutral position (Figs. 1 and 2): the
При рекуперативном торможении вращение с вала ведущего моста транспортного средства 44 необходимо передать на рекуператор (фиг. 3 и 4). Для этого на электромагнитные катушки 27 и 47 подается напряжение, под действием магнитного поля, возбуждаемого в них, подвижная полумуфта 46 прижимается к входной полумуфте 49, приводя во вращение вал отбора мощности 21, а полумуфта 25, вращающаяся вместе с валом отбора мощности 21, прижимается к площадке контакта 24 и приводит во вращение входную коническую шестерню 19. Вращение с входной конической шестерни 19 посредством зубчатого зацепления передается на конические шестерни рекуператора 17 и 18, которые начинают вращаться в противоположные стороны вместе с первичными валами 1 и 2. Вращаясь, валы 1 и 2 закручивают пружины кручения 10, расположенные на них, а через зубчатые зацепления цилиндрических шестерен 16 закручивают пружины кручения 11-15, расположенные на вторичных осях 4-8. При этом в пружинах кручения 10-15 накапливается потенциальная энергия упругой деформации, а после их полного закручивания муфта рекуператора 45 размыкается, а входная электромагнитная фрикционная муфта 28 замыкается. Таким образом, включенные входная и выходная электромагнитные фрикционные муфты 28 и 33 фиксируют пружины кручения 10-15 в закрученном положении.During regenerative braking, rotation from the drive axle shaft of the vehicle 44 must be transmitted to the recuperator (FIGS. 3 and 4). To do this, voltage is applied to the
Затем необходимо преобразовать потенциальную энергию упругой деформации пружин 10-15 в кинетическую энергию вращения маховика 37 (фиг. 5 и 6). Для этого входная электромагнитная фрикционная муфта 28 размыкается, а выходная электромагнитная фрикционная муфта 33 и муфта маховика 42 замыкаются. Скрученные пружины кручения 10-15 приводят во вращение первичные валы 1 и 2 вместе с коническими шестернями рекуператора 17 и 18, которые заставляют вращаться входную 19 и выходную 20 конические шестерни. Посредством включенной выходной электромагнитной фрикционной муфты 33 и шлицевого соединения 35 вращение с выходной конической шестерни 20 передается на вал отбора мощности 21, а через муфту маховика 42 и шлицевого соединения 43 приводится во вращение маховик 37. При этом потенциальная энергия упругой деформации пружин кручения 10-15 преобразуется в кинетическую энергию вращения маховика 37. После полного раскручивания пружин кручения 10-15 выходная электромагнитная фрикционная муфта 33 и муфта маховика 42 размыкаются, и маховик 37 продолжает свободно вращаться.Then it is necessary to convert the potential energy of elastic deformation of the springs 10-15 into the kinetic energy of rotation of the flywheel 37 (Fig. 5 and 6). For this, the input
Для трогания с места и разгона транспортного средства включается муфта маховика 42 (фиг. 7 и 8), передавая вращение с маховика 37 на вал отбора мощности 21, и муфта рекуператора 45, посредством которой вращение с вала отбора мощности 21 передается на вал ведущего моста транспортного средства 44. При этом маховик 37 отдает накопленную кинетическую энергию, обеспечивая высокий крутящий момент и достаточную динамику разгона.To start and accelerate the vehicle, the
После окончания цикла разгона транспортного средства муфта маховика 42 и муфта рекуператора 45 размыкаются, и рекуператор снова переходит в нейтральное положение.After the end of the acceleration cycle of the vehicle, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021122051U RU208028U1 (en) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | Vehicle recuperator with elastic elements and flywheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021122051U RU208028U1 (en) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | Vehicle recuperator with elastic elements and flywheel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU208028U1 true RU208028U1 (en) | 2021-11-30 |
Family
ID=79174644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021122051U RU208028U1 (en) | 2021-07-26 | 2021-07-26 | Vehicle recuperator with elastic elements and flywheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU208028U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU209822U1 (en) * | 2021-12-17 | 2022-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Vehicle recuperator with elastic elements |
RU213684U1 (en) * | 2022-08-12 | 2022-09-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Vehicle recuperator equipped with elastic elements and flywheel |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2179656C1 (en) * | 2000-08-17 | 2002-02-20 | Персидский Сергей Анатольевич | Inertia mechanical spring engine with electric control and generator which produces constant frequency current when generator rotors is rotated by flywheel inertia forces |
CN106763607B (en) * | 2016-12-21 | 2019-08-13 | 梁渤涛 | Store and discharge the mechanism of mechanical energy |
-
2021
- 2021-07-26 RU RU2021122051U patent/RU208028U1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2179656C1 (en) * | 2000-08-17 | 2002-02-20 | Персидский Сергей Анатольевич | Inertia mechanical spring engine with electric control and generator which produces constant frequency current when generator rotors is rotated by flywheel inertia forces |
CN106763607B (en) * | 2016-12-21 | 2019-08-13 | 梁渤涛 | Store and discharge the mechanism of mechanical energy |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU209822U1 (en) * | 2021-12-17 | 2022-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Vehicle recuperator with elastic elements |
RU213684U1 (en) * | 2022-08-12 | 2022-09-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Vehicle recuperator equipped with elastic elements and flywheel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20110079097A1 (en) | Two-speed transmission for electric vehicles | |
US20150122606A1 (en) | Clutch device with an actuating mechanism | |
US11780315B2 (en) | Transmission assembly for a hybrid vehicle | |
RU208028U1 (en) | Vehicle recuperator with elastic elements and flywheel | |
US8813592B2 (en) | Two-gear transmissions for electric machines with systems for controlling angular play | |
US10675964B2 (en) | Road vehicle with an electric drive | |
CN103660905A (en) | Oil-electric hybrid electric vehicle multi-mode drive system | |
RU179517U1 (en) | Vehicle recuperator equipped with flywheel and elastic elements | |
RU2616460C1 (en) | Vehicle recuperator equipped with flywheel and elastic elements | |
RU209822U1 (en) | Vehicle recuperator with elastic elements | |
RU213684U1 (en) | Vehicle recuperator equipped with elastic elements and flywheel | |
RU2653221C1 (en) | Recuperator of vehicle with elastic elements | |
RU208158U1 (en) | Mechanical energy storage with elastic elements and flywheel | |
RU208154U1 (en) | Mechanical energy storage with elastic elements | |
RU208096U1 (en) | Mechanical energy storage with elastic elements | |
RU209880U1 (en) | Mechanical energy accumulator with elastic elements | |
RU206076U1 (en) | Vehicle recuperator with elastic elements | |
RU164861U1 (en) | MECHANICAL ENERGY BATTERY WITH ELASTIC ELEMENTS | |
RU210861U1 (en) | Mechanical energy accumulator with elastic elements | |
RU181468U1 (en) | Mechanical energy storage with elastic elements | |
RU206705U1 (en) | Vehicle recuperator equipped with flywheel and elastic elements | |
RU209821U1 (en) | Mechanical energy accumulator with elastic elements | |
RU166938U1 (en) | MECHANICAL ENERGY STORAGE EQUIPPED WITH ELASTIC ELEMENTS | |
RU165376U1 (en) | VEHICLE RECOVER | |
RU160201U1 (en) | MECHANICAL ENERGY STORAGE WITH ELASTIC ELEMENTS |