МАХОВИК ПЕРЕМЕННОГО МОМЕНТА ИНЕРЦИИ Российский патент 2000 года по МПК F16F15/30 

Изобретение относится к машиностроению.

Известен маховик Вохмянина переменного момента инерции, содержащий полую камеру, закрепленную на оси и наполненную рабочей жидкостью, причем полая камера выполнена из эластичного материала в форме эллипса (Авт. св. СССР N 1744331, МПК F 16 F 15/30 - аналог).

Недостатком этого изобретения является то, что маховик занимает много места, т. к. при работе он изменяется, увеличивается в размерах и в разных режимах занимает различный объем.

Прототипом является маховик Лашевича, содержащий внешний и внутренний ободы, образующие цилиндрическую камеру, заполненную жидкостью, кроме того, он снабжен изогнутыми заподлицо с внешней поверхностью внутреннего обода лопастями, одним концом закрепленными на нем, подпружиненными к нему и симметрично расположенными между собой, а внутренний имеет отверстия, выходящие на внутренние поверхности соседних лопастей (Авт. св. СССР N 1640481, МПК F 16 F 15/30 - прототип).

Недостатком маховика Лашевича является то, что он содержит много механических деталей, работа маховика не автоматизирована, т.к. им надо управлять, кроме того, в данном маховике отсутствует эффект смещения масс к центру при торможении, что не приводит к поддержанию оборотов маховика.

Цель изобретения - упрощение конструкции устройства маховика и обеспечение его самоуправляемости.

Поставленная цель достигается тем, что маховик переменного момента инерции, содержащий внешний и внутренний ободы, образующие цилиндрическую камеру с жидкостью, и лопасти, дополнительно содержит оси, на которых укреплены лопасти с возможностью их отклонения, и противовесы, закрепленные на конце лопастей, причем цилиндрическая камера частично заполнена жидкостью, а внутренним ободом является ступица маховика.

На чертеже изображена конструктивная схема маховика, продольный и поперечный разрезы.

Маховик содержит внешний обод 1, ступицу 2, образующие цилиндрическую камеру 3, частично содержащую жидкость. На осях 4, закрепленных на корпусе маховика, укреплены подвижные лопасти 5, выполненные с возможностью отклонения на осях к центру или от центра маховика. На конце лопастей 5 со стороны ступицы находятся противовесы 6, 7 - крышка корпуса маховика. Конкретное расположение осей будет зависеть от требований, предъявляемых к маховику. Чаще всего оси 4 симметрично расположены относительно оси маховика и параллельны ей.

Маховик работает следующим образом.

Пусть в начальный момент маховик находится в состоянии покоя или равномерного вращения. В этом случае частота вращения корпуса маховика равна частоте вращения рабочей жидкости. Лопасти 5 как и в прототипе симметрично делят внутреннюю полость маховика, цилиндрическую камеру 3, на сектора, которые "закрыты" (положение лопастей на чертеже).

При увеличении частоты вращения корпуса маховика лопасти 5 под действием давления со стороны рабочей жидкости отклоняются к центру маховика, пропуская жидкость. Жидкость разгоняется гораздо медленнее корпуса (за счет трения о внутреннюю поверхность корпуса и давления со стороны лопастей на жидкость), тем самым оказывая незначительное сопротивление увеличению частоты вращения маховика. Рабочая часть лопастей (та, что контактирует с рабочей жидкостью) перевешивает противовес 6 на величину, равную гидростатическому давлению со стороны жидкости. Если бы не было противовеса 6, то рабочая часть лопастей под действием центробежных сил прижималась бы к внутренней поверхности внешнего обода с силой, значительно большей давления жидкости на лопасти, и при разгоне лопасти не пропускали бы жидкость. Противовесы частично уравновешивают лопасти в рабочем состоянии.

При снижении частоты вращения корпуса маховика лопасти 6 отклоняются к внутренней поверхности внешнего обода маховика, т.к. рабочая жидкость отдает свою кинетическую энергию через полости корпусу маховика, что приводит к увеличению крутящего момента. Лопасти имеют форму, сопряженную с внутренней поверхностью внешнего обода маховика. Поэтому при снижении частоты вращения корпуса маховика рабочая жидкость движется по ним, лопастям, к центру вращения, тем самым увеличивая частоту вращения.

Таким образом, данный маховик не оказывает значительного сопротивления разгону, но отвечает значительным повышением крутящего момента при торможении. Если между лопастями и боковыми поверхностями корпуса сделать достаточные зазоры, то за счет частичного прохода жидкости крутящий момент можно уменьшить, одновременно увеличивая время его действия.

По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция маховика более проста и самоуправляема: во время разгона лопасти не тормозят движение жидкости, а при торможении жидкость стекает к центру маховика, тем самым увеличивая частоту его вращения.

Изобретение относится к машиностроению и касается создания маховиков переменного момента инерции. Маховик содержит внешний и внутренний ободы, а также лопасти; ободы образуют цилиндрическую камеру с жидкостью. Маховик переменного момента инерции имеет оси, на которых укреплены лопасти с возможностью их отклонения. Противовесы закреплены на конце лопастей. Цилиндрическая камера частично заполнена жидкостью. Ступица маховика является внутренним его ободом. Технический результат: упрощение конструкции устройства маховика и обеспечение его самоуправляемости. 1 ил.

Маховик переменного момента инерции, содержащий внешний и внутренний ободы, образующие цилиндрическую камеру с жидкостью, и лопасти, отличающийся тем, что маховик содержит оси, на которых укреплены лопасти с возможностью их отклонения, и противовесы, закрепленные на конце лопастей, причем цилиндрическая камера частично заполнена жидкостью, а внутренним ободом является ступица маховика.