Гидротрансформатор

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК А ЗСЮ Р 16 Н 41/О у 9 ТЕНИЯ:" л ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ"Машиностроение", 1973, фиг, 102.2., Авторское свидетельство СССРпо заявке В 3312976,кл.,: Г 16 Н 41/26, 1981.: насосное, турбинное и реакторные колесаимеющие между наружнымн и внутреннимиторами два венца лопастей,соприкасаю.щихся своими лицевыми и тыльными сторо;нами,а лопасти первого по ходу потокавенца установлены на осях с воэможностью поворота,о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения. эонывысоких значений КПД и функциональных возможностей, лопасти второгопо ходу потока венца установлены на осях с возможностью поворота, а соприкасающиеся лицевые и тыльные стороны лопастей выполнены коническими, причем вершины их конусов расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей.2, Гидротрансформатор по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что торцевые поверхности лопастей и прилегающие к ним поверхности наружного и внутреннего торов выполнены сферическими, причем центры сфер расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей.3. Гидротрансформатор по пп.1 и 2, щ о т л и ч а ю щ и й с я тем, что торцевые поверхности лопастей, приле гающие к внутреннему тору, выполнены плоскими, а соответствующие им поверхности тора - в виде многогранной пирамиды, причем поверхности лопас- Я тей и граней пирамиды перпендикуляр 1 ны осям поворота лопастей.Изобретение относится к энергети ческому машиностроению, и может быть ис. пользовано в трансмиссиях транспортных средств строительных и дорожных машин.Известен гидротрансформатор, содержащий корпус и установленные в нем насосное, трубное и реакторные колеса, причем насосное колесо выпол нено с установленными с воэможностью поворота лопастями 1, .Недостатки этого гидротрансфор матора являются узкие силовой и скоростной диапазоны регулирования.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гидрот ансформатор, содержащий корпус, 15 установленные в нем насосное, турбинное и реакторные колеса, имеющие установленные между наружными и внутренними торами два венца лопастей, соприкасающихся своими лицевыми и тыльными, сторонами, а лопасти перво.го по ходу потока венца установлены на осях с воэможностью поворота 12 .Недостатками укаэанного гидро- трансформатора являются узкие зона 25 высоких значений КПД и функциональные возможности.Целью изобретения является расширение зоны высоких значений КПД и Функциональных возможностей гидро- трансформатора.указанная цель достигается тем, что в гидротрансформаторе, содержа" щем корпус, установленные в нем насосное, турбинное и реакторные коле. са, имеющие между наружными и внутренними торами два венца лопастей, соприкасающихся своими лицевыми и тыльными .сторонами, причем лопасти первого по ходу потока венца установлены на осях с возможностью поворота,40 лопасти второго по ходу потока венца установлены на осях с возможностью поворота, а соприкасающиеся лицевые и тыльные стороны лопастей выполнены коническими, причем вершины их кону сов расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей. кроме того, торцевые поверхностилопастей и прилегающие к ним поверхности наружного и внутреннего торовмогут быть выполнены сферическими,причем центры сфер расположены напересечении горизонтальной оси гидро трансформатора и оси поворота лопастей,При этом торцевые поверхности ло-пастей, прилегающие к внутреннемутору, могут быть выполнены плоскими,а соответствующие им поверхности тора - в виде многогранной пирамиды,причем поверхности лопастей и гранейпирамиды перпендикулярны осям поворота лопастей, 65 На фиг. 1 изображен гидротрансформатор, продольный разрез; на фиг,2то же, поперечный разрез, на фиг.3 -лопасти, заключенные между сферичес"кими поверхностями наружного и внутреннего торов; на фиг,4 - схема установки лопастей между сферической поверхностью наружного тора и плоской поверхностью внутреннего тора; нафиг. 5 - положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора для1-го режима его работы - "Нейтраль";на фиг. б - то же, для реакторногоколеса; на фиг. 7 - то же, для турбинного колеса; на фиг. 8 - то же,Фдля второго реакторного колеса; нафиг. 9 - положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора для Йго режима его работы - "Трогание сместа и малые скорости"; на фиг.10то же, для реакторного колеса; наФиг. 11 - то же, для турбинного колеса; на фиг. 12 - то же, для второгореакторного колеса; на фиг. 13положение лопастей насосного колесагидротрансформатора для 1 Ц в ,го режимаего работы - "Средние скорости"; нафиг. 14 то же, для реакторного колеса; на Фиг. 15 - то же, для турбинно.го колеса; на Фиг. 16 - то же, длявторого реакторного колеса; наФиг. 17 - положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора для1 У -го режима его работы - "Высокиескорости"; на фиг, 18 - то же, дляреакторного колеса; на фиг. 19то же, для турбинного колеса; нафиг, 20 - то же, для второго реакторного колеса; на Фиг. 21 - положение лопастей насосного колесагидротрансформатора для У -го режима его работы - "Задний ход"; нафйг. 22 - то же, для реакторногоколеса; на фиг. 23 - то же, для турбинного колеса; на фиг. 24 - то же.для,второго реакторного колеса; нафиг. 25 - положение лопастей насосного колеса гидротрансформатора дляУ 1-го режима его работы - "Торможениедвигателя"; на фиг, 26 - то же, дляреакторного колеса; на фиг, 27 - тоже, для турбинного колеса; на фиг,28то же, для второго реакторного колеса; на фиг, 29 - положение лопастейнасосного колеса гидротрансформаторадляУ 11 -го режима его работы - "Торможение"; на Фиг. 30 - то же, для реакторного колеса; на фиг. 31 - то же,для турбинного колеса; на фиг, 32то же, для второго реакторного колеса,Гидротрансформатор содержит корпус 1, установленные в нем насосное 2,турбинное 3 и реакторные 4 и 5 колеса, имеющие установленные междунаружными 6 и внутренними 7 торами два венца 8 и 9 лопастей 10 и 11, соприкасающихся своими лицевыми 12 и тыльными 13 сторонами.Лопасти 10 первогопо ходу потока венца 8 установленына осях 14 с воэможностью поворота.Лопасти 11 второго по ходу потокавенца 9 установлены на осях 15 с5воэможностью поворота, а соприкасающиеся лицевые 12 и тыльные 13 сторонылопастей 10 и 11 выполнены коническими, причем вершины 0 их корпусоврасположены на пересечении гориэонтальной оси гидротрансформатора иоси поворота лопастей 10 и 11,Торцевые поверхности 16 и 17 лопастей 10 и 11 и прилегающие к нимповерхности 18 и.19 наружного 6 и 15внутреннего 7 торов могут быть выполнены сферическими, причем центры О сфер расположены на пересечении горизонтальной оси гидротрансформатора и оси поворота лопастей 2010 и 11.Торцевые поверхности 17 лопастей10 и 11, прилегающие к внутреннемутору 7, могут быть выполнены плоскими, а соответствующие им поверхности19 тора 7 - в виде многогранной парамиды, причем поверхности 17 лопастей10 и 11 и поверхности 19 граней пирамиды перпендикулярны осям повороталопастей 10 и 11,Насосное 2, турбинное 3 и реакторные 4 и 5 колеса образуют рабочуюполость.Гидротрансформатор работает следующим,образом.Режим 1. 35На стоянке машины до ее троганияс места гидротрансформатор устанавливается на режим "Нейтраль" (фиг.58 . При этом лопасти 10 и 11 насос,ного колеса 2 устанавливаются в положении, при котором производительность насосного колеса 2 равна нулю.Мощность двигателя (не показан).минимальная.Режим И,45При трогании машины с места(Фиг, 9-12) лопасти 10 и 11 насосного колеса 2 устанавливаются в положение, при кот.ром двигатель работает на режиме максимального мо-мента. Лопасти 10 и 11 реакторногоколеса 4 изменяют направление потокажидкости в рабочей полости, увеличивая скорость потока. Лопасти 10 и 11турбинного колеса 3 изменяют направление потока жидкости на обратное,благодаря чему обеспечивается высокийкрутящий момент на турбинном колесе3, Лопасти 10 и 11 реакторного колеса 5 устанавливаются в положение,при котором поток жидкости снова меняет направление и согласовываетсяпо углу с входом в насосное колесо 2Все углы входов и выходов лопастей.10 и 11 колес 2- 5 гидротрансформатора согласованы друг с другом, т,е, 65 коэффициент трансформации максималь.ныи,Режим Ц 1.На средних скоростях движения ма"шины (фиг. 13-16) лопасти 10 и 11 на.сосного колеса 2 устанавливаются вположение, обеспечивающее работудвигателя на эксплуатационных оборотахРазворот потока жидкости в турбинном колесе 3 производится на мень.ший угол, т.е. крутящий момент натурбинном колесе 3 получается тогоже порядка, что и крутящий моментдвигателя (коэффициент трансформациипорядка 1-2), Установка лопастей 10и 11 реакторных колес 4 и 5 позволяет согласовать углы входа и выходавсех колес 2 - 5 т. е. получить высо-кий КПД.Режим Я,Высокие скорости движения машиныобеспечиваются обгоНным режиМом(фиг. 17-20, при котором оборотытурбинного колеса 3 выше оборотовнасосного колеса 2.С этой целью лопасти 10 .турбинного колеса 3 устанавливаются на такойугол, чтобы вход жидкости в турбинноеколесо 3 был безударным при высокойскорости его вращения, Поворот потокав турбинном колесе 3 небольшой т.е,крутящий момент меньше момента двигателя (коэффициент трансформациименьше 1), Использование обгонногорежима позволяет в 1,5 - 2 раза увеличить силовой диапазон гидротрансформатора, причем КПД остает"ся высоким, так как поворот лопастей10 и 11 реакторных колес 4 и 5 обеспечивает согласование углоВ входа ивыхода всех колес 2 - 5,Режим Ч,Для получения заднего хода (фиг,21-24) лопасти 10 и 11 насосного колеса 2 устанавливаются в положение,обеспечивающее работу двигателя режима максимального момента, Лопасти10 и 11 реакторного колеса 4 раэвора.чиваются таким образом, чтобы потокжидкости изменил направление на обратное, Лопасти 10 и 11 турбинногоколеса 3 образуют такие же входныеи выходные углы, как и при троганиис места и на малых скоростях, но повернутые симметрично в обратную сторону.Крутящий момент на турбинном колесе 3 получает обратное направление.Лопасти 10 и 11 реакторного колеса 5распределяют поток жидкости междутурбинным и насосным колесами 3 и 2соответственно.На всех указанных режимах обеспечивается безударный входы и выходына лопасти колес 2 - 5 гидротрансФорматора, причем изменение угловвхода и выхода может производитьсябесступенчато и непрерывно, 1059331Режим Ч 1Гидротрансформатор обеспечивает также торможение машины. Для торможения с небольшими отрицательными ускорениями служит режим торможения двигателем (фиг,25-28) .,С этой целью лопасти 10 и 11 турбинного колеса 3 устанавливаются таким образом, чтобы колесо 3 могло работать как насос. Соответственно разворачиваются и ло 1- пасти 10 и 11 насосного колеса 2, 10 образуя "турбину" с малым углом по. ворота потока, то есть с невысоким крутящим .моментом, так как двигатель в тормозном режиме не способен воспринимать большие крутящие моменты. 15Лопасти 10 и 11 реакторных колес 4 и 5 согласуют углы входа и выхода насосного и турбинного колеса 2 и 3. Поток жидкости в рабочей полости 20 гидротрансформатора на режиме торможения двигателем имеет обратное направление.РежимМИ ,Режим торможения выходного вала фиг.29;32) обеспечивается установ кой лопастей 10 и 11, турбинного колеса; 3 таким образом,.чтобы они вместе с лопастями 10 и 11 реакторных колес 4 и 5 образовали замкнутые контуры, аналогично обычному гидротормоэу.Лопасти 10 и 11 насосного колеса 2 устанавливаются в положение) при котором подача рабочей жидкости равна нулю, чем и обеспечивается работа двигателя на холостом ходу.Таким образом, гидротрансформатор заменяет ряд агрегатов трансмиссии транспортных машин. Работа на режиме 1 "Нейтраль" позволяет исключить сцепление главный Фрикцион); режим 11,111 и 1 Ч обеспечивают диапазон к =6-10 достаточный для замены коробки передач при высоком КПД на всех режимах движения; режим Ч позволяет исключить иэ трансмиссии реверс передачу заднего хода) . Наконец, режимы Ч 1 и ЧИ обеспечивают торможение машины, кроме стояночного. Трансмиссия сводится к гидротрансформатору и стояночному тормозу, т.е. существенно упрощается.Гидротрансформатор, будучи Фактически оболочкой для потока рабочей жидкости, имеет значительно меньший вес, чем обычные трансмисионные агрегаты. Таким образом,уменьшается й металлоемкость изделия. Описанные усовершенствования расширяют зонуРедактор ТПата Подпикомитета СССРи окрытийушская наб., д. 4Тираж 925 бсударственног елам изобретен Москва, Ж,нисимовКоррект