[发明专利]一种直槽高速内平衡变惯量飞轮

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种直槽高速内平衡变惯量飞轮，飞轮基体上具有径向直槽，槽内装配有可以沿槽滑动的质量块，通过该质量块在槽内位置的移动，实现飞轮转动惯量的改变，通过把质量块分组分别控制，大大降低了单次操纵质量块的力，控制质量块移动的是飞轮基体两侧的带有螺线槽的控制盘，适用于汽车和城市轨道车辆传动系统和再生制动系统、新能源汽车自动变速器和动力辅助装置、风电发电系统，工矿机械、工程机械等领域。

背景技术

目前变惯量飞轮在转速高情况下，位置可变的质量块产生巨大的离心力，例如0.5kg的质量块，在半径为0.1m，转速为3000转/分钟时，其离心力约为5000N，是其重力的1000倍，在移动这些质量块达到改变转动惯量时，有时其需要的操纵力巨大，针对该种状况，提出了一种直槽高速内平衡变惯量飞轮，由两侧的螺线槽控制盘平衡了大部分质量块的离心力，使得操纵力较小，以实现变惯量飞轮的高速化和快速改变其转动惯量，更好适应工程实践的需要。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处提供一种直槽高速内平衡变惯量飞轮，能解决在高速时，有效降低变惯量飞轮的操纵力和较容易实现飞轮转动惯量的快速改变，由于提高了变惯量飞轮的转速，而飞轮存储的能量与转速的平方成正比，所以同时使得飞轮的尺寸和重量大幅减小，具体结构是由开设有直槽的飞轮基体、开设有螺线槽的控制盘、可移动质量块、离合器及分离轴承组成。

为实现上述目的，本发明采用如下技术措施：

一种直槽高速内平衡变惯量飞轮，在需要飞轮的转动惯量降低时，操纵分离轴承压下控制压板，使得对应的可移动质量块内的支撑销插入两侧的螺线槽控制板，制动螺线槽控制板使得质量块移向圆心，使得其半径变小，达到降低飞轮整体转动惯量的目的，通过对质量块分组控制，能有效降低每次控制力的大小；在需要飞轮的转动惯量升高时，操纵分离轴承压下两侧控制压板，使得右控制压板上的销钉插入对应的可移动质量块内，拔起质量块在直槽上的支撑销，质量块沿飞轮基体内的直槽在两侧螺线槽控制下移向飞轮外端，使得其半径变大，达到增加飞轮整体转动惯量的目的。其特征在于飞轮基体1开设有槽2，槽2呈径向分布，槽2底部开设有通槽8，通槽8用以穿过支撑销43，槽2内装有质量块5，质量块5处于的位置时是其转动惯量最大的位置，质量块4处于的位置是其转动惯量最小的位置，质量块4和质量块5是同一质量块处于不同位置是的情况，飞轮基体1中心部位设有圆柱面3，和质量块4的内端面相配合，限制了质量块的内端极限位置，飞轮基体1两侧装有螺线槽控制盘21、22，在需要操纵相应质量块是，通过离合器部件12、13、26、27和制动器14，使得飞轮基体1和螺线槽控制盘21、22位置对正，通过分离轴承10、17压下控制压板11、18，螺线槽控制盘上的销钉16、19、24插入质量块5相应的位置，使得质量块的支撑销43、50插入螺线槽控制盘对应的螺线槽，在制动器14的作用下，质量块5被移向圆心；或者拔起对应的支持销35、42，质量块5在离心力作用下滑向外围，质量块5表面有缓冲层7，用以降低最大冲击力，质量块5内装有支撑销43、50，两者在弹簧45的作用下被限制在质量块5内部，支撑销43通过尾端45直接被销钉19操纵，支撑销50则通过推杆47和其尾端的曲拐49被销钉24操纵，支持销35、42由弹簧37分离，两者又通过钢片36连接，限制支撑销35和支撑销42最大的分离距离，销钉64内开设有槽62，槽62内通过钢片36和弹簧37，销钉16作用于销钉64尾端61时，推动销钉64左移，64左端接触钢片36，克服弹簧37的弹力，使得支撑销35、42缩入质量块5内，质量块5能在离心力作用下滑向飞轮基体1的外端。

该方法具体包括以下步骤：

1)在飞轮不工作是，质量块处于质量块4的位置，支撑销35、42伸出质量块4外，此时飞轮的转动惯量最小，利于机构的启动。

2)在飞轮转动惯量需要降低时，先控制离合器部件12、13、26、27和制动器14，使得飞轮基体1和螺线槽控制盘21、22位置对正，压下控制压板11、18，使得某一组质量块5内的支撑销43、50插入螺线槽控制盘21、22内的螺线槽内，对应的质量块在螺线槽控制盘和飞轮基体1内直槽双重作用下，质量块5滑向飞轮基体的圆心方向，飞轮整体的转动惯量减小。