Гидротрансформатор

" =.,г ТЕНИ т ЛЬСТВ ВИ Н АВТОРСКО аноЦельлиао е и го шюта вх т- фт роеобес СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ИСАНИЕ ИЗ(21) 3889393/25 (22) 26,04,85 (46) 30.09,87, Бюл. У 36 (71) Центральный научно-иссле тельский автомобильный и авто торный институт(57) Изобретение м,б. использов в передачах транспортных машин. изобретения - уменьшение гидрав ческих потерь энергии путем сни скорости течения потока рабочей кости в межлопастном канале (МЛ турбинного колеса (ТК). Для это рину МЛК на выходе ТК 2 выполня больше ширины рабочей полости н де насосного колеса (НК) . Для1341422печения равномерного изменения пло- связанные с разностью проходных сечещади проходного сечения МЛК лопасти ний на выходе из НК 1 и входе в ТК 2.9 ТК 2 выполняют постоянной толщины, Радиус внутренней поверхности обоа ширина МЛК в сечении ТК соотв, уг- да 8 ТК 2 больше радиуса внутреннейлу профиля лопастей, равному 90, поверхности обода 5 НК 1 и центр крин выполнена меньшей, чем ширина МЛК визны первой смещен в осевом направв среднем сечении НК 1. В ступице 7 лении в сторону НК эа центр кривизныТК 2 перед входными кромками 11 ло- последней, ч-.о позволяет получитьпастей 9 выполнена кольцевая кони- оптимальное изменение проходного сеческая отбортовка 10, что позволяет чения МЛК ТК по его длине и уменьшитьвыбрать оптимальную ширину МЛК на осевые размеры гидротрансформатора,входе в ТК 2 и уменьшить потери, 4 з,п, ф-лы, 8 ил, 1Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может бытьиспользовано в гидродинамических передачах транспортных машин.Цель изобретения - уменьшение гидравлических потерь энергии путем снижения скорости течения потока рабочейжидкости в межлопастном канале турбинного колеса,На фиг. 1 изображен предлагаемыйгидротрансформатор, разрез; на фиг. 2 -лопастная решетка насосного колеса,развертка на фиг, 3 - лопастная решетка турбинного колеса, развертка;на фиг. ч - график изменения проход 15ного сечения межлопастных каналовтурбинного колеса; на фиг, 5 - взаимное расположение ступиц насосного итурбинного колес; на фиг, б - вариантвыполнения гидротрансформатора с уве 20личенным проходным сечением межлопастного канала на выходе турбинногоколеса, разрез; на фиг, 7 - вариантвыполнения гидротрансформатора, име 25ющего равные наружные диаметры ступиц турбинного и насосного колес,разрез; на фиг, 8 - вариант выполнения гидротрансформатора в которомцентр кривизны внутренней поверхности обода турбинного колеса смещен30в осевом направлении относительноцентра кривизны внутренней поверхности обода насосного колеса Гидротрансформатор (фиг, 1) содержит центробежное насосное колесо 1, центростремительное турбинное колесо 2 и осевой реактор 3. 2Насосное колесо 1 состоит из ступицы 4, обода 5 и закрепленных междуними лопастей б.Турбинное колесо 2 содержит ступицу 7, обод 8 и закрепленные междуними лопасти 9, которые могут бытьвыполнены как переменной толщины,так и из листового материала, т.е,могут иметь постоянную толщину. Водном из средних сечений турбинногоколеса 2 угол профиля его лопастей9 равен 90,Ступицы 4 и 7 соответственно насосного 1 и турбинного 2 колес выполнены, например, из-листового материала методом штамповки.Ширина (не обозначен) Ьмежлопастного канала на входе турбинногоколеса 2 больше ширины Ь межлопастного канала на выходе из насосного колеса 1,Внутренняя поверхность обода 5насосного колеса 1 и внутренняя поверхность обода 8 турбинного колеса2 выполнены с кривизной одного и то"го же радиуса К.Ступица 7 турбинного колеса 2имеет коническую кольцевую отбортовку 10, расположенную в зазоремежду входной кромкой 11 лопасти 9турбинного колеса 2 и выходнойкромкой 12 лопасти б насосного коле"са 1.Наружная поверхность ступицы 7 турбинного колеса 2 выполнена так, что на радиусе К, соответствующем сечению, в котором угол профиля лопастей 9 турбинного колеса 2 равен3 1341422 490, ширина Ь межлопастного кана на ступице 4 насла турбинного колеса 2, определяе- имеется коническаямая диаметром вписанной в канал ок- За счет коничесружности, меньше, чем ширина Ь, меж улучшается сходлопастного канала в насосном коле в из насосного колессе 1, определяемая вписанной ок- лесо 2, Наличиеружностью с диаметром Ь, т.е. участка. 13 дополнитЬ с Ь,. При этом ширина Ь меж- жесткость ступицы 7лопастного канала на выходе тур рабочей жидкости мебинного колеса 2 больше ширины насосным колесами.Ьц, на входе насосного колеса 1, В гидротрансформБлагодаря конической кольцевой при равном активномотбортовке 10 ширина Ь, межлопаст- сосного и турбинногного канала на входе в турбинное ко поверхность обода 8песо 2 может быть выбрана оптималь- са 2 описана радиусной, исходя из требуемого проходного которого больше, чесечения Р, на входе. С учетом того, снабжен направляющичто часть жидкости, выходящей из 16, выполненным изнасосного колеса 1, проходит в зазор 20 риала, например измежду ступицами 4 и 7, оптимальная соотношения ЬЬ21величина Р, =(0,85-0,95)Р где Р - (также как в гидротпроходное сечение на выходе из насос- по фиг, 1 и фиг, 5)ного колеса. За счет этого практичес- ное изменение прохоки полностью ликвидируются гидрав лопастных каналов тлические потери, связанные с разно при уменьшении крстью проходных сечений на выходе из что дополнительно снасосного колеса 1 и входе в турбин- ческие потери, Кромное колеса 2,тс и ав ческие 30Межлопастной канал в турбинном колесе 2 за счет одновременного выполнения соотношений Ь , ) Ь; Ь ЬЬ н и плавного изменения его ширины обеспечивает оптимальное по длине 1 канала изменение проходного сечения. Р=Е(Г), представленное линией 111 на фиг, 4, где 1 - относительная длина межлопастного канала;относительная длина канала при 40 ь = 90 , При этом ликвидируется диффузорный участок в средней части канала и отсутствует стеснение потока рабочей жидкости на выходном участке межлопастного канала турбинного колеса 2, вследствие чего гидравлические потери сводятся к минимуму.Для сравнения на фиг, 4 линиями 1 и 11 изображены графики изменения проходного сечения межлопастного канала турбинного колеса в известных гидротрансформаторах.В гидротрансформаторе (фиг. 5) ступица 7 кроме конусной отбортовки 10 имеет еще цилиндрический учас 55 ток 13, входящий с кольцевым зазором 14 в ступицу 4 насосного колеса 1, При этом со стороны входных кромок 11 лопастей турбинного колеса осного колеса 1поверхность 15,кой поверхностипотока жидкостиа 1 в турбинное коцилиндрическогоельно увеличиваети снижает утечкужду турбинным иаторе (фиг6)диаметре П нао колес внутренняятурбинного колеом К величинам К, Реактор 3м поток кольцомэластичного матерезины. Выполнениепозволяетрансформаторахполучить оптималь.диого сечения межурбинного колесаивизны линий тока,нижает гидравлие того, уменьшаю я г др ли потери в реакторе3 за счет увеличения ширины межлопастных каналов реактора,Гидротрансформатор (фиг, 7) содержит ступицы 4 и 7 соответственнонасосного 1 и турбинного 2 лопастных колес, имеющие равные наружныедиаметры, Радиус К, внутренней поверхности обода 8 турбинного колеса2 больше радиуса Кн внутренней поверхности обода 5 насосного колеса 1.Центры радиусов К и Кнаходятсятв одной точке, На ободе 5 насосногоколеса 1 предусмотрен радиус закругления 17, Это обеспечивает выполнеие условий ЬЬ и ЬЬ,За счет профилирования поверхностиступицы 7 турбинного колеса в средней части его межлопастного каналана радиусе К от оси гидротрансформатора ширина Ь канала меньше, чем ширина Ь, канала насосного колеса.Таким образом, в гидротрансформаторе(фиг, 7) обеспечивается оптимальноеизменение проходного сечения межлопастного канала турбинного колеса,что ведет к снижению гидравлическихпотерь мощности, Благодаря выполнению закругления 17 уменьшаются гидравлические потери в зазоре между насосным и турбинным колесами.В гидротрансформаторе (фиг. 8) радиус К, внутренней поверхности обода 8 турбинного колеса 2 больше, чем радиус К внутренней поверхности обода 5 насосного колеса 1, При5 этом центр радиуса. К, относительно центра радиуса смещен в осевом направлении на расстояние Б в сторону насосного колеса 1, Выполнение ус 2 позволяет получить оптимальное изменение проходного сечения межлопастного канала турбинного колеса по его длине, что уменьшает гидравличес кие потери. За счет смещения центров радиусов К, и К на величину Я осевые размеры гидротрансформатора уменьшаются.20Формула изобретения 1, Гидротрансформатор содержащий центробежное насосное и центростремительное турбинное колеса и осевой 25 реактор, насосное и турбинное колеса имеют размещенные между ступицей и ободом лопасти, образующие межлопастные каналы, причем в одном из средних значений турбинного колеса угол профиля его лопастей равен 90 , а ширина межлопастного канала на входе турбинного колеса больше ширины межлопастного канала на выходе насосного колеса, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью уменьшения гидравлических потерь энергии путем снижения скорости течения потока ра- . бочей жидкости в межлопастном канале турбинного колеса, ширина межлопастного канала на выходе турбинногоколеса больше ширины рабочей полости на входе насосного колеса,2. Гидротрансформатор по п, 1,о т л и ч а. ю щ и й с. я тем, что, сцелью уменьшения гидравлических потерь энергии путем обеспечения равномерного изменения площади проходного сечения межлопастного канала,лопасти турбинного колеса выполненыпостоянной толщины, а ширина межлопастного канала турбинного колеса всечении, соответствующем углу профиля лопастей, равному 90, выполненаменьшей, чем ширина межлопастногоканала в среднем сечении насосногоколеса,3, Гидротрансформатор по и, 1,отличающийся тем, что вступице турбинного колеса перед входными кромками лопастей выполненакольцевая коническая отбортовка,4. Гидротрансформатор по п, 1,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что радиус внутренней поверхности ободатурбинного колеса больше радиусавнутренней поверхности обода насосного колеса.5, Гидротрансформатор по пп, 1и 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что центр кривизны внутренней поверх-ности обода турбинного колеса смещенв осевом направлении в сторону насосного колеса эа центр кривизны внутренней поверхности обода последнего.1341422 Риг. У 7 Уг.В Составитель А, Брацлавскийедактор А, Ревин Техред М. Ходанич Корректор Н, Коро 8 писно Заказ 442 н Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у ектная 1/42 ТиражВНИИПИ. Государствпо делам изо13035, Москва, Жо комитета СССРний и открытийушская наб., д. 4/