ЛОПАСТНОЕ КОЛЕСО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ Российский патент 1996 года по МПК F16H41/28 

Изобретение относится к машиностроению, а именно, к гидродинамическим передачам и может быть использовано в гидротрансформаторах, применяемых в трансмиссиях транспортных средств.

В комплексных гидротрансформаторах обычно используются радиально-осевые насосные и турбинное лопастные колеса. При крупносерийном производстве этих лопастных колес их лопасти предпочтительно выполнять только отдельно от чаши и экрана и затем соединять эти элементы лопастного колеса между собой в единое целое.

Из известных лопастных колес один из наиболее близких по технической сущности является лопастное колесо гидродинамической передачи, содержащее чашу с вогнутой поверхностью, обращенной к рабочей полости, кольцевой экран с выпуклой поверхностью, ограничивающей указанную полость, и размещенные между чашей и экраном листовые лопасти, имеющие выступы, расположенные без зазоров внутри чаши, составляя с ней единое целое (см.авторское свидетельство СССР N 1079927, 1984). В этом лопастном колесе используется литая чаша, выполненная из легкого металла, и штампованные лопасти, у которых упомянутые выступы получаются внутри чаши при ее отливке, при этом экран выполнен из листового материала и соединен с лопастями при помощи их усиков, проходящих через пазы в экране и загнутых к его поверхности.

Такое лопастное колесо является достаточно жестким и прочным, однако для изготовления его лопастей и экрана требуется сложная штамповая оснастка.

Целью изобретения является создание лопастного колеса гидродинамической передачи, имеющего простую и надежную конструкцию со сравнительно небольшой металлоемкостью и при этом удобного в серийном производстве.

Это достигается тем, что в лопастном колесе, имеющем чашу, кольцевой экран, установленный на расстоянии от чаши с образованием между ними рабочей полости, и размещенные между чашей и экраном листовые лопасти, имеющие на краях выступы, расположенные внутри чаши, между листовыми лопастями расположены объемные лопасти, выполненные за одно целое с чашей и с экраном.

С помощью упомянутых объемных лопастей обеспечивается прочное и надежное крепление экрана к чаше и одновременно крепкое соединение с ними листовых лопастей. В этом лопастном колесе чаша, экран и объемные лопасти могут быть выполнены из легкого сплава литьем в металлические формы с использованием стержней, а листовые лопасти могут быть выполнены штамповкой из тонкого листа с простыми по форме выступами, расположенными внутри чаши и экрана и обеспечивающими жесткую их связь между собой.

Число объемных лопастей может быть меньше числа листовых лопастей.

Каждая объемная лопасть может быть заключена между парой пластин, сопряженных между собой краями в промежутке между чашей и экраном и имеющих выступы, расположенные внутри чаши и экрана, т.е. каждая объемная лопасть может быть расположена в футляре, состоящем из пары пластин, сопряженных между собой в промежутке между чашей и экраном и имеющих выступы, расположенные в чаше и в экране.

Это позволяет сделать объемные лопасти более оптимальными по форме и размерам и более близкими по конфигурации с листовыми лопастями.

На фиг. 1 представлено радиально-осевое лопастное колесо гидродинамической передачи, продольный разрез вдоль оси вращения; на фиг. 2 это же лопастное колесо меридианальный разрез в промежутке между листовыми лопастями; на фиг. 3 вид А на фиг. 1; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 5 радиально-осевое лопастное колесо в другом его исполнении, продольный разрез; на фиг. 6 вид В на фиг.5; на фиг. 7 развертка на поверхности чаши сопряженных пластин, образующих пространство для объемных лопастей; на фиг. 8 развертка тех же пластин на поверхности экрана.

Лопастное колесо содержит литую чашу 1, выполненную из алюминиевого сплава. Чаша 1 содержит стальную ступицу 2 для крепления лопастного колеса на соответствующем валу (не показан). С чашей 1 за одно целое выполнены литой кольцевой экран 3 и литые объемные лопасти 4. Чаша 1 имеет вогнутую тороидальную поверхность 5, а экран имеет выпуклую тороидальную поверхность 6. Эти поверхности ограничивают рабочую полость внутри лопастного колеса. В рабочей полости между чашей 1 и экраном 3 расположены листовые лопасти 7, выполненные штамповкой из листового материала и имеющие на краях выступы 8, расположенные без зазоров внутри чаши 1. Выступы оказываются в чаше при ее отливке.

В промежутках между листовыми лопастями 7 на расстоянии от них расположены упомянутые объемные лопасти 4, выполнен- ные за одно целое с чашей 1 и с экраном 3. Лопасти 4 могут иметь либо овальный, либо каплеобразный, либо серповидный профиль. Число объемных лопастей 4 меньше числа листовых лопастей 7, в частности, число лопастей 4 может быть равно трем или четырем. Поскольку лопасти 4 выполнены за одно целое с чашей и с экраном и имеют толщину существенно больше толщины листовых лопастей 7, то они обеспечивают достаточно жесткую связь экрана 2 с чашей 1 и незыблемое положение между ними листовых лопастей 7. Благодаря этому конструкция лопастного колеса во время его работы в составе гидротрансформатора не разбалтывается, сохраняя высокую работоспособность.

Каждая объемная лопасть может быть заключена между парой пластин 9 и 10, сопряженных между собой у их краев в промежутке между чашей 1 и экраном 3. Сопряженные участки пластин 9 и 10 образуют входную кромку 11 этой составной лопасти и выходную кромку 12. Пластины 9 и 10 у их края, обращенного к чаше 1, имеют выступы 8, расположенные без зазоров внутри чаши, а у края, сопряженного с экраном 3, они имеют выступы 13, расположенные тоже без зазоров внутри экрана 3. Пластины 9 и 10 позволяют создать канал для прохода жидкого металла при отливке лопастного колеса. Кроме того, при наличии пластин 9 и 10 улучшаются условия течения рабочей жидкости в межлопастных каналах в промежутках между каждой объемной лопастью и соседними лопастями листовыми благодаря более плавному изменению величины межлопастных каналов и малой шероховатости как лопастей 7, так и пластин 9 и 10, закрывающих объемную лопасть.

Работа такого лопастного колеса происходит также, как и обычных лопастных колес гидродинамических передач. То есть, при вращении лопастного колеса рабочая жидкость, поступающая к входным кромкам лопастей, увлекается всеми лопастями (и листовыми и объемными) и под действием центробежной силы (если лопастное колесо является насосным) или гидродинамического напора (если лопастное колесо является турбинным) перемещается к выходным кромкам лопастей, создавая либо гидродинамический напор (в случае насосного колеса) либо полезный крутящий момент на валу (в случае турбинного колеса).

Такое лопастное колесо благодаря наличию объемных лопастей имеет достаточную жесткость, а благодаря наличию листовых лопастей имеет сравнительно небольшую металлоемкость и небольшие потери энергии.

Использование: в гидротрансформаторах трансмиссий транспортных средств. Лопастное колесо содержит литую чашу (Ч) и кольцевой экран (Э), между которыми размещены листовые лопасти (Л). Л имеют на краях выступы, расположенные внутри Ч. В промежутках между литыми Л находятся объемные Л, выполненные за одно целое с Ч и с Э. Наличие объемных Л создает жесткую связь Ч с Э, обеспечивающую незыблемое положение между ними листовых Л. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. ЛОПАСТНОЕ КОЛЕСО ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ, содержащее чашу, кольцевой экран, расположенный на расстоянии от чаши, и размещенные между чашей и экраном листовые лопасти, имеющие на краях выступы, расположенные внутри чаши, отличающееся тем, что между листовыми лопастями расположены объемные лопасти, выполненные за одно целое с чашей и с экраном. 2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что число объемных лопастей меньше числа листовых лопастей. 3. Колесо по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что каждая объемная лопасть заключена между парой пластин, сопряженных между собой краями в промежутке между чашей и экраном и имеющих выступы, расположенные внутри чаши и экрана.