Устройство автомобильного бесступенчатого импульсного трансформатора

 

Использование: применяется в передачах транспортных средств при преобразовании импульсного момента во вращение полезной нагрузки, решая задачу повышения надежности за счет уменьшения жесткости кинематических целей. Сущность изобретения: устройство автомобильного транспорта состоит из выходного 4 и входного 1 валов, планетарного механизма 3 с касательной силой инерции 3 и корпуса. Между инерционным механизмом и валом 1 смонтирована кинематическая цепь из традиционного кривошипно-шатунного механизма и планетарного механизма. Валопровод содержит второй шестеренчатый привод, соединяющий его с первым планетарным механизмом, выходной и входной валы дополнительно связаны между собой посредством валопровода с шестеренчатым приводом, подключение (отключение) которого обеспечено блокирующим разъединительным устройством. 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано во всех видах техники, где необходимо получение плавного (бесступенчатого) автоматического изменения числа оборотов и величины крутящего момента исполнительного органа.

Цель изобретения повышение надежности за счет уменьшения жесткости кинематических цепей.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема танковой инерционной силовой передачи; на фиг. 2 схема амплитудной модуляции.

Инерционная танковая силовая передача состоит из входного вала 1, связанной с ним двухступенчатой шарнирно-планетарной передачей преобразователем 2, классического планетарного механизма 3 с касательной силой инерции, выходного вала 4. Валы 1 и 4 связаны промежуточным пусковым валопроводом 5. Валопровод 5 оборудован двумя шестеренчатыми передачами 6 и 7, причем одна из передач 6 обеспечивает кинематическую связь валопровода 5 с шарнирно-планетарной передачей, а другая связывает выходной вал 4 с входным валом 1 по схеме понижающего (по ходу силового потока) редуктора. Между входным валом 4 и шестеренчатой передачей 7 смонтировано разъединительно-блокирующее устройство синхронизатор 8 автомобильного типа. Выходной вал 4 обладает демпфирующими свойствами и оканчивается понижающим редуктором 9 с управляемыми элементами переднего и заднего ходов. Редуктор 9 выполнен по классической схеме, не являющейся объектом изобретения, поэтому опускается. Особый интерес представляет устройство шарнирно-планетарной передачи 2, преобразующей входной силовой поток в силовой поток инерционного планетарного механизма 3. Передача 2-двухступенчатая. Первую ступень образует шарнирное устройство традиционный для инерционных трансформаторов кривошипно-шатунный механизм (КШМ) 10 и связанный с ним планетарный механизм 11. Кинематические связи просты и хорошо прослеживаются из схемы (фиг. 1). Водило планетарного механизма 11 связано с промежуточным валопроводом 5 через шестеренчатую передачу 6. Внутренние кинематические соотношения между шестернями планетарного механизма 11 и геометрическими параметрами КШМ 10 и передаточным числом передачи 6 выбраны с учетом определяющего фактора максимальной неравномерности вращения центрального вала 12, связывающего соосно механизмы 2 (10 и 11) с инерционным планетарным механизмом 3. Конструктивное устройство преобразующего планетарного механизма 11 и инерционного 3 аналогично. В целях снижения динамических нагрузок центральный вал 12 и промежуточный валопровод 5 обладают демпфирующими свойствами. Все конструктивные узлы смонтированы в одном общем корпусе.

Описание работы танковой инерционной силовой передачи и способа ее возбуждения логически совпадают и ведутся параллельно. В отличие от прототипа передача нуждается в возбуждении (нет возбуждения нет и передачи). Для этого вначале разъединительным блокирующим устройством-синхронизатором 8 блокируют (объединяют) входной вал 1, промежуточный (пусковой) валопровод 5 и выходной вал 4. Затем подключают приводной двигатель и прогрессирующе в ускоренном режиме увеличивают его обороты до уровня, номинально обеспечивающего силовое преодоление внезапно возникшей пиковой эксплуатационной нагрузки. В этом кратковременном режиме танковая передача работает как понижающий редуктор. Маховые массы планетарного инерционного механизма вращаются в колебательном режиме, определенном оборотами обоих: центрального 12 и выходного 4 валов. Обороты центрального вала 12, в свою очередь, являются пульсирующими однонаправленными, с высокой степенью неравномерности, заданной параметрами кинематики входных потоков от КШМ 10 и зубчатой передачи 6. Внутренние и внешние кинематические связи планетарного механизма 11 обеспечивают такие параметры (фиг. 2), что знакопеременный поток КШМ 10 путем наложения на него знакопостоянного потока от передачи 6 на водило механизма 11 трансформируется на выходе из механизма 10, т.е. на центральном валу 12 в пульсирующий знакопостоянный, с высокой степенью неравномерности. Чем выше эта степень (соотношение между максимумом и минимумом скорости вала 12), тем более активно инициируются инерционные регуляторные свойства механизма 3, т.е. выше коэффициент трансформации силового потока. Теоретически это звучит как стремление к идеальной гиперболической характеристике устройства в целом. Оба планетарных механизма, преобразующий 11 и инерционный 3 функционируют, таким образом реализуя эффект амплитудной модуляции сложения (вычитания) амплитуд скоростей от двух силовых потоков. Таким образом, вторым потоком для механизма 3 является инерционный поток маховых масс. Определены основные существенные признаки функционирования танковой передачи первая ступень трансформации преобразования знакопеременного потока в пульсирующий. И вторая ступень преобразование пульсирующего потока в знакопостоянный линейный выходной поток устройства в целом. При этом подчеркивается, что чем глубже будет скоростная неравномерность пульсирующего потока, тем более совершенной будет трансформация силового потока в целом.

После кратковременного пускового ускоренного редукторного режима, необходимо для силового преодоления внезапно возникшего пикового наброса эксплуатационной нагрузки, блокировку синхронизатора 8 прекращают, возвратив механизму передачи вторую степень свободы. Вторая степень свободы обеспечивает автоматическое бесступенчатое регулирование. При этом (лист 2) графическая иллюстрация процесса регулирования определяется эффектом сложения (вычитания) двух входных (инерционной и пульсирующей) и выходной знакопостоянной функций, описывающих силовые потоки.

Конструкцией устройства заданы такие кинематические условия (большая неравномерность вращения центрального 12 вала), что обороты выходного вала (n_вых) на всем диапазоне регулирования (исключая редукторный режим, режим малых оборотов двигателя) находится в "вилке" (интервале) между максимумом n_max и минимумом n_min неравномерности оборотов центрального вала, т.е.

n_max < n_вых < n_min.

При этом обеспечивается попеременное замедление, остановка и ускорение маховых масс водила в одну и в противоположную сторону, т.е. обеспечивается устойчивый знакопеременный (инерционный) режим. Это главное силовое (динамическое) условие бесступенчатого автоматического регулирования. Особый интерес представляет режим, когда возникает условие малых оборотов выходного вала. В этом режиме, например, возникшем при чрезмерно низких оборотах двигателя, запредельной (пиковой) силовой нагрузки, передача теряет свои регулирующие свойства. Поскольку в этом случае нарушается главное силовое условие знакопеременный режим инерционных масс водила планетарного механизма 3. Избежать этот режим можно всегда, обеспечивая нормальный для соответствующей силовой нагрузки скоростной режим двигателя. Динамические качества передачи увеличивают реверсивное устройство традиционного исполнения.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНОГО БЕССТУПЕНЧАТОГО ИМПУЛЬСНОГО ТРАНСФОРМАТОРА, содержащее корпус, выходной и входной валы, инерционный планетарный механизм с касательной силой инерции, валопровод с двумя шестеренчатыми передачами для кинематического замыкания входного и выходного валов устройства во время запуска посредством управляемого блокирующего устройства, отличающееся тем, что оно снабжено планетарной передачей, одно звено которой связано с кривошипно-шатунным механизмом, другое через ряд постоянного зацепления с валопроводом, а третье с выходом инерционно-планетарного механизма с касательной силой инерции.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2