Гидротрансформатор

 

1.ГИРДОТРАНСФОРМАТОР, содержащий корпус,установленные в нем i насосное,турбинное и реакторные колеса имеющие между наружными и внутренним., ; торами два венца лопастей,соп зикасающихся своими лицевыми и тыльными сторог нами,а лопасти первого по ходу потока венца установлены на осях с воэмож ностью поворота,отличающийся тем, что, с целью рзсширения зоны высоких значений функциональных возможностей, лопасти второго по ходу потока венца установлены на осях с возможностью поворота, а соприкасающиеся лицевые и тыльные стороны лопастей выполнены коническими , причем вершины их конусов рас- . положены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей. 2.Гидротрансформатор по пД, отличающийся тем, что торцевые поверхности лопастей и прилегающие к ним поверхности наружного и внутреннего торов выполнены сферическими , причем центры сфер расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей. 3.Гидротрансформатор по пп.1и2, g от-личающийся тем, что (Л торцевые поверхности лопастей, прилегакицие к внутреннему тору, выполнены плоскими, а соответствующие им поверхности тора - в виде многогранной пирамиды, причем поверхности лопас- Н I тей и граней пирамиды перпендикуляр - iны осям поворота лопастей. о ел :о :o :

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) F 16 Н 41/08

k

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ - :

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3452559/25-06 (22) 16.06.82 (46) 07.12.83. Бюл. М 45 (72) А.И. Сафонов (53) 621 ° 226.5,(088.8) (56) 1. Стесни С.П. и Яковенко E.A.

Гидродинамические передачи. М., "Машиностроение", 1973, фиг, 102. .. 2., Авторское свидетельство СССР по заявке )) 3312976, кл..: F 16. Н 41/26, 1981. (54) (57) 1. ГИРДОТРАНСФОРМАТОР, содержащий корпус, установленные в нем

: насосное, турбинное и реакторные колеса имеющие между наружными и внутренним11 торами два венца лопастей,соприкасающихся своими лицевыми и тыльными сторо; нами,а лопасти первого по ходу потока венца установлены на осях с воэмож ностью поворота,отличающийся тем, что, с целью расширения. эоны высоких значений КПД и функциональных возможностей, лопасти второго по ходу потока венца установлены на осях с возможностью поворота, а соприкасающиеся лицевые и тыльные стороны лопастей выполнены коническими, причем вершины их конусов расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей.

2. Гидротрансформатор по п,1, отличающийся тем, что торцевые поверхности лопастей и прилегающие к ним поверхности наружного и внутреннего торов выполнены сферическими, причем центры сфер расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей.

3. Гидротрансформатор по пп.1 и 2, PQ отличающийся тем, что торцевые поверхности лопастей, приле гающие к внутреннему тору, выполнены плоскими, а соответствующие им поверхности тора — в виде многогранной пирамиды, причем поверхности лопас- Я тей и граней пирамиды перпендикуляр

lны осям поворота лопастей.

1059331

Изобретение относится к энергети ческому машиностроению, и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств строительных и дорожных машин.

Известен гидротрансформатор, содержащий корпус и установленные в нем насосное, трубное и реакторные колеса, причем насосное колесо выпол нено с установленными с воэможностью поворота лопастями (1) .

Недостатки этого гидротрансфор- 10 матора являются узкие силовой и скоростной диапазоны регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гидрот ансформатор, содержащий корпус, 15 установленные B нем насосное, турбинное и реакторные колеса, имеющие установленные между наружными и внутренними торами два венца лопастей, соприкасающихся своими лицевыми и тыльными. сторонами, а лопасти перво.го по ходу потока венца установлены на осях с воэможностью поворота Pj .

Недостатками укаэанного гидротрансформатора являются узкие зона 75 высоких значений КПД и функциональные возможности.

Целью изобретения является расширение зоны высоких значений КПД и функциональных возможностей гидротрансформатора. указанная цель достигается тем, что в гидротрансформаторе, содержащем корпус, установленные в нем насосное, турбинное и реакторные колеса, имеющие между наружными и внутренними торами два венца лопастей, соприкасающихся своими лицевыми и тыльными .сторонами, причем лопасти первого по ходу потока венца установлены на осях с возможностью поворота,40 лопасти второго по ходу потока венца установлены на осях с возможностью поворота, а соприкасающиеся лицевые и тыльные стороны лопастей выполнены коническими, причем вершины их кону- 45 сов расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей. кроме того, торцевые поверхности лопастей и прилегающие к ним поверхности наружного и внутреннего торов могут быть выполнены сферическими, причем центры сфер расположены на пересечении горизонтальной оси гидро-55 трансформатора и оси поворота лопастей.

При этом торцевые поверхности ло- пастей, прилегающие к внутреннему тору, могут быть выполнены плоскими, 60 а соответствующие им поверхности тора — в виде многогранной пирамиды, причем поверхности лопастей и граней пирамиды перпендикулярны осям поворота лопастей. 65

На фиг. 1 изображен гидротрансформатор, продольный разрез; на фиг.2 то же, поперечный разрез, на фиг.3— лопасти, заключенные между сферическими поверхностями наружного и внутреннего торов; на фиг.4 — схема установки лопастей между сферической поверхностью наружного тора и плоской поверхностью внутреннего тора; на фиг. 5 — положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора для

1-го режима его работы — "Нейтраль"; на фиг. б — то же, для реакторного колеса; на фиг. 7 — то же, для турбинного колеса; на фиг. 8 — то же, I для второго реакторного колеса; на фиг. 9 — положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора для Йго режима его работы — "Трогание с места и малые скорости"; на фиг.10 то же, для реакторного колеса; на фиг. 11 — то же, для турбинного колеса; на фиг. 12 - то же, для второго реакторного колеса; на фиг. 13 положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора дляП вЂ .го режима его работы — "Средние скорости"; на фиг. 14 то же, для реакторного колеса; на фиг. 15 — то же, для турбинного колеса; на фиг. 16 — то же, для второго реакторного колеса; на фиг. 17 - положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора для

lV -ro режима его работы — "Высокие скорости"; на фиг, 18 — то же, для реакторного колеса; на фиг. 19 то же, для турбинного колеса; на фиг. 20 — то же, для второго реакторного колеса; на фиг. 21 — положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора для У -го режима его работы - "Задний ход"; на фйг. 22 — то же, для реакторного колеса, на фиг. 23 — то же, для турбинного колеса; на фиг. 24 — то же. для .второго реакторного колеса; на фиг. 25 — положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора для

У1-го режима его работы — "Торможение двигателя"; на фиг. 26 — то же, для реакторного колеса; на фиг. 27 — то же, для турбинного колеса; на фиг.28 то же, для второго реакторного колеса; на фиг. 29 — положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора дляУ11 -го режима его работы - "Торможение"у на фиг. 30 — то же, для реакторного колеса; на фиг. 31 — то же, для турбинного колеса; на фиг. 32 то же, для второго реакторного колеса.

Гидротрансформатор содержит корпус 1, установленные в нем насосное

2,турбинное 3 и реакторные 4 и 5 колеса, имеющие установленные между наружными

6 и внутренними 7 торами два венца 8 и 9 лопастей 10 и 11, сопри1059331 касающихся своими лицевыми 12 и тыльными 13 сторонами. Лопасти 10 первого по ходу потока венца 8 установлены на осях 14 с воэможностью поворота.

Лопасти 11 второго по ходу потока венца 9 установлены на осях 15 с

5 воэможностью поворота, а соприкасающиеся лицевые 12 и тыльные 13 стороны лопастей 10 и 11 выполнены коническими, причем вершины 0 их корпусов расположены на пересечении горизонтальной осН гидротрансформатора и оси поворота лопастей 10 и 11, Торцевые поверхности 16 и 17 лопастей 10 и 11 и прилегающие к ним поверхности 18 и.19 наружного 6 и 15 внутреннего 7 торов могут быть выполнены сферическими, причем центры 0 сфер расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота. лопастей gp

10 и 11.

Торцевые поверхности 17 лопастей

10 и 11, прилегающие к внутреннему тору 7, могут быть выполнены плоскими, а соответствующие им поверхности

19 тора 7 — в виде многогранной парамиды, причем поверхности 17 лопастей

10 и 11 и поверхности 19 граней пирамиды перпендикулярны осям поворота лопастей 10 и 11.

Насосное 2, турбинное 3 и реактор- ЗО ные 4 и 5 колеса образуют рабочую полость °

Гидротрансформатор работает следующим,образом.

Режим 1. 35

На стоянке машины до ее трогания с места гидротрансформатор устанавливается на режим "Нейтраль" (фиг.58) . При этом лопасти 10 и 11 насос.ного колеса 2 устанавливаются в по- 40 (ложении, при котором производительность насосного колеса 2 равна нулю.

Мощность двигателя (не показан). минимальная.

Режим И .

При трогании машины с места (фиг. 9-12) лопасти 10 и 11 насосного колеса 2 устанавливаются в положение, при кот. ром двигатель работает на режиме максимального мо- мента. Лопасти 10 и 11 реакторного колеса 4 изменяют направление потока жидкости в рабочей полости, увеличивая скорость потока. Лопасти 10 и 11 турбинного колеса 3 изменяют направление потока жидкости на обратное, благодаря чему обеспечивается высокий крутящий момент на турбинном колесе

3. Лопасти 10 и 11 реакторного колеса 5 устанавливаются в положение, при котором поток жидкости снова ме- 60 няет направление и согласовывается по углу с входом в насосное колесо 2 °

Все углы входов и выходов лопастей ..10 и 11 колес 2- 5 гидротрансформатора согласованы друг с другом, т.е °, 65 коэффициент трансформации максимальныи.

Режим II

На средних скоростях движения машины (фиг. 13-16) лопасти 10 и 11 насосного колеса 2 устанавливаются в положение, обеспечивающее работу двигателя на эксплуатационных оборотах ° Разворот потока жидкости в турбинном колесе 3 производится на меньший угол, т.е. крутящий момент на турбинном колесе 3 получается того же порядка, что и крутящий момент двигателя (коэффициент трансформации порядка 1-2) . Установка лопастей 10 и 11 реакторных колес 4 и 5 позволяет согласовать углы входа и выхода всех колес 2 - 5 т. е. получить высо- кий КПД.

Режим И .

Высокие скорости движения машины обеспечиваются обгоНным режиМом (фиг ° 17-20), при котором обороты турбинного колеса 3 выше оборотов насосного колеса 2.

С этой целью лопасти 10 турбинного колеса 3 устанавливаются на такой угол, чтобы вход жидкости в турбинное колесо 3 был безударным при высокой скорости его вращения. Поворот потока в турбинном колесе 3 небольшой т.е. крутящий момент меньше момента двигателя (коэффициент трансформации ! меньше 1), Использование обгонного режима позволяет в 1,5 — 2 раза увеличить силовой диапазон гидротрансформатора, причем КПД остает-.. ся высоким, так как поворот лопастей

10 и 11 реакторных колес 4 и 5 обеспечивает согласование углоВ входа и . выхода всех колес 2 — 5.

Режим V .

Для получения заднего хода (фиг.

21-24) лопасти 10 и 11 насосного хо леса 2 устанавливаются в положение, обеспечивающее работу двигателя режима максимального момента. Лопасти

10 и 11 реакторного колеса 4 разворачиваются таким образом, чтобы поток жидкости изменил направление на обратное. Лопасти 10 и 11 турбинного колеса 3 образуют такие же входные и выходные углы, как и при трогании ! с места и на малых скоростях, но повернутые симметрично в обратную сторону.

Крутящий момент на турбинном коле се 3 получает обратное направление.

Лопасти 10 и 11 реакторного колеса 5 распределяют поток жидкости между турбинным и насосным колесами 3 и 2 соответственно.

На всех указанных режимах обеспе чивается безударный входы и выходы на лопасти колес 2 — 5 гидротрансформатора, причем изменение углов входа и выхода может производиться бесступенчато и непрерывно.

1059331

Режим Vg

Гидротрансформатор обеспечивает также торможение машины. Для торможения с небольшими отрицательными ускорениями служит режим торможения двигателем (фиг.25-28) .,С этой целью лопасти 10 и 11 турбинного колеса 3 устанавливаются таким образом, чтобы колесо 3 могло работать как насос.

Соответственно разворачиваются и ло пасти 10 и 11 насосного колеса 2, 10 образуя "турбину" с малым углом по. ворота потока, то есть с невысоким крутящим .моментом, так как двигатель в тормозном режиме не способен воспринимать большие крутящие моменты. )5

Лопасти 10 и 11 реакторных колес

4 и 5 согласуют углы входа и выхода насосного и турбинного колеса 2 и 3.

Поток жидкости в рабочей полости 20 гидротрансформатора на режиме торможения двигателем имеет обратное направление.

РежимЧИ .

Режим торможения выходного вала (фиг.29;32) обеспечивается установ кой лопастей 10 и 11, турбинного колеса; 3 таким образом, чтобы они вместе с лопастями 10 и 11 реакторных колес 4 и 5 образовали замкнутые контуры, аналогично обычному гидротормоэу.Лопасти 10 и 11 насосного колеса 2 устанавливаются в положение)

i при котором подача рабочей жидкости равна нулю, чем и обеспечивается работа двигателя на холостом ходу.

Таким образом, гидротрансформатор заменяет ряд агрегатов трансмиссии транспортных машин. Работа на режиме

1 "Нейтраль" позволяет исключить сцепление (главный фрикцион); режим

$l,П1и1Ч обеспечивают диапазон к,=6-10 достаточный для замены коробки передач при высоком КПД на всех режимах движения; режим Ч позволяет исключить иэ трансмиссии реверс (передачу заднего хода) . Наконец, режимы

VI u ЧИ обеспечивают торможение машины, кроме стояночного. Трансмиссия сводится к гидротрансформатору и стояночному тормозу, т.е. существенно упрощается.

Гидротрансформатор, будучи фактически оболочкой для потока рабочей жидкости, имеет значительно меньший вес, чем обычные трансмиссионные агрегаты. Таким образом, уменьшается и металлоемкость изделия. Описанные усовершенствования расширяют зону

/ высоких КПД и функциональные воэможности.

1059331

1059331

1059331

1059331

1059331

У. У, v„

Prrr. 1f

Pyr Ф

j0

gyp Ж

+ г у

4 « 6 Л

Фиг. /7 У 10

ФЬ. 4

e«.zs

Cur. М

Per. Р7

10 11

У»t

1/

Pur. РУ

Ф«М (Риг. d4

67am. J8

Составитель С. Анисимов

Редактор T. Киселева Техред M.Tenep Корректор Л. Патай

Заказ 9801/41 Тираж 925 Подписное

ВНИИПИ Гбсударственного комитета СССР по делам изобретений и окрытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

О

1

У » Риг. РГ 4Ъ . Л Фиг.