[go: up one dir, main page]

RU2647946C2 - Device for energy drive - Google Patents

Device for energy drive Download PDF

Info

Publication number
RU2647946C2
RU2647946C2 RU2016108577A RU2016108577A RU2647946C2 RU 2647946 C2 RU2647946 C2 RU 2647946C2 RU 2016108577 A RU2016108577 A RU 2016108577A RU 2016108577 A RU2016108577 A RU 2016108577A RU 2647946 C2 RU2647946 C2 RU 2647946C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
actuator
motor
electric motor
coupling
Prior art date
Application number
RU2016108577A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016108577A (en
Inventor
Роберт Султанович Ахметшин
Марсиль Робертович Ахметшин
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ)
Priority to RU2016108577A priority Critical patent/RU2647946C2/en
Publication of RU2016108577A publication Critical patent/RU2016108577A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2647946C2 publication Critical patent/RU2647946C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B61/00Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing
    • F02B61/04Adaptations of engines for driving vehicles or for driving propellers; Combinations of engines with gearing for driving propellers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Arrangement Of Transmissions (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of power engineering, in particular to power drives, and can be used as a power unit for water or railway transport. Power drive device consists of two actuators with different rotational parameters. First actuator 1 is rotated by a first motor, electric motor, 2 (for example, synchronous with frequency control of revolutions), second actuator 3 is driven by second motor 4, which may be preferably an internal combustion engine (ICE). Motors 2 and 4 and, accordingly, their actuators 1 and 3 are arranged on one axis, which becomes possible, since the hollow shaft 5 of the electric motor 2, a coupling with said motor shaft 2 and its support bearings on an additional support post 6, as well as the shaft of actuator 1 are made with a hollow space similarly in shape - a pipe in which the shaft of second actuator 7 is placed with several its accretions and with the bearings at the ends of each build, at the outlets of shafts 5 and 7, inside actuator 1, second support post 8 with bearings for shafts 5 and 7 is provided, the shaft of second actuator 3 is connected to shaft (5) exiting from it (5) to shaft 7 through coupling sleeve 9, which is also provided for connecting the output of shaft 7 from second motor 4.
EFFECT: technical result is the multifunctionality of the parameters and the complementarity of the functions of the power components of the power drive.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энерготехники, в частности к энергетическим приводам, и может быть использовано в качестве силового агрегата водного или железнодорожного транспорта.The invention relates to the field of energy engineering, in particular to energy drives, and can be used as a power unit for water or rail transport.

Известна энергетическая установка электропривода [1], которая содержит синхронный электродвигатель с вращаемым рабочим механизмом, а также системой управления.Known power plant electric drive [1], which contains a synchronous motor with a rotatable working mechanism, as well as a control system.

Недостатком [1] является то, что она выполняет одну исполнительную функцию для одного приводимого им механизма.The disadvantage of [1] is that it performs one executive function for one mechanism it brings.

Известна многофункциональная энергетическая установка [2], которая состоит из комплекса: двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с коробкой передач переключения скорости приводимого рабочего механизма на валу.Known multifunctional power plant [2], which consists of a complex: internal combustion engine (ICE) with a gearbox for switching the speed of the driven working mechanism on the shaft.

Недостатком [2] является то, что отсутствует возможность многофункциональности вращательных параметров для исполнительного механического агрегата.The disadvantage of [2] is that there is no possibility of multifunctionality of the rotational parameters for the executive mechanical unit.

Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является многофункциональная энергетическая установка [3], которая состоит из комплекса: двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с приводом на валу электрической машины, используемой в качестве генератора электрической энергии и теплового насоса с электроприводом и также системой управления.The closest to the essence of the claimed invention, the prototype is a multifunctional power plant [3], which consists of a complex: an internal combustion engine (ICE) with a drive on the shaft of an electric machine used as an electric energy generator and electric heat pump and also a control system .

Недостатком прототипа [3] является отсутствие взаимозаменяемости и дополняемости функций составляющих силового агрегата.The disadvantage of the prototype [3] is the lack of interchangeability and complementarity of the functions of the components of the power unit.

Известно устройство [Д1] энергетического привода, состоящее из электродвигателя с муфтой, которое дополнено вторым движителем и двигателем.A device [D1] of an energy drive is known, consisting of an electric motor with a coupling, which is supplemented by a second mover and an engine.

Известно устройство [Д2], в котором электродвигатель связан с исполнительным механизмом муфтой и второй двигатель является двигателем внутреннего сгорания. Однако Д1 и Д2 не лишены недостатков.A device [D2] is known, in which the electric motor is connected to the actuator by a clutch and the second engine is an internal combustion engine. However, D1 and D2 are not without drawbacks.

Целью предлагаемого изобретения является многофункциональность параметров и дополняемостью функций силовых составляющих энергетического привода.The aim of the invention is the multifunctionality of the parameters and the complementarity of the functions of the power components of the energy drive.

Цель достигается тем, что устройство энергетического привода состоит из электродвигателя, связанного соединительной муфтой с первым исполнительным механизмом, дополнено вторым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и вторым исполнительным механизмом, причем вал электродвигателя с муфтой и первым исполнительным механизмом и вал второго ДВС и второго исполнительного механизма расположены на одной оси, при этом вал электродвигателя выполнен с пустотелым пространством, а вал второго ДВС своим дополнительным наращением размещается в упомянутом пустотелом пространстве вала первого электродвигателя, снабженного на торцах подшипниковыми устройствами, причем муфта сцепления первого электродвигателя, расположенного со стороны своего исполнительного механизма, состоит из первой и второй полумуфт, которые состоят из зубчатой пары шестерен, первая полумуфта расположена по наружной окружности пустотелого вала, а вторая полумуфта для сцепления исполнительного механизма также состоит из шестерни, при этом упомянутые первая и вторая полумуфты пары зубчатой шестерни расположены в масляной емкости на дополнительной опорной стойке, которая в свою очередь также содержит опорный подшипник на дополнительном продолжении вала второго двигателя в сторону своего исполнительного механизма.The goal is achieved in that the energy drive device consists of an electric motor connected by a coupling to the first actuator, supplemented by a second internal combustion engine (ICE) and a second actuator, the motor shaft with a clutch and a first actuator and a shaft of a second internal combustion engine and a second actuator are located on the same axis, while the motor shaft is made with a hollow space, and the shaft of the second internal combustion engine is placed in an removed hollow space of the shaft of the first electric motor, equipped with bearings at the ends, the clutch of the first electric motor located on the side of its actuator consists of the first and second coupling halves, which consist of a gear pair of gears, the first coupling half is located on the outer circumference of the hollow shaft, and the second coupling half for coupling the actuator also consists of a gear, while the aforementioned first and second coupling halves of the gear pair are located They are located in an oil tank on an additional support stand, which in turn also contains a support bearing on an additional extension of the shaft of the second engine in the direction of its actuator.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где: 1 - первый исполнительный механизм; 2 - электродвигатель; 3 - второй исполнительный механизм; 4 - ДВС; 5 - пустотелый вал электродвигателя, сопряженного с первым исполнительным механизмом; 6 - дополнительная опорная стойка с масляной емкостью, содержащая в ней соединительную муфту из первой и второй зубчатой пары полумуфт, подшипника для вала; 7 - вал второго исполнительного механизма, сопряженного с ДВС; 8 - опорная стойка; 9 - соединительная муфта.The essence of the invention is illustrated in the drawing, where: 1 - the first actuator; 2 - electric motor; 3 - second actuator; 4 - ICE; 5 - a hollow shaft of an electric motor coupled to a first actuator; 6 - an additional support column with an oil tank, containing a coupling sleeve from a first and second gear pair of coupling halves, a bearing for the shaft; 7 - the shaft of the second actuator associated with the internal combustion engine; 8 - support stand; 9 - coupling.

Устройство работает следующим образом: устройство энергетического привода состоит из двух исполнительных механизмов с разными вращательными параметрами.The device operates as follows: the energy drive device consists of two actuators with different rotational parameters.

Первый исполнительный механизм 1 приводится во вращение первым электродвигателем 2 (например, синхронный электродвигатель с частотным регулированием оборотов), второй исполнительный механизм 3 приводится во вращение вторым двигателем 4, в качестве которого может быть двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Двигатели 2 и 4, соответственно их исполнительные механизмы 1 и 3, размещаются на одной оси, что становится возможным, поскольку пустотелый вал 5 электродвигателя 2, муфта с упомянутым валом электродвигателя 2 и его опорными подшипниками на дополнительной опорной стойке 6, а также вал исполнительного механизма 1 выполнены с пустотелым пространством, в котором размещен вал второго исполнительного механизма 7 с несколькими его наращениями и с подшипниками на торцах каждого наращения, на выходах валов 5 и 7, внутри исполнительного механизма 1, предусмотрена вторая опорная 8 стойка с подшипниками соответственно для валов 5 и 7, к выходящему из него (5) к валу 7 присоединен вал второго исполнительного механизма 3 через соединяющую муфту 9, которая также предусмотрена для присоединения выхода вала 7 со второго двигателя 4.The first actuator 1 is driven by the first electric motor 2 (for example, a synchronous motor with frequency control of revolutions), the second actuator 3 is driven by the second motor 4, which can be an internal combustion engine (ICE). Engines 2 and 4, respectively, their actuators 1 and 3, are placed on the same axis, which becomes possible, since the hollow shaft 5 of the electric motor 2, the coupling with the aforementioned shaft of the electric motor 2 and its thrust bearings on an additional support column 6, as well as the shaft of the actuator 1 are made with a hollow space in which the shaft of the second actuator 7 is placed with several extensions and with bearings at the ends of each extension, at the outputs of the shafts 5 and 7, inside the actuator 1, pre 8 will provide the second support strut respectively with bearings for the shafts 5 and 7, for withdrawing from it (5) is connected to the shaft 7, the shaft of the second actuator 3 through the connecting sleeve 9 that is also provided for connection of the output shaft 7 of the second 4 engine.

Двигатели 2 и 4 могут управляться как с одного командного поста управления, так и с индивидуального командного поста управления каждого двигателя, причем управляется как числом оборотов, так и их направлением, эксклюзивное для каждого индивидуально.Engines 2 and 4 can be controlled both from one command post and from an individual command post of each engine, and it is controlled both by the number of revolutions and by their direction, exclusive for each individually.

Технический и экономический эффект от использования предлагаемого решения заключается в том, что расположение в одной оси двигателей, преимущественно к использованию для надводных, так и подводных судов для привода гребных винтов в одной оси, а также привода механических агрегатов, располагаемых на железнодорожных транспортных средствах. Причем подбирая параметры фазового сдвига от одного исполнительного механизма относительно другого, достигается понижение результирующего излучаемого звука от работы в целом всей энергетической установки, вследствие дифракции звуковых волн, издаваемых от первого и второго, или наоборот, исполнительных механизмов. При этом увеличиваются исполнительные функции механического агрегата от разнообразия сочетания параметров первого относительно второго исполнительных механизмов.The technical and economic effect of using the proposed solution lies in the fact that the location in one axis of the engines, mainly for use on surface and submarines to drive propellers in one axis, as well as the drive of mechanical units located on railway vehicles. Moreover, choosing the parameters of the phase shift from one actuator relative to another, a decrease in the resulting emitted sound from the operation of the whole power plant is achieved, due to the diffraction of sound waves emitted from the first and second, or vice versa, actuators. At the same time, the executive functions of the mechanical unit increase from the variety of combinations of the parameters of the first relative to the second actuators.

Примером многофункциональности энергетического привода является ситуация, когда требуется форсирование ускорения (скорость) вращательного момента энергетического агрегата или резкий его останов, что достигается сочетанием, комбинацией, вращательных параметров, действующих в одной оси от каждой установки. А при чрезвычайной ситуации с электроснабжением в энергетическом агрегате (в объекте использования технического решения), например, в подводном судне, первый электродвигатель 2, синхронный электродвигатель переводится в режим электрического генератора, забирая при этом часть механической энергии от второго двигателя 4, через механические передачи - муфты, с вала 7 на вал 5, при этом большая часть энергии остается на валу двигателя 4 для исполнения своей непосредственной функции - сохранения плавучести судна.An example of the multifunctionality of an energy drive is a situation when it is necessary to accelerate the acceleration (speed) of the rotational moment of the energy unit or abruptly stop it, which is achieved by a combination, combination, of rotational parameters acting in one axis from each installation. And in an emergency situation with power supply in the power unit (in the object of using a technical solution), for example, in a submarine, the first electric motor 2, the synchronous electric motor is switched to electric generator mode, while taking part of the mechanical energy from the second engine 4, through mechanical gears - couplings, from shaft 7 to shaft 5, with most of the energy remaining on the shaft of the engine 4 to fulfill its direct function - to preserve the buoyancy of the vessel.

В описанном случае предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить электроэнергией потребителей аварийной брони и сохранение плавучести судна в режиме аварии.In the described case, the proposed technical solution allows providing consumers with emergency armor with electric power and preserving the buoyancy of the vessel in emergency mode.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИUSED SOURCES

1. Москаленко В.В. «Электрический привод», Гл. 6, 7. Москва, Издательский центр «Академия», 2007 г.1. Moskalenko V.V. "Electric drive", Ch. 6, 7. Moscow, Academy Publishing Center, 2007

2. "Теплотехника" под ред. А.П. Баскакова. М. Энергоатмиздат 1991. - 224 с.2. "Heat Engineering", ed. A.P. Baskakova. M. Energoatmizdat 1991 .-- 224 p.

3. Патент полезная модель RU 90177 от 27.12.2009 г. «Теплонасосная установка». Информация принятая во внимание:3. Patent utility model RU 90177 dated 12/27/2009, "Heat pump installation." Information taken into account:

Д1. RU 2115589 20.07.1998 С1, с. 4-5.D1. RU 2115589 07.20.1998 C1, p. 4-5.

Д2. RU 2088476 С1, 27.08.1997 с. 6.D 2. RU 2088476 C1, 08.27.1997 p. 6.

Claims (1)

Устройство энергетического привода состоит из электродвигателя, связанного соединительной муфтой с первым исполнительным механизмом, отличающееся тем, что дополнено вторым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и вторым исполнительным механизмом, причем вал электродвигателя с муфтой и первым исполнительным механизмом и вал второго ДВС и второго исполнительного механизма расположены на одной оси, при этом вал электродвигателя, выполнен с пустотелым пространством, а вал второго ДВС своим дополнительным наращением размещается в упомянутом пустотелом пространстве вала первого электродвигателя, снабженного на торцах подшипниковыми устройствами, причем муфта сцепления первого электродвигателя, расположенного со стороны своего исполнительного механизма, состоит из первой и второй полумуфт, которые состоят из зубчатой пары шестерен, первая полумуфта расположена по наружной окружности пустотелого вала, а вторая полумуфта для сцепления исполнительного механизма также состоит из шестерни, при этом упомянутые первая и вторая полумуфты пары зубчатой шестерни расположены в масляной емкости на дополнительной опорной стойке, которая в свою очередь также содержит опорный подшипник на дополнительном продолжении вала второго двигателя в сторону своего исполнительного механизма.The energy drive device consists of an electric motor connected by a coupling with a first actuator, characterized in that it is supplemented by a second internal combustion engine (ICE) and a second actuator, the shaft of the electric motor with a clutch and a first actuator and the shaft of the second engine and the second actuator on one axis, while the motor shaft is made with a hollow space, and the shaft of the second ICE with its additional build-up is placed in the mentioned the hollow space of the shaft of the first electric motor, equipped with bearing devices at the ends, the clutch of the first electric motor located on the side of its actuator consists of the first and second coupling halves, which consist of a gear pair of gears, the first coupling half is located on the outer circumference of the hollow shaft, and the second coupling half for coupling the actuator also consists of a gear, while the aforementioned first and second coupling halves of the gear pair are located in an oil tank on an additional support stand, which in turn also contains a support bearing on an additional extension of the shaft of the second engine in the direction of its actuator.
RU2016108577A 2016-03-09 2016-03-09 Device for energy drive RU2647946C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108577A RU2647946C2 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Device for energy drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108577A RU2647946C2 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Device for energy drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016108577A RU2016108577A (en) 2017-09-14
RU2647946C2 true RU2647946C2 (en) 2018-03-21

Family

ID=59893553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016108577A RU2647946C2 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Device for energy drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2647946C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792208C1 (en) * 2022-10-24 2023-03-20 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Multifunctional power plant

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5635805A (en) * 1994-06-29 1997-06-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle
US7231877B2 (en) * 2001-03-27 2007-06-19 General Electric Company Multimode hybrid energy railway vehicle system and method
RU90177U1 (en) * 2009-08-06 2009-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) HEAT PUMP INSTALLATION
RU95438U1 (en) * 2009-12-15 2010-06-27 Пензенская государственная технологическая академия, отдел научных исследований HYBRID ENERGY INSTALLATION OF VEHICLE
RU2495266C2 (en) * 2012-01-10 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) Method to minimise fuel consumption of automotive ice with power accumulation system and device to this end

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5635805A (en) * 1994-06-29 1997-06-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Hybrid vehicle
US7231877B2 (en) * 2001-03-27 2007-06-19 General Electric Company Multimode hybrid energy railway vehicle system and method
RU90177U1 (en) * 2009-08-06 2009-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) HEAT PUMP INSTALLATION
RU95438U1 (en) * 2009-12-15 2010-06-27 Пензенская государственная технологическая академия, отдел научных исследований HYBRID ENERGY INSTALLATION OF VEHICLE
RU2495266C2 (en) * 2012-01-10 2013-10-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) Method to minimise fuel consumption of automotive ice with power accumulation system and device to this end

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2792208C1 (en) * 2022-10-24 2023-03-20 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) Multifunctional power plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016108577A (en) 2017-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2011290961B2 (en) Variable-pitch propeller or repeller
CN102483141B (en) Multidirectional propulsion system for a ship comprising a mechanical hypocycloidal converter
RU2017113073A (en) REMOVABLE REACTIVATION BLOCK OF A GAS-TURBINE ENGINE, POWER PLANT ARCHITECTURE OF A MULTI-MOTOR HELICOPTER EQUIPPED WITH SUCH BLOCK, AND THE RELATED HELICOPTER
JP2017534014A5 (en)
JP2012528762A5 (en)
RU2016142637A (en) ASSISTANCE DEVICE FOR POWER INSTALLATION ON A SOLID PERGOLA OF A SINGLE-MOTOR HELICOPTER, A SINGLE-MOTOR HELICOPTER CONTAINING SUCH A DEVICE AND AN APPROPRIATE METHOD
CN104149961B (en) A kind of straight wing all direction propeller of constant speed displacement
JP2017521589A5 (en)
KR20090023003A (en) Steam turbine ship
JP2009526164A (en) Wind turbine blade control device
RU2647946C2 (en) Device for energy drive
RU2392180C1 (en) Electric propulsion system (versions)
WO2016146249A1 (en) Engine room arrangement for a marine vessel
CN204037884U (en) The straight wing all direction propeller of constant speed displacement
CN102358410B (en) Three-dimensional vector thrusting device for submersible
WO2014060994A1 (en) Propulsion system for vessels
CN102101526B (en) underwater vortex propeller
RU179143U1 (en) Mover for surface and underwater vehicles
CN202226050U (en) Three-dimensional vector propulsion device for submersible
RU2792208C1 (en) Multifunctional power plant
US1922606A (en) Method and means for propelling and steering water or air ships
WO2015116016A1 (en) Power plant (variants)
RU2670341C1 (en) Engine-propulsion module of ring structure
RU154859U1 (en) MAIN MARINE POWER INSTALLATION WITH FIXED STEP SCREW
KR101302987B1 (en) Variable pitch marine propeller

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180326