Гидромеханическая передача

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано преимущественно в трансмиссиях гусеничных и колесных машин. Целью изобретения является увеличение КПД путем уменьшения вихреобрэзования в жидкости, заполняющей гидротрансформатор, упрощения изготовления и доводки. Гидромеханическая передача (ГМП)- содержит гидротрансформаторы (ГТ), колеса которых составлены из тонкостенных изогнутых трубок . Концы трубок развальцованы таким образом , что, будучи сложенными друг с другом , образуют входное и выходное сечения соответствующего колеса. ГТ 2 в ГМП является неуправляемым, а ГТ 3 и 4 могут отключаться при помощи заслонок 5 и 6, приводимых в действие, например, через винтовые пары 7. 9 и 8,10 и перекрывающие трубки насосного колеса. Отключение ГТ 3 и 4 позволяет иметь произвольное время переключения режимов ГМП, что может уменьшить динамические нагрузки в трансмиссии и исключить циклический (колебательный ) характер переключения режимов. Различный порядок перекрытия рядов трубок насосного колеса позволяет иметь различные характеристики переключения режимов. Выполнение выходных концов трубок насосного колеса с одинаковым радиусом уменьшает остаточный крутящий момент выключенного ГТ. 2 з.п. ф-лы, 20 ил. сл с

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 В 60 К 17/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ : (61) 1291454 (21) 4702225/11 (22) 06.06.89 (46) 15.09.91. Бюл. ¹ 34 (75) А. И. Сафонов и Е. А. Сафонова (53) 629.113(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1291454, кл. В 60 К 17/10, 1985.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано преимущественно в трансмиссиях гусеничных и колесных машин. Целью изобретения является увеличение КПД путем уменьшения вихреобразования в жидкости, заполняющей гидротрансформатор, упрощения изготовления и доводки. Гидромеханическая передача (ГМП). содержит гидротрансформаторы (ГТ), колеса которых составлены из тонкостенных изогнутых труИзобретение относится к транспортному машиностроению и может быть преиму- . щественно использовано в трансмиссиях гусеничных и колесных машин.

Целью изобретения является увеличение КПД путем уменьшения вихреобраэования в жидкости, заполняющей гидротрансформатор, упрощения изготовления и доводки.

На фиг, 1 показана кинематическая схема гидротехнической передачи (ГМП); на фиг. 2 — разрез по валам нерегулируемого гидротрансформатора (ГТ); на фиг, 3 — исходная трубка для развальцовки; на фиг. 4— развальцованная на концах трубка; на фиг.

5 — развальцованная и изогнутая трубка; на фиг. 6 — собранный пакет развальцованных

„„5U ÄÄ 1676847А2 бок, Концы трубок развальцованы таким образом, что, будучи сложенными друг с другом, образуют входное и выходное сечения соответствующего колеса, ГТ 2 в ГМП является неуправляемым, а ГТ 3 и 4 могут отключаться при помощи заслонок 5 и б, приводимых в действие, например, через винтовые пары 7, 9 и 8, 10 и перекрывающие трубки насосного колеса, Отключение ГТ 3 и 4 позволяет иметь произвольное время переключения режимов ГМП, что может уменьшить динамические нагрузки в трансмиссии и исключить циклический (колебательный) характер переключения режимов.

Различный порядок перекрытия рядов трубок насосного колеса позволяет иметь различные характеристики переключения режимов. Выполнение выходных концов трубок насосного колеса с одинаковым радиусом уменьшает остаточный крутящий момент выключенного ГТ. 2 з,п. ф-лы, 20 ил.

° Л и изогнутых трубок рабочего колеса ГТ; на .

Qh фиг. 7 — изготовление согнутой трубки на ролике гибочного станка; на фиг. 8 — раэвальцованная и изогнутая трубка с разве- Со денными концами; на фиг. 9 — рабочее Ф колесо ГТ, составленное из развальцованных трубок; нг фиг. 10 — разрез по валам регулируемого ГТ; на фиг. 11 — разрез по валам варианта регулируемого ГТ с цилиндрическим выходом из насосного колеса; на фиг, 12- начальное положение регулировочной заслонки по одному варианту регулиро-, вания ГТ; на фиг. 13 — перекрытые заслонкой отверстия наружного контура; на фиг. 14 — перекрытые заслонкой отверстия среднего контура; на фиг. 15 — перекрыт крытые заслонкой тверстия внутреннего

1676847 контура; на фиг. 16 — начальное положение регулировочной заслонки по другому варианту регулирования ГТ; на фиг, 17 — перекрытые заслонкой отверстия внутреннего ряда; на фиг, 18 — перекрытые заслонкой отверстия среднего ряда; на фиг. 19 — пере( крытые заслонкой отверстия наружного ряда; на фиг, 20 — характеристики регулирования ГТ при )=const,п =-const.

В гидромеханической передаче на ведущем валу 1 (фиг, 1) размещены неуправляемый трубчатый ГТ 2 и управляемые ГТ3 и 4.

Заслонки 5 и 6 управляемых ГТ 3 и 4 могут перемещаться при помощи винтовых пар, состоящих из винтов 7 и 8 и гаек 9 и 10.

Винты 7 и 8 через шестерни 11 — 14 и фрик ционы 15 и 16 связаны с размещенными на муфтах свободного хода (МСХ) 17 и 18 шестернями 19 и 20.

Неуправляемый трубчатый ГТ (фиг. 2), имеет ведущий вал 21, размещенный на подшипниках 22 и 23 в корпусе 24. С ведущим валом 21 связано насосное колесо 25, в котором смонтированы ряды трубок 2628. На корпусе 24 закреплен реактор 29, имеющий ряды трубок 30 — 32. Турбинное колесо 33 имеет ряды трубок 34 — 36 и связано с выходным валом 37, который установлен на подшипниках 38 и 39, Трубки 26 — 28, 30—

32, 34-36 имеют на концах развальцовки 40 и 41 (фиг, 4) в виде участков секторов. Развальцовки сложенных вместе трубок образуют плоское 42 или коническое 43 кольцо, которые служат входной и выходной сторонами лопаточного аппарата (фиг. 3, 6) соответствующего колеса, Каждую трубку (фиг, 3) необходимо изгибать в двух плоскостях фиг. 5, что технологически может представлять известную сложность. Однако это заключение не соответствует действительности, На фиг. 7 показано, что трубка может быть изогнута, например, на ролике гибочного станка в одной плоскости, а затем концы ее разведены на необходимые углы а1 иаг в плоскостях, параллельных оси вращения будущего колеса фиг. 8. При составлении в колесо концы трубок будут образовывать с осью вращения нужные углы (фиг. 9). Приспособления для такой отгибки концов трубок несложны и универсальны.

Управляемый ГТ имеет заслонку 44 с рядами отверстий 45 — 47, причем заслонка

44 через подшипник 48 связана с втулкой

49, которая перемещается тягой 50, например от винтовой пары 7 и 9 (фиг. 1), Насосное колесо 25 имеет ряды трубок 51-53 со стороны входа жидкости в колесо и ряды трубок 54 — 56 со стороны выхода.

Вспомогательные зубчатые передачи, состоящие иэ шестерен 11-14 (фиг, 1), перемещают заслонки 5 и б, а не золотники фрикционов.

Для обеспечения работы полости ГТ при помощи системы подпитки (не показана) заполняются рабочей жидкостью, При вращении от двигателя ведущего вала 21 (фиг. 2) трубки 26 — 28 эа счет центробежных сил заставляют жидкость двигаться по кругам циркуляции в направлении стрелок. Жидкость последовательно проходит через турбинное колесо 33 (трубки 34, 35 и 36), реактор 29 (трубки 30, 31 и 32) и возвращается в насосное колесо 25.

Для изменения характеристик ГТ перемещают тягой 50 (фиг. 10 и 11) втулку 49 и связанную с ней через подшипник 48 заслонку 44. Заслонка 44 последовательно перекрывает ряды трубок 51 — 53, не давая жидкости проходить в трубки 54-56. При этом перетекание жидкости между различными рядами трубок, например, из трубок ряда 54 в трубки ряда 35 или из трубок 35 в ряд 30 сводится к минимуму за счет малых зазоров между колесами 25, 29 и 33. ГТ оказывается как бы составленным из вложенных друг в друга и последовательно отключаемых нескольких гидротрансформаторов, причем отключение одного из единичных ГТ (т. е, одного ряда трубок) не влияет на работу остальных ГТ (остальных рядов трубок), Таким образом, последовательно прекращается циркуляция жидкости по контурам, состоящим иэ трубок: 26, 30, 51 и 54; 27, 31, 52 и

55, 28, 32, 53 и 56. По мере отключения контуров циркуляции уменьшается передаваемый ГТ крутящий момент, т. е. изменяется нагрузочная характеристика ГТ. При перемещении заслонки 44 в крайнее положение все отверстия 45-47 не совпадают с трубками 51-56, Поток жидкости в насосном колесе 25 и, следовательно, в турбинном колесе 33 прекращается. Передаваемый крутящий момент должен быть равен нулю.

Однако некоторый крутящий момент может передаваться от насосного колеса 25 к турбинному 33 за счет кольцевого участка "е" (фиг, 10), на котором концевые участки трубок насосного и турбинного колес могут работать как лопатки своеобразных гидромуфт, что может несколько ухудшить нагрузочную и экономическую характеристики всей ГМП. Для исключения этого эффекта насосное колесо 25 (фиг. 11) может быть выполнено так, что все трубки 54-56 заканчивались на одном радиусе относительно оси вращения колеса, т. е. чтобы выходное сечение насосного колеса 25 имело цилиндрическую форму.

1676847

Для всех видов ГТ, в том числе и образованных трубками, характерны уравнения подобия типа

M =ilgD п где М вЂ” крутящий момент;

А — коэффициент подобия;

D — наружный (активный) диаметр колеса; и — обороты колеса, Положим n=const 1 =const (что харак10 терно для передаточного числа ГТ I=const).

Тогда передаваемый крутящий момент будет функцией 5-ой степени наружного диаметра тех рядов трубок, которые не отключен ы заслонкой 44 в данный момент.

Поэтому порядок отключения рядов трубок. будет определять форму характеристики регулируемого ГТ. Если в начале движения заслонки 44 (фиг. 12) перекрываются отверстия 45 наружного контура циркуляции (фиг.

13), затем отверстия 46 среднего контура (фиг. 14), а затем отверстия 47 внутреннего контура (фиг. 15), то крутящий момент, передаваемый ГТ, вначале падает резко, а затем все медленнее. Характеристика ГТ при

n=const, it =const, i=const приобретает вид кривой I на фиг. 20.

Другой порядок перекрытия рядов трубок показан на фиг. 16 — 19. Здесь по мере перемещения заслонки 44 (фиг. 16) последо-30 вательно перекрываются отверстия 47 (фиг.

17), 46 (фиг. 18) и 45(фиг, 19), Таким образом, отключение идет, начиная с внутреннего ряда трубок, т. е. с малых активных диаметров, Крутящий момент ГТ вначале уменьшается незначительно, а затем все более резко..

Кривая крутящего момента в функции от перемещения заслонки 44 приобретает вид

II фиг. 20.

При равенстве наружных (активных) диаметров трубок насосного колеса, что имеет место при выполнении ГТ по фиг. 11, кривые изменения передаваемого крутящего момента по перемещению заслонки должны вырождаться в прямую. Однако некоторые отклонения от прямой останутся за счет влияния различных диаметров входных концов трубок. Кривые приобретают вид III при работе в соответствии с фиг. 12-15 и вид И при отключении отверстий заслонкой 44 по фиг.

16 — 19, Характер изгиба этих кривых, обратный по сравнению с кривыми! и II.

Формула изобретения

1. Гидромеханическая передача по авт, св. N 1291454, отличающаяся тем,что, с целью увеличения КПД путем уменьшения вихреобразования в жидкости, заполняющей гидротрансформатор, упрощения изготовления и доводки, проточная часть насосного турбинного и,реакторного колеса гидротрансформаторов образована набором трубок, концы которых развальцованы и составляют в совокупности плоское или коническое кольцо, а направления концевых участков трубок выполнены совпадающими с направлением движения жидкости на входе и выходе из колеса.

2. Передача по и. 1, отличающаяся тем, что, с целью выключения гидротрансформаторов и изменения их характеристик, насосные колеса гидротрансформаторов, кроме первого, снабжены заслонками, 3. Передача по и. 1 и 2, отл и ча ю щая с я тем, что, с целью уменьшения остаточного крутящего момента при выключенном гидротрансформаторе, выходные концы трубок насосного колеса расположены на одинаковых радиусах относительно оси его вращения.

1676847

Фиг. 2

1676847

1676847

167б847

1676847

1676847

1676847 г, поло нс сния ся сЛОИКи ф Г. 2 и,)0 и фиг,1Я- Б

3сриlect5t coontй гlм65lcn1 99tlа. Ф и .j0 а 08 / и 8. /Г - КлиВая соою сюси уа и а. - R> uA3 <оо иФеюсю ус и «. f$ LL ф .д су //и/8 /б -Aalu Саэ сооюйитси.. уедем 97с à;ßcl ф уц . 20

ХОд осЛонКи

Составитель С.Белоусько

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор Н.Горват

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

Заказ 3073 Тираж 325 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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