Гидродинамическая муфта Советский патент 1989 года по МПК F16D33/08 

-- ПМУ. 1

jprTP-H

Изобретение относится к гидродинамическим муфтам и может быть использовано в ограничительных гидродинамических муфтах приводов вспомогательных маломощных агрегатов транспортных средств, требующих автоматического ограничения вращающего момента. Цель изобретения - улучшение эксплуатационных качеств путем уменьшения чувствительности гидромуфты к увеличению передаваемого момента в конечной фазе процесса регулирования и повышение надежности гидромуфты в работе. Турбинное колесо 3 содержит неподвижные лопатки 4, основные подпружиненные поворотные лопатки (ПЛ) 5 и дополнительные поворотные лопатки (ДПЛ) 8. Лопатки 5 и 8 посредством поводков 17 и 14 связаны с поворотной втулкой (ПВ) 13. Последняя связана с пружиной кручения 16. ПЛ 5 и ДПЛ 8 установлены на осях в виде пальцев 6 и 7. Причем ДПЛ 8 установлены с возможностью вращения относительно пальцев 7. При повышении передаваемого момента на ПЛ 5 возникает момент, который посредством поводков 11 передается на ПВ 13. При превышении момента, воздействующего на ПВ 13, она поворачивается, преодолевая закручивающий момент пружины кручения 16. ПЛ 5 и ДПЛ 8 поворачиваются в противоположные стороны. Передаваемый момент уменьшается. 4 ил.

23 21(1725 2S 16 22/0 1112

Фиг. 1

момент, который посредством поводков 11 передается на ПВ 13. При перемеще нии момента, воздействующего на ПВ 13, она поворачивается, преодолевая

Изобретение относится к гидродина- мическим муфтам и может быть исполь-; зовано в гидродинамических муфтах приводов вспомогательных маломощных агрегатов, транспортных средств, тре- бующих автоматического ограничения вращающего момента.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных качеств путем уменьшения чувствительности гидромуфты к увеличению передаваемого момента в конеч- ной фазе процесса регулирования без .уменьшения глубины регулирования при повышении надежности работы.

На фиг.1 показана гидромуфта, продольный разрез; на фиг.2 (а и 5 ) - вид А на фиг.1 в исх9Дном положении и в процессе работы муфты; на фиг.З - треугольники скоростей на выходе из насосного колеса и на выходе из турбинного колеса при регулировании (WZH - относительная скорость на выходе из насосного колеса; UZH - окружная скорость на выходе из насосного колеса; VZH - абсолютная скорость на выходе из насосного колеса;V ZH - проекция абсолютной скорости на окружную на выходе из насосного колеса; W U1T, ir, 2r- соответствующие скорости на выходе из турбинного колеса); на фиг. - график момента, как функции от угла поворота лопаток.

Гидромуфта содержит насосное колесо 1, кожух 2, турбинное колесо 3, содержащее неподвижные вварные лопатки k, поворотные лопатки 5, установленные в турбинном колесе 3 на ради- ально расположенных осях, выполненных в виде пальцев 6 и 7. Пальцы 7 представляют собой оси, на которых шар- нирно установлены дополнительные по-.- воротные лопатки 8 с возможностью поворота в противоположном направлении относительно лопаток 5 и которые размещены в выфрезерованном пазу 9 и закреплены в турбинном колесе 3 двумя пружинными кольцами 10. На нижней части пальцев 7 находятся рычаги

закручивающий момент пружины кру- 1Я 16. ПЛ 5 и ДПЛ-8 поворачиваются в противоположные стороны. Передаваемый момент уменьшается. ил.

0 0

5

0

5

с поводками 11, которые утоплены в продольные пазы 12 поворотной втулки 13. Дополнительные поворотные лопатки 8 имеют поводки k, которые утоплены в продольные пазы 12 поворотной втулки 13. Поводки имеют возможность кругового перемещения в турбинном колесе 3 по радиальным пазам 15 (фиг.2 а и 5 ). При этом межосевые расстояния пар: ось пальцев 6 и 7 - ось поводка 11 и ось пальцев 6 и 7 ось поводка 1 равны. Центральная пружина 16 кручения размещена между поворотной втулкой 13 и регулировочной втулкой 17 с зубчатым венцом 18, которым она входит в зацепление с зубчатым венцом 19 турбинного колеса 3. В турбинном колесе 3 размещен стакан 20 с выступом 21, входящим в радиальный паз 22 поворотной втулки 13.

В исходном положении центральная пружина 16 кручения поджимает поворотную втулку 13 вокруг оси гидромуфты по направлению вращения, втулка 13 упирается в выступ 21 стакана 20 с предварительным натягом и поворотные лопатки 5 и 6 вместе с неподвижными лопатками k образуют единую ло-. паточную жидкость.

Гидромуфта работает следующим об.разом. i

Момент при номинальном скольжении

передается гидромуфтой при исходном положении поворотных лопатрк 5 и 8 (фиг.1 и ), При возрастании угловой скорости вращения насосного колеса 1 гидродинамическая сила, действующая на поворотные лопатки 5, увеличивается (центр давления или точка приложения приведенной гидродинамической силы не совпадает с осью поворота лопаток) « На поводке 11 возникает момент относительно осей 6 и 7 лопатки 5. Поводок 11 действует на стенку паза 12 поворотной втулки 13 с увеличивающейся силой. На втулке 13 тем самым момент от действия гидродинамической силы увеличивается. В какой-то момент времени этот момент начнет

5

превосходить закручивающий момент от действия центральной пружины 16 кручения и поворотные лопатки 5 начнут поворачиваться вокруг осей 6-7 (фиг.2), поворачивая втулку 13 и закручивая центральную пружину 16 кручения на больший угол. При повороте поворотной втулки 13 стенки паза 12 этой втулки будут действовать на пальцы дополнительных поворотных лопаток 8, поворачивая лопатки 8 синхронно с поворотными лопатками 5, но в обратном (зеркальном) направлении.

Так как гидродинамическая сила на выходе из турбинного колеса 3 действует на лопатки 8, препятствуя их повороту вместе с поворотными лопатками 5, то поворотные лопатки 8 являются ведомыми, а поворотные лопатки 5 - ведущими в процессе поворота, так как гидродинамическая сила, действующая на поворотные лопатки 5 больше, чем гидродинамическая сила, действующая на поворотные лопатки 8, которые размещены на меньшем радиусе. После того, как поворотные лопатки 5 и 8 повернутся на предельный угол, а гидромуфте возникнут две характерные полости: первая - между насосным колесом 1 и срезом поворотных лопаток 5 и 8,вторая - между срезом лопаток 4 и срезом поворотных лопаток 5 и 8. В этих полостях за счет течений со сложным характером происходит частичная потеря энергоемкости, и передаваемый момент уменьшается. Но в этом положении по-прежнему большую часть передаваемого момента определяет циркуляционный момент.

Предел регулировки наступит тогда, когда лопатки 5 и 8 повернутся на максимальный угол (Ьк, определяемый активным диаметром гидромуфты, ее энергоемкостью, шириной лопаток 5 и 8, характеристикой пружины 16 кручения, длиной продольных пазов 12,

15

количества лопаток турбинного колеса 3, а главное - ассимптомой угла пово- (} будет угол между векторами

.W

гн

и V.

гнРегулирование степени изменения передаваемого момента производится изменением предварительного натяга пружины 16 кручения посредством изменения начального угла закручивания пружины 16 следующим образом.

)

10

15

20

При помощи ключа (не изображен), вставленного через подпитывающий маслоканал 23 в шлиц втулки 17, прикладывается осевое усилие к втулке 17, и зубчатый венец 18 этой втулки УВОДИТСЯ из зацепления с зубчатым венцом 19 турбинного колеса 2, причем центральная пружина 16 кручения в этом случае работает как пружина сжатия. При этом наружная цилиндрическая поверхность 25 втулки 17 скользит по внутренней цилиндрической поверхности 26 поворотной втулки 13. Поворотом втулки 17 устанавливается начальный угол закручивания пружины 16, пропорциональный начальному крутящему моменту. Затем зубчатый венец 18 втулки 17 вводится в зацепление с зубчатым венцом 19 турбинного колеса 3.

Гидромуфта имеет меньшую чувствительность по передаваемому моменту в конечной фазе процесса регулирования, в конечном диапазоне угла поворота лопаток 5 и 8 угла $ , без уменьшения глубины регулирования гидромуфты

(фиг.0.

Гидромуфта имеет характеристику Зо (9) вогнутого типа, обеспечивает в начале поворота лопаток 5 и 8 грубое регулирование: момент при незначительном угле поворота (5 меняется сильно, а в конечном диапазоне углов поворота р осуществляется тонкое регулирование при незначительном повороте лопаток 5 и 8. Момент меняется также незначительно, что позволяет расширить область совмещения, допуская возможность работы вспомогательных агрегатов на предельных характеристиках. Штриховой линией показана осредненная характеристика ((), которая в первом приближении может соответствовать характеристике для опорожняемых гидромуфт.

Таким образом, при регулировании поворотные лопатки 5 в своем конечном положении ориентированы близко к нап равлению вектора.абсолютной скорости

25

35

40

45

50 К1

55

VZH и потери на удар при входе в турбинное колесо 3 минимальны. Одновременно в этом положении нагрузки, действующие на лопатки и элементы системы автоматического управления, также незначительны.

формула изобретения

Гидродинамическая муфта, содержа- . щая насосное и турбинное колеса с

неподвижными и подпружиненными поворотными лопатками, установленными на радиально расположенных осях и кинематически связанными через поворотную втулку с центральной пружиной кручения, а также регулировочную втулку, отличающаяся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств путем уменьшения чувствительности гидромуфты к увеличению передаваемого момента в конечной фазе

15327 8

процесса регулирования без уменьшения глубины регулирования при повышении надежности работы, она снабжена дополнительными поворотными подпружиненными лопатками, установленными на осях с возможностью вращения относительно них в сторону, противоположную направлению поворота основных пово- j0 ротных лопаток и кинематически связанных через поворотную втулку с

центральной пружиной кручения.

Ви9А

)

15 1Ь 8 6 11 12 ФигЛ

центральной пружиной кручения.

/J

ВымЪ из

HiypfliHU

«ar 41

и 1л

гн

Вынд из насоси

Фиг.З