Тягово-тормозная гидродинамическая передача Советский патент 1989 года по МПК F16H41/14 

8 J7

SS

(Л

J

со

01 СП СП ГО

Изобретение может быть использовано в гидромеханических передачах транспортных средств. Цель изобретения - повышение эффективности передачи в тормозных режимах при сохранении высоких значений КПД в ее тяговых режимах. Насосное и турбинное колеса (К) 3,4 с лопастями (Л) 5,6 образуют круг 2 циркуляции и симметрично установлены в корпусе 1. К 9 реактора связано с корпусом 1 через муфту 10 свободного хода. Лопастные К 11, 12 жестко связаны между собой, причем К 11 расположено на периферии круга 2. К 11, 12 соединены с фрикционным тормозом 13, при этом К 12 расположено между К 4,9. Угол установки Л К 11 равен углу установки Л 6 на входе 7, а угол установки Л 15 К 12 равен углу установки Л 6 на выходе 8. 3 ил.

ФигЛ

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано в гидромеханических передачах транспортных средств.

Цель изобретения - повышение эффективности передачи в тормозных режимах при сохранении высоких значений КПД в ее тяговых режимах.

На фиг. 1 показана принципиальная схема гидродинамической передачи; на фиг. 2 - взаимодействие потока с дополнительными колесами, и турбинным колесом на режиме трогания; на фиг. 3 - то же, на режиме в области максимального КПД.

Тягово-тормозная гидродинамическая передача содержит корпус , образуюпдие круг 2 циркуляции и симметрично установленные в кем насосное 3 и турбинное 4 колеса с лопастями 5 и 6, имеющими углы установки на входе 7 и выходе 8, колесо 9 реактора, связанное с неподвижным корпусом через муфту 10 свободного хода, два жестко связанных между собой лопастных колеса 11 и 12, первое из которых расположено на периферии круга 2 циркуляции между насосным 3 и турбинным 4 колесами, и фрикционный тормоз 13, причем два лопастных колеса 11 и 12 соединены с фрикционным тормозом 13, второе лопастное колесо 12 расположено между турбинным колесом 4 и колесом 9 реактора, при этом угол установки лопасти 14 первого лопастного колеса 11 равен углу установки лопасти 6 турбинного колеса 4 на входе 7, а угол установки лопасти 15 второго лопастного колеса 12 равен углу установки лопасти 6 турбинного колеса 4 на выходе 8.

Тягово-тормозная гидродинамическая передача работает следующи образом.

На тяговых режимах тормоз 13 выключен и колеса 11 и 12, находясь в свободном вращении, пропускают поток от насосного колеса 3 к турбинному колесу 4 и от круга 2 к колесу 9 реактора практически без дополнительного сопротивления. При этом реализуется характеристика как с режимами трансформации момента, так и с режимами гидромуфты и блокировки гидропередачи, когда колесо 9 реактора свободно вращается на муфте 10 свободного хода.

Механизм блокировки насосного 3 и турбинного 4 колес передачи на фиг. 1-3 не показан, однако он является неотъемлемым устройством современных гидродинамических передач, устанавливаемых на транспортные машины. Блокировка насосного 3 и турбинного 4 колес позволяет повысить топливную экономичность мащины и использовать двигатель в тормозных режимах, что весьма существенно при эксплуатации машины.

При включении тормоза 13 колеса 11 и 12 останавливаются, вследствие чего возникает гидравлическое взаимодействие сблокированных насосного 3 и турбинного 4 колес с колесом 11, а также турбинного колеса 4 и ко

0

0

5

5

леса 9 реактора с колесом 12 и осуществляется гидравлическое торможение.

Рассмотрим теперь более подробно, почему лопастные колеса 11 и 12 не оказывают не допустимого влияния на процесс преобразования в гидродинамической передаче. В режиме трогания (фиг. 2) лопасти 6 турбинного колеса 4 и колеса 9 реактора неподвижны. Абсолютная скорость потока на выходе 8 лопасти 5 насосного колеса 3 определяется его окружной USH и относительной WjH скоростями. Поскольку плоскость лопасти 14 лопастного колеса II совмещена с вектором С2К (пунктирное изображение), то она пропускает поток без силового взаимодействия с ним. Лопасти 15 лопастного колеса 12 также пропускают гюток без силового взаимодействия, поэтому на режиме трогания связанные между собой лопастные колеса 11 и 12 так же, как и турбинное колесо 4 неподвижные.

Расс.мотрим теперь режим в области максимального КПД гидродинамической передачи (фиг. 5). Турбинное колесо 4 преобрета- ет вращение и абсолютная скорость Сп- потока на входе 7 лопасти 6 турбинного колеса 4 определяется окружной скоростью UIT и относительной скоростью WIT . Скорость W|f определяется меридиональной скоростью Cm IT которая в данном случае при радиальных лопастях 5 насосного колеса 3 равна V2H. Скорость W2H по сравнению с режимом трогания уменьшается при той же окружной скорости U2H на выходе 8 из насосного колеса 3. Это является следствием уменьшения расхода циркуляции в гидротрансформаторе по мере увеличения скорости вращения турбинного колеса 4, которое ока3 зывает центробежное противодействие потоку, выходящему из насосного колеса 3.

Абсолютная скорость (фиг. 3) на vionacTH турбинного колеса 4 С|т совпадает по направлению с абсолютной скоростью потока на выходе в турбинное колесо 4, что свидетельствует о безударном входе потока на турбинные лопасти 6. Для свободного и одновременно безударного пропуска потока (фиг. 3, пунктирное изображение вектора С2Н) лопасти 14 лопастного колеса 11 должны вращаться с окружной скоростью UIB, равной UiT, т. е. равной с турбинным колесом 4 угловой скоростью, что видно из параллелограммов скоростей (фиг. 3), где Cmi3, Wia, Ci4 - меридиональная, относительная и абсолютная скорость на лопас0 ти 4 колеса 11.

Чтобь 1 свободно пропускать жидкость, сходящую с лопасти 6 турбинного колеса 4, лонасти 15 колеса 12 также должны вращаться с угловой скоростью турбинного колеса 4, поскольку они представляют со5 бой как бы продолжение турбинной лопасти 6 с неизменным углом выхода. Таким образом, объединение лопастей 14 и 15 в об- u.iee колесо, состоящее из колес 11 и 12, при0

0

5

6

ки на входе и выходе, колесо реактора, связанное с неподвижным корпусом через муфту свободного хода, два жестко связанных между собой лопастных колеса, первое из которых расположено на периферии кру- га циркуляции между насосным и турбинным колесами, и фрикционный тормоз, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности передачи в тормозных режимах при сохранении высоких значений КПД to в ее тяговых режимах, два лопастных колеса соединены с фрикционным тормозом, второе лопастное колесо расположено между турбинным колесом и колесом реактора, при этом угол установки лопасти первого лопастТягово-тормозная гидродинамическая ое- . ого колеса равен углу установки лопасти редача, содержащая корпус, образующие турбинного колеса на входе, а угол уста нов- круг циркуляции и симметрично установ-ки лопасти второго лопастного колеса равен

ленные в нем насосное и турбинное коле-углу установки лопасти турбинного колеса

са с лопастями, имеющими углы установ-на выходе.

водит к тому, что оно на рассматриваемом режиме вращается с той же угловой скоростью, что и турбинное колесо 4 при безударном обтекании лопастей колес 11 и 12.

Аналогичная картина наблюдается и на других режимах трансформации момента, что является существенным фактором исключения влияния связанных дополнительных колес II и 12 на процессе преобразования момента в гидродинамической передаче.

Формула изобретения

и

гн

Фиг. 2.

Физ.З