Изобретение относится к машиностроению, в частности к объектам техники с циклическим режимом работы, двигатели которых создают на выходном валу врашаю- HUifi момент, используемый для рекуперации. Цель изобретения - повышение экономичности рекуперативного тормоза путем многократного преобразования кинетической энергии и обеспечения передачи накопленной энергии с маховика на вал трансмиссии по заранее заданной характеристике.
На фиг. 1 изображена кинематическая схема рекуперативного тормоза, первый вариант выполнения; на фиг. 2 - то же, второй вариант выполнения; на фиг. 3 - кинематическая схема простого двухзвенного тормоза; на фиг. 4 - трехзвенный тормоз; на фиг. 5 - К-звенный тормоз.
Рекуперативный тормоз (фиг. 1) содержит два дискретных ленточных вариатора и 2, расположенных параллельно на расстоянии один от другого, причем оси вращения спиральных мотков лент вариаторов попарно совпадают, а точки касания пе- рематывае.мых участков ленты разных вариаторов 1 и 2 с мотками ленты (не показаны), вращающимися вокруг одной оси, находятся по разные стороны от плоскости (фиг. 4), проходящей через оси вращения мотков.(показан случай, когда перематываемые участки ленты не пересекаются с плоскостью, проходящей через оси вран.1ения мотков). Мотки ленты закреплены в первом вариаторе 1 на полых валах 3 и 4, во втором вариаторе 2 - на полых валах 5 и 6. Сквозь полые за.чы 3 и 5 проходит первый промежуточный вал, который может быть выполнен в виде двух промежуточных полувалов 7 и 8, соединенных муфтой 9. Первый промежуточный вал соединен с валом 10 двигателя через муфту 1, с полым валом 3 через муфту 12, с полым валом 5 через муфту 13 и с валом 14 трансмиссии через муфту 15. Полые валы 3 и 5 соединены между собой через трехколесную коническую зубчатую передачу, состоящую из трех конических зубчатых колес 16-18, причем зубчатые колеса 16 и 18 жестко соединены соответственно с полыми валами 3 и 5, а у зубчатого колеса 17 зафиксирована ось вращения. Сквозь полые валь 4 и 6 проходит второй промежуточный вал 19, который через муфту 20 и вал 21 маховика соединен с маховиком 22, через муфту 23 соединен с полым валом 4 и через муфту 24 соединен с полым валом 6. Полые валы 4 и 6 соединены между собой через трехколесную коническую зубчатую передачу, состоящую из трех конических зубчатых колес 25-27, причем колеса 25 и 27 жестко соединены соответственно с полыми валами 4 и 6, а ось зубчатого колеса 26 фиксирована.
Рекуперативный тормоз содержит также соосные третий 28 и четвертый 29 промежуточные валы, причем благодаря муфте 30 четвертый промежуточный вал 29 может при
0
5
0
5
0
5
0
5
0
5
помощи блока 3 продольного перемещения, не прерывая кинематической связи с третьим промежуточным валом 28, перемещаться вдоль оси вращения. Третий промежуточный вал 28 через муфту 32, вал 33 передачу 34 подключен к валу двигателя 10. Кроме того, рекуперативный тормоз содержит четырехколесную коническую зубчатую передачу, состоящую из конических зубчатых колес 35-38, причем одновременно в зацепление могут входить либо зубчатые колеса 35, 36 и 38, либо 36, 37 и 38. Зубчатые колеса 35 и 37 жестко закреплены на четвертом промежуточном валу 29, зубчатое колесо 36 соединено с зубчатым колесом 17 через муфту 39, а зубчатое колесо 38 соединено с зубчатым колесом 26 через муфту 40.
Устройство работает следующим образом.
Рекуперативный тормоз устанавливают на транспортном средстве (не показано). В исходном состоянии последнее покоится, все муфты 9, 11, 12, 13, 15, 20, 23, 24, 32, 39, 40 отключены, маховик 22 покоится, лента дискретных ленточных вариаторов 1 и 2 смотана в мотки, соосные со вторым промежуточным валом (валом глаховика) 19, основной двигатель транспортного средства работает вхолостую. За направление движения транспортного средства вперед принимают условно направление, при котором наблюдателю, расположенному на оси вращения трансмиссии со стороны трансмиссии, вращение вала 14 трансмиссии или полува.та 8 первого промежуточного вала кажется производимым против часовой стрелки. За основное направление вращения вала 10 двигателя принимают направление, при котором наблюдателю вращение вала 10 двигателя кажется производимым против часовой стрелки.
Трогание транспортного средства из исходного состояния вперед может осуществляться, если не включен реверс основного двигателя, тремя способами, а именно: путем разгона только за счет энергии двигателя, путем предварительного разгона от двигателя маховика 22 с последующим раз- 1 оном транспортного средства за счет энергии, накопленной в маховике,и путем предварительного разгона от двигателя .маховика 22 с последующим разгоном транспортного средства за счет одновременного использования как энергии, накопленной маховиком 22, так и энергии основного двигателя, а при включенном реверсе основного двигателя - одним способо.м: путем предварительного разгона маховика 22 от двигателя с последующим разгоном транспортного средства за счет энергии, накопленной в маховике 22.
При реализации первого способа разгона включают муфты 11, 9 и 15, в результате чего вращающий момент поступает с вала 10 двигателя через муфту 11, полувал 7, муфту 9, полувал 8 и вал 5 на вал 14 трансмиссии, что и приводит к разгону транспортного средства. При достижении последним необходимой скорости муфты 11, 9 и 15 отключают, и транспортное средство переходит в режим свободного выбега.
При реализации второго способа разго- на сначала включают муфты 11, 12, 20 и 23. При этом враш,аюш,ий момент поступает с вала 10 двигателя через муфту 11, полувал 7, муфту 12, полый вал 3, первый дискретный ленточный вариатор 1, полый вал 4, муфту 23, второй промежуточный вал 19, муфту 20 и вал 21 маховика на маховик 22. Одновременно с полого вала 3 вращающий момент через конические зубчатые колеса 16-18 поступает на полый вал 5, что приводит к перемотке ленты второго дискретного ленточного вариатора 2 из мотка, закрепленного на полом валу 6, в моток, закрепленный на полом валу 5.
После накопления .маховиком 22 энергии, достаточной для разгона транспортного средства до максимально лтопустимой скорости, муфты 11, 12 и 23 отключают, а муфты 13, 15 и 24 включают. При этом вращающий момент маховика 22с вала 21 маховика поступает через муфту 20, второй промежуточный вал 19, муфту 24, второй дис- кретный ленточный вариатор 2, полый вал 5, муфту 13, полувал 8 и муфту 15 на вал 14 трансмиссии, что приводит к разгону транспортного средства.
Одновременно вращающий момент с полого вала 6 поступает через конические зуб- чатые колеса 27, 26 и 25 на полый вал 4, что приводит к перемотке ленты первого дискретного ленточного вариатора 1 из мотка, закрепленного на полом валу 3, в моток, закрепленный на полом валу 4. После набора транспортным средством (валом 14 трансмиссии) требуемой скорости, падения кинетической энергии маховика 22 до вполне определенного предела или при достижении преде-льных радиусов мотков ленты на любом из дискретных ленточных вариаторов 1 и 2 муфты 15, 16, 32 и 24 отключают. При этом вал 21 маховика отключается от второго промежуточного вала 19, в результате чего маховик 22 переходит в режим свободного выбега, а вал 14 трансмиссии отключается от полувала 8 первого промежу- точного вала, в результате чего транспортное средство переходит в режим свободного выбега.
При необходимости дальнейшего увеличения скорости транспортного средства повторно включают муфты 13 15, 20 и 24, в ре- зультате чего происходит аналогичная передача вращающего момента с маховика 22 на вал 14 трансмиссии. Таким образом, скорость транспортного средства .может быть непрерывно или с интервалами увеличена до предельно возможной.
При реализации третьего способа разгона, в отличие от второго, после накопления маховиком 22 необходимой энергии.
отключают муфты 12 н 23 и включают муфты 9, 13, 15 и 24. При этом вращающий момент маховика 22 поступает, как и во втором случае, на вал 14 трансмиссии, про- исх .чт холостая перемотка первого дискретного ленточного вариатора 1, одновременно с вала 10 основного двигателя вращающий момент через муфту 11, полувал 7 первого промежуточного вала, муфту 9, полувал 8 первого промежуточного вала и муфту 15 поступает на вал 14 трансмиссии, что и обеспечивает дополнительный разгон транспортного средства за счет энергии основного двигателя. При достижении необходимой скорости движения транспортного средства муфты 9, 11, 13, 15, 20 и 24 отключают. В результате вал 10 основного двигателя отключается от первого промежуточного вала, второй дискретный ленточный вариатор 2 отключается от второго промежуточного вала 19, вал маховика 21 отключается от второго промежуточного вала 19, вал 14 трансмиссии отключается от первого промежуточного вала, и транспортное средство переходит в режим свободного выбега. В случае необходимости дальнейшего набора скорости вплоть до предельно допустимой по условиям движения повторно включают муфты 9, II, 13, 15, 20 и 24.
При реализации четвертого способа разгона, т.е. при включенном реверсе основного двигателя, сначала вк,/1ючают муфты 9, 11, 13, 20 и 23. При этом вращающий момент с вала 10 двигателя поступает через муфты 11, 9, первый промежуточный вал, муфту 13, полый вал 5, второй дискретный ленточный вариатор 2, полый вал 6, конические зубчатые колеса 27, 26 и 25, полый вал 4, муфту 23, второй промежуточный вал 19, муфту 20 и вал 21 маховика на маховик 22. Одновременно происходит холостая перемотка ленты первого дискретного ленточного вариатора 1 на полый вал 4. После накопления маховиком 22 необходимой для разгона транспортного средства энергии муфты отключают, а муфты 15 и 24 включают. При этом вращающий момент с вала 21 маховика поступает через муфту 20, второй промежуточный вал 19, муфту 24, полый вал 6, второй дискретный ленточный вариатор 2, полый вал 5, муфту 13, полувал 8 первого промежуточного вала и муфту 15 на вал 14 трансмиссии, что и приводит к разгону транспортного средства. При достижении необходимой скорости муфты 13, 15, 20 и 24 отключают, в результате чего транспортное средство и маховик 22 переходят в режим свободного выбега.
Торможение транспортного средства при движении вперед осуществляется следующим образом. Включают муфты 9, 12, 15, 20 и 23. При этом за счет кинематической энергии транспортного средства на валу 14 трансмиссии возникает вращающий момент, который поступает через муфту 15, полувал 8,
муфту 9, полувал 7 первого промежуточного вала, муфту 12, полый вал 4, муфту 23, второй промежуточный вал 19, муфту 20 и вал 21 маховика на маховик 22, что приводит к разгону последнего, в результате чего кинетическая энергия транспортного средства преобразуется в кинетическую энергию маховика 22, скорость движения транспортного средства падает, а угловая скорость вращения маховика 22 увеличивается вплоть до полной остановки транспортного средства. В момент достижения необходимой скорости (остановки) муфты 12, 9 15, 20 и 23 отключают, и маховик 22 переходит, в режим свободного выбега (на максимальной скорости). Для последующего разгона после оста- новки или уменьшения скорости на время разгона включают муфты 15, 13, 20 и 24, благодаря чему используется не энергия основного двигателя, а энергия, накопленная в маховике 22, Энергия основного двигателя может быть использована для повышения динамических характеристик транспортного средства во время разгона путем включения на время разгона муфт 11 и 9.
Трогание транспортного средства из исходного состояния (при покояплемся маховике) назад, что необходимо, например, при трогании составов железнодорожного транспорта, может быть осуш,ествлено пятью различными способами, а именно: если основной двигатель имеет возможность реверса - путем непосредственного использования энергии основного двигателя, путем предварительного накопления энергии маховиком 22 с последующим разгоном транспортного средства за счет энергии маховика 22 и путем предварительного накопления энергии двигателя маховиком 22 с последующим разгоном транспортного средства за счет одновременного использования энергии как основного двигателя, так и энергии маховика 22, если основной двигатель не имеет возможности реверса - путем непосредственного разгона транспортного средства за счет основного двигателя и путем предварительного накопления энергии маховиком 22 с последующим разгоном за счет энергии маховика 22.
При реализации первого способа после реверса двигателя включают муфты 11, 9 и 15 в результате чего вращающий момент с вала 10 двигателя через муфту 11, полувал 7 первого промежуточного вала, муфту 9, полувал 8 первого промежуточного вала и муфту 15 поступает на вал 14 трансмиссии, что приводит к разгону транспортного средства в направлении,противоположном основному, т.е. к троганию назад.
При реализации второго способа после реверса двигателя сначала включают муфты 11, 9, 13, 20 и 23. При этом вращающий момент с вала 10 двигателя поступает через муфту 11, полувал 7, муфту 9, полувал 8 и муфту 13 на полый вал 5, откуда посту
0
5
0
5
0
5
0
0
5
пает на маховик 22 двумя различными путями: через второй дискретный ленточный вариатор 2, полый вал 6, конические зубчатые колеса 27, 26 и 25, полый вал 4, муфту 23, второй промежуточный вал 19 и муфту 20 на вал 21 маховика и через конические зубчатые колеса 18, 17 и 16, полый вал 3, первый дискретный ленточный вариатор 1, полый вал 4, муфту 23, второй промежуточный вал 19 и муфту 20 на вал 21 маховика. После накопления маховиком 22 необходимой энергии, муфты 11, 13 и 23 отключают, а муфты 12 и 24 включают. При этом вращающий момент с вала 21 маховика поступает через муфту 20, второй промежуточный вал 19, муфту 24 на полый вал 6, откуда поступает на вал 14 трансмиссии двумя различными путями: через конические зубчатые колеса 27, 26 и 25, полый вал 4, первый дискретный ленточный вариатор 1, полый вал 3, муфту 12, полувал 7 первого промежуточного вала, муфту 9, полувал 8 первого промежуточного вала, муфту 15 и через второй дискретный ленточный вариатор 2, полый вал 5, конические зубчатые колеса 18, 17 и 16, полый вал 3, муфту 12, полувал 7, муфту 9, полувал 8 и муфту 15. Такая передача вращающего момента на вал трансмиссии 14 приводит к троганию с места и разгону транспортного средства в направлении, противоположном основному. После разгона все муфты отключают.
Г еализация третьего способа аналогична реализации второго способа с той разницей, что муфту 11 после набора маховиком 22 необходимой энергии не отключают вплоть до набора транспортным средством необходимой скорости, благодаря чему разгон осуществляется как за счет энергии, накопленной в маховике, так и за счет энергии основного двигателя.
При реализации четвертого способа включают муфты 11, 12, 13 и 15. При этом вра- и ающий момент с вала 10 двигателя поступает через муфту 11, полувал 7 первого промежуточного вала, муфту 12, полый вал 3, коническую зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 16, 17 и 18, полый вал 5, муфту 13, полувал 8 первого промежуточного вала и муфту 15 на вал 14 трансмиссии, что и приводит к троганию с места и разгону транспортного средства назад. При достижении транспортным средством необходимой скорости все муфты отключают, в результате чего транспортное средство переходит в режим свободного выбега.
При реализации пятого способа сначала включают муфты 11, 12, 20 и 23, за счет чего обеспечивают накопление необходимой энергии маховиком 22, а затем муфты 11 и 23 отключают, а муфты 9, 15 и 24 включают. При этом вращающий момент с вала 21 маховика поступает на вал 14 трансмиссии также, как и при реализации второго способа тро- гания транспортного средства назад.
Торможение при движении транспортного средства назад осуществляется следующим образом. Включают муфты 13, 15, 20 и 23. При этом вращающий момент на валу 14 трансмиссии, обусловленный кинетической энергией транспортного средства, поступает через муфту 15, полувал 8 первого промежуточного вала, муфту 13, полый вал 5, второй дискретный ленточный вариатор 2, полый вал 6, конические зубчатые колеса 27, 26 и 25, полый вал 4. муфту 23, второй промежуточный вал 19 и муфту 20 на вал 21 маховика, что приводит к разгону маховика 22, накоплению им энергии вплоть до полной остановки транспортного средства или момента отключения муфт 13, 15, 20 и 23 при снижении скорости транспортного средства до требуемого значения.
Потери кинетической энергии на преодоление сопротивления движению и трение могут привести к неоптимальности передаточного отношения дискретных ленточных вариаторов в момент перехода на отдельные подрежимы из режима свободного выбега. Для повыщения эффективности использования вариатора в предлагаемом рекуперативном тормозе предусмотрена возможность изменения передаточного отнощения дискретных ленточных вариаторов 1 и 2 путем подмотки ленты вариаторов в любом направлении для получения необходимого отношения диаметров мотков ленты, которое обуславливает передаточное отношение дискретного ленточного вариатора в конкретный момент времени. Такая подмотка ленты может быть осуществлена вручную от основного двигателя транспортного средства (фиг. 1) или от дополнительного двигателя (фиг. 2) при стоянке, свободном выбеге или разгоне транспортного средства по первому способу.
При осуществлении подмотки за счет основного двигателя транспортного средства, при отсутствии реверса для перемотки ленты вариаторов на полые валы 3 и 5 блоком 31 продольного перемещения переводят четвертый промежуточный вал 29 в положение, при котором коническое зубчатое колесо 35 входит в зацепление с зубчатым колесом 36, после чего включают муфту 39. При этом вращающий момент с вала 10 двигателя поступает через передачу 34, вал 33 передачи, муфту 32, третий промежуточный вал 28, муфту 30, четвертый промежуточный вал 29, конические зубчатые колеса 35 и 36, муфту 39, коническое зубчатое колесо 17 и конические зубчатые колеса 16 и 18 на полые валы 3 и 5, что приводит к намотке на них ленты дискретных ленточных вариаторов 1 и 2, увеличению диаметров мотков ленты и, следовательно, к изменению передаточного отношения дискретных ленточных вариаторов 1 и 2 в заданном направлении. При достижении необходимого передаточного отношения муфты 32 и 39 отключают. При необходимости перемотки ленты вариаторов в тех же условиях на полые валы 4 и б блоком 31 продольного перемещения переводят четвертый промежуточный вал 29 в положе- 5 ние, при котором коническое зубчатое колесо 37 входит в зацепление с зубчатым колесом 38, после чего включают муфты 32 и 40. При этом врашающий момент с аала 10 двигателя поступает через передачу 34, вал 33 передачи, муфту 32, третий промежу0 точный вал 28, муфту 30, четвертый промежуточный вал 29, конические зубчатые колеса 37 и 38, муфту 40, коническое зубчатое колесо 26 и зубчатые колеса 25 и 27 на полые валы 4 и 6, в результате чего на них
г перематывается лента дискретных ленточных вариаторов 1 и 2, что приводит к изменению передаточного отношению вариаторов в заданном направлении. При достижении необходимого передаточного отношения муфты 32 и 40 отключают.
0 При реверсе основного двигателя для на мотки ленты дискретных ленточных вариаторов 1 и 2 на полые валы 3 и 5 блоком 31 продольного перемещения переводят четвертый промежуточный вал 29 в положение, при котором входят в зацепление конические зубчатые колеса 36 и 37, после чего включают муфты 32 и 39, а для намотки ленты дискретных ленточных вариаторов 1 и 2 на полые валы 4 и 6 сначала блоком 31 продольного перемещения переводят четQ вертый промежуточный вал 29 в положение, при котором входят в зацепление конические зубчатые колеса 35 и 38, после чего включают муфты 32 и 40. При достижении необходимого передаточного отношения муфты 32 и 39 или 32 и 40 отключают.
с При использовании для подмотки ленты вариаторов 1 и 2 дополнительного двигателя (фиг. 2) для перемотки ленты на полые валы 3 и 5 включают двигатель 41 и муфту 39. При этом вращающий момент с вала дополнительного двигателя 41 поступает че0 рез муфту 39, коническое зубчатое колесо 17 и конические зубчатые колеса 16 и 18 на полые валы 3 и 5, что приводит к перематыванию на них ленты дискретных ленточных вариаторов 1 и 2 и, следовательно, к изменению их передаточного отношения в заданном направлении. При достижении необходимого передаточного отношения муфту 39 и двигатель 41 отключают. Для перемотки ленты дискретных ленточных вариаторов 1 и 2 на полые валы 4 и 6 включают дополни0 тельный двигатель 41 и муфту 40. При этом вращающий момент вала дополнительного двигателя 41 поступает через муфту 40, коническое зубчатое колесо 26 и конические зубчатые колеса 26 и 27 на полые валы 4 и 6, что приводит к их вращению, намотке на
5 них ленты и, следовательно, изменению передаточного отношения дискретных ленточных вариаторов I и 2 в заданном направлении. При достижении заданного передаточ5
в виде пальцевой муфты передачи вращающего момента, состоящей из двух соосных дисков, закрепленных на сопрягаемых торцах третьего 28 и четвертого 29 промеисходит, перед свободным выбегом или стоянкой транспортного средства для торможения мотков ленты, наматывающихся, наного отнощения муфту 40 и двигатель 41 выми проточками, а второй снабжен соответ- отключают.ствующими выступами, позволяющими четВ конце любого процесса, связанного с вертому промежуточному валу 29 осущест- перематыванием ленты дискретных ленточ- влять продольные перемещения вдоль оси ных вариаторов 1 и 2, в силу дискрет- вращения без разрыва кинематической свя- ности вариаторов, мотки ленты требуют экст- зи с третьим промежуточным валом 28, или ренного и эффективного торможения. В ряде указанных режимов такое торможение обеспечивается за счет изменения направления перемотки ленты при переходе из одного
подрежима в другой, т.е. автоматически. Ю жуточных валов, и пальца, закрепленного Если перехода в другой подрежим не про- эксцентрично в одйом из дисков и входящего в отверстие (или вырез), сделанное в другом диске, что позволяет перемещать четвертый промежуточный вал 29 вдоль оси пример, на полые валы 3 и 5, включают муф- .-вращения, не прерывая передачи вращаю- ты 23 и 24 и одновременно или с незначитель- щего момента, ной задержкой муфты 12, 9 и 13. При включении муфт 23 и 24 вращающие моменты.Блок 31 продольного перемещения мо- определяемые кинетической энергией мот- жет быть выполнен аналогично переключа- ков ленты, накопленной при перемотке на телю скоростей в автомобильных коробках полые валы 3 и 5, прикладываются к ки- 20 скоростей (передач) или в токарных стан- нематической цепи лента дискретного ленточ- ках со ступенчатым переключением ско- ного вариатора 1 - полый вал 4 - муфта рости и может управляться вручную, пнев- 23- второй промежуточный вал 19- матическим, гидравлическим или электри- муфта 24 - полый вал б - лента дискрет- ческим приводами.
ного ленточного вариатора 2 в разных на-Для максимальной утилизации кинетичеправлениях и компенсируют друг друга, что ской энергии, накопленной маховиком 22
гг„.,после поездки транспортного средства, корпус маховика 22 может быть выполнен съемным, при этом муфта 20 должна быть выполнена разъемной, позволяющей отдеприводит к остановке мотков ленты. При включении муфт 12, 9 и 13 происходит дополнительная компенсация вращающих моментов наматывающихся мотков ленты за
счет приложения этих моментов к кинемати- лять полумуфту, закрепленную на втором
ческой цепи лента дискретного ленточного вариатора 1 - полый вал 3 - муфта 12 - полувал 7 первого промежуточного вала - муфта 9 - полувал 8 первого промежуточного вала - муфта 13 - полый вал 5, лента
промежуточном валу 19, от полумуфты, закрепленной на валу 21 маховика. Такой маховик 22 с накопленной энергией может быть подключен, например, на конечной станции, в депо к другому аналогичному
дискретного ленточного вариатора 2. Для -, транспортному средсту для его разгона.
торможения мотков ленты, наматывающих- В противном случае необходимость в муфте
20 отпадает, вал 21 маховика может быть объединен с вторым промежуточным валом 19.
Если перематываемые участки ленты дисся на полые валы 4 и 6, включают муфты 12, 9 и 13 и одновременно или с незначительной задержкой муфты 23 и 24. Процесс торможения мотков аналогичен.
В процессе движения и стоянки транспорт-40 кретных ленточных вариаторов 1 и 2 не переного средства часть суммарной кинетиче-секают плоскость, проходящую через оси
ской энергии маховика и транспортноговращения первого и второго промежуточных
средства теряется на преодоление сопротив-валов, при использовании для перемотки
ления движению и на трение в узлах реку-мотков ленты дополнительного двигателя 41
перативного тормоза. Компенсация этих по-(фиг. 2) должен использоваться дополнитерь может осуществляться путем непос- тельный двигатель 41 с односторонним враредственной передачи энергии основногощением. Если перематываемые участки ленты
двигателя на вал 14 трансмиссии (т.е. осу-пересекают плоскость, проходящую через оси
ществление дополнительного разгона тран-вращения первого и второго промежуточспортного средства по первому способу).ных валов, в качестве дополнительного двиВ рекуперативном тормозе муфты (кромеCQ гателя 4 должен использоваться серводвимуфты 30) могут быть выполнены в видегатель. Если расход энергии дополнительфрикционных муфт с пневматическим, гидравлическим или электрическим управлением или муфт с магнитной жидкостью и электрическим управлением. Муфта 30 может
ного двигателя в режиме холостого хода пренебрежимо мал, во время работы объекта техники, на котором установлен предлагаемый рекуперативный тормоз, дополнибыть выполнена в виде щлицевого подвиж-55 тельныйдвигатель 41 можно не отклюного соединения третьего 28 и четвертогочать.
29 промежуточных валов, при котором одинЕслипри разгоне транспортного средиз валов выполнен с продольными шлице-ства изисходного состояния (при покояв виде пальцевой муфты передачи вращающего момента, состоящей из двух соосных дисков, закрепленных на сопрягаемых торцах третьего 28 и четвертого 29 промевертому промежуточному валу 29 осущест- влять продольные перемещения вдоль оси вращения без разрыва кинематической свя- зи с третьим промежуточным валом 28, или
жуточных валов, и пальца, закрепленного эксцентрично в одйом из дисков и входящего в отверстие (или вырез), сделанное в другом диске, что позволяет перемещать четвертый промежуточный вал 29 вдоль оси вращения, не прерывая передачи вращаю- щего момента, Блок 31 продольного перемещения мо- жет быть выполнен аналогично переключа- телю скоростей в автомобильных коробках скоростей (передач) или в токарных стан- ках со ступенчатым переключением ско- рости и может управляться вручную, пнев- матическим, гидравлическим или электри- ческим приводами.
лять полумуфту, закрепленную на втором
промежуточном валу 19, от полумуфты, закрепленной на валу 21 маховика. Такой маховик 22 с накопленной энергией может быть подключен, например, на конечной станции, в депо к другому аналогичному
лом 19.
Если перематываемые участки ленты дисного двигателя в режиме холостого хода пренебрежимо мал, во время работы объекта техники, на котором установлен предлагаемый рекуперативный тормоз, дополни тельныйдвигатель 41 можно не отклющемся маховике 22) разгон назад путем непосредственного привода от нереверсируемого основного двигателя по условиям эксплуатации не требуется, т.е. разгон назад может осуществляться по пятому способу с предварительным разгоном маховика 22, наличие муфты 9 не является обязательным, и первый промежуточный вал может быть выполнен не в виде двух отдельных полувалов 7 и 8, соединенных муфтой 9, а как одно целое.
На фиг. 4 в качестве примера приведен двухзвенный составной дискретный ленточный вариатор, состоящий из двух последовательно соединенных звеньев, каждое из которых представляет собой простой дискретный ленточный вариатор с отношением максимального и минимального диаметров мотков ленты 3:1. Передаточное отношение каждого такого звена , передаточное отношение всего составного дискретного лен- точног О вариатора равно произведению передаточных отношений его звеньев. Возможна передача энергии основного двигателя маховику 22 на стоянках, при осуш,ествлении разгона со стоянки или из режима свободного выбега при движении вперед по второму способу или в режиме свободного выбега транспортного средства. Для этого при отсутствии реверса основного двигателя включают муфты 11, 12, 20 и 23. При этом вращающий момент с вала 10 основного двигателя поступает через муфту 11, полувал 7 первого промежуточного вала, муфту 12, полый вал 3, дискретный ленточный вариатор 1, полый вал 4, муфту 39, второй промежуточный вал 19 и муфту 20 на вал 21 маховика, что приводит к разгону маховика 22 и, тем самым, к увеличению его кинетической энергии.
При наличии реверса основного двигателя включают муфты 11,9, 12, 20 и 23. При этом вращающий момент с вала 10 основного двигателя поступает через муфту 11, полувал 7 первого промежуточного вала, муфту 9, полувал 8 первого промежуточного вала, муфту 13, полый вал 5, коническую зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 18, 17 и 16, полый вал 3, дискретный ленточный вариатор 1, полый вал 4, муфту 23, второй промежуточный вал 19 и муфту 20 на вал 21 маховика, что приводит к разгону маховика 22 и увеличению его кинетической энергии.
Высокая скорость переключения режимов определяется в предлагаемом рекуперативном тормозе только временем срабатывания и отпускания муфт, которое составляет в большинстве практических приложений единицы сотых или десятых долей секунды, что соизмеримо со временем психомоторной реакции человека и в силу этого обеспечивает высокую оперативность управления объектами техники.
Формула изобретения
0
1. Рекуперативный тормоз, содержащий маховик, два параллельно размещенных 5 дискретных ленточных вариатора с соосно расположенными щкивами, полые валы, две кинематически связанные с вариаторами трехколесные конические передачи, промежуточные шестерни которых установлены соосно, а первое и третье колеса соединены с полыми валами, два промежуточных вала, размещенные в полых валах, один из которых кинематически связан с валом трансмиссии и валом двигателя, а другой - с маховиком, четыре муфты, установленные
5 между каждым из полых валов и промежуточными валами, две из которых расположены со стороны двигателя и со стороны маховика и выполнены управляемыми, а третья и четвертая размещены на свободных концах промежуточных валов, отличающийся
0 тем, что, с целью повышения экономичности, он снабжен управляемыми муфтами, установленными между первым промежуточным валом и валами двигателя, и трансмиссии, трехколесные зубчатые передачи размещены между вариаторами, шкивы смонтированы на полых валах, первая и третья шестерни каждой трехколесной передачи смонтированы на полых валах, соединенных с одинаковыми по размеру шкивами, ленточных вариаторов, а третья и четвертая муфты
Q выполнены управляемыми.
2.Тормоз по п. 1. отличающийся тем, что свободные участки лент вариаторов расположены по разные стороны от плоскости, проходящей через оси валов вариаторов.
3.Тормоз по п. 1, отличающийся тем, 5 что свободные участки лент вариаторов
связаны со щкивами в точках, расположенных по разные стороны от плоскости, проходящей через оси валов вариаторов.
4.Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что второй промежуточный вал жестко соеди0 нен с маховиком.
5.Тормоз по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной муфтой включения, соединенной с вторым промежуточным валом и маховиком.
6.Тормоз по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен соединенной с валом двигателя дополнительной передачей, связанным с ней третьим промежуточным валом, кинематически связанным с ним с возможностью осевого перемещения четвертым про0 межуточным валом, четырехколесной конической передачей, две шестерни которой закреплены на четвертом промежуточном валу, а две другие установлены соосно с промежуточными шестернями трехколесных конических передач и тремя дополнительными
5 управляемыми муфтами, одна из которых установлена между третьим промежуточным валом и дополнительной передачей, вторая и третья установлены между промежуточ5
ными шестернями трехколесных конических передач и соосно с ними расположенными пестернями четырехколесной конической передачи.
7.Тормоз по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным двигателем и двумя дополнительными муфтами включения, соединенными с валом дополнительного двигателя и с промежуточными шестернями трехколесных зубчатых передач.
8.Тормоз по п. 7, отличающийся тем, что дополнительный двигатель выполнен
двухконцевым и расположен между промежуточными шестернями трехколесных зубчатых передач.
9. Тормоз по пп. 1-8, отличающийся тем, что он снабжен лтополнительной управляемой муфтой, расположенной между первой и третьей шестернями первой трехколесной конической передачи, первый промежуточный вал выполнен в виде двух со- осных полувалов, а полумуфты указанной дополнительной муфты смонтированы на концах полувалов.
Фиг.З
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в объектах техники с циклическим режимом работы, двигатели которых создают на валу враш, момент, используемый для рекуперации. Целью изобретения является повышение экономичности рекуперативного тормоза путем многократного преобразования кинетической энергии и обеспечения передачи накопленной энергии с маховика на вал трансмиссии по заранее заданной характеристике. Для этого в рекуперативном тормозе управляемые муфты (УМ) 11 и 15 установлены pJL щ между первым промежуточным валом, состоя- ш,им из двух полувалов 7 и 8, и соответственно валами 10 и 14 двигателя и трансмиссии. Трехколесные зубчатые передачи 16-18 и 25-27 размещены между двумя дискретными ленточными вариаторами (ЛВ) 1 и 2. ЛВ расположены параллельно и имеют попарно соосно размещенные шкивы одного размера. Шкивы, первая и третья шестерни трехколесных зубчатых передач 16-18 и 25-27 смонтированы на полых валах 3 и 4. На свободных концах первого и второго промежуточных валов 8 и 19 установлены УМ 13 и 41. Свободные участки лент Л В 1 и 2 расположены по разные стороны от плоскости, проходящей через оси валов вариаторов. Тормоз работает в четырех режимах разгона, в режиме торможения при движении вперед, пяти режимах трогания при движении назад и в режиме торможения при движении назад. 8 з.п. ф-лы, 5 ил. СП со СХ) СД 4 3} JL 2 Фиг.
Фиг.
i-e звено
2-е звено( звено
Фиг. 5
к-е зВено
| РЕКУПЕРАТИВНЫЙ ТОРМОЗ | 0 |
|
SU180029A1 |
| Устройство для электрической сигнализации | 1918 |
|
SU16A1 |
