механизм, вырабатывающий кинетическую энергию (двигатель механический)

Формула изобретения

Механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, состоящий из качающегося коромысла в оси, вдоль направляющей которого может перемещаться одним своим концом шатун, причем коромысло и шатун имеют седла с установленной между ними пружиной сжатия, с возможностью сдвига шатуна относительно коромысла для увеличения их общей длины, вторым своим концом шатун может опираться на шатунную шейку коленчатой шатунной оси, коленчатая шатунная ось основного механизма состоит из двух щек в виде Г- образного коромысла, на конце одного рычага которого закреплена непосредственно шатунная шейка, на конце второго рычага в соосных осях установлены соосные между собой ролики с возможностью воздействия на них ступеней многоступенчатых или одноступенчатых нажимных дорожек, имеющих привод от продольного вала механизма, причем с помощью соосных центральных подшипников в Г-образных щеках шатунная ось связывает между собой и опирается на соосные оси опорных роликов двух кривошипов, имеющих возможность вращения в соосных между собой двух круговых дорожках, опираясь на них двумя опорными роликами, с возможностью снятия крутящего момента с кривошипа во время рабочего полуоборота муфтой или планетарной передачей, с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления пары сил, не создавая реакцию опоры, во время холостого полуоборота муфта или планетарная передача могут становиться опорными и создавать реакцию опоры, а шестерня полумуфты, установленная на опоре качения или шестерня планетарной передачи может войти в зацепление с шестерней продольного вала, причем на углах рабочего полуоборота, где отсутствует воздействие ступеней нажимных дорожек, шатунная ось имеет возможность опереться на упор, установленный на оси опорного ролика кривошипа, являющейся осью вращения самой шатунной оси, и может работать как коленчатая не вращающаяся ось, с возможностью приложения к кривошипу в круговой дорожке отрицательного момента, обусловленного консольным приложением тангенциальной силы относительно оси опорного ролика, с возможностью при этом создавать полезный крутящий момент только частью длины кривошипа на углах рабочего полуоборота, под возможным воздействием ступеней нажимных дорожек шатунная ось может отходить от упора на оси опорного ролика, обеспечивая возможность создания полезного крутящего момента всей длиной кривошипа в круговой дорожке, причем ось шатунной шейки по возможности остается на диаметре окружности вращения оси шатунной шейки, причем рычажно-кулачковый механизм привода нажимных дорожек состоит из вала кулачка, имеющего кинематическую связь с продольным валом механизма, с возможностью воздействовать на качающийся рычаг с эвольвентным рабочим профилем, с возможностью воздействовать этим профилем на один или два и более двух профильных кулачка, с возможностью данного кулачка свободно перемещаться по направлению действия силы и с возможностью воздействовать, в свою очередь, на эвольвентный сектор, установленный на оси направляющей с нажимными дорожками на шатунную ось механизма, а на продольном валу механизма установлен маховик, аккумулирующий выработанную кинетическую энергию, отличающийся тем, что качающее коромысло с имеющим возможность скольжения по нему шатуна и пружины, образуют начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, причем шатун вторым своим концом опирается по возможности на шатунную шейку коленчатой шатунной оси, состоящей из одной или двух щек, на одном конце которых непосредственно закреплена шатунная шейка, вторые концы щек выполнены с возможностью опираться на одну или две соосные оси опорных роликов одного или соответственно двух кривошипов, вращающихся по возможности соответственно в одной или двух соосных между собой круговых дорожках каждый, опираясь по возможности на них двумя опорными роликами, с возможностью снятия крутящего момента с кривошипа во время рабочего полуоборота муфтой или планетарной передачей, с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления пары сил, не создавая реакцию опоры, во время холостого полуоборота муфта или планетарная передача могут становится опорными и создавать реакцию опоры, а шестерня полумуфты, установленная на опоре качения, или шестерня планетарной передачи может войти в зацепление с шестерней вала, установленного в подшипниковых опорах, и на втором конце которого установлена полумуфта сцепной муфты, причем коленчатая шатунная ось, являясь не вращающей относительно кривошипа в круговой дорожке, может прикладывать к кривошипу отрицательный момент, обусловленный консольным приложением тангенциальной со стороны пружины силы, с возможностью создания полезного крутящего момента частью длины кривошипа, вторая полумуфта сцепной муфты установлена на конце приводного вала основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, соосного валу с первой полумуфтой, причем полумуфта не вращается относительно приводного вала, но имеет возможность для обеспечения сцепления с первой полумуфтой посредством перемещения вдоль вала с приводом от центробежного регулятора, жестко закрепленного на приводном валу, причем приводной вал имеет кривошип, на шатунную шейку которого, по возможности опирается и приводится в движение шатун основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, опирающийся по возможности вторым своим концом на шатунную шейку коленчатой шатунной оси основного механизма, причем диаметр окружности, описываемой осью шатунной шейки кривошипа приводного вала, равен диаметру окружности, описываемой осью шатунной шейки коленчатой шатунной оси основного механизма, на втором конце приводного вала установлен маховик или шестерня, входящая в зацепление с шестерней вала, на котором установлен маховик приводного вала, на маховике приводного вала установлена шестерня, входящая в зацепление с шестерней, установленной на валу электродвигателя, имеющего возможность вращать маховик приводного вала, а на маховике, установленном на конце приводного вала основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, установлена шестерня, входящая в зацепление с шестерней, установленной на валу генератора, с возможностью вращать вал генератора для выработки электрического тока, причем начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, может состоять из несколько пружин, причем каждая пружина должна иметь свои коромысло, шатун, кривошип в круговой дорожке, систему съема момента, с возможностью передачи полезного момента на общий приводной вал основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, через общую сцепную муфту, управляемую центробежным регулятором, причем в качестве начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, можно использовать двигатель внутреннего сгорания с мощностью, рассчитанной на привод приводного вала основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения.

Известен двигатель внутреннего сгорания, состоящий из цилиндропоршневой группы, головки двигателя с камерой сгорания, механизма газораспределения, систем смесеобразования, топливоподачи, смазки и охлаждения, шатуна, продольного вала, по меньшей мере, кривошипа, имеющего возможность вращаться в круговой дорожке, опираясь на нее двумя опорными роликами, с возможностью снятия крутящего момента с кривошипа муфтой или планетарной передачей, с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления, а шестерня полумуфты, установленная в картере на опоре качения, или шестерня планетарной передачи, имеют возможность входить в зацепление с шестерней продольного вала, отличающийся тем, что диаметр окружности вращения оси шатунной шейки, шатунной оси прямой или коленчатой, не вращающейся или вращающейся относительно кривошипа в круговой дорожке, меньше диаметра окружности вращения осей опорных роликов кривошипа в круговой дорожке и на конце продольного вала двигателя установлен механизм увеличения крутящего момента, состоящий из ведущего кривошипа, установленного на продольном валу двигателя и ведомого кривошипа, имеющего возможность вращаться в круговой дорожке, опираясь на нее двумя опорными роликами, с возможностью снятия крутящего момента с ведомого кривошипа муфтой, с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления пары сил. (см. «Двигатель внутреннего сгорания» Патент РФ № 2203431, F02B 75/32, от 03.11.2000 г.)

Имеется энергетическая установка, состоящая из двигателя внутреннего сгорания, который состоит из цилиндропоршневой группы, головки двигателя с камерой сгорания, механизма газораспределения, систем смесеобразования, топливоподачи, смазки и охлаждения, шатуна, продольного вала, по меньшей мере, кривошипа, с возможностью, вращаться в круговой дорожке, опираясь на нее двумя опорными роликами, с возможностью снятия крутящего момента с кривошипа муфтой или планетарной передачей, с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления, а шестерня полумуфты, установленная в картере на опоре качения, или шестерня планетарной передачи, с возможностью, входят в зацепление с шестерней продольного вала, причем диаметр окружности вращения оси шатунной шейки меньше диаметра окружности вращения осей опорных роликов кривошипа в круговой дорожке, а шатунная ось коленчатая, с возможностью вращаться относительно кривошипа в круговой дорожке, имеет щеки в виде Г-образного коромысла, на конце одного рычага которого закреплена непосредственно шатунная шейка, на конце второго рычага в осях установлены ролики, на которые возможно воздействие ступеней многоступенчатых или одноступенчатых нажимных дорожек, имеющих привод от продольного вала двигателя, причем на угол рабочего такта, где отсутствует воздействие ступеней нажимных дорожек, шатунная шейка имеет возможность опираться на упор, установленный на оси опорного ролика кривошипа, являющейся осью вращения самой шатунной шейки, с возможностью работать как коленчатая не вращающаяся ось, с возможностью прикладывать к кривошипу в круговой дорожке отрицательный крутящий момент, обусловленный консольным приложением тангенциальной силы относительно оси опорного ролика, с возможностью при этом создавать полезный крутящий момент только частью длины кривошипа, на углах рабочего такта, под возможным воздействием ступеней нажимных дорожек, шатунная шейка имеет возможность отойти от упора на оси опорного ролика, при этом ось шатунной шейки имеет возможность оставаться на диаметре окружности вращения оси шатунной шейки, причем рычажно-кулачковый механизм привода нажимных дорожек состоит из вала кулачка, имеющего кинетическую связь с продольным валом механизма, с возможностью воздействовать на качающийся рычаг с эвольвентным рабочим профилем, с возможностью воздействовать этим профилем на один, или два и более, двухпрофильный кулачок, с возможностью данного кулачка свободно перемещаться по направлению действия силы и, с возможностью воздействовать, в свою очередь, на эвольвентный сектор, установленный на оси направляющей с нажимными дорожками на шатунную ось механизма, а на продольном валу механизма установлен маховик, аккумулирующий выработанную кинетическую энергию, и на конце продольного вала установлен ведущий кривошип механизма увеличения крутящего момента (см. «Энергетическая установка» заявка № 2005115370/06(017620) опублик. 27.11.2006).

Целью предлагаемой конструкции является построение механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, с более высокими выходными силовыми характеристиками.

Названная цель достигается конструкцией, состоящей из основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, имеющего все элементы основного аналога, кроме привода механизма.

Согласно изобретению механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, состоит из качающегося коромысла в оси, вдоль направляющей которого может перемещаться одним своим концом шатун. Причем коромысло и шатун имеют седла с установленной между ними пружиной сжатия, с возможностью сдвига шатуна относительно коромысла для увеличения их общей длины. Вторым своим концом шатун может опираться на шатунную шейку коленчатой шатунной оси. Коленчатая шатунная ось основного механизма состоит из двух щек в виде Г-образного коромысла, на конце одного рычага которого закреплена непосредственно шатунная шейка, на конце второго рычага в соосных осях установлены соосные между собой ролики с возможностью воздействия на них ступеней многоступенчатых или одноступенчатых нажимных дорожек, имеющих привод от продольного вала механизма. Причем с помощью соосных центральных подшипников в Г-образных щеках шатунная ось связывает между собой и опирается на соосные оси опорных роликов двух кривошипов, имеющих возможность вращения в соосных между собой двух круговых дорожках, опираясь на них двумя опорными роликами, с возможностью снятия крутящего момента с кривошипа во время рабочего полуоборота муфтой или планетарной передачей с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления пары сил, не создавая реакцию опоры. Во время холостого полуоборота муфта или планетарная передача могут становиться опорными и создавать реакцию опоры, а шестерня полумуфты, установленная на опоре качения, или шестерня планетарной передачи может войти в зацепление с шестерней продольного вала. Причем на углах рабочего полуоборота, где отсутствует воздействие ступеней нажимных дорожек, шатунная ось имеет возможность опереться на упор, установленный на оси опорного ролика кривошипа, являющейся осью вращения самой шатунной оси, и может работать как коленчатая не вращающаяся ось с возможностью приложения к кривошипу в круговой дорожке отрицательного момента, обусловленного консольным приложением тангенциальной силы относительно оси опорного ролика, с возможностью при этом создавать полезный крутящий момент только частью длины кривошипа на углах рабочего полуоборота. Под возможным воздействием ступеней нажимных дорожек шатунная ось может отходить от упора на оси опорного ролика, обеспечивая возможность создания полезного крутящего момента всей длиной кривошипа в круговой дорожке. Причем ось шатунной шейки по возможности остается на диаметре окружности вращения оси шатунной шейки. Причем рычажно-кулачковый механизм привода нажимных дорожек состоит из вала кулачка, имеющего кинематическую связь с продольным валом механизма, с возможностью воздействовать на качающийся рычаг с эвольвентным рабочим профилем, с возможностью воздействовать этим профилем на один или два и более двух профильных кулачка, с возможностью данного кулачка свободно перемещаться по направлению действия силы и с возможностью воздействовать, в свою очередь, на эвольвентный сектор, установленный на оси направляющей с нажимными дорожками на шатунную ось механизма. На продольном валу механизма установлен маховик, аккумулирующий выработанную кинетическую энергию. Качающее коромысло с имеющим возможность скольжения по нему шатуном и пружиной образуют начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию. Причем шатун вторым своим концом опирается по возможности на шатунную шейку коленчатой шатунной оси, состоящей из одной или двух щек, на одном конце которых непосредственно закреплена шатунная шейка. Вторые концы щек выполнены с возможностью опираться на одну или две соосные оси опорных роликов одного или соответственно двух кривошипов, вращающихся по возможности соответственно в одной или двух соосных между собой круговых дорожках каждый, опираясь по возможности на них двумя опорными роликами с возможностью снятия крутящего момента с кривошипа во время рабочего полуоборота муфтой или планетарной передачей с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления пары сил, не создавая реакцию опоры. Во время холостого полуоборота муфта или планетарная передача могут становится опорными и создавать реакцию опоры, а шестерня полумуфты, установленная на опоре качения, или шестерня планетарной передачи может войти в зацепление с шестерней вала, установленного в подшипниковых опорах, и на втором конце которого установлена полумуфта сцепной муфты. Причем коленчатая шатунная ось, являясь не вращающей относительно кривошипа в круговой дорожке, может прикладывать к кривошипу отрицательный момент, обусловленный консольным приложением тангенциальной со стороны пружины силы, с возможностью создания полезного крутящего момента частью длины кривошипа. Вторая полумуфта сцепной муфты установлена на конце приводного вала основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, соосного валу с первой полумуфтой. Причем полумуфта не вращается относительно приводного вала, но имеет возможность для обеспечения сцепления с первой полумуфтой посредством перемещения вдоль вала с приводом от центробежного регулятора, жестко закрепленного на приводном валу. Причем приводной вал имеет кривошип, на шатунную шейку которого по возможности опирается и приводится в движение шатун основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, опирающийся по возможности вторым своим концом на шатунную шейку коленчатой шатунной оси основного механизма. Причем диаметр окружности, описываемой осью шатунной шейки кривошипа приводного вала, равен диаметру окружности, описываемой осью шатунной шейки коленчатой шатунной оси основного механизма. На втором конце приводного вала установлен маховик или шестерня, входящая в зацепление с шестерней вала, на котором установлен маховик приводного вала. На маховике приводного вала установлена шестерня, входящая в зацепление с шестерней, установленной на валу электродвигателя, имеющего возможность вращать маховик приводного вала, а на маховике, установленном на конце приводного вала основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, установлена шестерня, входящая в зацепление с шестерней, установленной на валу генератора, с возможностью вращать вал генератора для выработки электрического тока. Причем начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, может состоять из несколько пружин. Причем каждая пружина должна иметь свои коромысло, шатун, кривошип в круговой дорожке, систему съема момента с возможностью передачи полезного момента на общий приводной вал основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, через общую сцепную муфту, управляемую центробежным регулятором. Причем в качестве начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, можно использовать двигатель внутреннего сгорания с мощностью, рассчитанной на привод приводного вала основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию.

Новым является то, что шатун основного механизма приводится в движение кривошипом, имеющим, в свою очередь, привод от начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, работающего только на приводной вал основного механизма. Таким образом, механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, получается двухступенчатым.

На фиг.1 показан поперечный разрез основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, с первой нажимной дорожкой, имеющей нечетные номера по счету, начиная с первого.

На фиг.2 показан поперечный разрез основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, со второй нажимной дорожкой, имеющей четные номера, по счету начиная со второй.

На фиг.3 показан продольный разрез начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию с продольным разрезом приводного вала с кривошипом, приводящим основной механизм, вырабатывающий кинетическую энергию.

На фиг.4 показан продольный разрез основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию.

На фиг.5 показана схема фиксации шатунной оси на оси опорного ролика кривошипа в круговой дорожке.

На фиг.6 показан поперечный разрез начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию.

На фиг.7 показана силовая схема начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию во время рабочего полуоборота.

На фиг.8 показана силовая схема начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию в процессе сжатия пружины.

На фиг.9 показаны силовые схемы основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию во время рабочего полуоборота:

а) в начале и в конце рабочего полуоборота, когда ступени нажимных дорожек не воздействуют на шатунную ось;

б) в середине рабочего полуоборота, во время воздействия ступеней нажимных дорожек на шатунную ось.

Конструкция состоит из основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, выполненного по схеме основного аналога, кроме привода механизма (фиг.1, 2, 3, 4). Основной механизм состоит из шатуна 1, опирающегося одним концом шатунную шейку 42 кривошипа, образованного двумя щеками 43, вторым концом - на шатунную шейку 2 коленчатой шатунной оси. Коленчатая шатунная ось состоит из двух щек 3 в виде Г-образного коромысла, на конце одного рычага, которого, закреплена, непосредственно, шатунная шейка 2, на конце второго рычага в осях 4 установлены ролики 5. Оси 4 и ролики 5 обеих щек шатунной оси соосны между собой. Шатунная ось связывает между собой два кривошипа 6 с возможностью вращения в соосных между собой двух круговых дорожках 7. Кривошипы 6 опираются на круговую дорожку 7 с помощью двух опорных роликов 8, установленных в осях 9 и 10 кривошипа 6.

Шатунная шейка 2 описывает окружность диаметром D_ш, которая меньше окружности диаметром D_кр, описываемой осями 9 и 10 опорных роликов 8.

Ось Х-Х кривошипа 6 смещена относительно оси круговой дорожки 7 на величину эксцентриситета , что необходимо для обеспечения работоспособности системы и создания силы N приемлемой величины (фиг.9).

Оси 9 и 10 опорных роликов двух совместно работающих кривошипов соосны между собой. Плоскость, в которой движется шатун 1, перпендикулярна оси соосных круговых дорожек 7 и равно удалена от них.

С помощью соосных подшипников в щеках 3 шатунная ось опирается щеками на ось 9 опорных роликов 8. Причем от свободного поворота шатунной оси по направлению действия тангенциальной силы Р _ш, создаваемой шатуном 1, щеки 3 фиксируются в осях 9 с помощью шпонки 11 (фиг.5, 9). Такая конструкция позволяет на начальных и заключительных углах рабочего полуоборота, когда отсутствует возможность воздействия ступеней нажимных дорожек на ролики 5 шатунной оси, создать полезный крутящий момент, с возможностью действовать по силовой схеме, представленной на фиг.9а.

На каждый ролик 5 шатунной оси могут, с возможностью, воздействовать ступени двух рядом стоящих нажимных дорожек. По представленным фигурам первая нажимная дорожка имеет первую ступень 12 и третью 13, вторая дорожка имеет одну вторую ступень 14 (фиг.1, 2). Количество ступеней, представленное на фигурах, условно. Необходимо подразумевать, что первая дорожка состоит из всех нечетных ступенек, начиная с первой. Вторая из всех четных, начиная со второй.

Первая дорожка, состоящая из ступенек 12 и 13, объединена общей направляющей 15, опирающейся и имеющей возможность прямолинейно перемещаться в роликах 16.

Вторая дорожка, состоящая из ступеньки 14, имеет направляющую 17, опирающуюся и имеющую возможность прямолинейно перемещаться в роликах 18.

Для привода направляющей 15 со ступенями 12 и 13 применяется рычажно-кулачковый механизм, состоящий из кулачка 19, установленного на продольном валу 20. Кулачок 19 при вращении, с возможностью, воздействует на качающийся в оси рычаг 21 с эвольвентным рабочим профилем, который, в свою очередь, с возможностью, воздействует на один из профилей двухпрофильного кулачка 22. Кулачок 22, в свою очередь, вторым рабочим профилем, с возможностью, воздействует на эвольвентный сектор 23, закрепленный в оси направляющей 15.

Для привода направляющей 17 со ступенью 14 применяется рычажно-кулачковый механизм, состоящий из кулачка 24, установленного на продольном валу 20. Кулачок 24 при вращении, с возможностью, воздействует на качающийся в оси рычаг 25, с эвольвентным рабочим профилем, который, в свою очередь, с возможностью, воздействует на один из профилей двухпрофильного кулака 26. Кулачок 26, в свою очередь, вторым рабочим профилем, с возможностью, воздействует на эвольвентный сектор 27, закрепленный в оси направляющей 17.

Причем образующая нажимных ступеней спрофилирована так, что при возможном перекатывании по ней ролика 5 под действием силы N₁ со стороны ролика на кривошип в круговой дорожке из сил сопротивления будет, с возможностью, действовать только сила трения качения ролика по образующей и сила трения в подшипнике ролика. Наличие сил сопротивления, обусловленных кривизной образующей ступени, не допускается (фиг.5).

Так как на каждый шатун 1 приходится две щеки 3 с осями 4 и роликами 5, на каждый шатун приходится две направляющие 15 со ступенями 12 и 13 и две направляющие 17 со стороны 14.

Продольный вал 20 с кулачками 19 и 24 с помощью шестерен 28, 29 и вала 30 связан с продольным валом 31 механизма вырабатывающего кинетическую энергию. Конструкция привода вала 20, с возможностью, должна обеспечивать включение вращения вала 20 в строго определенном угловом положении кривошипа 6 в круговой дорожке.

Для механизма, вырабатывающего кинетическую энергию и работающего по схеме чередования рабочего полуоборота и холостого полуоборота, поочередная остановка вала 20 с кулачками 19 и 24 необязательна, как это указано в основном аналоге.

От возможного поворота шатунной оси по направлению действия нажимной со стороны ступенек силы N₁ во время холостого полуоборота щеки 3 фиксируются на осях 9 с помощью поворотной собачки 32. Такая фиксация необходима для того, чтобы шатунная ось во время холостого полуоборота не была плавающей и шатунная шейка оставалась на окружности D_ш (фиг.5).

С началом воздействия ступеней на ролики 5 упор 33, жестко закрепленный на первой ступени 12, отводит собачку 32 от ступенчатого упора щеки 3 и обеспечивает, с возможностью, свободный поворот шатунной оси под действием силы N ₁ со стороны ступенек нажимных дорожек (фиг.4, 5).

С кривошипа 6 крутящий момент во время рабочего полуоборота, с возможностью, снимается муфтой или планетарной передачей с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления. Возможность приложения к кривошипу со стороны муфты или планетарной передачи других силовых факторов, кроме момента сопротивления, не допускается.

Причем у планетарной передачи должно быть не менее трех сателлитов. Полумуфта 34 муфты (фиг.4) или центральное колесо планетарной передачи должно иметь соединение с кривошипом 6, ограничивающее их взаимное невращение друг относительно друга и допускающее как поперечные, так и угловые взаимные перемещения в пределах, обеспечивающих выполнение требований, предъявляемых к системе съема момента. На выходном валу ведомой полумуфты, вращающейся в подшипниковой опоре механизма, установлена шестерня 35, входящая в зацепление с шестерней 36 продольного вала 31.

Во время рабочего полуоборота муфта или планетарная передача системы съема момента не должны для кривошипа 6 создавать реакцию опоры (фиг.9). Во время холостого полуоборота муфты или планетарная передача должны становиться для кривошипа 6 опорными. Полумуфта 34 должна иметь возможность опираться на упор 71, создавая реакцию опоры. (Получается схема, аналогичная с представленной на фиг.8). Это необходимо, если на основном механизме, вырабатывающем кинетическую энергию, может быть создан режим работы, когда приводной вал механизма, с возможностью, забирает часть мощности непосредственно с кривошипов 6 во время холостого полуоборота. Для обеспечения механизмом, вырабатывающим кинетическую энергию, возможности работать по замкнутому циклу на продольном валу 31 установлен маховик 37, аккумулирующий выработанную во время рабочего полуоборота кинетическую энергию и, с возможностью, расходующий часть этой энергии во время холостого полуоборота на привод приводного вала 41. С помощью шестерни 38, закрепленной на маховике 37, маховик, с возможностью, через шестерню 39 передает вращение на генератор 40, имеющий возможность вырабатывать электрическую энергию.

Приводной вал 41, с возможностью, приводящий в движение шатун 1 основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, имеет кривошип, состоящий из двух щек 43 и шатунной шейки 42. Причем диаметр окружности, описываемой шатунной шейкой 42, равен диаметру окружности D_ш, описываемой шатунной шейкой 2 коленчатой шатунной оси основного механизма. На одном конце вала 41 установлена имеющая возможность скользить вдоль вала полумуфта 44. Продольное, с возможностью, перемещение полумуфты осуществляется центробежным регулятором 45, жестко закрепленным и, с возможностью, вращающимся вместе с валом 41. Полумуфта 44 имеет возможность входить в зацепление с полумуфтой 46, жестко установленной на валу 47, и через шестерню 48 получает, с возможностью, вращения от шестерни 49 с полумуфтой 50. Приводной вал 41 получает, с возможностью, привод от начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию.

Начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, состоит из кривошипа 58, опирающегося на круговую дорожку 61 с помощью двух опорных роликов 60, установленных в осях 57 и 58 на опорах качения. Оси 57 и 58 описывают, при возможном вращении кривошипа, окружность D' _кр. Ось Х¹-Х¹ кривошипа 58 смещена относительно оси круговой дорожки 61 на величину эксцентриситета ', что необходимо для обеспечения работоспособности системы и создания N' приемлемой величины.

Кривошип 58 получает, с возможностью, вращения от пружинного механизма, состоящего из качающегося коромысла 51 в оси 52 (фиг.6). Вдоль линейной направляющей коромысла может, с возможностью, перемещаться одним своим концом шатун 53. Коромысло и шатун имеют седла для установки пружины 54. Пружина в свободном состоянии стремится, с возможностью, сдвинуть шатун относительно коромысла, увеличивая их общую длину. Вторым своим концом шатун 53 опирается, с возможностью, на шатунную шейку 55 коленчатой шатунной оси. Коленчатая шатунная ось состоит из щеки 56, жестко закрепленной на оси 57, и шатунной шейки 55. Шатунная ось не вращается относительно кривошипа 58, а шатунная шейка 55, при возможном вращении кривошипа, постоянно описывает окружность диаметром D'_ш, которая меньше окружности D'_кр, описываемой осями 57 и 59.

Начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию с одним кривошипом в круговой дорожке, предложен для упрощения конструкции.

Возможен вариант с двумя кривошипами, построенный по схемам первого или основного аналога.

Начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, во время рабочего полуоборота под, возможным, действием пружины силы Р _пр при ее выпрямлении, на шатунной шейке 55 строится тангенциальная составляющая Р', которая, с возможностью, вращает кривошип 58 и создает силовую схему, приведенную на фиг.7. На кривошипе создается, с возможностью, полезный крутящий момент:

М' _кр=Р'×Б'В'

С кривошипа 58 созданный во время рабочего полуоборота полезный крутящий момент М' _кр, с возможностью, снимается муфтой, состоящей из полумуфты 62 и полумуфты 50, или планетарной передачей, с возможностью прикладывать при этом к кривошипу только момент сопротивления. Возможность приложения к кривошипу со стороны муфты или планетарной передачи других силовых факторов, кроме момента сопротивления, не допускается. Причем у планетарной передачи должно быть не менее трех сателлитов.

Полумуфта 62 или центральное колесо планетарной передачи должны иметь соединение с кривошипом 58, ограничивающее их взаимное невращение друг относительно друга и допускающее как поперечные, так и угловые взаимные перемещения в пределах, обеспечивающих выполнение требований, предъявляемых к системе съема момента (фиг.3).

Полумуфта 62, с возможностью, сцепляется с полумуфтой 50, которая, в свою очередь, с возможностью, передает вращение на шестерню 49 и далее через шестерню 48, вал 47, полумуфты 46 и 44 на приводной вал 41.

На втором конце приводного вала 41 установлена шестерня 64, передающая вращение через шестерню 65 на вал 66, на котором установлен маховик 68. На маховике 68 закреплена шестерня 67, входящая в зацепление с шестерней 69, установленной на валу электродвигателя 70.

Таким образом, созданный на кривошипе 58 полезный крутящий момент М'_кр, с возможностью, передается и аккумулируется на маховике 68.

Для того чтобы потребляемые при сжатии пружины 54 начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, отрицательные моменты и мощность были минимальными, необходимо чтобы данный отрицательный момент М _сж.пр создавался плечом, равным радиусу окружности вращения шатунной шейки 55 коленчатой шатунной оси (фиг.8)

Для выполнения данного требования муфта, состоящая из полумуфты 62 и 50, или планетарная передача системы съема момента не должны для кривошипа 58 создавать реакцию опоры во время рабочего полуоборота (фиг.7). Во время холостого полуоборота полумуфта 62 или планетарная передача должны становиться для кривошипа 58 опорными. Полумуфта 62 должна, с возможностью, опираться на упор 63, создавая реакцию опоры (фиг.8).

Шестерни 48, 49, 64, 65 введены в схему для возможности подбирать требуемые, для более эффективной работы, обороты приводного вала 41, маховика 68, а также действующие на них моменты. Наличие данных шестерен в схеме не обязательно.

Часть аккумулированной на маховике 68 кинетической энергии, с возможностью, расходуется приводным валом 41 с помощью кривошипа, состоящего из щек 43 и шатунной шейки 42, на привод шатуна 1 основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию.

С началом работы основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, сила, действующая на шатун 1 Р_ш (фиг.1, 2), будет, с возможностью, создавать на кривошипе 6 тангенциальную составляющую Р и строить во время рабочего полуоборота две силовые схемы по выработке крутящего момента, приведенные на фиг.9а и 9б.

Работа основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, аналогична работе подобного механизма, приведенного в основном аналоге, кроме привода данного механизма.

В начале и в конце рабочего полуоборота, когда отсутствует воздействие ступеней нажимных дорожек на ролики 5 шатунной оси, и щеки 3 фиксируются от поворота тангенциальной силы Р с помощью шпонок 11, установленных на опорных осях 9 (фиг.5а), шатунная шейка 2 имеет консольное крепление относительно оси 9, поэтому силовая схема может быть описана фиг.9а. Полезный момент строится только частью длины кривошипа 6.

М =Р×БВ

Под возможным воздействием ступеней 12, 13, 14 нажимных дорожек, имеющих привод от продольного вала 31 механизма, на ролики 5 шатунной оси силой N₁ шатунная ось, с возможностью, поворачивается и отходит от упора шпонки 11 (фиг.5б). Тангенциальная сила Р и сила N ₁ начинают создавать, с возможностью, на кривошипе полезный крутящий момент всей длиной кривошипа. С учетом отрицательной составляющей (-М_кул.), забираемой, с возможностью, кулачковым валом 20 с кулачками 19 и 24, на кривошипе строится полезный крутящий момент по схеме на фиг.9б.

М =Р×АВ+P₁×АВ-М _кул.

Так как с началом работы основного механизма, вырабатывающего кинетическую энергию, маховик 37 приводит, с возможностью, в действие вал генератора 40, часть полезного крутящего момента расходуется на привод генератора. Генератор 40, вырабатывая электрическую энергию, с возможностью, приводит в действие электродвигатель 70.

Полезный крутящий момент, создаваемый, с возможностью, основным механизмом, вырабатывающим кинетическую энергию, с учетом потерь на привод кулачкового вала 20 и на привод генератора 40 определяется:

М =Р×АВ+P₁×АВ-М _кул.-М_ген.

М _кул - отрицательный крутящий момент, расходуемый на привод генератора.

Электродвигатель 70, имеющий через шестерню 69 зацепление с шестерней 67, установленной на маховике 68, создает, по возможности, на маховике 68 дополнительный крутящий момент, который суммируется с моментом, создающимся на кривошипе 58 начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию.

Во время установившихся режимов работы именно данный суммарный момент, аккумулированный на маховике 68, расходуется, по возможности, на сжатие пружины 54 и на привод шатуна 1 основного механизма.

При совпадении периодов рабочих полуоборотов начального и основного механизмов, на привод шатуна может расходоваться часть энергии, идущая непосредственно с кривошипа 58.

Центробежный регулятор 45, осуществляющий, по возможности, сцепление полумуфты 44 с полумуфтой 46, должен быть настроен на выбранные оптимальные обороты приводного вала 41. При оборотах приводного вала, меньших данных выбранных, регулятор 45 обеспечивает, по возможности, сцепление полумуфты 44 с полумуфтой 46 и включает, по возможности, в работу начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию, передавая, по возможности, момент с кривошипа 58 на приводной вал 41 и аккумулируя его на маховике 68. На установившихся режимах работы, когда обороты приводного вала 41 будут больше выбранных оптимальных, центробежный регулятор 45 выводит, по возможности, полумуфту 44 из зацепления с полумуфтой 46 и останавливает, по возможности, начальный механизм, вырабатывающий кинетическую энергию. Маховик 68 на данном режиме работы будет, по возможности, аккумулировать только момент, создаваемый электродвигателем 70, и расходовать его только на привод шатуна 1 основного механизма.

При построении начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию с несколькими пружинами 54, по возможности, срабатывающими на разных углах, каждая пружина должна иметь свои коромысло, шатун, кривошип 58 и свою систему съема момента. Моменты со всех кривошипов должны, с возможностью, суммироваться на общей шестерне 48.

Вместо начального механизма, вырабатывающего кинетическую энергию для привода вала 41, можно использовать двигатель внутреннего сгорания, построенный, для экономии топлива, по схемам первого или основного аналога, с мощностью рассчитанной на привод вала 41.

Преимущество предлагаемой конструкции состоит в том, что двухступенчатая схема выработки кинетической энергии позволяет увеличить выходные силовые характеристики механизма, вырабатывающего кинетическую энергию при одновременной экономии ресурса пружины.