РЕГУЛИРУЕМЫЙ ГИДРОТРАНСФОРМАТОР Российский патент 1998 года по МПК F16H41/30 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в новых автоматических коробках передач для многофункционального использования при новом проектировании автомобилей нового класса.

Известна комплексная гидродинамическая передача [1], содержащая насосное колесо, наружный тор которого образует с замыкающим кожухом дополнительную камеру, которая сообщается с рабочей полостью передачи посредством перепускных отверстий для рабочей жидкости, турбинное колесо и реактор, установленный на стакане с возможностью относительного осевого перемещения, который при работе передачи на режиме гидротрансформатора находится в рабочей полости, при работе передачи на режиме гидромуфты находится в дополнительной камере, а переход передачи на эти режимы осуществляется вручную оператором или дополнительным автоматическим устройством.

Недостатком данного устройства является наличие подвижного реактора, исключающего возможность регулирования передаваемого момента, а при обеспечении работы в режиме гидромуфты требуется осевое перемещение всего реактора в дополнительную камеру, осевой размер которой больше осевого размера реактора, что приводит к значительному увеличению размеров гидропередачи и громоздкости конструктивного устройства, значительному увеличению веса гидропередачи и ухудшению динамических характеристик передачи.

Наиболее близким из известных технических решений является регулируемый гидротрансформатор [2] , содержащий насосное и турбинное колеса, реактор с наружным и внутренним торами, внутренний тор выполнен в виде плоской спиральной пружины, а в наружном торе выполнены пазы и расточки, в пазах установлены с возможностью радиального перемещения лопатки с подпружиненными хвостовиками, расположенными в расточках, и источник подпитки, подключенный к последним.

Недостатками данного устройства являются наличие лопаток реактора, выполненных цельными и снабженных хвостовиками, при входе которых в пазы реактора на полую высоту значительно увеличиваются активный диаметр гидротрансформатора и габариты, увеличивается масса гидротрансформатора и тем самым ухудшаются динамические характеристики и КПД.

Данный регулируемый гидротрансформатор имеет сравнительно низкий технический уровень, что обусловлено конструктивным исполнением узлов гидротрансформатора и системы перехода на режим гидромуфты с использованием цельных лопаток с хвостовиками при входе лопаток в пазы реактора на полную высоту, значительно увеличивающих активный диаметр гидротрансформатора и габариты его, а при увеличении массы гидротрансформатора ухудшаются его динамические характеристики и КПД.

В этой связи важнейшей задачей является создание конструкции регулируемого гидротрансформатора с новой системой перехода на режим гидромуфты, выполненный в виде криволинейного поршня, выполняющего функцию лопатки реактора, тем самым создан новый регулируемый гидротрансформатор, обеспечивающий новый принцип работы, комплексного гидротрансформатора, при работе которого в регулируемом режиме при изменении нагрузки на ведомом валу обеспечивается изменение крутящего момента, передаваемого с ведущего на ведомый вал за счет уменьшения высоты подъема лопаток в соответствии с выбираемыми интервалами их выдвижения.

Техническим результатом изобретения является создание нового типа комплексного гидротрансформатора с возможностью работ на двух режимах - режиме гидротрансформатора и режиме гидромуфты и обеспечение регулировки передаваемого момента от ведущего вала к ведомому в соответствии с регулируемым интервалом скоростей ведомого вала.

Указанный технический результат достигается тем, что регулируемый гидротрансформатор содержит насосное и турбинное колеса, реактор с наружным и внутренним торами, выполненным в виде плоской спиральной пружины, между которыми установлены лопатки, и источник подпитки, а во внутреннем пазе реактора установлена лопатка, выполненная в виде двух составных частей, верхняя из которых выполнена в виде поршня криволинейной формы, взаимодействующего с нижней частью лопатки в виде охватывающего обода, внутренняя полость которого имеет ограничительные бурты, взаимодействующие с ответным буртом поршня при телескопическом выдвижении его на высоту хода лопатки.

Введение новой конструктивной схемы гидротрансформатора, содержащего двухуровневый криволинейный поршень, выполняющий функцию телескопической лопатки, установленный в пазу реактора с возможностью перемещения в заданном направлении при изменении нагрузки на ведомом валу, тоем самым создана новая система перехода на режим гидромуфты, тем самым обеспечивается новый цикл работы комплексного гидротрансформатора в регулируемом режиме.

Введение нового конструктивного исполнения в виде телескопической лопатки расположенной в пазу реактора, позволяет значительно увеличить диапазон крутящего момента, регулировки скорости ведомого вала, а также уменьшить активный диаметр гидротрансформатора, тем самым уменьшая габариты, массу и улучшая динамические характеристики и КПД.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем осуществленным признакам изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенном в формуле изобретения.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результат которого показывает, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид регулируемого гидротрансформатора; на фиг. 2 - насосное колесо с изображением конструкции лопатки на режиме гидротрансформатора; на фиг. 3 - вид А-А на фиг. 2 на режиме гидромуфты.

Регулируемый гидротрансформатор содержит насосное колесо 1, турбинное колесо 2 и реактор 3 с наружным тором 4 и внутренним тором 5, выполненным в виде плоской спиральной пружины, между которыми во внутренних пазах 6 реактора 3 установлены составные лопатки. Каждая лопатка выполнена в виде двух составных частей, верхняя часть 7 выполнена выпуклой криволинейной формы и снабжена ограничительным буртом 8, посредством которого обеспечивается взаимодействие с нижней частью 9 в виде охватывающего обода, снабженной ответными верхним и нижним ограничительными буртами 10 и 11. Тем самым введена новая система перехода на режим гидромуфты посредством составных лопаток, образующих двухуровневые криволинейные поршни.

При телескопическом выдвижении составной лопатки на высоту ее хода верхняя часть 7 лопатки выходит из паза 6 под действием давления от подключенного к нему источника подпитки 12, при этом бурт 8 верхней части 7 лопатки находится в зацеплении с верхним буртом 10 нижней части 9 лопатки, что позволяет вывести ее в рабочую полость гидротрансформатора, при этом осуществляется работа в режиме гидротрансформатора (фиг. 1, 2).

При работе на режиме гидромуфты при перепаде давления верхняя часть 7 лопатки опускается в исходное положение под действием пружины 13, закрепленной верхним концом на верхней части 7 лопатки, а нижним концом к стенке паза 6, при этом верхняя часть 7 лопатки посредством бурта 8 входит в зацепление с нижним буртом 11 нижней части 9 лопатки, а внутренний тор 5 закрывает паз 6, предотвращая утечку рабочей жидкости (фиг. 3)
Регулируемый гидротрансформатор работает следующим образом.

При работе на режиме гидромуфты насосное колесо 1 с помощью рабочей жидкости передает крутящий момент турбинному колесу 2 и сохраняется минимальное давление. При этом составные лопатки реактора 3 находятся в исходном положении в пазе 6, верхняя 7 и нижняя 9 части лопатки удерживаются пружиной 13 в зацеплении посредством буртов 8, 11, а внутренний тор 5 закрывает пазы 6, предотвращая утечки рабочей жидкости (фиг. 3).

При переходе на режим гидротрансформатора, в стадии максимального давления, происходит телескопическое выдвижение составной лопатки на высоту ее хода, верхняя часть 7 лопатки выходит из паза 6, при этом бурт 8 верхней части 7 лопатки входит в зацепление с верхним буртом 10 нижней части 9 лопатки и выводит ее в рабочую полость гидротрансформатора (фиг. 1, 2). Все промежуточные значения давления соответствуют частичному выдвижению верхней 7 и нижней 9 частей лопатки из пазов 6 реактора 3 и частичному передаваемому моменту. Тем самым обеспечивается новый цикл работы компактного комплексного гидротрансформатора в регулируемом режиме, что позволяет значительно увеличить диапазоны передаваемого крутящего момента, регулировку скорости ведомого вала, а также уменьшить габариты, массу и улучшить динамические характеристики и КПД гидротрансформатора.

Таким образом, вышеизложенное свидетельствует о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
регулируемый гидротрансформатор, воплощающий изобретение при его осуществлении, предназначен для применения в новых автоматических коробках передач для многофункционального использования при проектировании автомобилей нового класса и обеспечивает новый принцип работы комплексного гидротрансформатора в регулируемом режиме при уменьшении массы гидротрансформатора, улучшении динамических характеристик и КПД;
для изобретения, в том виде как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления в соответствии с описанием и прилагаемым чертежом;
регулируемый гидротрансформатор, воплощающий изобретение при его осуществлении, способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата. Следовательно, изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Изобретение относится к комплексному гидротрансформатору, предназначенному для многофункционального использования при проектировании автомобилей нового класса. Сущность изобретения: регулируемый гидротрансформатор содержит насосное колесо, турбинное колесо и реактор с наружным тором 4 и внутренним тором 5, выполненным в виде плоской спиральной пружины, и источник подпитки 12. Между наружным и внутренним торами 4 и 5 во внутренних пазах 6 реактора установлены составные лопатки, каждая из которых выполнена в виде двух составных частей, верхняя часть 7 выполнена выпуклой криволинейной формы и снабжена ограничительным буртом 8, посредством которого обеспечивается взаимодействие с нижней частью 9 в виде охватывающего обода, снабженной ответными верхним и нижним ограничительным буртами 10 и 11, при телескопическом выдвижении и опускании лопатки на высоту ее хода. Изобретение направлено на создание нового типа комплексного гидротрансформатора с возможностью работ на двух режимах трансформатора и гидромуфты. 3 ил.

Регулируемый гидротрансформатор, содержащий насосное и турбинное колеса, реактор с наружным тором и внутренним тором, выполненным в виде плоской спиральной пружины, между которыми установлены лопатки, и источник подпитки, отличающийся тем, что во внутреннем пазу реактора установлена лопатка, выполненная в виде двух составных частей, верхняя из которых выполнена в виде поршня криволинейной формы, взаимодействующего с нижней частью лопатки в виде охватывающего обода, внутренняя полость которого имеет ограничительные бурты, взаимодействующие с ответным буртом поршня при телескопическом выдвижении его на высоту хода лопатки.