Inertia City Bike promite să facă toată munca unui biciclist. Tricicletă cu două rame și un volant

Utilizare: ca o bicicletă cargo. Esență: o bicicletă triciclu cu două cadre și un volant are o tracțiune suplimentară cu volantă, realizată cu capacitatea de a interacționa prin intermediul elementelor de control electromagnetice cu transmisia principală. 9 dwg, 1 tbl

Invenția se referă la o bicicletă de marfă, se cunoaște un tandem cu 2 locuri, la care este atașat un cărucior, un astfel de design în condiții urbane nu este convenabil din cauza depozitării sale și este foarte dificil de depășit înclinații cu o încărcătură. Scopul este de a facilita proiectarea și posibila depozitare la domiciliu și transportul a 150 kg de marfă la o viteză de 30-35 km/h. Acest lucru se realizează prin faptul că bicicleta este formată din două cadre, amplasate în paralel, cu roți solide, unite printr-o axă, pe interiorul roții drepte se află un volant montat pe un rulment de balansare, care este presat pe axă. a roților din spate, dar având antrenări separate formate din pinioane de diferite diametre, crescând de mai multe ori viteza de rotație în raport cu roata, se presează rulmenți pe capetele rolei, pe care sunt atașate capetele ramelor. Pe rulmentul volantului este presat si un pinion de antrenare, avand in vedere ca volantul dezvolta o viteza periferica de pana la 700 m/s, iar rotile de maxim 12 m/s cand volantul asista bicicleta, mai ales la urcarea in panta, pinionul de antrenare al volantului are dinți pe partea din față. Roțile din dreapta și din stânga sunt presate pe o rolă comună, pe ea este montat un pinion de antrenare al roții drepte cu dinții către dinții volantului, pentru a evita o smucitură puternică la pornirea volantului, se realizează datorită diferența de diametre ale pinioanelor ambreiajului și arborele comun în sine, care protejează împotriva unei smucituri ascuțite și nu permite o creștere a vitezei circumferențiale a roților. Bicicleta este condusa de un biciclist asezat pe roata dreapta, are cadru comun cu roata din fata. Biciclistul care stă pe șaua roții din stânga rotește pedalele cu un pinion antrenat, a cărui rolă este fixată pe platforma 28, același biciclist, pentru a crește puterea prin preluarea energiei cinetice de la volant, întrerupe electromagnetul de alimentare cu curent. 33 de la dinam care rotește roata din față, arcul se extinde, împinge șaiba de presiune, care este atașată de țeavă, în interiorul căreia se află un arbore comun 9. Țeava se înșurubează cu celălalt capăt de plastic în pinionul de antrenare din dreapta. roata, care se deplasează de-a lungul canelurii spre dreapta, iar dinții pinioanelor de antrenare se blochează. Transmisia cu volant are, pe langa pinionul antrenat, pentru cresterea vitezei periferice, pe langa pinionul antrenat, pinioane intermediare suplimentare de diametru mic si mari, montate pe un rulment de balansare, iar prin lantul "gala" transfera rotatia la pinionul de antrenare al volantului. Notă.Rulmentul pinioanelor intermediare este montat pe o rolă fixată pe cadru. Tracțiunea cu volant este împrejmuită de sus cu un scut, iar părțile laterale pe o parte sunt împrejmuite cu roata dreaptă, iar pe cealaltă, o cutie de marfă, care este introdusă liber între roți, fundul său este din plastic și un plasă de nailon este atașată în jurul perimetrului, fixată în partea de sus de cadru. Roțile, volantul și cadrele sunt turnate din Sentall conținând 65% poliacenă și 35% pulbere de magneziu, un astfel de polimer din punct de vedere al densității, elasticitatea este capabil să reziste la sarcina maximă pe o bicicletă cargo cu o greutate specifică de P 1,21 g/cm 3 . Greutățile aproximative ale pieselor principale sunt prezentate în tabel. FIG. 1 prezintă o bicicletă de marfă cu 3 roți, vedere laterală; figura 2 este aceeași, vedere în plan; figura 3 este aceeași, vedere de capăt; figura 4 ansamblu roată al pinionului de antrenare cu dinți de ambreiaj, vedere la capăt; figura 5 este aceeași, roată, vedere laterală; Fig. 6 ansamblu volant, vedere laterală; figura 7 şaibă presată pe rulmentul volantului, vedere laterală; figura 8 roată stânga, vedere laterală; în Fig.9 dispozitiv pentru conectarea sau deconectarea volantului de la transmiterea energiei către roți, vedere laterală. În figurile 1-9, sunt adoptate următoarele denumiri: 1 roată spate dreaptă, 2 roți spate stânga, 3 roți față, 4 volante, 5 cutie de marfă, 6 rulmenți de balansare, 7 rulmenti de pivotare ai volantului, 8 pinion de antrenare a volantului , 9 arbore roată spate, 10 pinion tracțiune volantă, 11 pinion transmisie volantă, 12 pinion tracțiune dreapta, 13 pinion tracțiune stânga, 14 pinion tracțiune dreapta, 15 pinion tracțiune stânga, 16 pinion tracțiune Gala, 18 lant drept, 17 înșurubat în pinionul de antrenare al roții drepte, 19 arc de alimentare pentru cuplarea pinioanelor, 20 șaibă de tracțiune, comprimare arc, 21 pedală roată stânga, 22 pedală roată dreaptă, 23 șaibă montată pe rulmentul volantului, cu dinți de cuplare, 24 dinți a pinionului de tracțiune, ansamblu volant 25 dinți, 26 ghidon, 27 suport pentru ciclistul stâng, 28 platformă pentru atașarea suportului și rolei pedalei, 29 plasă de nailon, 30 fund cutie, 31 lesă de la o șaibă de presiune, 32 yako pb, 33 electromagnet, asezat liber pe arbore, 34 şaibe de susţinere a electromagnetului. O caracteristică a invenției este ușurința sa, volantul ajută bicicliștii în depășirea dealurilor, nu necesită combustibil lichid, așa cum este cerut de mopede sau motociclete. La sfârșitul transportului, cutia este scoasă, pliată și este ușor să găsești un loc de depozitare pentru aceasta, roata din stânga este și ea separată de roata din dreapta, nu există încă un analog al unei astfel de biciclete. Lucru cu bicicleta cargo. Ciclistul care stă pe cadrul drept controlează bicicleta, iar mișcarea este efectuată simultan de doi bicicliști prin răsucirea pedalelor 21 și 22, rotind astfel pinioanele 12 și 13, iar pinionul 10 rotește pinioanele intermediare 11 și 14, transmițând „Gala” la rotația pinionului 8, astfel încât dispozitivul de antrenare a volantului creează o viteză periferică semnificativă pentru acesta, fără a afecta viteza roții din spate. Rotirea volantului este liberă până când ciclistul care stă pe cadrul din stânga pornește curentul generat de dinamul rotit de roata din față, de la care electromagnetul 31 va atrage armătura 32, iar aceasta va comprima arcul 19 și la nivelul trageți în același timp șaiba 20, care este conectată la un tub de plastic, în interiorul acestui tub se află un arbore care leagă roțile din spate, celălalt capăt al acestui tub este înșurubat în pinionul de antrenare al roții din dreapta, în această poziție volantul și roata sunt deconectate și fiecare dintre ele are propriile viteze periferice, atunci când electromagnetul este dezactivat, arcul se îndreaptă, deplasează o șaibă care deplasează pinionul de aer 16 al roții drepte de-a lungul canelurilor cu tubul său, care are dinți spre volantă. , în timp ce dinții săi vor merge în spatele dinților pinionului volantului 8, motiv pentru care volantul va începe să transfere energie cinetică către roți, care, având diametre diferite ale ambreiajului pinioanelor și arborelui în sine 9, atunci când fac o smucitură puternică, iar viteza periferică a roților va crește ușor. Tracțiunea cu volant este împrejmuită de sus cu un scut, iar părțile laterale pe o parte sunt împrejmuite de roata dreaptă, pe cealaltă există o cutie de marfă, o plasă de nailon este întinsă în jurul perimetrului său, roțile, volantul și cadrele sunt turnate din materiale ușoare, inclusiv sectile care conțin 65% poliacen și 35% pulbere de magneziu, un astfel de polimer din punct de vedere al densității, elasticității, este capabil să reziste la sarcina completă a unei biciclete cargo, greutatea totală fără sarcină va fi de maximum 20 kg . Rezultat economic. Designul specificat al unei biciclete cargo este destinat transportului de produse agricole. produse din grădinile de acasă și locuitorii orașului sau micii fermieri, economisind bani în călătoriile cu trenul de navetiști sau cu autobuzul, precum și economisind bani pe benzină. Particularitatea sa constă în faptul că nu necesită o cameră de depozitare separată datorită faptului că poate fi dezasamblat cu ușurință și poate fi depozitat pe balcon sau logie.

REVENDICARE

Să le considerăm în ordinea descrescătoare a dimensiunii și a masei. De cel mai mare interes este proiectul original al unei mici mașini de pasageri urbane proiectată de D.V. Rabenhorst cu un motor super-volant. Vehiculul cântărește puțin peste 500 kg și include 150 kg de sarcină utilă.

Puterea motorului mașinii, bazată pe anvelope și date aerodinamice pentru vehiculele din SUA la începutul anilor 1970, la o viteză de croazieră de 90 km/h este de aproximativ 3,35 kW. La proiectarea mașinii, s-a presupus să se miște timp de 2 ore, ceea ce reprezintă un kilometraj de 180 km și o rezervă de energie în volant de 6,7 kW / h.

O analiză detaliată a mișcării unei mașini cu motor inerțial în oraș a condus la următoarele concluzii.:

1) energia cheltuită pentru accelerarea mașinii este de 3 ori mai mare decât energia cheltuită pentru depășirea unei distanțe egale cu calea de accelerație la o viteză constantă;

2) un sistem de frânare regenerativ disponibil pentru unitățile de putere cu volantă recuperează 25% din toată energia;

3) doar aproximativ 75% din energia totală a volantului poate fi folosită util.

Pornind de la aceasta, D.V. Rabenhorst crește necesarul de energie și, în consecință, masa totală a supervolantului cu 33%.

Transmisia este hidrostatica cu patru roti motoare.

D. V. Rabenhorst observă că unei mașini cu un motor inerțial îi lipsesc astfel de unități și sisteme necesare unei mașini convenționale, cum ar fi ambreiajul, arborele de transmisie, diferenţialul, arborii de punte, sistemul de frânare, bateriile, demarorul și generatorul, sistemul de răcire și sistemul de combustibil. O mașină cu motor inerțial poate fi pusă în mișcare aproape instantaneu, deoarece accelerația în timpul accelerației este foarte mare.

Pentru a accelera volantul, se folosește un motor electric de tip avion, care este conectat la rețea. Timpul de accelerare este de 20-25 de minute.

Masele celor mai importante unități ale mașinii DV Rabenhorst (Fig. 69) sunt următoarele: volantă - 100 kg; carcasa volantului si suspensia - 25 kg; motor electric tip avion - 18,4 kg; pompa hidraulica - 37,5 kW - 11,4 kg; patru moto-roți hidraulice cu o capacitate totală de 37,5 kW -10 kg; echipamente și instrumente de control - 9 kg; sistem de tren de rulare - 175 kg; sarcină utilă - 150 kg; corp - 270 kg. Greutatea totală a vehiculului este de aproximativ 600 kg.

Datele operaționale sunt următoarele: viteza de croazieră 90 km/h; kilometraj 180 km; traseul alergării prin oraș, ținând cont de opriri frecvente, 170 km; viteza maxima peste 110 km/h; timp de accelerație de la 0 la 100 km/h 15 s; costul kilometrajului este de 0,6 dolari (54 copeici la rata din 1972) la 100 km.

Orez. 69. Mașină cu volantă a Dr. D.W. Rabenhorst (SUA): 1-motor-roata; 2-motor-generator electric; 3-super volant

Datele unității de putere a volantului mașinii lui D. V. Rabenhorst: volumul volantului este de 14 dm3; greutate utila utila 75 kg; energie utila de 6,7 kW/h; frecvența inițială de rotație a volantului este de 23.700 rpm, cea finală este de 11.900 rpm; pierderi de putere mai mici de 0,01 kW. Reducerea pierderilor de energie la o valoare atât de mică se realizează prin plasarea super-volantului într-o carcasă evacuată etanșată, cu un arbore de ieșire printr-un cuplaj magnetic (Fig. 70). Epuizarea volantului (rotație liberă) va dura peste 1000 de ore sau peste 41 de zile. Spre comparație, rularea volantului girobusului Oerlikon este de 12 ore, iar volantul recuperatorului Clark este de aproximativ o săptămână.

Orez. 70.:

1-super volant; 2-ambreiaj magnetic; 3-motor-generator electric; 4-amortizor; 5-lagăr; 6- corp evacuat etanșat: 7-lagăr axial magnetic

Rulmenții super volantului lubrifiați uscat preiau sarcini giroscopice sau dinamice numai atunci când se agită, în timp ce greutatea super volantului este preluată de o suspensie magnetică realizată din magneți permanenți puternici. Arborii motorului electric și super-volantului sunt legați printr-un cuplaj magnetic; în timpul mersului liber, ambreiajul este decuplat, iar pierderile datorate rotației motorului electric sunt eliminate. Este caracteristic că atât motorul electric, cât și rulmenții super-volantului sunt în condiții atmosferice normale, și nu în vid, ceea ce le îmbunătățește semnificativ condițiile de funcționare.

Pentru a proteja împotriva tremurării și a reduce efectele giroscopice, corpul super-volantului este suspendat pe amortizoare elastice.

Următoarea cea mai mare (sau mai degrabă mică) este bicicleta volantă, creată de prof. Universitatea din Wisconsin din SUA. A. Frank. Bicicleta, desigur, nu este un scop în sine. Datorită experimentelor pe această bicicletă, A. Frank a găsit raportul optim și a determinat rentabilitatea instalării unui volant pe o mașină. Volanul ar trebui să fie instalat suplimentar pentru a ajuta motorul principal. Prof. A. Frank crede că instalarea unui volant pe o mașină standard cu o putere a motorului de 75 kW va permite o dezvoltare pe termen scurt a puterii de până la 225 kW, iar consumul de combustibil va fi redus la doar 2,5 litri la 100 de kilometri. În acest caz, costul suplimentar al instalării volantului va fi de aproximativ 100-200 USD. „Călătoriți pe terenuri denivelate fără a simți stresul suplimentar pe pedale”, a spus profesorul după ce a mers pe bicicleta.

Volanul este legat de roata din spate a bicicletei printr-un con de frecare în contact cu anvelopa (Fig. 71, a). Prin deplasarea conului în direcția axială, se modifică diametrul zonei sale de lucru în contact cu roata și, ca urmare, se modifică viteza bicicletei. În fig. 71, b prezintă bicicleta englezului G. Bath, al cărei volant acumulează energie atunci când pasagerul „sare” pe șa și o eliberează pentru asistență la călărie.

Orez. 71.:

a- (conducerea unei biciclete de către un profesor american A. Frank (1-volan; 2-roata motoare a unei biciclete; ambreiaj cu 3 biciclete); b-bicicletă a unui englez G. Bath cu volant (acționare cu 1 lanț) a mișcării șeii; 2-volan; 3 - (pedale)

Și, în sfârșit, cel mai mic reprezentant al mașinilor cu volantă este un micromobil pentru învățarea copiilor regulile de circulație în orașele auto. Micromobilul a fost dezvoltat la Institutul Politehnic Kursk. Una dintre variantele micromobilului, prezentată în fig. 72, contine un volant cu o greutate de aproximativ 10 kg, accelerat de un motor electric pana la 6000 rpm. Volanul este instalat în spatele micromobilului și, la fel ca pe bicicleta lui Prof. Frank, contactează cu un ambreiaj cu frecare cu roata din spate a mașinii.

Orez. 72.:

1-volant; control cu ​​2 manere; 3-angrenaj de frecare la roată

Prima versiune a unui micromobil, încă foarte imperfectă, trece cu un pasager până la jumătate de kilometru de la o rotire a volantului. Promovarea se realizează prin conectarea motorului electric de accelerație la o rețea electrică obișnuită prin intermediul unei prize și a unui ștecher.

În prezent, este în curs de dezvoltare o versiune îmbunătățită a unui micromobil, capabilă să acopere câțiva kilometri de cale cu o rotire a volantului.

În toate cazurile luate în considerare, volantul joacă rolul motorului mașinii. Și trebuie remarcat faptul că puterea motorului cu volant este mult mai mică decât puterea motoarelor convenționale pentru mașini, iar costul kilometrajului pentru aceeași cale pe mașinile cu volant este mai mic. Acest lucru se datorează în primul rând pentru că un motor volant, spre deosebire de cele convenționale, este capabil să recupereze eficient energia mecanică. A

Aproape toate modelele de unitate de biciclete au un dezavantaj comun care le reduce eficiența. Acest defect constă în cheltuirea neeconomică a energiei musculare la schimbarea eforturilor de la un picior la altul în timpul trecerii pedalelor „unghiuri moarte” (poziția verticală a bielelor). Cea mai mare parte a efortului muscular în acest moment este direcționat către axa de rotație a pedalelor și nu face atât de mult lucru util, cât crește uzura lagărelor căruciorului.

Nu degeaba bicicliștii scot manivelele din poziție verticală înainte de a începe mișcarea. Ca urmare, cursa de lucru începe cu o pierdere parțială a energiei musculare, care provoacă oboseală prematură a ciclistului. Îmbunătățirea propusă a conducerii bicicletei elimină acest dezavantaj, permițând călăreților pe distanțe lungi să circule într-un mod economic, folosind rațional energia musculară, cheltuind-o aproape ca în timpul mersului normal.

Pentru aceasta, proiectarea antrenamentului folosește un dispozitiv pentru întreruperea interacțiunii bielelor cu pinionul de antrenare, care asigură trecerea liberă și rapidă a bielelor cu pedalele sectoarelor din apropierea „puncurilor moarte” din cauza inerției. O vedere generală a proiectării unei transmisii de biciclete cu un întrerupător inerțial este prezentată în Figura 1, unde bielele 1 (cu pedale) fixate pe arborele cărucior 2 au o legătură mobilă (culisantă) cu pinionul de antrenare 3 datorită interacțiunea știfturilor realizate pe butucul 4, fixate pe biela dreaptă și canelurile diametrale - pe pinionul de antrenare 3.

Canelurile permit bielelor să treacă rapid de zona ineficientă, iar arcul elicoidal al cotului 5 - înmoaie impactul la sfârșitul cursei lor libere. După cum se poate observa din figura de antrenare, numai legătura pinionului de antrenare cu biela dreaptă este supusă modificării structurale, prin urmare, o astfel de acționare poate fi realizată pe orice model de bicicletă. Pentru aceasta, o bucșă cu proeminențe este realizată din oțel ZOKHGSA conform desenului poz. 4, care este sudată la biela scoasă de pe arborele cărucior și modificată conform desenului poz. 1.

De asemenea, pinionul de antrenare este în curs de finalizare - în el sunt făcute caneluri pentru proeminențele bucșei. Arcul este realizat "la rece" din sarma de carbon cu diametrul de 4 - 5 mm si contine o tura incompleta. Capetele arcului pot fi îndoite acasă după încălzirea îndoirii firului de deasupra pistoletului cu gaz. Saiba de ghidare 10 este realizata conform desenului din orice otel. La instalarea pinionului de antrenare, vârfurile bucșei 4 sunt introduse în canelurile sale, pe care șaiba 10 este atașată cu trei șuruburi M4.

Limitatorul 6, realizat din sârmă moale și fixat pe pinionul conducător prin îndoirea capetelor de pe podurile-grinzile sale, împiedică îndepărtarea arcului de planul pinionului atunci când este solicitat în timpul funcționării. În plus, biela dreaptă 1 cu un pinion de antrenare este fixată pe arborele 2 al ansamblului cărucior de biciclete folosind o pană 9 în mod obișnuit. La instalarea arcului, un capăt al acestuia este instalat într-un orificiu adecvat de pe pinionul de antrenare. , iar celălalt capăt îndoit se înfășoară în jurul bielei de lângă pedală.

Pentru a extinde reglarea forței arcului 5, un număr de găuri de-a lungul diametrului firului sunt găurite suplimentar pe pinionul de antrenare pentru a instala capătul îndoit al arcului în ele. Unitatea funcționează după cum urmează. În perioada inițială, de exemplu, la instalarea piciorului drept pe pedala dreaptă, care se află în poziția superioară, bielele 1 împreună cu arborele 2 și bucșa 4 se rotesc până la interacțiunea de lucru a vârfului bucșei cu pinionul de antrenare 3, în timp ce arcul 5 este comprimat și creează un cuplu asupra conducerii După aplicarea unui efort muscular pe pedala dreaptă, pinionul de antrenare este adus în rotație - iar bicicleta accelerează.

Când pedala dreaptă se apropie de poziția extremă inferioară, interacțiunea de lucru a bielelor (scuața bucșei) cu pinionul de antrenare este întreruptă prin întârzierea rotației bielelor față de pinionul de antrenare după reducerea forței pedalei din cauza acțiunii inverse. a arcului și a mișcării inerțiale a bicicletei. În acest caz, arcul susține rotația pinionului și îl îndepărtează de la interacțiunea cu bielele.

Ca urmare, la începutul următorului ciclu de lucru, bielele se deplasează în poziția verticală cu o anumită deplasare unghiulară inversă față de pinionul de antrenare, ceea ce asigură o tranziție liberă la poziția verticală și următoarea acumulare a arcului deja pentru manivela stângă. În plus, procesul de unitate se repetă. Trecerea liberă a pedalelor către pozițiile extreme superioare și inferioare elimină pierderea de energie musculară la schimbarea ciclurilor de lucru, ceea ce crește eficiența conducerii.

În funcționarea în regim stabil, rotația bielelor este întârziată și apoi împinge eficient pinionul de antrenare. Ca rezultat, pedalele sunt rotite într-un mod economic „împingere”. Acest mod de funcționare vă permite să mențineți o viteză mare pentru o perioadă lungă de timp, fără efort nejustificat și pentru o perioadă lungă de timp, ceea ce este similar cu menținerea rotației volantului cu o forță tangenţială intermitentă. Întârzierea rotației bielelor ajută la compensarea forțelor inerțiale care acționează asupra picioarelor ciclistului în zona „unghiurilor oarbe” în timpul mișcării lor rapide de rotație.

Eficiența și stabilitatea antrenării sunt influențate de forța de acumulare a arcului, care este selectată în funcție de greutatea și de condiția fizică a ciclistului însuși. Dacă, după cursa de lucru, bielele nu se îndepărtează de pinionul de antrenare, atunci trebuie instalat un arc mai elastic. Și invers, dacă i se aplică o forță musculară vizibilă pentru o tranziție liberă a pedalei în poziția superioară, iar în timpul cursei de lucru nu există nicio interacțiune de lucru a bielelor cu pinionul de antrenare, atunci elasticitatea arcului. trebuie redusă.

Acest lucru se poate face prin reglarea diametrului firului arcului. Pentru funcționarea normală a unității, cantitatea de mișcare inversă a manivelelor trebuie să fie mai mică decât deplasarea lor unghiulară inițială. În aceste condiții, cuplul inițial pe pinionul de antrenare este menținut în procesele de funcționare tranzitorii, ceea ce îmbunătățește în plus proprietățile de amortizare ale arcului pentru a netezi sarcinile de vârf în timpul împingerii rotației a pinionului de antrenare.

Când învață să meargă pe o bicicletă cu o astfel de acționare, un biciclist are nevoie de o anumită atenție pentru a controla uniformitatea rotației pinionului de antrenare cu jocul liber al bielelor. La obținerea anumitor abilități, uniformitatea de rotație a pinionului de antrenare și cantitatea de mișcare inversă a bielelor sunt menținute automat și nu prezintă dificultăți și disconfort.

Testele experimentale pe mare pe o rază de 3500 km au confirmat eficiența și fiabilitatea unității. În comparație cu o bicicletă obișnuită, oboseala de pe călătoriile lungi este semnificativ redusă, ceea ce extinde capacitățile ciclistului. Posibilul împotrivire a pedalelor împotriva pinionului îi poate lua locul și în sporturile mari, precum și împingerea spatelui lamei de călcâiul ghetelor de alergare.

Acționare „economică” a bicicletei: 1-biela dreapta modificată cu pedală; 2 - arborele de transport; 3-pinion de transmisie cu lanț modificat; 4 - bucșă (oțel ZOHGSA, cerc 55); 5 - arc de torsiune (sârmă de carbon 05); 6 - opritor cu arc (sârmă moale cu diametrul de 4); 7-lant de transmisie; pinion cu 8 transmisii; 9 - pană care leagă biela de arbore; saiba cu 10 ghidaje (otel, tabla s3); 11 - fixarea șaibei pe manșon (șurub M4, 3 buc.); 12 - ansamblu cărucior

Invenția se referă la vehicule care stochează energie într-un volant. Bicicleta are o transmisie conectata la roata motoare (2) si la volanta (8), care are o suspensie cu arc (19) cu posibilitatea de presare a volantului (8) pe roata motoare (2). În acest caz, roata de antrenare (2) cu flanșele sale (6) este montată pe rulmenți (7) pe cadru (1), iar volantul (8) este montat pe un pendul dublu braț (10) în interiorul transmisiei. roata (2) cu posibilitatea de presare a volantului (8) pe suprafata interioara a jantei (3) a rotii (2). Solutia tehnica are ca scop asigurarea periodica, la intervale scurte de timp, a unei parti din energia acumulata de la volant la roata motoare. 12 p.p. f-ly, 7 ill.

Desene pentru brevetul RF 2264323

Invenția se referă la inginerie mecanică și poate fi aplicată la diferite vehicule, biciclete, scaune cu rotile.

Sunt cunoscute vehicule în care energia mecanică este acumulată și apoi transmisă la roata vehiculului. Recuperătorul are forma unui arc de bandă (RU 2097248, 1997). în US 4.037.854, 1977, este dezvăluită o transmisie de bicicletă conectată la o roată de antrenare şi la un volant având o suspensie cu arc, astfel încât volantul să poată fi apăsat pe roata de antrenare. În JP 08-169381, 1996, este dezvăluit un volant, ale cărui părți pot fi presate pe suprafața interioară a legăturii de ieșire. în US 2588681, 1951, este dezvăluit un dispozitiv de acţionare în care o bilă grea este ridicată prin intermediul unei pârghii în interiorul unui cilindru gol, şi apoi încearcă să-şi aducă rotaţia prin intermediul masei sale. În plus, cilindrul tubular transmite rotația roții, în interiorul căreia se află.

Crearea de motoare, elice și alte dispozitive pentru obținerea de tipuri netradiționale de energie mecanică, reproducerea, acumularea și utilizarea acesteia sunt direcții importante în dezvoltarea și îmbunătățirea vehiculelor dinamice, de dimensiuni mici și accesibile. În bicicleta propusă cu o elice inerțială, antrenată de forța musculară umană, sau de un motor de antrenare, corpul de lucru, realizat sub forma unui inel cilindric cu pereți subțiri și situat pe traversă, în timpul rotației creează și acumulează energia cinetică a momentul de inerție de rotație al acestui corp de lucru. O parte din energia acumulată este transmisă periodic, la intervale scurte de timp, de fluidul de lucru către roata motoare a bicicletei și determină mișcarea de translație a acesteia.

Bicicleta revendicată are o acționare conectată la o roată motoare și un volant având o suspensie cu arc, cu posibilitatea de a apăsa volantul pe roata motoare și se caracterizează prin aceea că roata motoare este montată pe lagăre pe cadrul vehiculului cu flanșele sale. , iar volantul este montat pe un pendul dublu triunghi in interiorul rotii motoare.roti cu posibilitatea de presare a volantului pe suprafata interioara a jantei.

Volanta, instalată în interiorul roții motoare cu formarea unei elice inerțiale, are un fluid de lucru realizat sub forma unui inel cilindric cu pereți subțiri, fixat pe o traversă montată pe un arbore bazat pe rulmenți în pârghiile pendulului.

Pe lagărele axei pedalei este montat un pendul dublu braț cu un capăt al pârghiilor, iar la celelalte capete ale pârghiilor pendulului este montat pe rulmenți un arbore cu volant, care poate fi deplasat față de axa pedalei prin un unghi mic.

Volanul, prin intermediul a două arcuri, are capacitatea de a fi în stare suspendată, cu excepția ca volantul să atingă suprafața interioară a roții motoare.

Suprafața interioară a jantei roții și perimetrul exterior al fluidului de lucru al volantului sunt acoperite cu un compus de frecare.

Roata este formată dintr-o jantă, discuri laterale cu flanșe pentru rulmenți de susținere, cu una dintre flanșe conectată la un asterisc cu un ambreiaj roată liberă.

Există două sau mai multe anvelope de bicicletă pe janta.

Volanul, instalat în interiorul roții motoare cu formarea unei elice inerțiale, are o antrenare care include o axă a pedalei montată pe rulmenți care sunt presați în soclurile cadrului, în timp ce un pendul dublu braț, două pinioane de antrenare și pedale sunt montate pe axa pedalei, cu o parte a axei este conectată printr-un lanț cu un pinion și o roată liberă, iar pinionul de antrenare de pe cealaltă parte a osiei este legat printr-un lanț cu un pinion pereche montat pe brațul pendulului, care este conectat la pinionul și roata liberă a arborelui volantului, oferind următoarele posibilități:

Odată cu rotirea pedalelor, posibilitatea de rotație simultană a roții și a volantului;

Când apăsați pendulul și transferați o parte din energie de la volant la roată, roata se poate roti mai repede și fără transferul de efort de la pedale la roată, deoarece pedalele asigură rotirea și derularea doar a volantului;

Când pedalați, posibilitatea de mișcare cu utilizarea unui motor inerțial și fără utilizare.

Se poate instala un motor care este conectat la transmisie prin intermediul unui lanț conectat la un pinion de antrenare.

Roata directă din față poate fi montată pe un rack în butucul cadru, sau două roți directoare pot fi împerecheate și montate pe o axă cu un suport în spatele bicicletei, cu rack-ul instalat în butucul de pe cadru și un sectorul dintat este fixat pe partea inferioară a cremalierei, care este în angrenare cu un sector dintat al arborelui cârmei.

Scaunul poate fi rotativ.

Placuta de frana, actionand direct asupra anvelopelor rotii, este montata pe un bolt de pe cadru in zona scaunului si este conectata la maneta pentru a asigura franarea.

Figura 1 prezintă o bicicletă cu o antrenare numai de pe pedale (vedere laterală).

Figura 2 prezintă aceeași bicicletă (vedere frontală).

Figura 3 prezintă dispozitivul roții, în interiorul căruia se află un volant.

Figura 4 prezintă o bicicletă cu un motor suplimentar.

Figurile 5-7 prezintă diagrame ale forțelor care acționează asupra volantului și roții.

Proiectarea propusă a vehiculului constă dintr-un cadru 1, o roată motrice 2, o elice inerțială, un motor de antrenare sau o tracțiune cu picior cu o transmisie cu lanț, un volan cu roți din față sau din spate, o frână. Cadru 1 secțiune tubulară sudată. Roata motoare 2 este formată dintr-o jantă 3 cu anvelope 4, discuri laterale 5 cu flanșe 6 și rulmenți 7 și este instalată în locurile 5 ale cadrului 1.

Elicea inerțială este formată dintr-un volant 8, un arbore 9, un pendul cu braț dublu 10, o roată liberă 11. Volanul 8 include un fluid de lucru 13 realizat sub forma unui inel cilindric cu pereți subțiri, o traversă 14 montată pe un arborele 9. Mediul de lucru 13 este situat pe perimetrul traversei 14 a volantului 8, în interiorul roții motoare 2. Pe axa 16 a pedalelor 17 este montat un pendul dublu braț 10 cu unele capete pe lagărele 45, la celelalte capete ale pendulului 10, pe rulmenții 18. 19 este montat un arbore 9 cu volant 8 în poziție suspendată, excluzând contactul neautorizat al volantului 8 cu janta 3, deoarece axa arborelui 9 este decalată relativ. față de axa roții 2.

Piciorul, antrenament muscular al volantului 8, situat pe o parte a roții 2, include un pinion de antrenare 20 montat pe axa 16, un pinion dublu 21 situat pe bolțul 22 al pendulului 10 și un pinion 23 cu un ambreiajul roată liberă 11 montat pe arborele 9, pinioanele sunt conectate în perechi prin lanțuri 24.

Pe cealaltă parte a roții 2 există un antrenament pentru roata 2, care include un pinion 25 cu un ambreiaj roată liberă 12 montat pe flanșa 6 a discului 5 al roții 2 și un pinion 26 fixat pe axa 16 , pinioanele 25 şi 26 sunt legate printr-un lanţ.

Roata din față 27 cu volanul 28 este orientabilă, montată pe cremaliera 29 în butucul 30 al cadrului 1, sau două roți direcționate pereche 31 situate în spatele bicicletei pe axa 32, cu un cremalier comun 33 instalat în butucul 34 de pe cadrul 1, pe cremaliera 33 de jos, este fixat un sector dintat 35, care este în cuplare cu sectorul dintat 36 al cârmei 37, cârma 37 este instalată în manșonul 38 de pe cadrul 1.

Motorul de antrenare 39 este conectat printr-un lanț la un pinion 26. Scaunul 41 este pivotant. Sabotul de frână 42 este montat pe știftul 43 de pe cadrul 1 lângă scaunul 41 și este conectat la pârghia 44; la frânare, sabotul 42 este apăsat direct pe pneurile 4 ale roții 2.

Munca unei biciclete cu elice inerțiale. La pedalarea 17, forța este transmisă prin pinioanele 20, 21, 23, lanțul 24 și roata liberă 11 către volantul 8, simultan prin pinioanele 25 și 26, lanțul și roata liberă 12, forța este transmisă către roata 2, ca urmare, bicicleta se mișcă și învârte volanta 8, care acumulează energia cinetică a momentului de inerție de rotație a mediului de lucru 13.

Când apăsați pendulul 10, acesta din urmă, împreună cu volantul rotativ 8, se rotește sub un unghi mic (Fig. 5-7), periodic, pentru o perioadă scurtă de timp, apasă perimetrul fluidului de lucru 13 al volantului. 8 la suprafața interioară a jantei 3 a roții 2 în punctul A (pe linia AA ), suprafețele de contact ale fluidului de lucru 13 și janta 3 sunt acoperite cu o compoziție de frecare, o parte din energia cinetică este transferată către janta 3 a roții 2, apare o forță de reacție P a jantei 3, care determină forța P d a mișcării de translație a volantului 8.

În plus, în timpul perioadei de contact a volantului 8 cu janta 3 a roții 2 în punctul A (pe linia AA), vitezele punctelor corpului de lucru 13 se modifică și un centru de rotație instantaneu (MCP) de corpul de lucru 13 apare pe linia de contact AA, viteza MCP este zero, în acest moment se manifestă prin momentul forței M a masei mcp a mediului de lucru 13 pe umărul razei instantanee R față de MTsV , acest moment al forței M provoacă și forța P m a mișcării de translație a volantului 8. Ca urmare, două forțe de translație acționează asupra bicicletei de la volantul 8:

a) forța P d a momentului de inerție de rotație a mediului de lucru 13 al volantului 8,

T = J 2 1/2, unde T este energia cinetică de rotație a fluidului de lucru 13,

a J = m · r 2, unde J este momentul de inerție al mediului de lucru 13 (kg · m 2), m este masa mediului de lucru 13, r este raza mediului de lucru 13, este unghiular viteza de rotație a mediului de lucru 13;

b) momentul forței M al masei mcp a fluidului de lucru 13 al volantului 8 în raport cu MTsV,

a M = mcp · R, unde M este momentul de forță al masei mcp al fluidului de lucru 13 în raport cu MCP; mcp este masa părții fluidului de lucru 13, care este situată deasupra diametrului său orizontal; R este raza medie instantanee a mediului de lucru 13 atunci când mediul de lucru 13 este rotit în raport cu MTsV.

Cu o masă m a mediului de lucru de 5 kg și 2000 de rotații pe minut (40.000 rad/sec) a mediului de lucru 13 și raza lui r egală cu 0,3 m, energia cinetică T = 9000 kg · m 2 · rad · sec 2.

Când un corp rigid se rotește în jurul unei axe, rolul masei este jucat de momentul de inerție. În timpul deplasării bicicletei, consumul de energie va fi de aproximativ 3 kgm pe secundă, ceea ce va asigura viteza bicicletei de cel puțin 50 km/h timp de 150 de secunde fără a reîncărca (deztors) corpul de lucru 13. În acest timp, cca. 50% din rezerva maximă a energiei sale cinetice va fi consumată... Va dura câteva secunde pentru a reîncărca (desfășura) volantul 8 cu fluidul de lucru 13 la valoarea calculată a numărului de rotații. Perioada de contact a fluidului de lucru 13 al volantului 8 cu janta 3 a roții 2 este de 4-6 secunde la intervale de 8-10 secunde.

REVENDICARE

1. O bicicletă având o acționare conectată la o roată motoare și un volant cu suspensie cu arc cu posibilitatea de a apăsa volantul pe roata motoare, caracterizată prin aceea că roata motoare este montată pe lagăre pe cadrul vehiculului cu flanșele acestuia și volantul este montat pe un pendul dublu braț în interiorul roților motoare cu posibilitatea de a apăsa volantul pe suprafața interioară a jantei.

2. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că volantul, montat în interiorul roții motoare pentru a forma o elice inerțială, are un corp de lucru realizat sub forma unui inel cilindric cu pereți subțiri atașat de o traversă montată pe un arbore bazat pe rulmenți în brațele pendulului.

3. Bicicletă conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că pe lagărele axei pedalei se montează pendulul cu dublu braț cu unul dintre capetele pârghiilor, iar un arbore cu volant este montat pe rulmenți la celelalte capete ale pârghiile pendulului, în timp ce arborele cu volantul poate fi deplasat față de axa pedalei cu un unghi mic ...

4. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că volantul prin intermediul a două arcuri are capacitatea de a fi în stare suspendată, cu excepţia ca volantul atinge suprafaţa interioară a roţii motoare.

5. Bicicleta conform revendicării 2, caracterizată prin aceea că suprafaţa interioară a jantei roţii şi perimetrul exterior al corpului de lucru al volantului sunt acoperite cu o compoziţie de frecare.

6. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că roata motoare este formată dintr-o jantă, discuri laterale cu flanşe pentru rulmenţi de susţinere, iar la una dintre flanşe este conectat un asterisc cu un ambreiaj cu roată liberă.

7. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că două sau mai multe anvelope de bicicletă sunt amplasate pe janta roţii motoare.

8. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că volantul, instalat în interiorul roții motoare cu formarea unei elice inerțiale, are un antrenament care include o axă a pedalei montată pe lagăre care sunt presate în soclurile cadrului, în timp ce un braț dublu. pendulul este montat pe rulmenții de pe axa pedalei, două pinioane de antrenare și pedale, în timp ce pinionul de antrenare de pe o parte a axei este conectat printr-un lanț cu un pinion și un ambreiaj cu roată liberă, iar pinionul de antrenare pe cealaltă parte a axei. axul este conectat printr-un lanț de un pinion pereche montat pe brațul pendulului, care este conectat la un asterisc și la deplasarea arborelui volantului cu ambreiaj roată liberă, asigurând următoarele capacități: în timpul pedalării, posibilitatea de rotație simultană a roții și a volant; la apăsarea pendulului și transferul unei părți a energiei de la volant la roată, posibilitatea unei rotații mai rapide a roții, în plus, fără transferul efortului de la pedale la roată, deoarece in acest caz, pedalele au capacitatea de a asigura rotirea si derularea doar a volantului; la pedalare, posibilitatea de mișcare cu utilizarea unui motor inerțial și fără utilizare.

9. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că este instalat un motor care este conectat la transmisie prin intermediul unui lanț legat de pinionul de antrenare.

10. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că roata din faţă orientabilă este montată pe un suport în bucşa cadrului.

11. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că cele două roți directoare sunt împerecheate și montate pe o axă cu un cremalier în spatele bicicletei, în timp ce cremaliera este instalată în butucul de pe cadru, iar un sector dintat este fixat pe cremalieră de dedesubt, care se îmbină cu arborele de direcție din sectorul dintat.

12. Bicicletă conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că scaunul este rotativ.

13. Bicicleta conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că sabotul de frână, acționând direct asupra pneurilor roții, este montat pe un știft pe cadru în zona scaunului și este conectat la pârghie pentru a asigura frânarea.

Versiunea conceptuală a futuristei biciclete electrice cu inerție City Bike, care a fost dezvoltată de designerul Devray Bhadra, este o bicicletă tradițională care, pe lângă faptul că este ecologică, este o mare plăcere să mergi pe străzi.
Capacul prezentei invenții este realizat din fibră de sticlă, în timp ce scheletul bicicletei în sine este realizat din fibră de carbon. Acest design face ca acest vehicul să fie destul de ușor. În același timp, în roțile bicicletei sunt încorporate motoare mici, care o scutesc de greutatea spițelor și, în consecință, reduc frecarea și rezistența în timpul mișcării.

Conform ideii dezvoltatorului, același mecanism permite ciclistului să mărească controlul fiecăreia dintre roți, deoarece puterea este transmisă direct de la motoare către roți, ceea ce permite City Bike-ului să rămână stabilă la schimbarea vitezei. Elanul generat în timpul conducerii este perfect adaptat fiecărui biciclist. Astfel, datorita folosirii intregului sistem, biciclistii de diverse configuratii si marimi pot circula pe aceasta bicicleta cat mai confortabil.

Inerția acestui vehicul este transmisă de la lanțul de lucru, transmisia finală și roți, drept urmare utilizatorul are iluzia de a manevra în timpul conducerii, chiar și atunci când staționează pe loc. Acest sistem funcționează într-un mod similar cu un pendul, astfel încât călărețul are capacitatea de a controla bicicleta la viteze diferite în moduri diferite.