Инерционный импульсатор Советский патент 1983 года по МПК F16H47/04 

оо а

О) 4

ИНЕРЦИОННЫЙ ИМПУЛЬСАТОР, содержащий корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, основной дифференциал, водило которого установлено на входном валу, а центральное колесо с внешними зубьями - на выходном валу, механизмы свободного хода, тормоз, два идентичных вспомогательных дифференциала, два порщневых пневмоаккумулятора, поршни которых кинематически связаны соответственно с одним из звеньев вспомогательных дифференциалов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения КПД центральные колеса с внешними зубьями вспомогательных дифференциалов жестко связаны между собой и с тормозом, а через механизм свободного хода - с корпусом, каждое водило вспомогательного дифференциала через механизм свободного хода кинематически связано с поршнем соответствующего пнев моаккумулятора, а центральные колеса с внутренними зубьями вспомогательных дифференциалов жестко связаны соответi ственно с центральным колесом с внутренними зубьями основного дифференциала и (Л с входным, валом.

Фиг.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для поддержания постоянства мощности двигателя при изменении сил внешних сопротивлений, например, в составе силовых передач транспортных, грузоподъемных машин, насосных станций и т. д.

Известна инерционная импульсная пер дача, содержащая корпус, размещеиньк j нем входной и выходной валы, аккумуляторы и дифференциал, два центральных звена которого установлены соответственно на входном и выходном валах, а третье центральное звено через гидравлическую систему связано с входным валом 1.

В этой передаче часть мощности передается через гидравлическую систему, что приводит к снижению КПД передачи.

Наиболее близким к изобретению является инерционный им пульсатор, содержащий корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, основной дифференциал, водило которого установлено на входном валу, а центральное колесо с внешними зубьями - на выходном, механизмы свободного хода, тормоз, два идентичных вспомогательных дифференциала, два поршневых пневмоаккумулятора, поршни которых кинематически связаны с одним из звеньев вспомогательных дифференциалов. При этом с поршнями аккумуляторов связаны центральные колеса с внешними зубьями, водила - с тормозами, а центральные колеса с внутренними зубьями - через муфты с аналогичным колесом основного дифференциала 2.

Недостатком передачи является относительная сложность ее конструкции, содержащей четыре органа управления (две муфты и два тормоза), а также пониженный КПД, обусловленный потерями в тормозах.

Целью изобретения является упрощение конструкции передачи и повышение ее КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в инерционном импульсаторе, содержащем корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, основной дифференциал, водило которого установлено на входном валу, а центральное колесо с внешними зубьями - на выходном, механизмы свободного хода, тормоз, два идентичных вспомогательных дифференциала, два поршневых пневмоаккумулятора, поршни которых кинематически связаны соответственно с одним из звеньев вспомогательных дифференциа-. лов, центральные колеса с внешними зубьями вспомогательных дифференциалов жестко связаны между собой и с тормозом, а через механизм свободного хода - с корпусом, каждое водило вспомогательного дифференциала через механизм свободного хода кинематически связано с поршнем соответствующего пневмоаккумулятора, а центральные колеса с внутренними зубьями вспомогательных дифференциалов жестко связаны соответственно с центральным колесом с внутренними зубьями основного дифференциала и с входным валом.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема инерционного импульсатора; на фиг. 2 с вид А на фиг. 1.

Инерционный импульсатор содержит корпус 1 с размещенными в нем входным 2 и выходным 3 валами, на которых установлены соответственно водило 4 и центральное колесо 5 с внешними зубьями основного дифференциала. Его центральное колесо 6 с внутренними зубьями жестко связано с аналогичным центральным колесом 7 вспомогательного дифференциала, а такое же центральное колесо 8 другого вспомогательного дифференциала жестко связано с входным

5 валом 2. Центральные колеса 9 и 10 с внешними зубьями жестко связаны между собой и с тормозом 11, а через механизм свободного хода (МСХ) 12 - с корпусом. водила 13 и 14. Соответственно через МСХ 15 и 16 зубчатые рейки 17 и 18 связаны с поршнями пневмоаккумуляторов 19 и 20.

Для переключения тормоза 11 предусмотрен электромагнит и реле времени (не показаны) .

Инерционная импульсная передача рабо5 тает следующим образом.

Водило 4 получает одностороннее вращение от входного вала 2. Рабочий цикл передачи состоит из двух частей. В первой части цикла тормоз 11 включен и удерживает центральные колеса 9 и 10 в неподвижном

0 состоянии. При наличии сопротивления на выходном валу 3 центральное колесо 6 вращается в одном направлении с водилом 4, передавая энергию через водило 13, МСХ 15 и зубчатую рейку 17 на зарядку пневмоаккумулятора 19. Вращающий момент сопротивления на центральном колесе 6 возрастает пропорционально давлению газа в пневмоаккумуляторе 19, и оно вскоре останавливается, а мощность с водила 4 полностью передается на выходной вал 3 и далее потребителю. При этом сопротивление

0 на рабочем органе потребителя преодолевается за счет вращающего момента двигателя и кинетической энергии масс двигателя и звеньев передачи, накопленной до остановки центрального колеса 6.

Пневмоаккумулятор 20 в первой части цикла, разряжаясь, отдает свою энергию водилу 4.

Вторая часть цикла начинается отключением тормоза 11. При этом пневмоаккумулятор 19 через МСХ 15, зубчатую рейку 17,

Q водило 13 центральные колеса 9 и 10, водило 14, МСХ 16 и зубчатую рейку 18 передает свою энергеию пневмоаккумулятору 20. При относительно небольшой инертности указанных звеньев этот процесс происходит гораздо быстрее, чем зарядка пнев5 моаккумулятора 19 в первой части цикла, поэтому движение других звеньев передачи не оказывает на указанный процесс существенного влияния. Возникновению колебаНИИ и обратному протеканию энергии между пневмоаккумуляторами 19 и 20 препятствует мех 12, который в начале поворота центральных колес 9 и 10 в обратном направлении замыкает его на корпус 1 передачи. Тормоз 11 включается вновь, когда пройдет достаточное количество времени для описанной передачи элергии от одного аккумулятора другому. На этом один цикл работы инерционного импульстора заканчивается и начинается следующий. Расчетное время включенного и выключенного состояния тормоза 11 при изменении нагрузки на рабочем органе потребителя остается постоянным. мех 15 и 16 служат для разъединения зубчатых реек 17 и 18 и звеньев дифференциалов после разрядки пневмоаккумуляторов 19 и 20 с целью уменьшения потерь энергии при ударе зубчатых реек 17 и 18 об упор (фиг. 2). Прямая передача (передаточное отношение i ijnax) образуется в том случае, когда уже при начальном давлении газа в пневмоаккумуляторе 19 возникает вращаю1ЦИЙ момент, достаточный для удержания центрального колеса 6 в неподвижном состоянии. В случае длительной работы в режиме прямой передачи оператор может отключить электромагнит управления тормозом 11.. етоп-режим ( i 0) возникает в случае приложения к выходному валу 3 достаточно большой нагрузки. При этом вся мощность циркулирует по замкнутому контуру дифференциалов. Работа импульсатора в стоп-режиме аналогична описанной

Вид К

т

Фи2,1 выше. Уменьшается лишь потребная мошность двигателя, которая теперь тратится только на восполнение потерь при циркуляции МОШ.НОСТИ по замкнутому контуру. При увеличении приведенных моментов инерции выходного вала 3 и водила 4 неравномерность вращения этих звеньев импульсатора падает и в пределе приближается к нулю. При этом центральное колесо 6 вращается без остановок. Соединение дифференциалов с пневмоаккумуляторами 19 и 20 энергии помимо зубчатой рейки может быть выполнено также с помощью кривощипно-шатунного, кулачкового, эксцентрикового механизмов и других устройств, согласно типу применяемых аккумуляторов энергии, при этом, а также при раздельном исполнении зубчатой рейки 17 и поршня пневмоаккумулятора 19, мех 15 может быть изъят из схемы передачи.мех 16 может быть перемещен на центральное колесо. В качестве аккумуляторов энергии могут использоваться также составные торсионы и пружины. Технико-экономический эффект импульсатора заключается в том, что КПД инерционной импульсной передачи повышается за счет передачи всей энергии механическим путем при относительной простоте конст рукции всего с одним органом управления. Потери энергии в тормозе 1I не происходит поскольку он включается после остановки центральных колес 9 и 10 и удерживает их в неподвижном состоянии, а затем отпускает.