Бесступенчатый замкнутый планетарный гидромеханический вариатор

 

Бесступенчатый замкнутый планетарный гидромеханический вариатор предназначен для расширения диапазона регулирования вращения ведомого вала от нуля до прямой и включает два планетарных ряда и гидротрансформатор. Эпициклическая шестерня первого планетарного ряда жестко соединена с ведомым валом. Вал солнечной шестерни этого же ряда жестко соединен с турбинным колесом гидротрансформатора. Водило первого ряда имеет двухвенцовые сателлиты. Солнечная шестерня второго планетарного ряда жестко соединена с насосным колесом гидротрансформатора. Эпициклическая шестерня выполнена заодно с центральной шестерней первого планетарного ряда. Водило с парными сателлитами жестко соединено с ведомым валом. Ведущий вал жестко соединен с корпусом гидротрансформатора, реактором гидротрансформатора и водилом первого планетарного ряда. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано на легковых автомобилях вместо коробки передач.

Известна гидромеханическая передача, имеющая планетарный ряд, эпициклическая шестерня которого жестко соединена с насосным колесом гидротрансформатора, а солнечная шестерня с турбинным колесом, водило планетарного ряда соединено с ведомым валом [1].

Недостатком данной гидромеханической передачи является низкий КПД, в которой лишь незначительная часть мощности двигателя передается на ведомый вал, минуя гидропередачу, зато гидравлический элемент во всей рабочей зоне работает только тормозом.

Наиболее близким к изобретению является бесступенчатый замкнутый планетарный гидромеханический вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, гидротрансформатор и два планетарных ряда, первый из которых включает жестко соединенную с ведомым валом эпициклическую шестерню, солнечную и центральную шестерни и водило с двухвенцовыми сателлитами. Второй планератный ряд включает эпициклическую шестерню, выполненную заодно с центральной шестерней первого планетарного ряда, солнечную шестерню и жестко соединенное с ведомым валом водило с парными сателлитами [2]. Это вариант является семипоточным. В нем основная часть мощности двигателя проходит по механической части устройства, и семь потоков мощности суммируются на ведомом валу. На прямой передаче гидротрансформатор работает как гидромуфта.

Задачей изобретения является расширение диапазона регулирования вращения ведомого вала от нуля до прямой передачи при малом диапазоне трансформации гидротрансформатора, повышение КПД и уменьшение мощности гидротрансформатора.

Это достигается тем, что бесступечатый замкнутый планетарный вариатор содержит ведущий и ведомый валы, гидротрансформатор и два планетарных ряда, первый из которых - с двухвенцовыми сателлитами, а второй - с парными сателлитами. Эпициклическая шестерня первого планетарного ряда жестко соединена с ведомым валом. Центральная зубчатая шестерня первого планетарного ряда находится в зубчатом зацеплении с малыми венцами двухвенцовых сателлитов и выполнена заодно с эпициклической шестерней второго планетарного ряда. Вал солнечной шестерни первого планетарного ряда жестко соединен с турбинным колесом гидротрансформатора. Водило второго планетарного ряда жестко соединено с ведомым валом, солнечная шестерен второго планетарного ряда жестко соединена с насосным колесом гидротрансформатора, а ведущий вал жестко соединен с корпусом гидротрансформатора, реактором гидротрансформатора и водилом первого планетарного ряда.

На чертеже приведена кинематическая схема устройства.

Бесступенчатый замкнутый планетарный гидромеханический вариатор содержит ведущий 1 и ведомый 2 валы, гидротрансформатор 3 и два планетарных ряда 4 и 5, первый из которых - с двухвенцовыми сателлитами 6, а второй - с парными сателлитами 7. Водило 8 первого планетарного ряда жестко соединено с реактором 9 гидротрансформатора, корпусом 10 гидротрансформатора и ведущим валом 1. Эпициклическая шестерня 11 первого планетарного ряда жестко соединена с ведомым валом 2. Центральная зубчатая шестерня 12, находящаяся в зубчатом зацеплении с малыми венцами 13 двухвенцовых сателлитов 6, выполнена заодно с эпициклической шестерней 14 второго планетарного ряда 5. Водило 15 второго планетарного ряда 5 жестко соединено с ведомым валом 2, а солнечная шестерня 16 второго планетарного ряда жестко соединена валом 17 с насосным колесом 18 гидротрансформатора. Солнечная шестерня 19 первого планетарного ряда, находящаяся в зубчатом зацеплении с большими венцами 20 двухвенцовых сателлитов, также соединена валом 21 с турбинным колесом 22 гидротрансформатора 3.

Гидромеханический вариатор является восьмипоточной передачей, работает в совокупности с одноступенчатым гидротрансформатором, встроенным последовательно в замыкающуюся ветвь, обеспечивающую самонастраивающийся нужный режим работы, меняя плавно крутящий момент на ведомом валу в широком диапазоне, угловая скорость которого меняется от нуля до прямой передачи. Мощность двигателя от двухвенцовых сателлитов 6 делится на два потока, один поток отходит на эпициклическую шестерню 11 и ведомый вал 2, второй поток от центральной зубчатой шестерни 12 - на эпициклическую шестерню 14, от которой через парные сателлиты 7 поток мощности делится опять на два потока. Второй поток проходит от водила 15 на ведомый вал 2. Третий поток отходит от солнечной шестерни 16 через вал 17 на насосное колесо 18, реактор 9, а далее на турбинное колесо 22 через вал 21 к солнечной шестерне 19. Затем третий поток с увеличенным крутящим моментом проходит по этому же контуру к эпициклической шестерне 14 и снова делится на два потока. Третий поток отходит на ведомый вал 2, а четвертый поток, циркулирующий с увеличенным крутящим моментом, снова проходит по этому же контуру на ведомый вал 2. Пятый поток мощности двигателя от реактора 9 гидротрансформатора 3, имеющий положительный знак действия, замыкается на водиле ведущего вала 1, от которого потоки мощности также разветвляются по тем же контурам, увеличивая их число до восьми потоков. Все потоки мощности суммируются на ведомом валу 2 с соответствующим крутящим моментом. Диапазон трансформации гидротрансформатора 1,5 обеспечивает нормальную работу устройства при изменении угловой скорости ведомого вала от нуля до прямой передачи. В работе преобладает переносное движение всех валов и зубчатых колес, что повышает КПД устройства. На прямой передаче все устройство вращается как одно целое, без механических потерь на трение.

Источники информации.

1. Прокофьев В.Н. Основы теории гидромеханических передач.- М.: Машиностроение, 1968, с. 391, фиг. 174.

2. RU, заявка 93009958, кл. F 16 H 47/04, 1995.

Формула изобретения

Бесступенчатый замкнутый планетарный гидромеханический вариатор, содержащий ведущий и ведомый валы, гидротрансформатор и два планетарных ряда, первый из которых включает жестко соединенную с ведомым валом эпициклическую шестерню, солнечную и центральную шестрени и водило с двухвенцовыми сателлитами, второй планетарный ряд включает эпициклическую шестерню, выполненную заодно с центральной шестерней первого планетарного ряда, солнечную шестерню и жестко соединенное с ведомым валом водило с парными сателлитами, отличающийся тем, что солнечная шестерня второго планетарного ряда жестко соединена с насосным колесом гидротрансформатора, вал солнечной шестерни первого планетарного ряда жестко соединен с турбинным колесом гидротрансформатора, а ведущий вал жестко соединен с корпусом гидротрансформатора, реактором гидротрансформатора и водилом первого планетарного ряда.

РИСУНКИ

Рисунок 1