Зубчатый механизм аккумулятора кинетической энергии

Зубчатый механизм относится к передаточным механизмам и может быть использован в приводах различных машин, в частности в газо-гидравлических аккумуляторах кинетической энергии транспортных средств.

Известный мотор-редуктор, состоящий из двух соосных зубчатых передач, имеет главный недостаток, заключающийся в том, что при превращении вала двигателя из ведущего в ведомый с одновременным изменением направления его вращения происходит изменение направления вращения выходного вала. В предложенном зубчатом механизме передача от карданного вала к гидравлическому насосу выполнена в виде мультипликатора, а передача от гидравлического двигателя к карданному валу выполнена в виде редуктора и снабжена промежуточным колесом.

Зубчатый механизм относится к передаточным механизмам и может быть использован в приводах различных машин, в частности в газо-гидравлических аккумуляторах кинетической энергии транспортных средств. С приводом от карданного вала, например, останавливающегося автобуса, надо применить мультипликатор для закачки жидкости с помощью гидравлического насоса в аккумулятор за короткий промежуток времени (10-15 с), а затем гидравлическим двигателем (с помощью выпускаемой из аккумулятора жидкости) через редуктор разогнать автобус после его остановки до 30-40 км/час.

Известен мотор-редуктор (заявка 2011100336/11(000467), Мотор-редуктор), состоящий из фланцевого электродвигателя, корпуса редуктора, в котором размещен двухскоростной соосный зубчатый механизм, два колеса из которых закреплены с возможностью вращения на валу электродвигателя, а два - жестко на выходном валу редуктора, вал электродвигателя снабжен с двух сторон шлицевыми концами, на которых расположены соединительные диски дисковых муфт и каретки со шлицевыми отверстиями и нажимными дисками с возможностью вращения вместе с валами и перемещения вдоль них, над каретками размещены соленоиды в маслонепроницаемых корпусах, жестко соединенные с корпусом зубчатого механизма, с возможностью выталкивания и втягивания полых кареток и соответственно соединения зубчатых колес с помощью дисковых муфт со шлицевыми валами и их разъединения.

Основной недостаток известного мотор-редуктора заключается в том, что при превращении вала электродвигателя 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 передаче движения от карданного вала гидравлическому насосу зубчатый механизм имел бы мультипликатор, а при передаче движения от гидравлического двигателя, полученного обращением гидравлического насоса с изменением направления вращения его звеньев, карданному валу зубчатый механизм был бы редуктором с сохранением направления вращения карданного вала.

Технический результат достигается тем, что зубчатый механизм аккумулятора кинетической энергии, состоящий из гидравлического насоса, обратимого в гидравлический двигатель, корпуса механизма, в котором размещены две передачи, два колеса которых закреплены шарнирно на валу гидравлического насоса, а два - жестко на выходном валу зубчатого механизма, вал гидронасоса снабжен с двух сторон шлицевыми концами, на которых расположены соединительные диски дисковых муфт и каретки со шлицевыми отверстиями и нажимными дисками с возможностью вращения вместе с валами и перемещения вдоль них, над каретками размещены соленоиды в маслонепроницаемых корпусах, жестко соединенные с корпусом зубчатого механизма, с возможностью выталкивания и втягивания полых кареток и соответственно соединения зубчатых колес с помощью дисковых муфт со шлицевыми валами и их разъединения, (нами предложено) передача от карданного вала к гидравлическому насосу выполнена в виде мультипликатора, а передача от гидравлического двигателя к карданному валу выполнена в виде редуктора и снабжена промежуточным колесом.

Такое исполнение зубчатого механизма позволило обеспечить закачку жидкости в газо-гидравлический аккумулятор в пределах времени торможения автобуса при его остановке за 11-15 с, а затем с началом движения разгонять автобус до 30-40 км/час.

На фиг. представлена схема зубчатого механизма.

Зубчатый механизм аккумулятора кинетической энергии состоит из гидравлического насоса 1, обратимого в гидравлический двигатель, корпуса механизма 2, в котором размещены две передачи, состоящие из колес 3 и 4, закрепленных шарнирно на валу 5 гидравлического насоса. Числа зубьев колес равны Z₃ и Z₄. Колеса 3 и 4 постоянно находятся в зацеплении соответственно с колесами 6 и 7, жестко связанными с карданным валом 8. Числа зубьев колес 6 и 7 равны соответственно Z₆ и Z₇. Вал 5 гидронасоса снабжен с двух сторон шлицевыми концами, на которых расположены соединительные диски 9 дисковых муфт и каретки 10 со шлицевыми отверстиями и нажимными дисками с возможностью вращения вместе с валами и перемещения вдоль них. Над каретками размещены соленоиды 11 в маслонепроницаемых корпусах, жестко соединенные с корпусом зубчатого механизма 2, с возможностью выталкивания и втягивания полых кареток и соответственно соединения зубчатых колес с помощью дисковых муфт со шлицевыми валами и их разъединения. К корпусу механизма жестко прикреплена ось 12 промежуточного зубчатого колеса 13 с числом зубьев Z₁₃.

Зубчатый механизм аккумулятора кинетической энергии работает следующим образом.

При торможении автобуса его бортовой компьютер (на схеме он не показан) с свалом 5 гидравлического насоса 1 жестко соединяет колесо 4 с помощью соленоида 11 соединительных дисков 9 и вытолкнутой каретки 10. Колесо 4 с колесом 7 образуют мультипликатор, у которого колесо 7 с карданным валом 8 вращается, например, с угловой скоростью ₈ по ходу часовой стрелки, а вал 5 насоса 1-е угловой скоростью ₅ против хода часовой стрелки. Направления угловых скоростей для этого случая показаны слева от схемы механизма. Мультипликатор, вращая вал 5 гидравлического насоса, за 11-15 с движения автобуса до полной его остановки закачивает жидкость в газо-гидравлический аккумулятор, который на схеме условно не показан, до определенного давления. Автобус, высадив пассажиров и приняв новых, начинает движение. Бортовой компьютер отсоединяет от вала 5 колесо 4 и жестко с ним соединяет колесо 3 с помощью правого соленоида 11. Колесо 3 с колесами 6 и 13 образуют редуктор. Одновременно из аккумулятора подается жидкость в гидравлический насос 1, который превращается в гидравлический двигатель, изменяющий направление вращения вала 5. Гидравлический двигатель1 с помощью редуктора разгоняет автобус до 30-40 км/час, экономя при этом топливо до 25%. Направления угловых скоростей (₅, ₁₃, ₈) звеньев показаны на фиг. справа от схемы, из которой видно, что угловая скорость cog колеса 6 совпадает по направлению с угловой скоростью карданного вала, показанной слева схемы. Далее цикл повторяется.

Таким образом, задача, поставленная перед полезной моделью, полностью выполнена.

Зубчатый механизм аккумулятора кинетической энергии, состоящий из гидравлического насоса, обратимого в гидравлический двигатель, корпуса механизма, в котором размещены две передачи, два колеса которых закреплены шарнирно на валу гидравлического насоса, а два - жестко на выходном валу зубчатого механизма, вал гидронасоса снабжен с двух сторон шлицевыми концами, на которых расположены соединительные диски дисковых муфт и каретки со шлицевыми отверстиями и нажимными дисками с возможностью вращения вместе с валами и перемещения вдоль них, над каретками размещены соленоиды в маслонепроницаемых корпусах, жестко соединенные с корпусом зубчатого механизма, с возможностью выталкивания и втягивания полых кареток и соответственно соединения зубчатых колес с помощью дисковых муфт со шлицевыми валами и их разъединения, отличающийся тем, что передача от карданного вала к гидравлическому насосу выполнена в виде мультипликатора, а передача от гидравлического двигателя к карданному валу выполнена в виде редуктора и снабжена промежуточным колесом.