Зубчатый механизм аккумулятора кинетической энергии
Зубчатый механизм относится к передаточным механизмам. Он может быть использован в приводах различных машин, работа которых связана с изменением направления вращения одного из валов и изменением их функционального назначения, т.е. превращения ведущего вала в ведомый и наоборот, например, в гидравлических аккумуляторах кинетической энергии. Известный зубчатый механизм, состоящий из двух передач, два колеса которых закреплены с возможностью вращения на валу двигателя, а два - жестко на выходном валу зубчатого механизма, два свободно вращающихся зубчатых колеса на валу двигателя с внутренних сторон снабжены кулачками с возможностью поочередного соединения переключающим устройством с кулачковой муфтой, расположенной на том же валу с возможностью вращения вместе с валом и перемещения вдоль вала. Этот механизм не может быть использован в гидравлическом аккумуляторе кинетической энергии транспортного средства, поскольку не может изменять направления вращения соответствующих валов. В предложенном зубчатом механизме одна из передач снабжена промежуточным колесом.
Зубчатый механизм относится к передаточным механизмам. Он может быть использован в приводах различных машин, работа которых связана с изменением направления вращения одного из валов и изменением их функционального назначения, т.е. превращения ведущего вала в ведомый и наоборот, например, в гидравлических аккумуляторах кинетической энергии.
Известен зубчатый механизм главного привода металлорежущего станка (патент 
42001, МПК В23D 9/00, В23Q 5/00. Опубл. 20.11.2004. Бюл. 32), состоящий из корпуса с двумя зубчатыми передачами, два колеса которых закреплены с возможностью вращения на валу двигателя, а два - жестко на выходном валу зубчатого механизма, два свободно вращающихся зубчатых колеса на валу двигателя с внутренних сторон снабжены кулачками с возможностью поочередного соединения переключающим устройством с кулачковой муфтой, расположенной на том же валу с возможностью вращения вместе с валом и перемещения вдоль вала.
Основной недостаток известного зубчатого механизма заключается в том, что при превращении вала с кулачковой муфтой из ведущего в ведомый с одновременным изменением направления его вращения происходит изменение направления вращения выходного вала.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы при превращении вала с кулачковой муфтой из ведущего вала в ведомый вал с одновременным изменением направления его вращения не происходило бы изменения направления вращения выходного вала. Или, при определенном направлении вращения вала с жестко закрепленными на нем зубчатыми колесами он бы передавал движение валу с кулачковой муфтой другого направления, а при изменении направления вращения вала с кулачковой муфтой, вал с двумя жестко закрепленными колесами не менял бы направления своего вращения.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, это использование зубчатого механизма как элемента трансмиссии транспортного технического средства (ТС) и как элемента привода по преобразованию кинетической энергии ТС при торможении в энергию газо-гидравлического аккумулятора и наоборот, что позволит экономить топливо ТС.
Технический результат достигается тем, что зубчатый механизм привода аккумулятора кинетической энергии, состоящий из двух зубчатых передач, два колеса которых закреплены с возможностью свободного вращения на валу двигателя, а два - жестко на выходном валу зубчатого механизма, два свободно вращающихся зубчатых колеса на валу двигателя с внутренних сторон снабжены кулачками с возможностью поочередного соединения переключающим устройством с кулачковой муфтой, расположенной на том же валу с возможностью вращения вместе с валом, и перемещения вдоль вала, одна из зубчатых передач снабжена промежуточным колесом.
Такое исполнение зубчатого механизма позволило при превращении вала с кулачковой муфтой из ведомого вала в ведущий не изменять направления вращения выходного вала (вала с двумя жестко закрепленными колесами, как части карданного вала).
На фиг. представлена схема предлагаемого зубчатого механизма. Зубчатый механизм привода аккумулятора кинетической энергии состоит из корпуса 1, двух зубчатых передач, два колеса 2 и 3 которых закреплены с возможностью свободного вращения на валу двигателя, а два 4 и 5 - жестко на выходном валу зубчатого механизма. Два свободно вращающихся зубчатых колеса 2 и 3 на валу двигателя (насоса) с внутренних сторон снабжены кулачками с возможностью поочередного соединения переключающим устройством 6 с кулачковой муфтой 7, расположенной на том же валу с возможностью вращения вместе с валом и перемещения вдоль вала. Одна из зубчатых передач снабжена промежуточным колесом 8. Зубчатый механизм предназначен для работы в приводе с обратимым гидравлическим двигателем 9, который может работать и в режиме гидравлического насоса.
Зубчатый механизм работает следующим образом.
Вал с двумя жестко закрепленными колесами является карданным валом транспортного средства. В начале торможения переключающим устройством 6 и кулачковой муфтой 7 включается зубчатое колесо 3, которое приводит в движение вал гидравлического насоса 9. Гидравлический насос закачивает жидкость под высоким давлением в газо-гидравлический аккумулятор (ране и далее - аккумулятор кинетической энергии) и который на схеме не показан. При достижении давления жидкости в аккумуляторе кинетической энергии необходимого значения, привод насоса отключается. При трогании транспортного средства(ТС) с места и разгоне жидкость из аккумулятора кинетической энергии под высоким давлением направляется в гидравлический насос, который в силу обратимости становится гидравлическим двигателем и который создает необходимый крутящий момент. При этом происходит изменение направления вращения вала, на котором закреплены свободно вращающиеся колеса 2 и 3. Для того, чтобы вращать колесо 4 в сторону начального вращения карданного вала, как и при торможении, надо кулачковую муфту 7 соединить с колесом 2. Промежуточное колесо 8 позволяет сохранять направление вращения колеса 4, т.е. карданного вала, и прикладывать дополнительный момент к карданному валу, передающемуся от гидравлического двигателя 9. Таким образом, при торможении ТС аккумулятор кинетической энергии забирает часть кинетической энергии ТС при торможении путем передачи движения через зубчатый механизм (колеса 5 и 3) гидравлическому насосу 9 (преобразование кинетической энергии движения ТС в энергию давления жидкости), который закачивает жидкость под высоким давлением в аккумулятор кинетической энергии. При трогании с места и разгоне ТС жидкость из аккумулятора кинетической энергии под высоким давлением поступает в гидравлический насос, который (в силу обратимости) превращается в гидравлический двигатель и передает движение и соответствующий момент через муфту 7 и зубчатые колеса 2, 8 и 4 карданному валу, на котором жестко закреплены колеса 4 и 5. Следовательно, задача, поставленная перед полезной моделью, выполнена, карданный вал сохраняет свое начальное вращение; энергия, накопленная в аккумуляторе кинетической энергии используется снова для задания движения ТС, что позволяет экономить топливо ТС.
Зубчатый механизм аккумулятора кинетической энергии, содержащий две зубчатые передачи, два колеса которых закреплены с возможностью свободного вращения на валу двигателя, а два - жестко на выходном валу зубчатого механизма, причем закрепленные на валу двигателя зубчатые колеса с внутренних сторон снабжены кулачками с возможностью поочередного соединения переключающим устройством с кулачковой муфтой, расположенной на том же валу с возможностью вращения вместе с валом и перемещения вдоль вала, отличающийся тем, что одна из зубчатых передач снабжена промежуточным колесом.
