Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Аккумулятор инерционный


Инерционный аккумулятор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Инерционный аккумулятор

Cтраница 1

Инерционные аккумуляторы ( рис. 83, к) применяют в самоходных машинах, работающих с меняющейся нагрузкой. Запасенная в маховике энергия при малых нагрузках рабочего органа реализуется затем - при повышенных нагрузках. Гидростатическая трансмиссия позволяет осуществлять зарядку инерционного аккумулятора при езде под уклон и затем использовать запасенную энергию при движении по горизонтальному участку пути или на подъеме.  [1]

Инерционный аккумулятор, основанный на инерционном вращении маховика, в отличие от тела, движущегося равномерно и прямолинейно, может легко менять показатель инертности - момент инерции. Такие маховики переменного момента инерции позволяют регулировать угловую скорость вращения, что определяет многие полезные свойства инерционного аккумулятора.  [2]

Чтобы инерционный аккумулятор максимально эффективно проявил свое свойство сохранять накопленную кииет-аческую энергию, движение маховика должна быть возможно ближе к инерционному вращательному движению. А для этого нужно, чтобы сопротивление вращению маховика было исчезающе мало и не оказывало заметного влияния па равномерность его движения. Нужно также, чтобы линейная скорость движения большей части массы маховика была максимально высокой - тогда при одной и той же инерционности маховика в ней будет накоплено большее количество кинетической энергии. Для нормальной работы инерционного аккумулятора необходимо, чтобы маховик был статически и динамически отбалансирован - иначе, кроме инерционного вращательного движения, маховик будет участвовать еще и в вибрационном движении, отнюдь не способствующем эффективному сохранению энергии.  [3]

В инерционном аккумуляторе Уфимцева ( 1918 г.) для ветроэлектрических станций стальной диск вращается в глубоком вакууме, делая 20 000 об / мин. Предоставленный самому себе, он продолжает вращаться в течение двух недель.  [4]

В инерционном аккумуляторе Уфимцева ( 1918) для ветроэлектрических станций стальной диск вращается в глубоком вакууме, делая 20000 об / мин. Предоставленный самому себе, он продолжает вращаться в течение двух недель.  [5]

Стабилизирующие свойства инерционных аккумуляторов используются в так называемых однорельсовых экипажах, равновесие которых поддерживается помещенным в них стабилизирующим гироскопическим устройством. Это свойство гироскопов было использовано для стабилизации двухколесного экипажа русским инженером П. П. Шиловским, а еще ранее - англичанином Бренаном.  [6]

Недостатком автомобилей с инерционными аккумуляторами является тс что для создания компактных и легких маховиков, способных выдерживат огромные окружные скорости, нужны специальные формы и материалы, зна чительно удорожающие изготовление. С целью повышения энергоемкости ма ховика и сохранения его относительно небольших габаритов сплошной метаг лический диск заменяют стальной пружинной намотанной лентой. Такой махе вик в 6 раз превосходит обычные маховики по плотности запасенной энерги. Разрывы ленточных маховиков не так разрушительны, как монолитных. Зат скорости вращения растут, а вместе с ними увеличивается запасенная кинети ческая энергия.  [8]

Мощность потерь в инерционных аккумуляторах зависит от плотности окружающей среды. Зазор между маховиком и кожухом для обеспечения минимальных потерь должен составлять от 1 до 3 % диаметра маховика. При большем зазоре в движение вовлекается много газа и растут потери, а при очень малых зазорах пограничные слои газа начинают влиять один на другой. В водородной среде потери снижаются почти в 10 раз, а в гелиевой - в 7 раз по сравнению с воздушной. Даже температура окружающей среды влияет на потери энергии, например.  [9]

Для компенсации таких длительных затиший инерционный аккумулятор явно непригоден. Поэтому для компенсации длительных затиший Ветчинкин и Уфимцев рекомендуют запасать энергию в других формах - химической, тепловой или потенциальной. К сожалению, их рекомендации пока не воплотимы в жизнь.  [10]

Для реальных частот вращения маховиков инерционных аккумуляторов даже сравнительно малая неуравновешенность может вызвать большую центробежную силу. Отсюда видно, как тщательно должны быть отбалансированы маховики инерционных аккумуляторов, вращающиеся с весьма высокой скоростью, чтобы не могли возникнуть опасные динамические реакции, равные по величине центробежным силам инерции.  [11]

Если такой метод будет разработан, инерционные аккумуляторы фактически лишатся внутренних потерь энергии, что обеспечит им почти 100 % - ный КПД. Маховик будет вращаться практически только по инерции.  [12]

Наличие тяжелого быстро вращающегося маховика в инерционном аккумуляторе требует тщательной балансировки, так как в случае неуравновешенности маховика могут наступить опасные вибрации.  [13]

В зависимости от вида накапливаемой энергии различают гидравлические аккумуляторы, инерционные аккумуляторы, пневматические аккумуляторы, тепловые аккумуляторы и электрические аккумуляторы.  [14]

Так как выбег обычно длится гораздо дольше, чем работа или зарядка инерционного аккумулятора, снижение потерь при выбеге очень важно. Если отбор мощности осуществляется гидро - или электросистемой либо каким-нибудь из низкомоментных устройств вывода мощности ( описанных ниже), то зарядку инерционного аккумулятора удобно производить приводом весьма высокой мощности ( например, крупным электродвигателем) за очень короткое время. В этом случае описанная конструкция очень удобна, так как позволяет раскручивать маховик непосредственно за вал и откачивать воздух одновременно с зарядкой.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Инерционный аккумулятор

 

1

Класс 47=4-и-бО № 2290

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ инерционного аккумулятора.

К патенту А. Г. Уфимцева, заявленному 11 ноября 1918 года (ваяв. свид. № 73800). г

0 выдаче патента опубликовано 28 февраля 1927 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 15 сентября 1924 года.

- Для запасания энергии, главным образом ветра, предлагается аккумулятор, представляющий собой быстро вращающееся тело, с большой массой, помещенное для уменьшения потери энергии от сопротивления среды в кожух, из которого выкачан воздух.

На чертеже фиг. 1 изображает аккумулятор с вертикальной осью и электрической передачей энергии, фиг. 2 — вертикальный разрез кожуха с несколькими пружинными пятниками, фиг. 3 — аккумулятор с нижней точкой опоры, фиг. 4 — схему расположения роликовых подшипников при горизонтальной оси аккумулятора, фиг.

5 и 6 — схему расположения дисковых опор аккумулятора с горизонтальной осью и фиг. 7 — аккумулятор с механической передачей энергии.

Правильная эксплоатация энергии ветра возможна только йри аккумулировании ее, что при электрической передаче может совершаться следующим .образом. Ветряное колесо вращает динамо-машину, дающую ток постоянного напряжения при изменяк>щемся числе оборотов и посылающую его в динамо-мотор инерционного аккумулятора, в котором накопляется энергия в виде живой силы вращающегося тела, расходуемая, затем, в виде электрической энергии динамомотора, получающего вращение от инерционного аккумулятора.

Для сохранения энергии инерционного аккумулятора в течение продолжительного времени, необходимо до минимума уменьшить ее потери, происходящие от сопротивления окружающей среды. трения в опорах и вибрации.

Лккумулятор для продолжительного действия, схематически изображенный на фиг. 1, состоит из вращающегося на вертикальной оси 2 тела 1, представляющего собою диск равного сопро.гивления (во всех точках наибольшие растягивающие напряжения как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях равны и постоянны).

Вертикальная ось 2 диска подвешивается на одном или нескольких шариковых пятниках 3, снабженных спиральными пружинками 9, опирающимися на кольцевые выступы цилиндрического футляра 8, в котором заключены все пятники (фиг. 2). Введение нескольких пятников имеет целью уменьшить трение путем .распределения веса ди ска 1 между всеми пятниками. Футляр 8 подвешен при помощи универсального шарнира 4 к замкнутому кожуху б, в котором помещается вся система и из которого для уменьшения сопротивления среды выкачан воздух до возможной степени разряжения. В виду того, что шариковые пятники 3 должны смазываться маслом, упругость паров которого не дала бы возможности разрядить воздух в замкнутом пространстве кожуха б далее известного предела, футляр 8 отделяется от остального пространства кожуха 6 при помощи гидравлического затвора 5. В гидравлический затвор, разделяющий обе полости и не препятствующий свободному вращению оси 2, помещается или ртуть, или сплав калия с натрием. Выкачивание воздуха производится из каждой полости отдельно; вместо выкачивания воздуха может быть применено наполнение замкнутого пространства каким-либо легким газом, например, водородом, даже под атмосферным давлением. Для передачи энергии в аккумулятор и из аккумулятора на оси 2 укреплен якорь 7 динамо-мотора, обладающего свойством, при увеличении числа оборотов в несколько раз более нормального, сохранять напряжение постоянным, что может быть достигнуто, например, автоматическим выключением части обмотки его электромагнитов. Вследствие обратимости динамо-машины она или придает вращение диску 1 и таким образом накопляет в нем энергию, или образуе ток за счет накопленной в диске энергии. Мотор может быть помещен и вне кожуха б, для чего ось

2 должна быть выведена наружу, или на другой Оси, связан ной передачей с осью 2. Что касается потерь от вибрациями, то, согласно указания автора, при гибкости оси 2 и шаровом шарнире 4 диск 1 будет вращаться вокруг своей главной оси инерции„ и вибрация, вследствие этого, будет отсутствовать. Диск 1 аккумулятора может быть помещен вверху (фиг. 3), и тогда ось 2 является опорной частью, пятники 3 находятся внизу, при чем вместо них может быть применен гидравлический подпятник. Кроме того, для удерживания верхнего конца оси 2, близ диска 1 устанавливается подшипник 10, укрепляемый к кожуху 6 пружинками 11.

Когда запасы энергии совершаются на короткие сроки возможно ось 2 ставить горизонтально, закрепляя ее

В IIIBPNÊOÂÛÕ ИЛИ роЛИКОВЫХ ПОДШИПниках (фиг. 4) или помещая ее концы в дисковые опоры (фиг, 5 и 6), представляющие собою колеса 12 с бортами, на внутренней поверхности которых лежат концы оси 2. Колеса 12 поддерживаются осями вспомогательных колес 13.

На фиг. 7 изображен инерционный аккумулятор. в котором применена механическая передача энергии, предназначаемая к аккумулированию последней для целей передвижения (трамваев, автомобилей, аэропланов и т. и.). На вергикальной оси 2 аккумулятора, кроме диска 1, помещаются фрикцион 3 и связанная с ним коническая шестерня 5. Верхний конец оси 2 подвешивается на шариковых подшипниках. Помещенных внутри коробки 4 с винтовой нарезкой, которой она укрепляется в кожухе аккумулятора. Поворачивая коробку 4, возможно отодвигать или придвигать диск 1 к фрикциону 3, т.-е. приводить в сцепление при помощи конической передачи 5, 6 диск 1 с боковой горизонтальной осью 7, которая через сальник 8 выведена наружу, где при помощи трущихся конических катков

9 и 10 сообщает движение передаточному валч 11.

ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА.

1. Инерцио нный аккумулятор, характеризующийся применением вращающегося диска 1 (фиг. 1 и 2), осью 2 подвешенного на одном или нескольких шариковых пружинных пятниках

3, заключенных в особом футляре 8 с гидравлическим затвором 5, каковой футляр шарнирно подвешен внутри замкнутого кожуха б, вмещающего вышеуказанный диск 1 и заключающего разреженный до возможной степени воздух, или наполненного какимлибо легким газом, напр., водородом.

2. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 аккумулятора, отличающаяся (фиг. 1) тем, что на оси 2 или на другой оси, связанной с осью 2 соответствующею передачею, закрепляется якорь 7 динамо-мотора, расположенного внутри кожуха б или вне его — при выведенной наружу оси 2.

3. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 аккумулятора, отличающаяся (фиг. 3) тем, что ось 2 представляет собою опорную часть диска 1, который в этосом случае располагается вверху, близ пружинного подшипника 10, удерживающего верхний конец оси 2 при чем взамен ! шариковых пятников может бьггь применен гидравлический подпятник.

4. Форма выполнения охарактеризо-! ванного 8 H.ll. 1 N 2 аккумуляторов, отличающаяся тем, что диск 1 помешается на горизонтальной оси, которая закрепляется в шариковых или роликовых (фиг. 4) подшипниках, которые могут быть заменены дисковыми опорами (фиг. 5 и б).

5. Форма выполнения охарактеризованного в п. 1 аккумулятора, отличающаяся (фиг. 7) применением добавочной, боковой, горизонтальной оси 7, связанной с диском 1 посредством зубчатой передачи 5, б и фрикциона

3, а с передаточным валом 11 †трущимися. коническими катками 9, 10.

Типо-инаографнн еКраеиый Печагннкэ, Ленинград, Международный, 75.

Инерционный аккумулятор Инерционный аккумулятор Инерционный аккумулятор Инерционный аккумулятор Инерционный аккумулятор 

www.findpatent.ru

Инерционный аккумулятор - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Инерционный аккумулятор

Cтраница 2

Моменты внешних сил, действующих на маховик, обусловливаются потерями энергии в инерционном аккумуляторе. Посмотрим, где же теряется энергия при вращении маховика.  [16]

Для привода автобуса, имеющего конкретный путь следования и обязательные периодические остановки, вовсе не обязателен сложный инерционный аккумулятор с супермаховиком. Здесь иногда вполне достаточен и монолитный маховик современной конструкции. Масса маховика 1400 кг, рабочая частота вращения - от 5 до 10 тыс. об / мин. Маховик выполнен заодно с мотор-генератором постоянного тока с вертикальным валом. Корпус маховика и мотор-генератор заполнен разреженным гелием. Раскрутка маховика осуществляется подключением к сети. Тяговый двигатель махобуса имеет мощность 115 кВт и позволяет пройти машине с полной нагрузкой 5 - 6 км до следующей подзарядки. При торможениях предусмотрена рекуперация энергии.  [17]

Создав сверхпрочные волокна, сверхсильные магниты, сверхнизкое трение и сверхвысокий вакуум, техника сегодняшнего дня словно позаботилась об инерционных аккумуляторах, обеспечив им блестящие перспективы.  [18]

Здесь мы поведем речь только об одном типе аккумулятора энергии, имеющем непосредственную связь с инер - ией - инерционном аккумуляторе ( маховике) который считается одним из самых перспективных. Маховики способны кратковременно развивать колоссальные мощности, недоступные другим аккумуляторам.  [19]

Мгновенные порывы ветра и даже затишья, длящиеся в течение нескольких минут, по мысли этих изобретателей, было целесообразнее всего компенсировать инерционным аккумулятором - тяжелым маховиком, разгоняемым силой ветра. В Курске Ветчинкин и Уфимцев построили ветродвигатель, соединенный с генератором электрического тока. Мгновенные и минутные изменения в силе ветра компенсировались на этой установке именно инерционным аккумулятором.  [20]

Для реальных частот вращения маховиков инерционных аккумуляторов даже сравнительно малая неуравновешенность может вызвать большую центробежную силу. Отсюда видно, как тщательно должны быть отбалансированы маховики инерционных аккумуляторов, вращающиеся с весьма высокой скоростью, чтобы не могли возникнуть опасные динамические реакции, равные по величине центробежным силам инерции.  [21]

Инерционный аккумулятор, основанный на инерционном вращении маховика, в отличие от тела, движущегося равномерно и прямолинейно, может легко менять показатель инертности - момент инерции. Такие маховики переменного момента инерции позволяют регулировать угловую скорость вращения, что определяет многие полезные свойства инерционного аккумулятора.  [22]

В лаборатории при кафедре теоретической механики Курского политехнического института в 1973 г. был оборудован экспериментальный автобус с инерционным аккумулятором механической энергии, дающим возможность значительно экономить горючее и уменьшить количество выбрасываемых в атмосферу вредных выхлопных газов.  [23]

В лаборатории при кафедре теоретической механики Курского политехнического института в 1973 г. был оборудован экспериментальный автобус с инерционным аккумулятором механической энергии, дающим возможность значительно экономить горючее и уменьши.  [24]

В лаборатории при кафедре теоретической механики Курского политехнического института в 1973 г. был оборудован экспериментальный автобус с инерционным аккумулятором механической энергии, дающим возможность значительно экономить горючее и уменьшить количество выбрасываемых в атмосферу вредных выхлопных газов.  [25]

Так как выбег обычно длится гораздо дольше, чем работа или зарядка инерционного аккумулятора, снижение потерь при выбеге очень важно. Если отбор мощности осуществляется гидро - или электросистемой либо каким-нибудь из низкомоментных устройств вывода мощности ( описанных ниже), то зарядку инерционного аккумулятора удобно производить приводом весьма высокой мощности ( например, крупным электродвигателем) за очень короткое время. В этом случае описанная конструкция очень удобна, так как позволяет раскручивать маховик непосредственно за вал и откачивать воздух одновременно с зарядкой.  [26]

Инерционные аккумуляторы ( рис. 83, к) применяют в самоходных машинах, работающих с меняющейся нагрузкой. Запасенная в маховике энергия при малых нагрузках рабочего органа реализуется затем - при повышенных нагрузках. Гидростатическая трансмиссия позволяет осуществлять зарядку инерционного аккумулятора при езде под уклон и затем использовать запасенную энергию при движении по горизонтальному участку пути или на подъеме.  [27]

Мгновенные порывы ветра и даже затишья, длящиеся в течение нескольких минут, по мысли этих изобретателей, было целесообразнее всего компенсировать инерционным аккумулятором - тяжелым маховиком, разгоняемым силой ветра. В Курске Ветчинкин и Уфимцев построили ветродвигатель, соединенный с генератором электрического тока. Мгновенные и минутные изменения в силе ветра компенсировались на этой установке именно инерционным аккумулятором.  [28]

Чтобы инерционный аккумулятор максимально эффективно проявил свое свойство сохранять накопленную кииет-аческую энергию, движение маховика должна быть возможно ближе к инерционному вращательному движению. А для этого нужно, чтобы сопротивление вращению маховика было исчезающе мало и не оказывало заметного влияния па равномерность его движения. Нужно также, чтобы линейная скорость движения большей части массы маховика была максимально высокой - тогда при одной и той же инерционности маховика в ней будет накоплено большее количество кинетической энергии. Для нормальной работы инерционного аккумулятора необходимо, чтобы маховик был статически и динамически отбалансирован - иначе, кроме инерционного вращательного движения, маховик будет участвовать еще и в вибрационном движении, отнюдь не способствующем эффективному сохранению энергии.  [29]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Аккумулирование энергии при торможении и гибридные приводы

ПоршеньАвтор: Юлиюс Мацкерле (Julius Mackerle)Источник: «Современный экономичный автомобиль» [1]Количество просмотров 9220 Количество комментариев 1

Ранее была рассмотрена целесообразность движения с изменяющейся скоростью и указано на возможность повышения экономичности при аккумулировании энергии, теряемой в процессе торможения.

При торможении теряется от 15 до 60 % кинетической энергии, придаваемой автомобилю двигателем. Доля этой потери зависит от вида автомобиля и типа движения (город, шоссе). На математических моделях было установлено, что если бы использовалось лишь несколько процентов этой энергии, то в условиях городского движения расход топлива автомобилем снизился бы на 20 – 30 %. Решение этой проблемы привлекает поэтому большое внимание специалистов.

Как уже отмечалось, довольно просто решается проблема аккумулирования энергии, теряющейся при торможении, у электромобилей. Если говорить об электромобилях с собственным электрическим аккумулятором, то для этого достаточно использовать приводной электродвигатель как генератор, который будет заряжать аккумулятор. Последний должен обеспечивать достаточный пробег электромобиля без перезарядки, иметь поэтому высокую емкость и, следовательно, способность запасать значительную энергию.

Кроме энергии при торможении можно аккумулировать и энергию при спуске с длинных пологих склонов.

Наиболее выгодны условия аккумулирования энергии у автомобилей, предназначенных для эксплуатации в качестве средств городского транспорта с частыми остановками [2]. Энергия, полученная за время движения между двумя остановками, не слишком велика, но если ее сразу использовать для последующего разгона, то аккумулятор будет иметь небольшой объем и его можно легко разместить в автомобиле.

При эксплуатации легкового автомобиля кроме торможения на горизонтальных участках дорог можно утилизировать также и торможение на длинных пологих спусках, однако чтобы запасти достаточное количество энергии, необходим аккумулятор больших размеров, а это приводит к потере полезного объема кузова и увеличению массы. По этой причине опыты с аккумуляторами проводятся большей частью на городских автобусах.

У электромобилей, получающих энергию из контактной (троллейной) сети, возможность аккумулирования энергии практически не имеет границ. В этих случаях электрическое аккумулирование достаточно просто осуществимо. Тяговый двигатель при переходе в генераторный режим становится элементом тормозной системы, эффективность которого, однако, снижается с падением частоты вращения и который не может остановить автомобиль и удерживать его в заторможенном состоянии. Поэтому он должен быть дополнен обычным стояночным тормозом, приводимым в действие при малых скоростях перед остановкой автомобиля. Энергию стояночного тормоза аккумулировать невозможно.

Так как в большинстве случаев автомобиль обычно имеет только одну ведущую ось, то и электрический тормоз действует также лишь на нее. В качестве ведущей выгоднее использовать заднюю ось, которая при разгоне и движении на подъеме загружена больше. Для торможения более пригодна передняя ось, нагрузка на которую больше при замедлении автомобиля и при движении на спуске. На границе скольжения колеса в этом случае задняя ведущая ось не сможет аккумулировать столько энергии, сколько нужно ее использовать при разгоне.

Для экстренного торможения недостаточно тормозов только на одной оси, особенно на задней. Поэтому полная возможность аккумулирования энергии ведущей осью ограничена, а устройства для утилизации энергии торможения на передней неведущей оси весьма сложны.

Наиболее подходящие условия аккумулирования энергии при торможении имеются в метрополитене. Движение между двумя станциями достаточно равномерное и в отличие от городских автобусов происходит без торможения и остановок на перекрестках. В связи с тем, что большинство пассажиров в метро стоит, интенсивность торможения довольно низкая, и выгодно торможение только тяговым двигателем; стояночный тормоз применяется лишь перед полной остановкой состава.

Экономия энергии, достигаемая аккумулированием, была проверена в метрополитене Нью-Йорка в цикле движения с 76 остановками. В испытательных вагонах, включенных в процесс обычной эксплуатации, были установлены инерционные (маховичные) аккумуляторы, приводимые электродвигателем.

Каждый вагон имел два инерционных аккумулятора, размещенных под полом, в связи с чем диаметр маховика был ограничен 500 мм. Аккумулятор состоял из четырех маховиков, расположенных в общем герметичном корпусе с давлением воздуха, равным 1/30 атмосферного давления, что позволяло снизить аэродинамические потери энергии при вращении маховиков. Масса каждого из маховиков – 68 кг. Для торможения и разгона поезда используется диапазон частоты вращения маховиков 9800 – 14000 мин-1. На валу каждого аккумулятора был установлен генератор, предназначенный для ускорения или торможения маховика.

Если частота вращения маховика снижается до нижней границы рабочего диапазона, то маховик ускоряется за счет подвода энергии из сети питания. Нижняя граница рабочего диапазона частоты вращения установлена так, чтобы при нарушении подачи электроэнергии кинетической энергии маховиков хватило бы для достижения ближайшей станции. При остановке вагона с вращающимся маховиком энергию можно отвести в сеть.

Принцип работы системы изображен ниже. Аккумулятор S электрически соединен с блоком регулирования X и с тяговым двигателем M на ведущей оси вагона. При торможении (схема 1) ведущее колесо вагона приводит в движение электродвигатель М, который, работая в режиме генератора, обеспечивает разгон маховика аккумулятора. Соединение регулятора с сетью при этом прервано.

Рис. 1. Схема работы инерционного аккумулятора вагона метрополитена
Схема работы инерционного аккумулятора вагона метрополитена

При последующем разгоне (схема 2) вращающийся маховик через свой генератор передает энергию электродвигателю M и одновременно на этот двигатель поступает также энергия из сети. Таким образом, сеть питания при разгоне частично разгружается.

После достижения поездом эксплуатационной скорости (схема 3) регулятор X отключит подачу энергии от генератора маховика и оставит только питание из сети. Введение в эксплуатацию таких вагонов с маховичными аккумуляторами позволило сэкономить 30 % энергии.

Инерционные приводы

Так называемый гиробус швейцарской фирмы «Эрликон», изготовленный еще до второй мировой войны, приводился в движение только инерционным аккумулятором, который на остановках получал энергию от собственного электродвигателя, питавшегося от контактных стержней, размещенных в местах остановок. Такой автобус был экологически чистым, бесшумным и не требовал создания троллейной сети. Из-за этих качеств он был особенно целесообразен для перевозок пассажиров в курортных городах.

По такому же принципу работает и гиробус, созданный фирмой «Дженерал Электрик» (США) (рис. 2). В отличие от гиробуса фирмы «Эрликон» он имеет более современную конструкцию и снабжен устройством, позволяющим аккумулировать энергию при торможении.

Рис. 2. Инерционный аккумулятор гиробуса фирмы «Дженерал Электрик»:
Инерционный аккумулятор гиробуса фирмы «Дженерал Электрик»
1 — маховик с генератором; 2 — электродвигатель постоянного тока; 3 — электронный переключатель-регулятор; 4 — контактные штанги для зарядки на остановках.

Маховик 1 с электрической машиной, служащей для привода маховика и выработки электрической энергии для тягового электродвигателя, размещен в герметичном корпусе, наполненном водородом. Водород легче воздуха почти в 10 раз, и поэтому при атмосферном давлении он обеспечивает значительное уменьшение потерь на трение в системе «маховик — газ». Поддерживать постоянное небольшое разрежение в корпусе, заполненном водородом, легче, чем при его заполнении воздухом.

Маховик сварен из стальных пластин и имеет максимальную частоту вращения 10000 мин-1. Аккумулированная таким способом энергия достаточна для того, чтобы автобус массой 12700 кг проехал расстояние в 5,6 км. Без отбора мощности на привод вспомогательных агрегатов (отопление, вентиляция, сервоуправление, освещение) можно увеличить запас хода до 11 км. При этом частота вращения маховика упадет до 5000 мин-1, что гарантирует подъезд к ближайшей станции зарядки аккумулятора. Повторный разгон маховика длится 90 с. Маховик в сборе весит 1500 кг и размещается в задней части автобуса за ведущей задней осью.

Тяговый электродвигатель постоянного тока 2 для раскручивания маховика размещен перед задней осью, а электронное устройство управления 3 — в средней части автобуса непосредственно под полом. Оно предназначено для регулирования частоты вращения маховика при его разгоне, а также для отбора энергии, требуемой для движения автобуса.

В настоящее время испытываются некоторые дополнительные устройства, которые позволяют разгонять маховик не только на остановках, но и при движении. Для этого короткий участок пути снабжается троллейным проводом, и при соединении с ним контактных штанг 4 автобуса вращение маховика может быть ускорено во время движения. В этом случае устраняется зависимость транспортного средства от размещения станций, и оно может проехать практически любое расстояние в пределах оборудованного пути без остановки.

При приводе автомобиля от маховика или при разгоне последнего необходима плавно регулируемая (бесступенчатая) трансмиссия. Например, при использовании энергии маховика его частота вращения постепенно уменьшается и для поддержания постоянной скорости движения транспортного средства передаточное число трансмиссии между маховиком и ведущим мостом должно также плавно уменьшаться. При разгоне маховика в период торможения автомобиля необходимо обеспечивать противоположный процесс. В случае использования электропривода с генератором переменного тока необходимо плавное изменение электрической частоты. Регулятор, требующийся для этого, сложен, имеет большие габариты и по этой причине использование такого устройства в легковых автомобилях невыгодно.

Для плавного изменения частоты вращения применяется и гидростатическая передача, принципиальная схема которой включает в себя насос с бесступенчатым изменением объема и гидродвигатель. Подробное описание такого устройства будет приведено в главе о трансмиссиях.

Гибридные приводы

Гибридные транспортные средства имеют два вида тяги, которые меняются или взаимно дополняют друг друга. Наиболее известной является комбинация двигателя внутреннего сгорания и электродвигателя. Причина использования таких гибридных автомобилей заключается в том, что свинцовый электроаккумулятор слишком тяжел» [3] если он должен самостоятельно обеспечивать движение с достаточной скоростью и на значительные расстояния. При движении вне города, где требования к чистоте выхлопных газов не так строги и, как правило, имеется возможность длительного равномерного движения, выгодно использовать небольшой двигатель внутреннего сгорания, а при въезде в городскую черту включать электродвигатель.

В такой комбинации аккумулятор не будет слишком большим и тяжелым, а заряжать его можно либо при движении вне города, либо на стоянках через собственный генератор.

Пример такого гибридного автомобиля изображен на рис. 3. Создателем этого образца является моторостроительная фирма «Бриггс энд Страттон» (США). Один из двигателей, выпускаемых этой фирмой, — двухцилиндровый, воздушного охлаждения с рабочим объемом 694 см3 и мощностью 14 кВт при 3600 мин-1 применен для обеспечения привода автомобиля.

Рис. 3. Легковой автомобиль фирмы «Бриггс энд Страттон» с гибридным приводом
Легковой автомобиль фирмы «Бриггс энд Страттон» с гибридным приводом

Автомобиль весит 1450 кг, из которых 450 кг приходится на аккумуляторы. В нем использована трехосная ходовая часть автомобиля фирмы «Маратон Электрик», способствующая хорошему распределению массы по осям, поскольку в задней части автомобиля размещены заменяемые при зарядке аккумуляторы. Ведущей является средняя ось.

Автомобиль фирмы «Бриггс энд Страттон» предназначен для перевозки двух взрослых пассажиров, двух детей и багажа. При электроприводе он достигает скорости 65 км/ч, с бензиновым двигателем — 72 км/ч. В режиме совместной работы двух двигателей — 88,5 км/ч, что соответствует максимальной скорости движения в городе, установленной правилами движения в США. Максимальный расход топлива — 9,4 л/100 км. Если движение осуществляется преимущественно за счет электропривода, то расход топлива меньше. Запас хода, обеспечиваемый аккумуляторами, составляет 100 км. В автомобиле фирмы «Бриггс энд Страттон» не предусмотрено заряжать аккумуляторы от собственного двигателя внутреннего сгорания [4].

Схема соединения двигателя внутреннего сгорания и инерционного аккумулятора показана на рис. 4. Двигатель внутреннего сгорания 1 через муфту выключения 2 связан с раздаточной коробкой 3, которая соединяет привод ведущей оси 7 либо с двигателем внутреннего сгорания, либо с инерционным аккумулятором 5. За раздаточной коробкой находится муфта сцепления 4 и автоматическая многоступенчатая коробка передач 6 без гидротрансформатора.

Рис. 4. Схема гибридного привода от двигателя внутреннего сгорания и инерционного маховика
Схема гибридного привода от двигателя внутреннего сгорания и инерционного маховика

Раздаточная коробка содержит зубчатый редуктор для привода маховика (либо автоматическую двухступенчатую передачу, обеспечивающую возможность изменить передаточное отношение между маховиком и двигателем), а также дифференциал для распределения мощности двигателя внутреннего сгорания между ведущей осью автомобиля и инерционным аккумулятором. Управление описанной системой производится в зависимости от режима движения и профиля дороги электронным регулятором (на рис. 4 не показан).

Гибридный привод с аккумулятором малой мощности прежде всего найдет применение в городских автобусах. Экономия энергии в этом случае достигает 25 %, что с избытком покрывает затраты на дорогую гибридную силовую установку. Автомобильные фирмы «МАН2 и «Мерседес-Бенц» (ФРГ) интенсивно работают над созданием автобуса с гибридным двигателем. Фирма «МАН» сосредоточила внимание на аккумулировании энергии в гидравлическом масляном аккумуляторе и создании гидростатического привода, в то время как фирма «Мерседес-Бенц» использует инерционный аккумулятор.

Максимальное давление масла в гибридной схеме фирмы «МАН» составляет 33 МПа. Гидросистема имеет резервуары с низким и высоким давлениями масла. При торможении автомобиля двигатель внутреннего сгорания отключается от ведущей оси муфтой сцепления, приводной гидродвигатель начинает работать в режиме насоса, вращаемого ведущими колесами, и закачивает масло в резервуар высокого давления. При номинальном давлении в этом резервуаре энергии жидкости достаточно для разгона автомобиля с места до скорости 50 км/ч.

При поддержании этой скорости для преодоления аэродинамического сопротивления и сопротивления качению можно использовать двигатель внутреннего сгорания меньшей мощности. Фирма «МАН» готовит 80 автобусов с гибридным приводом, в которых будет использован четырехцилиндровый двигатель мощностью 100 кВт вместо применяемого сегодня шестицилиндрового мощностью 147 кВт. Мощность на колесах автобуса, однако, не уменьшится благодаря применению аккумулятора. К преимуществам автобусов с гибридной схемой привода относятся также меньшие уровни шума при движений и выброса с отработавшими газами вредных веществ, загрязняющих окружающую среду.

Автобус фирмы «Мерседес-Бенц», использующий инерционный аккумулятор, может накапливать 1,5 кВт∙ч энергии, автобус фирмы «МАН» — 0,33 кВт∙ч. Муфты выключения и сцепления могут соединять ведущую ось с аккумулятором или двигателем (см. рис. 4). Маховик диаметром 500 мм и массой 100 кг изготовлен из стали и работает в диапазоне частоты вращения 8900 — 12000 мин-1. Разработан и изготовляется маховик из графитоволоконного материала с максимальной частотой вращения 28000 мин-1 и массой 24 кг.

Интересна комбинация гидростатической передачи с инерционным аккумулятором у городского автобуса шведской фирмы «Вольво». Схема соединения та же (см. рис. 4), но вместо коробки передач 6 применен гидростатический привод. Масляный резервуар высокого давления в этом случае заменен инерционным аккумулятором. Дизель обеспечивает поддержание частоты вращения аккумулятора на требуемом уровне. Возможны следующие режимы работы привода:

  • при разгоне используется мощность двигателя (100 кВт) и аккумулятора (125 кВт), т. е. суммарно 225 кВт;
  • автобус движется только за счет дизеля мощностью 100 кВт при отключенном аккумуляторе;
  • автобус движется только за счет энергии аккумулятора с отключенным двигателем.

В последнем случае запас хода автобуса составит 1200 м с тремя остановками.

При использовании гидростатической передачи обеспечивается плавный разгон автобуса с ускорением 1,6 м/с2, что создает комфортные условия для стоящих пассажиров. Благодаря аккумулированию энергии при торможении удается снизить расход топлива на 15—25 %. При равномерном движении избыточная мощность двигателя используется для заполнения масляного резервуара высокого давления.

Аналогичный принцип используется и в гибридном приводе экспериментального электромобиля фирмы «Гаррет», США. Как известно, срок службы электрического аккумулятора зависит не только от количества энергии, которую он может аккумулировать, но и от способа разрядки. Быстрая разрядка сильным током повреждает аккумулятор и уменьшает срок его службы. Наибольшее время безотказной работы обеспечивается при непрерывной разрядке током средней величины.

Однако движение в городе требует частых ускорений, т. е. сильного разрядного тока после каждой остановки. Движение с максимальной скоростью также требует повышенной мощности двигателя и соответственно высоких значений разрядного тока. Эти способы движения ведут к быстрой разрядке аккумулятора и существенно снижают срок его службы.

Свинцовый аккумулятор с плотностью энергии около 30—40 Вт∙ч/кг довольно мало чувствителен к быстрой разрядке сильным током. Аккумуляторы с большой плотностью энергии 100 Вт∙ч/кг и выше выдерживают меньше циклов разрядки и зарядки и имеют более короткий срок службы. Стоимость их довольно высока, и при малой долговечности замена аккумуляторов обходится дорого.

Поэтому для электромобилей также нужен неэлектрический аккумулятор энергии, который обеспечивает подпитку при пиковых нагрузках и тем самым защищает батарею электрических аккумуляторов от так называемых ударных нагрузок. Кроме того, при рекуперации энергии торможения в фазе последующего разгона значительно увеличивается запас хода электромобиля. Схема использования инерционного аккумулятора в электромобиле фирмы «Гаррет» показана на рис. 5.

Рис. 5. Схема гибридного привода электромобиля фирмы «Гаррет Эр-рисёрч»
Схема гибридного привода электромобиля фирмы «Гаррет Эр-рисёрч»

Валы инерционного аккумулятора-маховика 8 и двух электрических машин постоянного тока 5 и 7 связаны между собой зубчатой передачей с планетарным дифференциалом 6 и обгонной муфтой. Обе электрические машины могут работать как в режиме двигателя, так и в режиме генератора совместно с электрическим аккумулятором 3. Вычислительно-управляющий блок 4 с педалью управления нагрузкой 1 и педалью торможения 2 служит для управления этим гибридным приводом. Для трогания с места и разгона используется энергия маховика, который может отдавать ее как механически, непосредственно на колеса, так и через преобразование в электроэнергию посредством электрических машин и аккумулятора. При движении с невысокой постоянной скоростью используется только электропривод от накопленной в аккумуляторе электроэнергии. При торможении кинетическая энергия электромобиля преобразуется одной электрической машиной 7 в электроэнергию, которая далее через вторую электрическую машину 5 вновь трансформируется в механическую энергию, передаваемую и накапливаемую маховиком.

Изменение во времени скорости электромобиля, разрядного тока аккумулятора и частоты вращения маховика при движении на городском маршруте протяженностью 12 км в течение 23 мин с двадцатью остановками показано на рис. 6. Разряд аккумулятора имеет равномерный характер со средним значением тока 50 А и максимальным током, не превышающим 60 А. Участок, преодолеваемый между 200 и 300 с, характеризует движение с максимальной скоростью по шоссе, когда требуемая движущая сила больше, чем та, которую способен обеспечить электрический аккумулятор. В данном случае значительную часть требуемой энергии обеспечивает маховик, что видно по уменьшению его частоты вращения. При этом ток аккумулятора не превышает допустимой величины.

Рис. 6. Изменение скорости v электромобиля, разрядного тока I аккумулятора и частоты вращения n маховика электромобиля «Гаррет Эр-ресёрч» за время τ движения по городскому маршруту протяжённостью 12 км
Изменение скорости электромобиля, разрядного тока аккумулятора и частоты вращения маховика электромобиля «Гаррет Эр-ресёрч» за время движения по городскому маршруту протяжённостью 12 км

При дальнейшем движении ток от недогруженного аккумулятора и энергия, рекуперируемая при торможении, разгоняют маховик, так что в конце маршрута частота вращения маховика равна начальной.

Опытный образец гибридного электромобиля «Гаррет» имеет массу 1540 кг при массе аккумуляторов 499 кг. Время разгона до 48 км/ч составляет 7 с, до 80 км/ч — 15,5 с. От 40 км/ч до 88,5 км/ч автомобиль разгоняется за 10 с. Серийный автомобиль может быть несколько легче, и его запас хода должен составить более 145 км.

При частоте вращения 25000 мин-1 маховик имеет энергию 1 кВт∙ч, емкость свинцового аккумулятора 18 кВт∙ч. Всю энергию маховика можно использовать за короткий промежуток времени, избежав тем самым нежелательного высокого разрядного тока аккумулятора. Маховик изготовлен из волоконного материала «кевлар» (см. статью «Уменьшение массы автомобиля») и, имея массу 12,7 кг, может аккумулировать энергию с плотностью 79,3 Вт∙ч/кг. Легкий маховик не требует массивного корпуса, служащего для обеспечения безопасности в случае аварии маховика. Герметизация и создание в корпусе разрежения снижает, как уже говорилось, аэродинамические потери при вращении маховика.

Повреждение легкого маховика из кевлара может возникнуть при разгерметизации корпуса. Во время испытаний герметичность корпуса нарушили при частоте вращения маховика 25000 мин-1, что привело к сильному разогреву маховика за счет трения о воздух, деформации его материала и в итоге — заклиниванию стенкой корпуса, которое наступило через 2 с после разгерметизации.

Влияние гироскопического момента маховика на движение автомобиля при прохождении им поворота ограничено, так как направление вращения маховика противоположно направлению вращения колес автомобиля. Кроме того, электрический аккумулятор на этом электромобиле заключен в легкий корпус из пластмассы и имеет плотность энергии 39,6 Вт∙ч/кг. Срок его службы вдвое выше, чем у обычного свинцового. Он выдерживает 800 циклов перезарядки в отличие от 300 – 500, достигнутых у серийных аккумуляторов в настоящее время.

Последнее обновление 11.02.2014Опубликовано 04.02.2014

Читайте также

Сноски

  1. ↺ Мацкерле Ю. Современный экономичный автомобиль/Пер. с чешск. В. Б. Иванова; Под ред. А. Р. Бенедиктова. - М.: Машиностроение, 1987. - 320 с.: ил.//Стр. 22 - 23 (книга есть в библиотеке сайта). – Прим. icarbio.ru
  2. ↺ Такой городской транспорт уже существует – электробус. – Прим. icarbio.ru
  3. ↺ Сейчас для серийных электромобилей и гибридов не используют свинцовые аккумуляторы, а предпочитают им никель-металл-гидридный и или литий-ионные. О ёмкости различных аккумуляторов подробнее в статье «Аккумуляторы: плотность энергии».
  4. ↺ Такая более совершенная схема гибридного привода применена в конструкции автомобиля-тягача фирмы «Штил» (ФРГ), используемого как средство промышленного транспорта на предприятиях. — Примеч. ред. книги

Комментарии

icarbio.ru

Инерционный аккумулятор

 

1. ИНЕРЦИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР , содержащий неподвижный корпус и замкнутый канал с твердыми стенками и жидкой инерционной массой, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности путем устранения разрывающих напряжений, действующих на вращающиеся стенки, и достижения многообразия допустимых вариантов пространственной компоновки устройства путем обеспечения возможности движения инерционной массы по траектории, отличной от окружности, канал выполнен в корпусе. 2. Аккумулятор по п. I, отличающийся тем, что инерционная масса выполнена в виде взвеси твердых частиц в жидкости. (Л сд О1

СОЮЗ 6ОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1201551

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3575536/25-06 (22) 25.02.83 (46) 30.12.85. Бюл. № 48 (71) Пермский политехнический институт (72) С. Г. Литвин (53) 62-562(088.8) (56) Гулиа Н. В. Маховичные двигатели.

М.: Машиностроение, 1976, с. 85.

Там же, с. 134. (54) (57) 1. ИНЕРЦИОННЫЯ АККУМУЛЯТОР, содержащий неподвижный корпус и замкнутый канал с твердыми стенками и жид(50 4 F 03 G 3 00; F 16 F 15/30 кой инерционной массой, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности путем устранения разрывающих напряжений, действующих на вращающиеся стенки, и достижения многообразия допустимых вариантов пространственной компоновки устройства путем обеспечения возможности движения инерционной массы по траектории, отличной от окружности, канал выполнен в корпусе.

2. Аккумулятор по и. I, отличающийся тем, что инерционная масса выполнена в виде взвеси твердых частиц в жидкости.

1201551

Составитель Л. Тугарев

Техред И. Верес Корректор А. Зим окосов

Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор К. Волощук

3а каз 7984/35

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно, к инерционным аккумуляторам кинетической энергии, и может быть использовано при создании устройств, аккумулирующих энергию движения жидкости.

Цель изобретения — повышение прочности путем устранения разрывающих на- пряжений, действующих на вращающиеся стенки, и достижение многообразия допустимых вариантов пространственной компоновки устройства путем обеспечения возможности движения инерционной массы по траектории, отличной от окружности.

На чертеже представлен инерционный аккумулятор, поперечный разрез.

Аккумулятор содержит неподвижный корпус 1 и замкнутый канал 2 с твердыми стенками 3 и находящейся внутри канала 2 жидкой инерционной массой 4, например, жидкого гелия, а также окно 5 для разгонного устройства (на чертеже не показано). Последнее может быть выполнено в виде лопаточного ротора или в виде генератора силового, например, электромагнитного поля для взаимодействия с жидкой массой 4, Канал 2 выполнен в неподвижном корпусе 1.

В варианте устройства инерционная масса выполнена в виде взвеси твердых частиц в жидкости, например в виде магнитной жидкости.

Аккумулятор работает следующим образом.

Жидкая инерционная масса 4 разгоняется разгонным устройством. При выполнении разгонного устройства в виде лопаточного ротора последний вставляется внутрь корпуса 1 через окно 5. При выполнении разгонного устройства в виде генератора силового поля при запуске устройства включается генератор и создает усилие, действующее на жидкую массу 4 вдоль канала 2.

Разгонное устройство приводит жидкую массу 4 в движение вдоль замкнутого канала 2 и сообщает ей запас кинетической энергии.

После отключения разгонного устройства жидкая масса 4 движется вдоль канала 2 по инерции. Затем одним из известных способов запас кинетической энергии жидкой массы 4 передается звеньям нагрузки.

Т,. ние жидкой массы 4 о стенки 3 канала 2 может быть уменьшено при движении массы 4 внутри силового, например, электромагнитного поля, воздействующего на жидкую массу 4 вдоль радиуса поворота канала 2 в направлении против действия центробежных сил.

Инерционный аккумулятор Инерционный аккумулятор 

www.findpatent.ru

Инерционный аккумулятор

 

ИНЕРЦИОННЫЙ АК1ОТ1УЛЯТОР по авт. св. №..579487, отличающийся тем, что, с . целью расширения возможностей использования аккумулятора, в вакуумной камере выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела, а акуумулятор снабжен клапанами прямого и обратного действия, установленными соответственно в каналах для подвода и отвода рабочего тела, лопатками, жестко установленными на маховике, и.вакуумным насосом, входной патрубок которого связан с полостью вакуумной камеры, а выходной патрубок - с каналом для отвода рабочего тела за клапаном обратного действия. (Л С эо эо О5 ел ел

„„SU„„886557

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (5Ц4 F Н 33 08 ф";:,:,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .I. !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) (57) ИНЕРЦИОННЫЙ АК!

У 579487, кл. F 16 Н 33/08, 1975 (прототип). использования аккумулятора, в вакуумной камере выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела, а акуумулятор снабжен клапанами прямого и обратного действия, установленными соответственно в каналах для подвода и отвода рабочего тела, лопатками, жестко установленными на маховике, и.вакуумным насосом, входной патрубок которого связан с полостью вакуумной камеры, а выходной патрубок — с каналом для отвода рабочего тела за клапаном обратного действия.

886557

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано как привод станков и инструментов, а также транспорта, бытовых машин и приборов. 5

Известен инерционный аккумулятор, содержащий корпус, установленный в нем вал, закрепленную на последнем цилиндрическую вакуумную камеру, размещенный в нем маховик, передачу и узел сцепления, кинематически связывающий маховик с одним из элементов передачи. Цилиндрическая боковая поверхность камеры выполнена упругой, передача — волно- 15 вой, роль гибкого колеса которой выполняет цилиндрическая боковая поверхность камеры, жесткого колеса — корпус, а элемент передачи, кинематически связываемый через 2О узел сцепления с маховиком, установлен соосно с последним с возможностью поворота относительно него и представляет собой генератор волн (1).

Недостатком известного маховика является то, что быстрая раскрутка маховика при заряде инерционного аккумулятора возможна только путем вращения его в приводе большой мощ- ,ности целиком, т.е. с вакуумной ка- 30

I мерой и жестким колесом при включенном узле сцепления. Это удобно, когда инерционный аккумулятор имеет небольшие габариты, например, если он применен в ручном инструменте. Однако это недопустимо при больших габаритах и весе аккумулятора, например в случае его установки в качестве привода на автопогрузчик.

В последнем случае приходится, вследствие ограниченности крутящего момента, передаваемого волновой передачей, работающей в режиме мультипликатора, раскручивать маховик от привода малой мощности длительное время, преимущественно, ночью, и пользоваться маховиком больших габаритов и веса, иначе энергии его не хватит на работу в течение дневных смен без подзарядки. Но на перевозку такого маховика при движении автопогрузчика затрачивается много энергии. По этой же причине инерционный транспорт неприменим для перевозки пассажиров в городскихусловиях.

Цель изобретения — расширение возможностей использования аккумулятора.

Цель достигается тем, что в вакуумной камере выполнены каналы для подвода и отвода рабочего тела, а аккумулятор снабжен клапанами прямого и обратного действия, установленными соответственно в каналах для подвода и отвода рабочего тела, лопатками, жестко установленными на маховике, и вакуумным насосом входной патрубок которого связан с полостью вакуумной камеры, а выходной патрубок — с каналом для отвода рабочего тела за клапаном обратного действия.

На фиг. 1.представлен общий вид аккумулятора в разрезе; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1,; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 1.

Инерционный аккумулятор содержит маховик 1, установленный внутри вакуумной камеры, выполненной с жесткими основаниями 2 и 3 и упругой боковой поверхностью 4, являющейся гибким колесом волновой передачи и взаимодействующей при помощи узла 5 сцепления с генератором 6 волн.

Снаружи вакуумной камеры установлен корпус 7 (жесткое колесо). Маховик 1, узел 5 сцепления и генератор 6 волн размещены на валу 8, причем маховик— со свободой вращения; В вакуумной камере выполнены канал 9 для.подвода и канал 10 для отвода рабочего тела,.а аккумулятор снабжен клапанами прямого 11 и обратного 12 действия, установленными соответственно в канале 9 и канале 10, лопатками 13, жестко установленными на маховике 1, и вакуумным насосом (на чертеже не показан), входной патрубок 14 которого связан с полостью вакуумной камеры, а выходной патрубок 15 с каналом 10 для отвода рабочего тела эа клапаном 12 обратного действия.

Аккумулятор работает следующим образом.

Раскрутка маховика может осуществляться при включении узла сцепления

5 и вращения жесткого колеса 7 относительно корпуса вакуумной камеры. Затем выключается узел сцепления 5, и маховик вращается при минимальных потерях энергии. Однако, вследствие ограниченности крутящего момента, передаваемого волновой передачей, работающей в режиме мультипликатора, раскрутка занима8865 б-Б

Составитель В. Штукарев

Редактор Л.. Письман Техред Ж.Кастелевич Корректор И. Эрдейи

Заказ 4516/6 Тираж 812 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ет продолжительное время, пропорциональное массе маховика. Быстрая раскрутка маховика осуществляется путем открытия клапана 11 и впуска в вакуумную камеру рабочего тела, которое, взаимодействуя с лопатками 13, раскручивает. маховик 1, выходя через обратный вакуумный клапан 12. При достижении маховиком предельных оборотов. вакуумный кла- 1р пан 11 закрывается, маховик 1, вращаясь, удаляет рабочее тело через обратный вакуумный клапан 12, который затем закрывается под давлением атмосферы, и маховик 1 враща, ется при минимальных потерях энергии.

Для ускорения откачки, углубления вакуума и поддержания его на дол- жном уровне инерционный аккумуля-. тор содержит вакуумный насос (на 2О

57 4 чертеже не показан), входной патру- бок 14 которого сообщен с вакуумной камерой, а выходной патрубок 15 с той частью канала для выпуска рабочего тела, которая изолирована от вакуумной камеры вакуумным клапаном 12 обратного действия. Ва. куумный насос включается после раскрутки и закрытия вакуумного клапана 11,и выключается по сигналу от датчика давления (на .чертеже не показан), установленного в вакуумной камере.

Ф

При повышении в ней давления вследствие отгазовки стенок и не-. герметичности клапанов он также автоматически включается и выключается после откачки до необходимого разряжения.

Инерционный аккумулятор Инерционный аккумулятор Инерционный аккумулятор 

www.findpatent.ru

Инерционный аккумулятор

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам аккумулирующим механическую энергию. Цель изобретения - повышение надежности за счет конструктивного выполнения. В устройстве, содержащем маховик, состоящий из ступицы 1, связанной конической оболочкой 2 с ободом 3, около торцовой поверхности обода 3 помещены контакты 11, при замыкании которых выключается муфта 7, связывающая вал 4 маховика с валом трансмиссии 6, и фрикционная накладка 12, ограничивающая дальнейший разгон маховика. Повышение надежности достигается установкой источника 15 света, фотореле 16 и отражающего покрытия 18, нанесенного на конической оболочке 2 маховика, которая при вращении маховика за счет своей деформации перемещает отраженный луч от источника 15 света на фотореле 16, что приводит к выключению муфты 7. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (S1) q F 16 F 15/30

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .(21) 4278408/25-28 (22) 21.05.87 (46) 23.10.89. Бюл. У 39 (71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) В.В.Кузнецов, П.Е.Молотов, А.А.Исупов, В.В.Кузнецов, С.Ф.Кузнецов и М.Д.Прудников (53) 625-562(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

NI 1052757, кл. F 16 F 15/30, 1982, (54) ИНЕРЦИОННЫЙ АККУМУЛЯТОР (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, аккумулирующим механическую энергию.

Цель изобретения — повышение надежности sa счет конструктивного выполнения. В устройстве, содержащем маУ

„„SU„„1516664 А 1

2 ховик, состоящий иэ ступицы 1, связанной конической оболочкой 2 с ободом 3, около торцовой поверхности обода 3 помещены контакты 11, при замыкании которых выключается муфта

7, связывающая вал 4 маховика с валом трансмиссии 6, и фрикционная накладка 12, ограничивающая дальнейший разгон маховика, Повышение надежности достигается установкой источника 15 света, фотореле 16 и отражающего покрытия 18, нанесенного на конической оболочке 2 маховика, которая при вращении маховика за счет своей деформации перемещает отраженный луч от источника 15 света на фотореле 16, что приводит к выключению муфты 7. 1 ил.

1516664

Формула изобретения

Инерционный аккумулятор, содержащий корпус, установленный в нем маховик, выполненный в виде обода и ступицы, связанньм между собой конической оболочкой, муфту сцепления с блоком управления, связывающую вал маховика с валом трансмиссии, электрическую систему сигнализации и систему аварийного торможения маховика, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен источником света и фотореле, связанным с блоком управления муфтой сцепления, а на конической оболочке маховика нанесено отражающее покрытие.

Составитель А. Серых

Техред Л. Сердюкова Корректор . Лончакова

Редактор В. Данко

Заказ 6365/33 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãoðîä, ул. Гагарина, 101

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, аккумулирующим механическую энергию.

Цель изобретения — повышение на5 дежности инерционного аккумулятора за счет наличия системы аварийного торможения маховика.

На чертеже приведен инерционный аккумулятор, общий вид в продольном разрезе.

Аккумулятор состоит иэ маховика, выполненного в виде ступицы 1, связанной посредством конической оболочки 2 с ободом 3, закрепленного на валу 4 и установленного в защитном корпусе 5. Вал маховика 4 связан с валом 6 трансмиссии посредством муфты 7. Инерционный аккумулятор содер.жит систему сигнализации, состоящую 20 из блока 8 управления муфтой 7, аккумуляторной батареи 9, сигнальной лампы 10, контактов ll установленных с зазором у торцовой поверхности обода 3 маховика. Система аварийного 25 торможения содержит фрикционную накладку 12, установленную с зазором к ободу

3 маховика и связанную с защитным кожухом 5 посредством пружин 13 и крепежных элементов 14. Инерционный аккумулятор также содержит источник

15 света, фотореле 16, сигнальную лампу 17 и отражающее покрытие 18, нанесенного на коническую оболочку 2 маховика.

Инерционный аккумулятор работает следующим образом.

В рабочем положении муфта 7 нормально замкнута. Ток в цепи системы сигнализации отсутствует. При разго- 40 не маховика от внешнего источника энергии, например электродвигателя, в момент достижения определенной частоты вращения луч света от источника 15, отражаясь от покрытия 18, попадает на фотореле 16 за счет искривления конической оболочки 2 маховика, срабатывает блок 8 управления, размыкающий муфту 7. В случае неисправности элементов 7, 9, 15, 16, и покрытия 18 происходит дальнейший разгон маховика. Коническая оболочка 2, деформируясь, приводит в соприкосновение торцовую поверхность обода маховика 3 с контактами 11, что приводит к выключению муфты 7.

При дальнейшем разгоне маховика, вызванном неисправностью элементов

7, 9 и 11, маховик тормозится о фрикционную накладку 12.

Инерционный аккумулятор Инерционный аккумулятор 

www.findpatent.ru


Смотрите также