МАХОВИК С ИНЕРЦИОННЫМ РЕКУПЕРАТОРОМ Российский патент 2012 года по МПК F16F15/31 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гасителям крутильных колебаний, устанавливаемым в силовом приводе транспортного средства.

Известен гаситель крутильных колебаний жидкостного трения, содержащий корпус, крышку, маховик, пробку заливного отверстия, жидкость с высокой вязкостью, фланец крепления гасителя, элемент, выполненный в виде отдельной пластины, которая крепится в крышке. Диаметр поверхности центрирования превышает диаметр расположения наружной периферии крепежных отверстий (Пат.№2225955 Российская Федерация, МПК7 F16F 15/173, опубл.20.03.2004).

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, является то, что гаситель колебаний жидкостного трения предназначен только для гашения крутильных колебаний и не позволяет рекуперировать энергию.

Известна муфта свободного хода (Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. - 5-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1991. - 383 с: ил. Стр.373-374, рис 17.36), содержащая шестерню с валом, обойму, ролик, толкатель и пружину, удерживающую ролик в постоянном соприкасании с обоймой.

Причиной, препятствующей достижению указанного ниже технического результата, является то, что обойма может свободно вращаться при замедлении скорости вращения шестерни и крутящий момент не может передаваться от обоймы к шестерне.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, - рекуперация кинетической энергии в механических приводах.

Технический результат - повышение плавности вращения в неустановившихся режимах и стабилизация работы привода при кратковременных динамических нагрузках.

Указанный технический результат достигается тем, что на маховике установлена обойма, обладающая моментом инерции, большим, чем маховик, удерживаемая от осевого смещения кольцом и имеющая возможность вращения относительно маховика, к внутренней поверхности обоймы могут прижиматься подпружиненные ролики, заклинивая маховик и обойму, причем один из роликов может перемещаться посредством рычага за счет центробежных сил, действующих на груз, прикрепленный к рычагу.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существующим признакам заявленного объекта.

Следовательно, заявленное предлагаемое изобретение соответствует требованию «новизна» по действующему законодательству.

На фиг.1 изображен маховик в разрезе, на фиг.2 - разрез А-А маховика, на фиг.3 и 4 - варианты соединения нескольких маховиков с разными инерционными характеристиками.

Устройство состоит (фиг.1) из маховика 1, обоймы 2, установленной на маховике и удерживаемой от осевого смещения кольцом 3 (фиг.2). На маховике 1 выполнены пазы 4 и 5, в которых установлены соответственно ролики 6 и 7 с направляющими 8 и 9.

Ролики 6 и 7 прижимаются к внутренней поверхности обоймы 2 посредством пружин 10 и 11. На направляющей 9 выполнен поводок 12, к которому присоединен рычаг 13, ось вращения 14 которого находится на боковой поверхности маховика 1, к концу рычага 13 прикреплен груз 15.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

При разгоне маховика 1 ролики 6 и 7 под действием пружин 10 и 11 прижимаются к обойме 2 и заклинивают маховик 1 и обойму 2, в результате чего маховик 1 и обойма 2 разгоняются с одинаковой скоростью. Как только процесс разгона начинает заканчиваться, под действием центробежных сил груз 15 отклоняется от оси вращения маховика 1, поворачивая рычаг 13 относительно оси 14 и смещая поводок 12 направляющей 9, увлекая за собой ролик 7, сжимая пружину 11. Ролик 7 расклинивает обойму 2 и маховик 1. Устройство начинает работать как муфта свободного хода. При замедлении обоймы 2 будет происходить заклинивание ролика 6, в результате чего обойма 2 опять начнет вращаться со скоростью, равной скорости маховика 1. Таким образом, на установившемся режиме работы скорости вращения маховика 1 и обоймы 2 одинаковы и постоянны.

При возникновении момента сопротивления на валу маховика 1 скорость его начнет падать, резкое уменьшение угловой скорости маховика 1 вызывает уменьшение действия центробежных сил на груз 15, который смещается к оси вращения под действием пружины 11, ролик 7 прижимается к внутренней поверхности обоймы 2, заклинивая маховик 1 и обойму 2. Обойма 2, имея угловую скорость, большую, чем у маховика 1, и обладая большей кинетической энергией, чем маховик, так как момент инерции обоймы больше момента инерции маховика, передает кинетическую энергию маховику 1, который под действием полученного импульса быстрее выходит на установившийся режим работы.

При динамических нагрузках различной частоты и амплитуды возможно использовать батарею из несколько соединенных последовательно маховиков 16, 17 и 18 (фиг.3), имеющих различные инерционные характеристики.

Для снижения динамических нагрузок на энергетическую установку возможно упруго демпфирующее соединение маховиков 19 и 20 (фиг.4) посредством упругого элемента 21 и демпфера 22.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство предназначено для рекуперации кинетической энергии в механических приводах и снижения динамических нагрузок на энергетическую установку;

- средство, воплощающее заявленный объект, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию промышленная применимость по действующему законодательству.

Изобретение относится к машиностроению. Маховик содержит обойму с возможностью ее свободного вращения относительно маховика. На маховике выполнены пазы, в которых установлены подпружиненные ролики. На направляющей одного из роликов выполнен поводок, к которому присоединен рычаг с грузом. Ось вращения рычага расположена на боковой поверхности маховика. Достигается повышение плавности вращения в неустановившихся режимах и стабилизация работы привода при кратковременных динамических нагрузках. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Маховик с инерционным рекуператором, содержащий маховик и обойму с возможностью ее свободного вращения относительно маховика, отличающийся тем, что на маховике выполнены пазы, в которых установлены подпружиненные ролики, причем на направляющей одного из роликов выполнен поводок, к которому присоединен рычаг с грузом, а ось вращения рычага расположена на боковой поверхности маховика.

2. Маховик с инерционным рекуператором по п.1, отличающийся тем, что он может быть выполнен составным, состоящим из нескольких маховиков, соединенных последовательно и имеющих разные инерционные характеристики.

3. Маховик с инерционным рекуператором по п.2, отличающийся тем, что последовательное соединение маховиков может быть осуществлено посредством упругодемпфирующих связей.