Гидродинамическая передача преимущественно для привода генераторов

(19) (1 НИ ВИДЕТЕЛЬ КОМ В а каж стко равлиниз симальное и ное значени вращения вх частотного вала,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЛИСАНИЕ И(56) 1, Семичастнов И.ф. Гид ческие передачи тепловозов. М. Машгиз, 1956, с. 108- 110.2. Авторское свидетельство СССР й 670765, кл. Р 16 н 117/08, 1979 (прототип),(5")(57) ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ ПРИВОДА ГЕНЕРА ТОРОВ, содержащая две гидродинамические муфты с центробежными слив- ными клапанами, насосные колеса ко торых жестко связаны с входным валом, и два планетарных механизма с неподвижным картером, имеющих каждый солнечную и коронную шестерни и сателлиты с водилом, через кото(511 Р 16 О 33/08; Г 16 рые выходной вал кинематически с зан с турбинными колесами гидрод мических муфт, о т л и ч а ю щ я с я тем, что, с целью уменьше диапазона изменения частоты вращ ния выходного вала по сравнению входным валом, турбинные колес дой гидродинамической муфты же связаны с соответствующими корон ными шестернями солнечные шесте жестко связаны с выходным валом, а сателлиты расположены на общем водиле, жестко соединенном с неп вижным картером, при этом переда точные отношения планетарных мех мов 11 и 12 связаны выражением е и ,и. - соответственно макв 1 иачс в минминималь 1051 3 МИзобретение относится к гидродинамическим передачам, для использования преимущественно в приводахгенераторов:транспортных и строительно-дорожных машин,Известна гидродинамическая передача, содержащая две гидродинамические муфты с центробежными сливнымиклапанами, насосные колеса которыхжестко связаны с входным валом, ипланетарный механизм, через которыйвыходной вал кинематически связанс турбинными колесами гидродинамиивских муфт 11.Недостатком известной гидродинами-ческой передачи является широкийдиапазон изменения частоты вращения выходного вала при различныхрежимах работы и отсутствие автоматичности действия.Наиболее близкой к предлагаемомупо технической сущности являетсягидродинамическая передача, содержащая два гидродинамических агрегата,насосные колеса которых жестко связаны с входным валом, и два планетарных механизма с неподвижным картером, имеющих каждый солнечную икоронную шестерни сателлиты с водилом, и через которые выходной вал кинематически связан с турбинными коле.сами гидродинамических агрегатов 12 .Недостаток такой передачи состоитв том, что в режиме холостого хода,когда с,генератора, например, снятаэлектрическая нагрузка, передачаутрачивает основное свойство, заключающееся в стабилизации частотывращения выходного вала. 11 а этом режим . диапазон изменения скорости вращения выходного вала равен диапазону изменения скорости вращения входного вала, а передача в целом оказывается в роли гидромеханическогоредуктора с неизменным передаточнымотношением. Генератор с этим приводом на режиме холостого хода незащищается от роста входной частотывращения, что делает невозможнымуменьшение установочной мощностигенератора, снижение его веса и габаритов.Цель изобретения - уменьшение диапазона изменения частоты вращениявыходного вала по сравнению с входным валом на всех режимах работы,Поставленная цель достигаетсятем, что в гидродинамической передагде и ,и Вз. Мщ, Вз, м нн тарного механизма 1 дЕЛс впвз махси вх. минраз больше, чем у другого, где 2 с.,Е - числа зубьев на коронной и солнечной шестернях, а пВ и ийх МакС 8 Х, МиН,- максимальное и минимальное значениячастот вращения входного вала.На фиг. 1 показана кинематическая схема передачи; на фиг. 2 и 3Примеры конкретного выполнения центробежных сливных клапанов; на фиг.цггодвижная часть клапана, показанно 5 Ого на Фиг, 3; на ф иг. 5 - пружинныйФиксатор клапана; на Фиг, 6 - графикизменения выходных оборотов в зависимости от входных,Гидродинамическая передача фиг,1содержит входной вал 1, с которымсоединены насосные колеса 2 и 3 идромуфт, выходной вал ч, связанныйс солнечными шестернями 5, Турбинныеколеса 6 и 7 соединены с коронными 5 1 а 15 20 че преимущественно для привода гене-раторов, содержащей две гидродинамические муфты с центробежными сливными клапанами, насосные колеса которых жестко связаны с входным валом,и два планетарных механизма с непддвижным картером, имеющих каждый солнечную и коронную шестерни и сателлиты с водилом, и через которые выходной вал кинематически связан с турбинными колесами гидродинамическихмуфт, турбинные колеса каждой гидродинамической муфты жестко связаныс соответствующими коронными шестернями, солнечные шестерни жестко связаны с выходным валом, а сателлитырасположены на общем водиле, жесткосоединенноМ с неподвижным картером,при этом передаточные отношения планетарных механизмов 11 и 1,2 связанывыражением соответственно максимальное и минимальное значения частот вращения входного вала.При наличии указанных составляющих элементов передачи максимально возможное уменьшение диапазона изменения скорости вращения выходного вала по сравнению с входным достигается в том случае, когда передаточное отношение одного плане30 шестернями 8, а водило 9, установленное в сателлиты 1 О - с неподвижным картером 11. Сливные клапаны содержат подвижную часть 12 (фиг.3), пружинный фиксатор 13 р крышку с от 5 верстиями 14 и пружину 15. Клапаны расположены на периферии насосных колес 2 и 3 гидромуфт (фиг. 2 и 3). Фиксатор 13 и крышка 14 жестко связаны с насосным колесом. К радиаль О ным каналам подпитки в насосных колесах подводится под давлением масло (фиг. 2 и 3 показано стрелками).Гидродинамицеская передача работает следующим образом. 15В момент пуска привода заполняется первая гидромуфта (фиг. 2, она же левая гидромуфта на фиг. 1), по" скольку ее клапан в исходном положении соединяет канал подп-тки с 20 полостью насосного и турбинного колес, а сливное отверстие в клапанезакрыто, Во второй гидромуфте фиг.3) в исходном положении канал подпит - ки перекрыт, а сливное отверстие 25 открыто, В ращательное движение передается с колес насоса 2 турбины 6 и далее через соответствующий планетарный механизм выходному валу 4, При увеличении входной частоты вращения, при определенном ее значении, подвижные части клапанов 12 гидромуфт (клапаны гидромуфт принципиально одинаковы), преодолевая под действием центробежных35 сил усилия пружин 15 и фиксаторов 13,перемещаются в крайнее верхнее положение. В результате левая гидромуфта опорожняется, а правая заполняется маслом и передача вращения осуществля 40 ется через другой планетарный меха" низм с другим передаточным отношением.Таким образом, предлагаемая передача представляет собой автоматицескую двухступенчатую гидромеха 45 ническую передачу. установка пружинных фиксаторов 13 обусловливает сливным клапаном дискретное действие, делая устойчивыми только их крайние положения, Одновременная сработка клапанов и невозможность устойчи" вых промежуточных положений регулируется правильным выбором пружин 15, пружинных фиксаторов 13 и глубиной поясков на подвижных частях 55 12 (фиг. 4).Для эффективного использования планетарных механизмов каждая сту пенв должна давать равный заброс оборотов на выходе при изменении входной частоты вращения от минимума до максимума. Это достигается в том слуцае, если передаточное отношение одного планетарного механиз"В,максма 1=2 к/2 с в и раз больше, цемпв,мин у другого.и 6.максЕсли к примеру1 11 в,м Технико-экономическая эффективность гидродинамицеской передачи по сравнению с базовым объектом (типовыми приводами генераторов на транспортных и строительно-дорожных машинах) заключается в возможности уменьшения в 1,5-2,0 раза установочной мощности генератора (в 1,81 раза по рассмотренному примеру выполнению привода) и примерно в (1,5-2,0 2,0)2 =2,2-4,0 раза уменьшения веса генератора. Установочная мощность что с некоторым запасом покрывает скоростной диапазон современного транспортного дизеля от минимальных оборотов на холостом ходе до максимальных оборотов, а планетарный механизм, работающий с первой гидромуфтой, имеет передаточное отношение 14 =3,5, то второй планетарный механизм должен иметь передатоцное отношение 2=35=1,87. График изменения выходных оборотов имеет вид, показанный на фиг. 6. Иэ него следует, цто при изменении вход" ной частоты вращения в 3,5 раза выходная цастота вращения будет изме 65няться в в=1,8 раза, Гидромуфтц при полной нагрузке на привод обычно имеют небольшое скольжение, порядка 3-43. В этом случае график изменения выходных оборотов (фиг,6) практически не зависит от того, нагружен привод или нет,Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемой гидродинамической передачи заключается в том, что в ней достигнуто существенное уменьшение диапазона изменения скорости вращения выходного вала по сравнению с выходным валом не только под нагрузкой, но и на режимах холостого хода, что в прототипе принципиально невозможно.агрегата определяется произведением, где множителями являются максимальный момент и максимальная частота вращения при заданной номинальной мощности. Уменьшение установочной мощности означает повышениебыстроходности агрегата, ведущей кснижению его веса и габаритов. В ли-.яние быстроходности генератора на.его вес можно проиллюстрироватьсравнением генератора ГСС/Т/ч 00-Д(ТУ 16-512.435-78), имеющего мощность 1.6 нВт, частоту вращения 3000 об/мин и массу 130 кг, с генератором ГПЧ 20/400 УЗ ТУ 16-12.091-76)имеющего мощность 20 кВт, частотувращения 1500 об/мин, массу 450 кг,Повышение быстроходности генераторав два раза, что равнозначно уменьшению установочной мощности во столько же раз, при сравнимой номинальной мощности генераторов приводитк снижению веса генератора примерно в 3,5 раза. Соответственно, снижаются габариты и стоимость генератора..Патрушев Безродна Рецакто Подписное аз 8642/3 8 Тираж 925ВНИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб,д. 4 Филиал Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4