Гидроинерционный трансформатор вращающего момента
СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистических
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4757650/28 (22) 09.11.89 (46) 07.01.92. Бюл, N. 1 (75) И. М, Данильченко (53) 621.833,6(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Nã. 11444411112266, кл. F 16 Н 33/14, 1987. (54) ГИДРОИНЕРЦИОННЫЙ ТРАНСФОРМАТОР В РАЩАЮЩЕ ГО MOME НТА (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения — повышение экономичности гидроинерционного трансформатора путем использования энергии обратного импульса. Для этого при вращении входного вала 2 с соединенным с ним посредством управляемой муфты 36 водилом 4, при наличии сопротивления на выходном валу 3, связанном посредством управляемой муфты 40 с центральным колесом 5, промежуточные сателлиты 7 и 8, обкатывая соответственно центральные колеса 5 и 6, приводят в движение неуравновешенные сателлиты 9 с барабанами 12 и .неуравновешенные сателлиты 10 с бараба-. нами 13. Жидкие грузы 11 помещаются по окружности на лопастях барабанов 12 к центру трансформатора, а на лопастях барабаИзобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах машин, обладающих большой инерционностью рабочих органов, например в трансмиссии быстроходных наземных транспортных средств.
Цель изобретения — повышение экономичности гидроинерционного трансформатора путем использования энергии обратного импульса, SU 1703898 А1
Положительный вращающий момент от центрального колеса 5 передается на выходной вал 3 напрямую через муфту 40, а отрицательный вращающий момент от центрального колеса 6 передается посредством механизма 21 свободного хода, зубчатой пары 34, 35, промежуточного вала 22 и зубчатого механизма с паразитным колесом 19 на центральное колесо 5, преобразуясь на них в положительный вращающий момент и суммируясь с моментом центрального колеса 5. В результате выходной вал 3 приводит- Б ся в движение под действием суммарной величины вращающего момента, создаваемого энергией как прямого, так и обратного импульсов, что и повышает экономичность гидроинерционного трансформатора. Имеется возможность аккумулировать кинетическую энергию на маховике 17 в период торможения выходного вала 3 для повторного ее использования.при разгоне выходного вала. 2 ил.
На фиг. 1 схематично изображен гидроинерционный трансформатор; на фиг. 2— сечение А — А на фиг. 1.
Гидроинерционный трансформатор вращающего момента содержит корпус 1. входной 2 и выходной 3 валы. два планетарных механизма с общим для них водилом 4, кинематически связанным с входным валом
2. Планетарные механизмы включают также соответственно центральные колеса 5 и 6, сцепленные с ними промежуточные сател1703898 питы 7 и 8, взаимодействующие с последними неуравновешенные сателлиты 9 и 10 с жикими грузами 11. Центральное колесо 5 первого планетарного механизма кинематически связано с выходным валом 3. Неуравновешенные сателлиты 9 и 10 установлены на водиле 4 соосно парами, принадлежащими в каждой паре разным планетарным механизмам, Грузовое звено каждой пары неуравновешенных сателлитов 9, 10 выполнено в виде заполненной жидким грузом 11 герметичной камеры, которая образована коаксиально установленными на водиле 4 и связанными с соответствующими сателлитами наружным
12 и внутренним 13 барабанами соответственно с внутренними лопастями в первом планетарном механизме и наружными лопастями во втором, предназначенными для взаимодействия с жидкими грузами 11. Лопасти барабанов 12 и 13 разделены друг от друга посредством цилиндрической гильзы
14, закрепленной нв водиле и имеющей два перепускных окна 15 и 16, предназначенных для сообщения между полостями наружного 12 и внутреннего 13 барабанов и расположенных диаметрально противоположно в плоскости, проходящей, через ось гильзы 14 под небольшим углом а к плоскости, проходящей через оси гильзы 14 и водило 4 в сторону вращения барабанов относительно гильзы. Трансформатор снабжен такжв аккумулятором кинетической энергии, выполненным в виде маховика 17, зубчатым механизмом с паразитным колесом. включающим зубчатые колеса 18-20, механизмом 21 свободного хода, промежуточным валом 22, зубчатыми парами составленными колесами 23 и 24; 25 и 26; 27 и 23;
28 и 29; 30 и 31; 32 и 33; 34 и 35 и шестью управляемыми муфтами 36-41.
При этом водило 4 посредством управляем1й муфты 36 связано с входным валом
2, посредством управляемой муфты 37 и зубчатых пар 23 и 24, 25 и 26 — с маховиком
17 и посредством управляемой муфты 38 и зубчатых пар 32 и 27, 28 и 29 — c выходным валом 3. В свою очередь, маховик 17 и выходной вал 3 связаны с центральным колесом 5, первый из которых через посредство управляемой муфты 39 и зубчатых пар 25 и
26, 30 и 31, а второй — посредством управляемой муфты 40 напрямую, а также кинематической цепью через зубчатый механизм с паразитным колесом 19, проме жуточный вал 22, управляемую муфту 41 и зубчатые колеса 32, 33. А центральное колесо 6 второго планетарного механизма посредством механизма 21 свободного хода и зубчатых колес 34, 35 связано с промежу5
55 точным валом 22, на котором закреплены ведомое колесо 18 механизма с паразитным колесом 19 и ведущая полумуфта управляемой муфты 41, Передаточные числа между неуравновешенными сателлитами 9, 10 и соответствующими центральными колеями 5, 6 выбрано равным или меньшим единицы, причем передаточное число между неуравновешенным сателлитом 9 и центральным колесом 5 в первом планетарном механизме больше, чем между неуравновешенным сателлитом
10 и центральным колесом 6 во втором планетарном механизме, а наружные барабаны
12 выполнены с рабочим обьемом меньшим, чем внутренние барабаны 13 во столько раз, во сколько раз больше передаточное число неуравновешенным сателлитом и центральным колесом в первом планетарном механизме, чем во втором.
Гидроинерционный трансформатор работает следующим образом.
При вращении входного вала 2 с соединенным с ним посредством управляемой муфты 36 водилом 4 и при наличии момента сопротивления на выходном валу 3, связанном посредством управляемой муфты 40 с центральным колесом 5, промежуточные сателлиты 7 и 8 будут обкатывать соответственно центральные колеса 5, 6 и приводить в движение неуравновешенные сателлиты 9 с наружными барабанами 12 и неуравновешенные сателлиты 10 с внутренними барабанами 13. а жидкие грузы 11 будут перемещаться по окружности лопастями наружных барабанов 12 к центру трансформатора, а лопастями внутренних барабанов 13 — к его периферии, каждый раз перетекая под действием центробежных сил через пере пускные окна 15 и 16 гильз 14 из лопастей одних барабанов в лопасти других при проходе ими верхних и нижних положений. При этом грузы, находящиеся на лопастях наружных барабанов 12 и создающие дисбалансы на сателлитах 9, формируют на центральном колесе 5 положительный вращающий момент, а грузы, находящиеся на лопастях внутренних барабанов 13 и создающие дисбалансы на сателлитах 10, формируют на центральном колесе 6 отрицательный вращающий момент. Положительный вращающий момент от центрального колеса 5 передается на выходной вал 3 напрямую посредством управляемой муфты 40, а отрицательный вращающий момент от центрального колеса 6 посредством механизма 21 свободного хода, зубчатых колес 34, 35, промежуточного вала 22 и зубчатого механизма с паразитным колесом 19— на центральное колесо 5, преобразуясь на
1703898
45
55 них в положительный вращающий момент и суммируясь с моментом центрального колеса 5, В результате выходной вал 3 приводится в движение под действием суммарной величины положительного вращающего момента, создаваемого энергией как прямого импульса, так и энергией обратного импульса.
Использованием энергии обратного импульса для создания вращающего момента на выходном валу обеспечивается повышение экономичности трансформатора и уве личение коэффициента трансформации момента, Для реверсирования выходного вала 3 муфту 40 выключают. а муфту 41 включают, вследствие чего отрицательный вращающий момент центрального колеса 6 будет передаваться на выходной вал 3 посредством механизма 21 свободного хода, зубчатых колес 34 и 35, промежуточного вала 22, управляемой муфты 41 и зубчатых колес 32 и 33 беэ изменения своего знака, а положительный вращающий момент центрального колеса 5 будет передаваться посредством зубчатого механизма с параэитным колесом
19 на промежуточный вал 22, преобразуясь в отрицательный момент и суммируясь с моментом передаваемым от центрального колеса 6. Под действием суммарной величины отрицательного вращающего момента выходной вал 3 приобретает движение в противоположную сторону относительно направления вращения входного вала 2.
С переходом трансформатора в режим динамической муфты. когда наружные барабаны 12 не вращаются относительно гильз
14, а грузы 11 во внутренних барабанах 13 располагаются равномерным слоем по их периметрам и прекращается действие отрицательного вращающего момента на центральном колесе 6, тогда посредством механизма 21 свободного хода центральное колесо 6 под действием сил трения внутренних барабанов 13 о гильзы отсоединяется от ведущего зубчатого колеса 34,и вращение внутренних барабанов 13 относительно гильз 14 прекращается. В результате при. работе трансформатора в режиме муфты предупреждается перелопачивание и разогрев грузов, находящихся во внутренних барабанах 13, и снижаются потери передаваемой мощности.
В момент перехода трансформатора иэ режима муфты в режим трансформации момента иэ-за начала вращения наружных 6арабанов 12 относительно гильз 14 и перетекания части грузов через окна 15 из внутренних барабанов 13 в наружные барабаны 12 на внутренних барабанах 13 созда5
35 ются дисбалансы, формирующие на центральном колесе 6 отрицательный вращающий момент, под действием которого механизм 21 свободного хода 3аклинивается и обеспечивается передача этого момента на ведущее зубчатое колесо 34. Быстрому заклиниванию механизма 21 свободного хода способствует расположение перепускных окон 15, 16 в плоскости, проходящей через ось гильзы 14 под небольшим углом а относительно плоскости, проходящей через оси гильзы 14 и водила 4, по ходу вращения барабанов относительно гильзы.
В режимах торможения и разгона выходного вала 3 с помощью маховика 17 предлагаемый трансформатор работает следующим образом.
При торможении выходного вала 3 с рабочими органами машины (на фиг. не показано) с помощью маховика 17 управляемые муфты 36 и 40 выключают, разъединяя первой водило 4 от входного вала 2, а второй выходной вал 3 от центрального колеса 5 (муфты 37 и 41 выключены), и одновременно включают управляемые муфты 38 и 39, устанавливая механические связи соответственно между выходным валом 3 и водилом 4 и между маховиком 17 и центральным колесом 5. Вследствие этого вращающий момент, создаваемый инерционностью массивных рабочих органов машины. передается от выходного вала 3 через зубчатые колеса 28, 29, управляемую муфту 38. зубчатые колеса 27, 23, водило 4, инерционную цепь трансформатора, центральные колеса
5, 6, зубчатые колеса 34, 35, зубчатый механизм с паразитным колесом 19, зубчатые колеса 31, 30, управляемую муфту 39 и зубчатые колеса 25, 26 на маховик 17. Под действием вращающего момента маховик 17 ускоряет свое вращение, аккумулируя кинетическую энергию, одновременно маховик
17 своей инерционностью вызывает действие на выходном валу 3 тормозного момента.
После заметного снижения скорости вращения выходного вала 3 и прекращения его замедления управляемые муфты 38 и 39 выключают. Дальнейшее торможение выходного вала до полной его остановки продолжают с помощью рабочего тормоза машины (на фиг. не показано).
Для разгона выходного. вала 3 при пуске машины с использованием кинетической энергии, ранее накопленной маховиком 17, включают управляемые муфты 37 и 40 (муфты 36, 38, 39 и 41 выключены), устанавливая связь соответственно между маховиком 17 и водилам 4 и между выходным валом 3 с центральным колесом 5. При этом момент от
1703898 маховика 17, вра(цающегося с большой частотой, передается посредством зубчатых колес 26, 25, муфты 37. зубчатых колес 24, 23, -водило 4, инерционную цепь трансформатора, центральные колеса 5, 6 суммирующий механизм(включающий зубчатые колеса 34, 35 и 18-20),муфту 40 на выходной вал 3 и приводит последний в движение. По мере расходования маховиком 17 кинетической энергии его частота вращения снижается и наступает период, когда прирост скорости вращения выходного вала 3 прекращается, тогда управляемую муфту 37 выключают, раэобщая связь между маховиком 17 и водилом 4, а управляемую муфту 36 включают, соединяя водило 4 с входным валом 2, к которому приложен входной вращающий момент.
Использование при пуске машины кинетической энергии, накопленной маховиком 17 в период торможения выходного вала в сочетании с использованием энергии обратного импульса, позволяет повысить экономичность гидроинерционного трансформатора.
Формула изобретения
Гидроинерционный трансформатор вращающего момента, содержащий корпус, входной и выходной валы, два планетарных механизма с общим для них водилом, кинематически связанным с входным валом, каждый из которых включает также центральное колесо, у первого механизма кинематически связанное с выходным валом, о ромежуточные сателлиты, взаимодействующие с ними неуравновешенные сателлиты с жидкими грузами, установленные на водиле соосно парами, принадлежащими в каждой паре разным планетарным механизмам, и связанные с коаксиально установленными по числу сателлитов наружным и внутренним барабанами соответственно с внутренними лопастями в первом планетарном механизме для взаимодействия с жидкими грузами, и
45 закрепленные на водиле цилиндрические гильзы, имеющие каждая два перепускных окна, предназначенных для сообщения между барабанами и расположенных диаметрально противоположно в плоскости, проходящей через ось гильзы под небольшим углом к плоскости, проходящей через оси гильзы и водила в сторону вращения барабанов относительно гильзы, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения экономичности путем использования энергии обратного импульса, он снабжен маховиком, зубчатым механизмом с паразитным колесом, механизмом свободного хода, Ilpoмежуточным валом, зубчатыми парами и шестью управляемыми муфтами, из которых первыми тремя водило с помощью зубчатых пар связано соответственно с входным валом, маховиком и выходным валрм, последние два звена с помощью четвертой и пятой муфт и зубчатых пар связаны также с центральным колесом первого планетарного механизма, которое посредством зубчатого механизма с паразитным колесом, шестой муфты и зубчатой пары связано с выходным валом, а центральное колесо второго планетарного механизма посредством механизма свободного хода и зубчатой пары связано с промежуточным валом, на котором закреплены ведомое колесо механизма с паразитным колесом и ведущая пэлумуфта шестой муфты, их передаточное число между неуравновешенными сателлитами и соответствующими центральными колесами выбрано равным или меньшим единицы, передаточнбе число между неуравновешенным сателлитом и центральным колесом в первом планетарном механизме больше, чем во втором, а наружные барабаны выполнены с рабочим объемом меньшим, чем внутренние барабаны во столько раз, во сколько раэ больше передаточное число между неуравновешенным сателлитом и центральным колесом в первом планетарном механизме, чем во втором.
1703898
Ди1
Составитель И.Данильченко
Редактор Т.Зубкова Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий
Заказ 51 Тираж Подписное
8НИИПИ 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
