Комплексный гидротрансформатор

(51)5 Р 16 Н 61/5 ПИСАНИ РЕТЕНИ АВТО Цфуу /7,ГОСУДАРСТВЕЯ.ЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидительство СССР М 1516691, кл, Р 16 Н 41/12, 1987(57) 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 ил25 30 40 45 50 55 Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в трансмиссиях транспортных машин.Цель изобретения - увеличение ЕПД, расширение силового диапазона и упрогдение конструкции путем исключения муфт свободного хода,На фиг. 1 показан предлагаемый гидро- трансформатор, продольный разрез; на фиг, 2-4 - схематические изображения подвижных де-алей лопаток рабочего колеса при различных направлениях потока жидкости на Входе в колесо; на фиг, 5 - положение подвижных деталей лопаток колес гидро- трансформатора при работе на различных режимах; на фиг, б - характеристики гидро- трансформатора,Комплексный гидротрансформатор содержит корпус 1, На подшипниках 2 и 3 размещен ведущий Вал 4, соединенный с приводным двигателем, На валу 4 расположено насосное лопастное 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 поверхностей 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 15 и поворотными 17 лопастями. Последнее установлены на осях 18, геометрические оси 19 подшипников которых проходят через центр О, котооый является также центром сферических поверхностей оров 20 и 21, образующих контур циркуляции в районе лопастей 17, На корпусе 1 закреплен реактор 22, снабженный поворотными лопастями 23. Последние установлены на осях 24, геометрические оси 25 которых пересекаются в точке О, являющейся также центром сферичсских повеохностей торов 2 б 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 системы подпитки, От двигателя начинает Вращаться Вал 4 и сВязанное с ним колесо 5, Жидкость, находящаяся междулопастями б, также вращается, в ней возникают центробежные силы, которые 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 потоксм жидкости, проходящей через него,В зависимости от направления потока жидкости лопасти 7, 17 и 23 могут заниматьразличное положение. При подходе потока жидкости под соответствующим углом возможно 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 она перестает контактировать с втооой 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 же 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. 5 а) гидротрансформатор ра ботает 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 нэ режиме "Стоп" имеется наибольшее раСсогласование направлений потока жидкости нэ выходе из реактора 22 (и, следовательно, на входе в колесо 5) и направлениялопастей 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 потоу 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 транспорного средства колесо 14 вращается все с большими оборотами, т.е. гидротрансформатор переходит в 15 режиме средних значений предаточного отношения (см, фиг. 5 б). 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 изменяетсягеометрия (точнее угол входа в лопастной аппарат) соответствующего колеса, На характеристике (см, фиг. б, участок) разрыв 25 контакта поворотных лопастей 7, 17 и 23 соответствует перегибу характеристик, т,е.точкам а, Ь, с,., п 1, Эти точки перегиба характеристик практически не заметны на пологих кривых К и А, и четко выражены на 30 характеристике КПД д. Каждый из участковмежду 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 1, КПД данного гидро 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 менения величины абсолютной скорости Ча на выходе из реактора 22 и на выходе в колесо 5, лопасти 7 начинают контактировать с неподвижной частью лопастей б 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. 5 в) и не создают на реакторе 22 реактивного крутящего момента. Иначе говоря, в таком положении поворотные лопасти 33 по своей 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. б, 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 щ и й с я 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 реактор - 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 Ии фиг,4 аоарпаленаеарпшениякалесп напрпаление брошеноя олесп УаУа,Ы апройенцеаш ениялеса Уа Уд иНапраЬеиав Врашекаа колесагг гх Уа посаяютноа спросйь ФЮЪЭ Уд- переносная сарпсщаУа- апнасцяеоьнао скоуоть плрааление ращения калесп1681089 юг,чева еда кто аказ 3302 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводствен НО"