СПОСОБ ПОДДЕРЖАНИЯ ВРАЩЕНИЯ МАХОВИКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ВРАЩЕНИЯ МАХОВИКА Российский патент 1999 года по МПК F16F15/30 F03G3/08 

Изобретение относится к области механики и может быть использовано, в частности, в инерционных силовых установках с маховиками для привода транспортных средств.

Из уровня техники известен способ поддержания вращения раскрученного маховика путем периодического подвода дополнительной кинетической энергии (см. авт. св. , СССР N 1084982, F 03 G 3/08, 1984). Передача дополнительной кинетической энергии осуществляется с помощью гидрообъемной машины, что не обеспечивает высокого КПД.

Известен способ поддержания вращения раскрученного маховика вокруг одной из главных осей инерции путем пополнения кинетической энергии от вращения маховика вокруг другой оси, относительно которой он дополнительно раскручивается (см. авт. св., СССР N 653456, кл. F 16 F 15/30, 1979).

Однако данный способ позволяет использовать для поддержания вращения маховика только аккумулированную энергию и конструктивно сложен для реализации.

Наиболее близким к изобретению является способ поддержания вращения маховика путем периодического подвода дополнительной кинетической энергии при перемещении подвижных масс от периферии к центру (см. SU 731031, кл. F 03 G 7/00). При этом кинетическая энергия подводится к маховику от ведомого звена, имеющего рычажно-храповой механизм, снабженный пружинами, посредством механизма свободного хода, который вращает маховик в первоначально раскрученном направлении, что конструктивно достаточно сложно и неэкономично из-за энергетических потерь при работе пружин на растяжение-сжатие.

Известна инерционная силовая установка транспортного средства, содержащая двигатель и маховик, раскрутка которого и поддержание вращения путем периодического подвода кинетической энергии осуществляется за счет преобразования энергии двигателя посредством гидрообъемной машины (см. авт. св. СССР N 1094982, кл. F 03 G 3/08, 1984). К недостатку этого решения можно отнести конструктивную сложность устройства и потери преобразования энергии в гидрообъемной машине.

Известно также устройство для поддержания вращения маховика, изменение скорости вращения которого обеспечивается за счет радиального перемещения грузов - инерционных масс, подвижно установленных на маховике (EP 0508790 A1, F 16 F 15/30, 1992), т.е. грузы - инерционные массы выполнены в виде поршней радиально установленных цилиндров свободнопоршневого двигателя. Указанное устройство громоздко и мало пригодно для использования в силовых установках транспортных средств.

Изобретение направлено на повышение эффективности подвода кинетической энергии, затраченной на поддержание вращения маховика.

Технический результат в способе достигается тем, что в способе поддержания вращения маховика путем периодического подвода дополнительной кинетической энергии, при перемещении подвижных масс маховика от периферии к центру, дополнительную энергию подводят от двигателя внутреннего сгорания, поршни которого являются подвижными массами маховика.

При этом в устройстве для поддержания вращения маховика, включающем грузы - инерционные массы, которые выполнены в виде поршней радиально установленных цилиндров, свободнопоршневой двигатель выполнен в виде двигателя внутреннего сгорания с периферийно расположенными камерами сгорания.

Радиальное расположение цилиндров свободнопоршневого двигателя, обеспечивающих радиальное перемещение инерционных масс в виде поршней (или поршнями), позволяет практически без потерь подводить дополнительную кинетическую энергию к маховику от двигателя внутреннего сгорания и эффективно поддерживать вращение маховика при достаточно простой и надежно работающей конструкции.

На чертеже схематично представлен общий вид двух вариантов устройства для поддержания вращения маховика.

Устройство содержит маховик 1, в котором радиально и равномерно по периметру, установлены цилиндры 2 свободно поршневого двигателя внутреннего сгорания с поршнями 3, которые выполнены в виде массивных грузов (см. на чертеже вариант, изображенный слева) или перемещают в радиальном направлении инерционные массы, например жидкость 4 (см. на чертеже вариант, изображенный справа), и периферийно расположенными камерами 5 сгорания, в головках 6 которых выполнены каналы для впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов (на чертеже не показано).

Заявленный способ поддержания вращения маховика реализуется следующим образом.

При работе двигателя под действием повышения давления газообразных продуктов сгорания топливовоздушной смеси в камере 5 происходит радиальное перемещение поршней 3 и соответственно инерционных масс от периферии к центру, что вызывает изменение момента инерции предварительно раскрученного маховика 1 и увеличение его скорости. Обратное движение поршней 3 от центра к периферии происходит за счет центробежных сил. Таким образом, тепловая энергия, выделяемая при сгорании топливовоздушной смеси периодически преобразуется в кинетическую энергию и синхронно поддерживает вращение маховика 1, который при большой энергоемкости может быть эффективно использован в качестве силовой установки для привода транспортного средства.

Способ поддержания вращения маховика и устройство для его осуществления предназначены для использования в инерционных силовых установках с маховиками для привода транспортных средств. Способ реализуется путем периодического подвода дополнительной кинетической энергии при перемещении подвижных масс маховика от периферии к центру. Причем энергию подводят от двигателя внутреннего сгорания, поршни которого являются подвижными массами маховика. Устройство включает грузы - инерционные массы, выполненные в виде поршней радиально установленных цилиндров свободнопоршневого двигателя. Последний выполнен в виде двигателя внутреннего сгорания с периферийно расположенными камерами сгорания. Изобретение позволяет упростить конструкцию и повысить надежность в работе. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ поддержания вращения маховика путем периодического подвода дополнительной кинетической энергии при перемещении подвижных масс маховика от периферии к центру, отличающийся тем, что дополнительную энергию подводят от двигателя внутреннего сгорания, поршни которого являются подвижными массами маховика. 2. Устройство для поддержания вращения маховика, включающее грузы - инерционные массы, которые выполнены в виде поршней радиально установленных цилиндров свободнопоршневого двигателя, отличающееся тем, что свободнопоршневой двигатель выполнен в виде двигателя внутреннего сгорания с периферийно расположенными камерами сгорания.