ИНЕРЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ Российский патент 2003 года по МПК B60L11/16 

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано на транспортных средствах, на которых в качестве источника питания применяются аккумуляторные батареи.

Известен способ подзарядки инерционного аккумулятора транспортного средства, заключающийся в том, что предварительно производят взаимную центровку валов механического инерционного аккумулятора и зарядного устройства, соединяют их при невключенном зарядном устройстве и после выравнивания их скоростей включают зарядное устройство (Авт. свид. СССР 615302, F 16 H 33/02, 1976).

Недостатком данного способа и устройства для его реализации является то, что транспортное средство приводится в движение только за счет энергии, накопленной инерционным аккумулятором в процессе его подзарядки. Следствием этого является малое расстояние, которое способно проходить такое транспортное средство, и необходимость его нахождения постоянно вблизи станций с упомянутым зарядным устройством.

Известен инерционный двигатель, содержащий супермаховик, кинематически связанный с выходным валом автономного привода, выполненного в виде детонационного двигателя внутреннего сгорания с поршневыми гидравлическими полостями, сообщенными с гидротурбиной, установленной на выходном валу (Патент РФ 2078252, F 03 G 3/08, 1994).

Недостатком этого двигателя является сложность его конструкции, ненадежность из-за проблем с обеспечением герметичности магистралей рабочей жидкости и несоответствие требованиям экологии вследствие детонационного сгорания топлива.

Известен электропривод автономного транспортного средства, содержащий электродвигатель с внутренним неподвижным статором и наружным ротором с якорной обмоткой, несущей корпус маховика, в котором установлена аккумуляторная батарея, питающая якорную обмотку ротора (Авт. свид. СССР 1364508, B 60 L 11/16, 1985).

Недостатком указанного электродвигателя является то, что мощность его электродвигателя должна быть не намного меньше, чем мощность самого электропривода, в котором используется аккумулятор механической энергии - маховик. Это объясняется тем, что вращение ротора происходит посредством взаимодействия магнитных силовых полей, которые не допускают значительного взаимного проскальзывания.

Значительная мощность электродвигателя уменьшает срок службы аккумуляторных батарей и, следовательно, пробег транспортного средства от зарядки до зарядки этих батарей.

Последний аналог принимается в качестве прототипа, так как большинство его существенных признаков совпадает с признаками предлагаемого инерционного двигателя.

Целью настоящего предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и увеличение времени работы инерционного двигателя с электрическим приводом между подзарядками аккумуляторных батарей.

Указанная цель достигается тем, что в инерционном двигателе с электрическим приводом, содержащим кинематически связанный с трансмиссией транспортного средства корпус маховика, в котором установлена аккумуляторная батарея, соединенная с электродвигателем, предназначенным для вращения корпуса маховика, электродвигатель связан с корпусом маховика кинематической цепью, передающей движение посредством сил трения в подшипнике, при этом основная часть мощности электродвигателя выбирается с учетом преодоления сил трения в упомянутом подшипнике.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 показана принципиальная схема одного из возможных вариантов выполнения инерционного двигателя с электрическим приводом.

Инерционный двигатель с электрическим приводом содержит раму 1, на которой через упорный шарикоподшипник 2 установлена втулка 3 с расточкой под упорный шарикоподшипник 4 и зубчатым венцом 5. На шарикоподшипнике 4 установлен корпус 6 маховика с закрепленными по его периферии аккумуляторными батареями 7. Корпус маховика посредством вала 8 связан с трансмиссией транспортного средства (не показана). Электродвигатель 9 закреплен на раме 1, а его зубчатое колесо 10 находится в зацеплении с зубчатым венцом 5 втулки 3. Ток от аккумуляторных батарей 7 подводится к электродвигателю посредством щеток 11 и установленных на корпусе маховика токосъемных колец 12.

Параметры подшипника 4 (конструкция, размеры, материал, смазка и т.п.) выбираются из условия достижения оптимального сопротивления его вращению.

Мощность электрического двигателя 9 выбирается таким образом, чтобы основная ее часть была не намного больше, чем необходимо для преодоления сил трения в подшипнике 4.

Работает инерционный двигатель с электрическим приводом следующим образом.

В положении, когда вал 8 не соединен с трансмиссией транспортного средства (выжато сцепление, в нейтральном положении находится рычаг коробки передач), аккумуляторные батареи 7 соединяются с электродвигателем посредством щеток 11 и токосъемных колец 12, и электродвигатель начинает вращаться, передавая вращение зубчатым колесом 10 на зубчатый венец 5 втулки 3. Последняя, вращаясь на подшипнике 2, вращает установленную в ее расточке часть подшипника 4, которая через трение передает вращение части подшипника 4, установленной в расточке корпуса маховика 6. При этом корпус маховика 6 начинает постепенно раскручиваться, набирая обороты и запасая кинетическую энергию, необходимую для вращения колес 13 транспортного средства.

При включении сцепления и коробки передач транспортное средство начинает двигаться, а раскрутка маховика продолжается за счет сил трения в подшипнике 4. Благодаря незначительной мощности электродвигателя 9 и значительной емкости батарей, время работы электродвигателя может быть очень большим. При этом, благодаря кинематической цепи, передающей движение посредством сил трения в подшипнике 4, обороты двигателя сохраняются постоянными, он не перегружается, а к корпусу маховика непрерывно подводится кинетическая энергия, необходимая для движения транспортного средства.

По сравнению с обычным электродвигателем, где аккумуляторные батареи являются дополнительным грузом, уменьшающим величину полезного груза, в предлагаемом двигателе аккумуляторные батареи, являясь частью маховика, становятся полезным грузом. Возможно также соединение с маховиком генератора, предназначенного для подзарядки аккумуляторных батарей. Предлагаемый инерционный двигатель с электроприводом может найти широкое применение в электромобилях, особенно для движения в городских условиях, когда имеют место частые и длительные остановки, нежелателен шум и загрязнение окружающей среды выхлопными газами.

Изобретение относится к тяговым двигателям транспортных средств, оборудованных электрическими аккумуляторными батареями. Инерционный двигатель содержит кинематически связанный с трансмиссией транспортного средства корпус маховика, в котором установлена аккумуляторная батарея. Последняя соединена с электродвигателем, предназначенным для вращения корпуса маховика. Отличие предложенного устройства от известных заключается в том, что электродвигатель связан с корпусом маховика кинематической цепью, передающей движение посредством сил трения в подшипнике. Мощность электродвигателя выбирается с учетом преодоления сил трения в упомянутом подшипнике. Параметры упомянутого подшипника, такие как тип, размеры, материалы частей, наличие смазки и др., выбираются из условия достижения оптимального сопротивления его вращению. Предложенный инерционный двигатель характеризуется упрощенной конструкцией и увеличенным временем работы между подзарядками аккумуляторной батареи. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Инерционный двигатель с электрическим приводом, содержащий кинематически связанный с трансмиссией транспортного средства корпус маховика, в котором установлена аккумуляторная батарея, соединенная с электродвигателем, предназначенным для вращения корпуса маховика, отличающийся тем, что электродвигатель связан с корпусом маховика кинематической цепью, передающей движение посредством сил трения в подшипнике. 2. Инерционный двигатель с электрическим приводом по п.1, отличающийся тем, что мощность электродвигателя выбирается с учетом преодоления сил трения в упомянутом подшипнике. 3. Инерционный двигатель с электрическим приводом по п.1 или 2, отличающийся тем, что параметры упомянутого подшипника, такие, как тип, размеры, материалы частей, наличие смазки, выбираются из условия достижения оптимального сопротивления его вращению.