АВТОМАТИЧЕСКИЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВАРИАТОР СО СТУПЕНЧАТО ИЗМЕНЯЕМОЙ ОБЪЁМНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ Российский патент 2024 года по МПК F16H39/00 B60K17/10 

Устройство относится к реверсивным гидравлическим моторам со ступенчато изменяемой объемной составляющей.

Вариатор предназначен для преобразования гидравлической мощности, давления и потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения с крутящим моментом на валу гидравлического мотора, со свойствами автоматического отслеживания изменения крутящего момента и величины вращения максимально приближенной к расчетной зависимости мощности, вращению и крутящему моменту выходного вала гидравлического мотора.

Известна гидромеханическая коробка передач [АС №493104, МПК В60К 17/10, опубл. 05.11.1976]. Техническое решение основано на понятии гидравлического трансформатора, а автоматической становится за счет датчика и соответствующей электроники. Цель изобретения - сокращение габаритов коробки передач. Это достигается тем, что ротор гидрозамедлителя установлен консольно на промежуточном валу, а статор размещен с внешней стороны корпуса коробки передач, при этом датчик скорости и управления гидрозамедлителем установлены в статоре.

Недостатком такого решения является сложность конструкции и необходимость исполнения с очень точной механикой, что снижает износостойкость, то есть частые поломки.

Известна гидромеханическая коробка передач [Патент RU 2696901, МПК F16H 39/00, опубл. 07.08.2019], содержащая первичный и передаточный валы, гидромеханические передачи, отличающаяся тем, что в верхнем корпусе расположен первичный вал и набор ведущих и ведомых шестерен, заключенных попарно в своем корпусе, завихрения, создаваемые ведущей шестерней, заставляют вращаться ведомую шестерню, которая, в свою очередь, вращает передаточный вал, расположенный в нижнем корпусе (картере), причем в коробке передач отсутствует вторичный вал, а также отсутствуют синхронизаторы, роль которых выполняет жидкость, подаваемая под давлением в верхний корпус.

Недостатками известной коробки передач является очень сложная и в исполнении очень точная механика, что влечет низкую износостойкость, то есть частые поломки.

Техническим результатом является обеспечение возможности плавного увеличения набора и снижения скорости движения.

Технический результат достигается за счет того, что вариатор включает N количество ячеек, соединенных с трубопроводами и состоящих из гидравлического мотора со встроенной реверсивной обгонной муфтой, управляемой гидравлическими цилиндрами, которые через клапаны и отсеченные клапаны подключены к трубопроводам, причем гидравлические моторы каждой ячейки собраны на валу.

На Фиг. 1 представлена схема вариатора.

На Фиг. 2 представлен общий вид вариатора.

На Фиг. 3 представлен вариатор, разрез А-А.

На Фиг. 4 представлен вариатор, разрез Б-Б.

Вариатор включает N количество ячеек, соединенных с трубопроводами 10, 11 и состоящих из гидравлического мотора 1 со встроенной реверсивной обгонной муфтой 8, управляемой гидравлическими цилиндрами 6, 7, которые через клапаны 4,5 и отсеченные клапаны 2,3 подключены к трубопроводам 10, 11, причем гидравлические моторы каждой ячейки собраны на едином валу 9.

Вариатор осуществляет функцию реверса и предназначен для преобразования гидравлической мощности, давления и потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения с крутящим моментом на валу 9 гидравлического мотора 1.

Результатом технического решения является преобразование гидравлической энергии в механическую энергию вращения, с удержанием навыходном валу 9 гидравлического мотора 1 расчетной мощности при изменении загруженности на валу 9 гидравлического мотора 1 крутящего момента и вращения.

Гидравлический мотор 1 производит удержание мощности на выходном валу 9, автоматически, за счет механических свойств примененных механизмов и устройств, а также за счет механического воздействия гидравлических параметров таких как, давление и поток рабочей жидкости.

Вариатор предназначен для преобразования гидравлической мощности, давления и потока рабочей жидкости в механическую энергию вращения с крутящим моментом на валу гидравлического мотора 1, со свойствами автоматического отслеживания изменения крутящего момента и величины вращения максимально приближенной к расчетной зависимости мощности, вращению и крутящему моменту выходного вала гидравлического мотора.

Пример:

гидравлическая мощность рассчитывается по формуле:

N=(P*Q)/612;

где N - мощность, кВт; Р - давление, кг/см²; Q - расход, л/мин

P*Q=N*612⇒P=(N*612)/Q⇒Q=(N*612)/P

Вариатор может использоваться в системах трансмиссий различных технических средств, в том числе автотракторных.

В транспортном средстве такой вариатор, держит мощность на колесе, при этом изменяется скорость вращения колеса и крутящий момент, обеспечивая плавное увеличение набора и/или сброса скорости движения.

Механическая мощность: -

- мощность - N=Т*ω, Вт;

- крутящий момент -Т=N/ω, Н*м;

- вращение - ω=N/Т, радиан*сек.

Рассмотрим пример работы вариатора при трех ячейках.

Подача давления и потока рабочей жидкости в канал А открывает клапан 4, давление и поток рабочей жидкости поступает к гидравлическому мотору 1 игидравлическому цилиндру 6, подготавливая обгонную муфту 8 к зацеплению с валом 9. При этом гидравлический мотор 1 начинает вращать вал 9. Отработанная рабочая жидкость открывает клапан 5 и отработанная рабочая жидкость уходит в канал В. Дополнительная нагрузка на валу 9 замедляет вращение вала, при этом поднимается давление рабочей жидкости в канале А до срабатывания клапана 4а, что запускает в работу гидравлический мотор 1а по аналогии с гидравлическим мотором 1, увеличивая крутящий момент на валу 9. Если на валу 9 дополнительно увеличить нагрузку, то сработает клапан 4б что позволяет работать всем трем гидравлическим моторам одновременно, повышая крутящий момент на валу 9 до максимума, на который способен представленный гидравлический мотор и, уменьшая вращение вала 9 до минимума.

Если в вариатор, состоящий из трех ячеек, подать давление и поток рабочей жидкости в трубопровод 10, то давление устремится через клапан 4 в гидравлический цилиндр 6 и гидравлический мотор 1. Гидравлический мотор 1 начинает вращать, через реверсивную обгонную муфту 8, вал 9, отработанная рабочая жидкость через клапан 5 поступает в трубопровод низкого давления 11. Гидравлический мотор 1 включен в работу всегда, редукционные клапаны 4а и 4б закрыты. Соответственно гидравлические моторы 1а и 1б не работают так как, редукционные клапана 4а и 4б настроены на более высокое давление рабочей жидкости. Если, на валу 9 увеличить нагрузку, то гидравлический мотор не сможет его вращать с нужной скоростью. Это приведет к тому, что давление в трубопроводе 10 начнет подниматься до момента срабатывания редукционного клапана 4а, включится в работу гидравлический цилиндр 6а и гидравлический мотор 1а, отдавая вращение и крутящий момент на вал 9 через реверсивную обгонную муфту 6а. Отработанная рабочая жидкость через клапан 5а поступит в трубопровод низкого давления 11. Теперь одновременно работают два гидравлических мотора 1 и 1а. Если на валу 9 еще увеличить нагрузку, то давление в трубопроводе начнет подниматься до срабатывания редукционного клапана 4б, включится в работу гидравлический цилиндр 6б игидравлический мотор 1б, отдавая вращение и крутящий момент на вал 9 через реверсивную обгонную муфту 6б, за счет этого обеспечивается плавное увеличение набора и/или сброса скорости движения. Отработанная рабочая жидкость через клапан 5б поступит в трубопровод низкого давления 11, теперь одновременно работают три гидравлических мотора 1, 1а, 1б. Если в трубопроводах, поменять давление и поток рабочей жидкости местами, тогда трубопровод 11 высокого давления, а трубопровод 10 будет трубопроводом низкого давления. Сработают гидравлические цилиндры 7, 7а и 7б и гидравлические моторы 1, 1а и 1б через реверсивные обгонные муфты 8, 8а и 8б будут передавать на вал 9 противоположное вращение, то есть включится реверс. Цикл работы такой же как описан выше только через клапаны 3, 3а и 3б, в трубопровод низкого давления 10 через клапаны 2, 2а и 2б.

Устройство относится к реверсивным гидравлическим моторам со ступенчато изменяемой объемной составляющей. Вариатор включает N количество ячеек, соединенных с трубопроводами высокого давления и низкого давления рабочей жидкости и состоящих из гидравлического мотора со встроенной реверсивной обгонной муфтой, управляемой гидравлическими цилиндрами, которые через редукционные клапаны и клапаны подключены к трубопроводам высокого давления и низкого давления рабочей жидкости. Гидравлические моторы каждой ячейки собраны на едином валу. Редукционные клапаны ячеек настроены на последовательное увеличение давления рабочей жидкости, имеется возможность поменять местами трубопроводы высокого давления и низкого давления рабочей жидкости. Техническим результатом является обеспечение возможности плавного увеличения набора и снижения скорости движения. 4 ил.

Вариатор, включающий N количество ячеек, соединенных с трубопроводами высокого давления и низкого давления рабочей жидкости и состоящих из гидравлического мотора со встроенной реверсивной обгонной муфтой, управляемой гидравлическими цилиндрами, которые через редукционные клапаны и клапаны подключены к трубопроводам высокого давления и низкого давления рабочей жидкости, причем гидравлические моторы каждой ячейки собраны на едином валу, редукционные клапаны ячеек настроены на последовательное увеличение давления рабочей жидкости, имеется возможность поменять местами трубопроводы высокого давления и низкого давления рабочей жидкости.