Гидротрансформатор

 

Изобретение может быть исмользовзно в трансмиссиях самоходных машин Цель изобретения - повышение эффективности и упрощение конструкции. Основные геом°трические параметры рабочей полости гидротрансформатора определяются из следующих соотношений. D0/Da 0,416; A/Da 0,330, d/Da 0,180; B/Da 0,0536, b/Da 0,867, где Da - активный диаметр гидротрансформатора; Do - внутренний диаметр рабочей полости, А ширина рабочей полости по наружному тору; а - ширина рабочей полости по внутреннему тору, В - ширина межлопастного канала на выходе из насосного колеса и в турби ю КОЛРСО; b - ц мринт ме г/ опгслно1: каната с колесе реактора На колесе реактора создается обте- k а н и , о i а с т с и с . т р и ц a i льны-и отклоненный потока в ди i: .: ..ередч точнь л иг Of i 0 до 04-0,5 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 Н 41/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ( с ), Ь3 0с R О

> (21) 4437723/29 (22) 08.06.88 (46) 23.01.91. Бюл. М 3 (72) В.M.Àíòîíoâ, Е,Г.Самарин, П,А.Грымзин и В.П.Семенов (53) 621.225 (088,8) (56) Петров А.В. Планетарные и гидромеханические передачи колесных гусеничных машин. — М.: Машиностроение, 1966, с. 361—

363, рис, 230, (54) ГИДРОТРАНСФОРМА1ОР (57) Изобретение может быть использовано в трансмиссиях самоходных машин Цель изобретения — повышение эффективности и упрощение конструкции. Основные геомтИзобретение относится к гидродинамическим передачам и может быть использовано в трансмиссиях самоходных мап.ин.

Цель изобретения — повышение эффективности и упрощение конструкции.

На фиг. 1 представлена рабочая полость гидротрансформатора; на фиг. 2 и 3 — обтекание лопастей колеса реактора известного и предлагаемого гидротрансформаторов при передаточном отношении, равном нулю (на стоповом режиме); на фиг. 4 — сравнительные экспериментальные характеристики известного и предлагаемого гидротрансформаторов.

Гидротрансформатор содержит насосное колесо 1, турбинное колесо 2 и колесо 3 реактора.

Гидротрансформатор работает следую щим образом, Поток жидкости, создаваемый насосным колесом 1 (фиг, 1), пройдя турбинное колесо 2, подходит к колесу 3 реактора с

„„Я2„„1622679 А1 рические параметры рабочей полости гидротрансформатора определяются из следующих соотношений: Do/Da = 0,416; А/Da =

=0,330; d/Оа = 0,180; В/0а = 0,0536; Ь/0д =

=0,867, где Da — активный диаметр гидротрансформатора; Do — внутренний диаметр рабочей полости; А --ширина рабочей полости по наружному тору; а — ширина рабочей полости по внутреннему тору;  — ширина межлопастного канала на выходе из насосного колеса и в оде в турби,",1о". колесо; о— ширина ме. .r:oïãoò!4o .: канала в колесе реактора. На колесе реактора создается об1екани;., онастеи с .. грица1. льны..л пгхло: енис;м потока в д,1- .. -; ередаточных ат о сиий o f i = 0 дo! = 0 4-0,5 направлением, зависящим от г ередаточ! Io го отношения .идротрансфооматора. На стоп-режиме, когда турбинное колесо неподвижно, зго направление совпадает с углом установки лопастей на выходе из турбинного колеса (примерно 25 — 30" при отсчете углов между относительной скоростью и отрицательным направлением окружной скорости). На фиг. 2 показано, чтс в этсл4 случае при достаточно удлиненных лопастях реактора. что имеет мес . ри обычно выбираемых углах установки лопастей реактора на выходе в пределах 145-155 (кон.. l .. > ые значения углов, показанные на фиг, 2 и 3, соответству ат реальным испытанным образцам колес турбины и реакторон), и относительно небольшом размере мех.:ду лопастями на выходе, что также является следствием указанного угла установки лопе" гей, возникающая вихревая зона над выпуклой поверхностью лопасти, очерченная пунктирной линией, локализуется внут1622679 ри межлопастного канала. Угол схода потока с лопасти реактора в этом случае практически совпадает с углом установки лопастей (фиг, 2). При уменьшении угла установки лопастей на выходе (фиг. 3) до 30 — 135 лопасть реактора, оставаясь в пределах меридиональной проекции (размер L), становится короче, размер и вместе с ним степень раскрытия межлопастных каналов при том же угле лопастей увеличивается.

При том же подводимом к колесу реактора потоке под углом 25 — 30 вихревая зона над выпуклой поверхностью лопасти теперь простирается до выходной кромки лопасти, угол схода потока с колеса реактора теперь не совпадает с углом установки лопасти, поскольку спинка лопасти оказалась перепрофилирована вихревым слоем.

Появилось отрицагельноа отклонение потока (- Л®, а угол схода потока не изменился по сравнению с показанным на фиг. 2.

Таким образом, показатели нагрузочной характеристики (энергоемкость) гидротрансформатора с реакторами на фиг. 2 и 3 должны совпадать на рассматриваемом режиме трогания. Приведенные на фиг. 4 экспериментальные характеристики это практически подтверждают. При этом пунктиром изображена характеристика базового (известного) гидротрансформатора, а сплошными линиями — предлагаемого гидротрансформатора, которые отличаются друг от друга только колесами реактора. Колеса реактора базового и предлагаемого гидротрансформаторов, имея одну и ту же меридиональную проекцию (размер L, фиг.

2 и 3), а также одинаковые входные участки по углам установки и толщинам профилей, отличались лишь углами установок лопастей на выходе. Сравнение характеристик показывает, что при практическом совпадении значений коэффициентов трансформации К и коэффициента полезного действия в диапазоне передаточных отношений от режима трогания (I = О) до режима гидромуфты (i = 0,9) имеет место существенное (в 1,26 раза) повышение величин А! у 10 (которые

4 и характеризуют энергоемкость гидротрансформатора) в диапазоне передаточных отношений от = 0,5 до I = 0,9, тогда как на стоповом режиме (I = О) это превышение составляет всего 1,05, что является следствием описанного выше механизма обтекания лопастей реактора. Из сравнения характеристик видно также, что "подрезка" энергоемкости к стоп-режиму (графики

А! у 10 ) начинается на передаточных отно4 шениях =- 0.4-0,5, когда углы при входе на лопасти реактора ЛР>(фиг, 2 и 3) становят5

55 ся достаточными для генерации вихревого слоя на спинке лопасти и появления отрицательного отклонения потока. На передаточных отношениях примерно от I = 0,5 до =

0,7 обтекание лопастей реактора происходит с уменьшающимся до нуля углом атаки и на этих режимах интенсивных вихревых зон в межлопастных каналах не образуется и направление потока на выходе практически совпадает с углами установки лопастей.

Сходная картина течений в сравниваемых колесах реактора имеет место и на передаточных отношениях = 0,7-1,0.

Рассматривая внешнюю характеристику предлагаемого гидротрансформатора (фиг. 4,сплошные линии), следует отметить, что ее наиболее существенным отличием от базовых (известных) характеристик является непрозрачность нагрузочной характеристики т.е. горизонтальность графика

11 у 10 ) на участке передаточных отношений i 0-0,4 при высокой прозрачности(наклоне) ее на участке I = 0,4 — 0,9, что позволяет существенно повысить используемый КПД гидротрансформатора на сходственных частотах вращения двигателя без ухудшения режима совместной работы двигателя и гидротрансформатора при трогании самоходной машины с места.

Оптимальность геометрии лопастей колеса реактора, на котором реализуется отрицательное отклонение потока. была установлена серией экспериментов с неизменными насосным и тербинным колесами при изменении геометрии лопастей колеса реактора, общим у которых была входная часть лопастей, а различие заключалось в изменении углов установки лопастей на выходе.

При этом для заданной рабочей полости должна была быть найдена такая степень

"раскрытия" межлопастных каналов на выходе из колеса реактора, при которой при передаточном отношении i = 0,4 — 0,5 возникает и далее автоматически поддерживается обтекание лопастей реактора с отрицательным, возрастающим к столовому режиму, отклонением потока.

В результате экспериментов были установлены оптимальные геометрические параметры рабочей полости гидротрансформатора, Так, основные геометрические параметры рабочей полости определяются из следующих соотношений: — = 0,416; — = 0,330; — = 0,180, Da Da Da

1622679 — = 0,536; — = 0,0867,  b

Оа Оа где Оа — активный диаметр гидротрансформатора;

Do — внутренний диаметр рабочей поло- 5 сти;

А — ширина рабочей полости по наружному тору; а — ширина рабочей полости по внутреннему тору; 10

 — ширина межлопастного канала на выходе из насосного колеса и входе в турбинное колесо;

Ь вЂ” ширина межлопастного канала в колесе реактора. 15

При этом наружный тор описан четырьмя сопряженными радиусами, равными

0.182 D,; 0,135 0, (два радиуса) и 0,197 Оа, а внутренний тор радиусами 0,111 D,;

0,0705 D;< (два радиуса) и 0,110 О,. Размер 20

or оси симметрии рабочей полости до входной кромки насосного колеса по внутреннему тору равен 0,0632 О,, по наружному тору

0,113 D,, соответствующие радиусы равны

0,314 Оа и 0,244 Da, а размер до выходнои 25 кромки насосного колеса от оси симметрии рабочей полости равен 0,0038 0а. Размер от оси симметрии рабочей полости до >чпдной кромки турбинного олеся по:»<у«,<.>< нему тору равен 0,0632 0>, «о на<<у,а. <п>лу 30 тору 0,113 Оа, соотве<ствую<;.не I)здиуг rl равны 0 314 0> и О,?44 Оа, э ра .> < Р,

Размеры от оси симметрии рэб«чей поло 35 сти до входной и выходной крома>; ко",pса реактора по внутреннему тору рэ><><ы

0,0538 0>, а по наружному тору 0.080 0;, а соответствующие радиусы 0,309 Оа и

0,225 Оа. Лопасть турбинног<. колеса им.".т 40 закругленную входную и заостренную выходную кромки, угол установки лог<асти по вогнутой линии профилей нэ входе равен

130, нэ выходе 28 на внутреннем торе и

130 и 32 на наружном торе при чи".ëå ло- 45 паток 22 и > аибольшем утслщении профилей лопастей, расположенном в месте перехода через угол 90", равном на внут реннем горе 0,0320 Оа, а на наружном торе

0,0347 Da и радиусе закругления входной 50 кромки, равном 0,0042 0>. Лопасть колеса реактора имеет закругленную входную и заостренную выходну<о кромки, уго установки лопасти по вогнутой линии профилей на входе равен 80, на выходе 135 на внутрен- 55 нем торе и 103 и 133 на наружном торе при числе лопастей 13 и наибольшем утолщении профилей лопастей, равном на вну<реннем торе 0,309 D>, на наружном торе

0,0411 Оа и радиусе закругления входной кромки, равном 0,0102 Da. Наибольшее утолщение профилей лопасти колеса реактора расположено от входной кромки вдоль вогнутой линии профиля на расстоянии

0,0169 Оа на внутреннем торе и на расстоянии 0,0367 О, на наружном торе. При виде вдоль оси вращения лопастных колес, принятой за вершины углов охвата, угол охвата входной кромки турбинного колеса, соединяющей начала вогнутых профилей лопасти, равен 2, а угол охвата выходной кромки равен 10"; угол охвата начало — конец вогнутого профиля на внутреннем торе равен 12, а на наружном торе 20, Угол охвата входной кромки лопасти колеса реактора, соединяющей начала вогнутых профилей лопасти, равен 5О, а угол охвата выходной кромки равен 15 ; угол охвата начало — конец вогнутого профиля на внутреннем торе равен

13,5О, а на наружном торе 23,5 . Входные и выходные кромки лопастей турбинного колеса и колеса реактора выполнены прямолинейными.

Формула изобретения

Гидротрансформатор, соединяющий центробежное насосное колесо, центростремительное турбинное колеса и осевое колесо реактора, образу>о<цие симметричную ог <сс <гельно вэртик льной ас.< рабочуlo полость с нэр> >KHbl> и вну;; .нним го;эми, между которыми рэзм<. ще>< .. лопасти, причем лопасти и;:сосного колеса имеloT угол наклона на входе в коле, . > 60-90 . уго«,"эклс><э на в<-, од". < 0 140, а число лопастей н:.-осного кол ca сос1авляет 26

30. о т л и ч d ю ш и и с я тем, что, с целью повышения эффективности и упрощения конструкции. основные геометрические параметры рабочей полости определяются из следую:..1их отношений

-- - =- 0,416; — =- 0,330; — = 0,180;

0a Da 0а — = 0,0536; = 0,0867, В Ь

Dà 0а где 0> — активный диаметр гидротра><гформа торэ

Оа — внутрен><ии диаметр рабочей полос>и;

А - ширина рабочей полости по наружному тору; а - ширина рабочей полости по внутреннему тору;

 — ширина межлопастного канала на выходе из насосного колеса и входе в турбинное колесо;

Ь вЂ” ширина межлопэстного канала в колесе реактора.

1622679

1622679

Р 4 3 10

% д аИ гам 06 2 "

ЮО

Редактор Е. Папп

Заказ 102 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

О

О о

О аг аю à4 а 0b 07 ОЮ 09 iO

Фиг. 4

Составитель Я. Брацлавский

Техред М.Моргентал Корректор Л. Бескид

Гидротрансформатор Гидротрансформатор Гидротрансформатор Гидротрансформатор Гидротрансформатор 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гидродинамических передач и предназначено для использования в трансмиссиях БМП, т-в и других боевых машин, имеющих высокую удельную мощность (свыше 20 л.с./т) и ограниченные объемы моторно-трансмиссионного отделения

Изобретение относится к конструкции размещения статора и односторонней муфты в преобразователе крутящего момента. Преобразователь крутящего момента включает в себя лопастное колесо насоса, лопастное колесо турбины, лопастное колесо первого статора, лопастное колесо второго статора, первую одностороннюю муфту, выполняемую кольцеобразно на внутренней периферии лопастного колеса первого статора, и вторую одностороннюю муфту, выполняемую кольцеобразно от внутренней периферии первой односторонней муфты к внутренней периферии лопастного колеса второго статора. Лопастное колесо первого статора соединяется с неподвижным валом через первую и вторую односторонние муфты, а лопастное колесо второго статора соединяется с неподвижным валом только через вторую одностороннюю муфту. Достигается повышение компактности устройства. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к гидродинамическим муфтам. Гидродинамическая муфта содержит закрывающий элемент, приводное рабочее колесо, ведомое рабочее колесо, блокировочную муфту, демпфирующий механизм и маятниковый демпфер. Закрывающий элемент соединен с входным элементом (7) и вмещает текучую среду. Демпфирующий механизм имеет входной элемент (15b), соединенный с блокировочной муфтой, и выходной элемент (15с), соединенный с выходным элементом (14), а также упругий элемент, расположенный между входным элементом (15b) и выходным элементом (15с). Ведомое рабочее колесо, демпфирующий механизм, блокирующая муфта и маятниковый демпфер расположены по порядку на выходном элементе (14) в осевом направлении вращающегося вала в закрывающем элементе. Достигается демпфирование крутильных колебаний. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх