Комплексный гидротрансформатор

Авторы патента:

F16H61/56 - изменением угла наклона лопаток

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и м.б. использовано в трансмиссиях транспортных машин. Цель изобретения - увеличение КПД, расширение силового диапазона и упрощение конструкции комплексного гидротрансформатора путем исключения муфт свободного хода. В корпусе 1 установлены ведущий 4 и ведомый 15 валы , насосные и турбинные лопастные колеса 5 и 14. Колесо 5 имеет неподвижные 6 и поворотные 7 лопасти. Лопасти 7 установлены на осях 8. Контур циркуляции в месте расположения лопастей 7 образован двумя сферическими поверхностями торов 10 и 11 с центром в точке пересечения осей 8 и 9. Реактор 22 снабжен поворотными лопастями 23, установленными на осях 24, геометрические оси 25 к-рых пересекаются в точке, являющейся центром пересечения сферических поверхностей торов 26 и 27, образующих контур циркуляции реактора 22. Лопасти 7, 17 и 23 могут контактировать между собой по прямым линиям, проходящим через центр, или по коническим поверхностям с вершиной конуса, расположенной на оси вращения реактора 22. Конические поверхности при контакте неподвижны относительно одна другой. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 16 Н 61/56

6 /9 i

7 ф р / 27

ГОСУДАРСТВЕй-Ы Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4643789/29 (22) 30.01.89 (46) 30.09.91. 6юл. М 36 (75) А.И.Сафонов и Е,А.Сафонова (53) 625.225.5 (088.8) (56) Авторское свидительство СССР

М 1516691, кл. F 16 Н 41/12, 1987.. (54) КОМПЛЕКСНЫЙ ГИДРОТРАНСФОР. МАТОР

1 (57) Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и м.б. использовано в трансмиссиях транспортных машин. Цель изобретения вЂ” увеличение КПД, расширение силового диапазона и упрощение конструкции комплексного гидротрансформатора путем исключения муфт свободного хода. В корпусе

1 установлены ведущий 4 и ведомый 15 валы, насосные и турбинные лопастные колеса 5 и 14. Колесо 5 имеет неподвижные 6 и

Щ 1681689 А1

J : t поворотные 7 лопасти. Лопасти 7 установлены на осях 8. Контур циркуляции в месте расположения лопастей 7 образован двумя сферическими поверхностями торов 10 и 11 с центром в точке пересечения осей 8 и 9.

Реактор 22 снабжен поворотными лопастями 23, установленными на осях 24, геометрические оси 25 к-рых пересекаются в точке, являющейся центром пересечения сферических поверхностей торов 26 и 27, образующих контур циркуляции реактора 22.

Лопасти 7, 17 и 23 могут контактировать между собой по прямым линиям, проходящим через центр, или по коническим поверхностям с вершиной конуса. расположенной на оси вращения реактора

22. Конические поверхности при контакте неподвижны относительно одна другой. 6 ил.

1681089

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в трансмиссиях транспортных машин.

Цель изобретения вЂ” увеличение КПД, расширение силового диапазона и упрощение конструкции путем исключения муфт свободного хода, На фиг. 1 показан предлагаемый гидротрансформатор, продольный разрез; на фиг, 2 вЂ” 4 вЂ” схематические из збражения подвижных де=алей лопаток рабочего колеса при различных направлениях потока жидкости на входе в колесо; на фиг. 5 вЂ” положение пОдВижных деталей лопаток колес гидро трансформатора при работе на различных режимах; на фиг. 6 вЂ” характеристики гидротрансформатора, Комплексный гидротрансформатор содержит корпус 1, На подшипниках 2 и 3 размещен ведущий вал 4, соединенный с приводным двигателеь, На валу 4 располо>K6HG насосное лопаст.- ое колесо 5, имеющее неподвижные 6 и поворотные 7 лопасти, Лопасти 7, установленные на осях

8, вращаются на подшипниках, геометрические оси. 9 которых проходя через центр О, Центр О является также общим центром для сферических повер;<настей торов 10 и 11, образующих контур циркуляции на участке расположения лопастей 7, В корпусе 1 на подшипниках 12 и 13 размещено турбинное лопастное колесо 14, связанное с ведомым валом 15. Колесо 14 снабжено неподвижными 16 и поворотными 17 лопастями. Последнее установлены на осях 18, геометрические оси 19 подшипников которых проходят через центр О, который является также центрОМ сферических поверхностей тОрОВ 20 и

21, образующих контур циркуляции в районе лопастей 17, На корпусе 1 закреплен реактор 22, снабженный поворотными гопастями 23. Последние установлены на осях

24, геометрические оси 25 которых пересекаются в точке О, являющейся также центром сферичсских поверхностей торов 26 .и

27, образующих контур циркуляции в реакторе 22. Лопасти 7, 17 и 23 (см, фиг, 2) могут контактировать между собой по прямым линиям 28, проходящим через центр О, или по коническим поверхностям 29, вершиной которых является точка С.

Для работы гидротрансформатор (см, фиг. 1) заполняется рабочей жидкостью при помощи сис гемы подпитки, От двигателя начинает Вращаться вал 4 и сВязаннОВ с ним колесо=, Кидкость, находящаяся междулопастями 6, также вращается, в ней возникают це нтробежн ые силы, KQTop ые заставляют жидкость двигаться по контуру циркуляции В направлении стрелок, Жидкость из колеса 5 попадает в колесо 14, затем в реактор 22 и снова в колесо 5. Мощность двигателя в колесе 5 передается потоку жидкости, далее в колесе 14 передается от жидкости к колесу 14 и валу 15, Реактор

22 служит для восприятия реактивного крутящего момента, создаваемого потоком жидкости, проходящей через него, В зависимости от направления потока жидкости лопасти 7, 17 и 23 могут занимать различное поло>кение. При подходе потока жидкости под соответствующим углом воэможно соприкосновение всех поворотных лопастей (см, фиг. 2). Тогда все лопасти образуют единое целое и угол поворота потока в колесе имеет максимальное значение, При некотором изменении направления потока (см, фиг. 3) жидкость начинает воздействовать на обратную сторону первой по ходу жидкости поворотной лопасти и отклоняет ее так, что GHB перестает контактировать с второй по ходу жидкости поворотной деталью лопасти, и, устанавливаясь строго по потоку жидкости, перестает участвовать в передаче крутящего момента. Действующая часть поворотной лопасти начинается с второй поворотной лопасти и угол поворота потока в колесе становится меньше, Точно так >ке с дальнейшим изменением направления входа жидкости в колесо и последующие поворотные лопасти перестают контактировать одна с другой и с неподвижной частью. неподвижные лопасти (см. фиг.

4), что еще более уменьшает угол поворота потока жидкости в колесе. При этом сохраняется практически безударный вход жидкости в колесо, так как при достаточном количестве поворотных лопастей углы между их направлениями (осями симметрии) в исходных положениях малы, При трогании транспортного средства с места (см, фиг. 5а) гидротрансформатор работает в режиме "Стоп", т.е. с остановленным турбинным колесом 14. Лопасти 17 колеса 14 находятся в контакте одна с другой, обеспечивая наибольший угол поворота потока в колесе 14, и, следовательно, максимальный крутящий момент на нем и на связанном с ним валу 15, В реакторе 22 лопасти 23 также контактируют одна с другой, что определяет максимальный угол поворота жидкости в реакторе и, следовательно, максимальный реактивный крутящий момент. В обычном гидротрансформаторе с неподвижными лопастями колес на режиме "Стоп" имеется наибольшее рассогласование направлений потока жидкости на выходе из реактора 22 (и, следовательно, на входе в колесо 5) и направления

1681089 лопастей насосного колеса, что, увеличивая потери в контуре циркуляции, снижает значение силового (динамического) диапазона гидротрансформатора.

В предлагаемом техническом решении 5 лопасти 7 на входе в насосное колесо устанавливаются по патоку жидкости, и оптимальный угол входа в колесо 5 обеспечивается неподвижной частью лопасти 6 колеса 5. Благодаря этому, получается 10 высокое значение коэффициента трансформации на режиме "Стоп".

По мере разгона транс порного средства колесо 14 вращается все с большими оборотами, т.е. гидротрансформатор переходит в 15 режиме средних значений предаточного отношения (см, фиг. 5б). Эти режимы характерны тем, что последовательно (в зависимости от направления потока рабочей жидкости) поворачиваются и выходят из 20 контакта одна с другой поворотные лопасти

17, При каждом таком событии изменяется геометрия (точнее угол входа в лопастной аппарат) соответствующего колеса,- На характеристике (см, фиг. 6, участок l) разрыв 25 контакта поворотных лопастей 7, 17 и 23 соответствует перегибу характеристик, т.е. точкам а, Ь, с,.„, m, Эти точки перегиба характеристик практически не заметны на пологих кривых К и il, и четко выражены на 30 характеристике КПД д. Каждый из участков между соответствующими точками а, Ь, с.и так далее представляет по сути дела отдельный гидротрансформатор со своим лопастным апаратом. Данный гидротрансформатор 35 подобен комплексному гидротрансформатору с большим числом отключаемых последовательно колес, что обеспечивает работу с высоким КПД в широком диапазоне переда- точных отношений l. КПД данного гидро- 40 трансформатора получается еще более высоким благодаря тому, что насосное колесо 5 работает без удара жидкости на входе. так как по мере изменения значения расхода жидкости в контуре циркуляции, т.е. из- 45 менения величины абсолютной скорости Ч на выходе из реактора 22 и на выходе в колесо 5, лопасти 7 начинают контактировать с неподвижной частью лопастей 6 и между собой, каждый раз улучшая условия 50 входа жидкости в колесо 5.

Реактор 22 не имеет неподвижных лопастей, поэтому возможно положение, при котором все поворотные лопасти 23 не контактируют одна с другой. Эти детали поворачиваются по направлению потока жидкости (см. фиг. 5в) и не создают на реакторе

22 реактивного крутящего момента. Иначе говоря, в таком положении поворотные лопасти 33 по csoeA функции заменяют муфту свободного хода, устанавливаемую на реакторе 22 обычного комплексного гидротрансформатора. Режим при котором реактивный момент реактора 22 равен нулю, является режимом гидромуфты (см, фиг.

6, участок П характеристики). На этом режиме характеристика КПД близка к прямой, проходящей через начало координат О, При уменьшении скорости транспортного средства и при его остановке работа гидротрансформатора происходит в обратном порядке.

Формула изобретения

Комплексный гидротрансформатор, содержащий корпус, установленные в нем ведущий и ведомый валы, насосное, турбинное лопастные колеса и реактор, состоящие из двух венцов лопастей, первые из которых по ходу потока установлены на поворотных осях, а вторые выполнены неподвижными, причем контур циркуляции в месте расположения поворотных лопастей образован двумя сферическими поверхностями торов с центром в точке пересечения геометрических осей поворотных осей, о т ли ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения

КПД, расширения силового диапазона и упрощения конструкции путем исключения муфт свободного хода, насосное и турбинное колеса выполнены с более чем двумя венцами поворотных лопастей, а реакторвЂ” со всеми, причем поворотные оси лопастей расположены в зоне передних кромок, а задние кромки поворотных лопастей установлены с возможностью контакта с передней кромкой лопасти следующего венца лопастей по прямой линии или по коническим поверхностям с вершиной конуса, расположенной на оси вращения колеса, причем конические поверхности при контакте неподвижны относительно одна другой.

1681089

Фиг. Г

1681089 ю(ю) Фиг,4

НапраЬеиае

Ерашенал колеса

22 2Х 5

"у6

Напрааленае йришеная кллесп

6 Ya "n н апрааленае

5рошения «плеса

"l3 Öi

Напрааленае