Гидромеханическая передача Советский патент 1991 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть преимущественно использовано в трансмиссиях гусеничных и колесных машин.

Целью изобретения является увеличение КПД путем уменьшения вихреобразова- ния в жидкости, заполняющей гидротрансформатор, упрощения изготовления и доводки.

На фиг, 1 показана кинематическая схема гидротехнической передачи (ГМП); на фиг. 2 - разрез по валам нерегулируемого гидротрансформатора (ГТ); на фиг. 3 - исходная трубка для развальцовки; на фиг. 4 - развальцованная на концах трубка; на фиг. 5 - развальцованная и изогнутая трубка; на фиг. б - собранный пакет развальцованных

и изогнутых трубок рабочего колеса ГТ; на фиг. 7 - изготовление согнутой трубки на ролике гибочного станка; на фиг. 8 - развальцованная и изогнутая трубка с разведенными концами; на фиг. 9 - рабочее колесо ГТ, составленное из развальцованных трубок; на фиг. 10 - разрез по валам регулируемого ГТ; на фиг. 11 - разрез по валам варианта регулируемого ГТс цилиндрическим выходом из насосного колеса; на фиг, 12 - начальное положение регулировочной заслонки по одному варианту регулиро- вания ГТ; на фиг. 13 - перекрытые заслонкой отверстия наружного контура; на фиг. 14 - перекрытые заслонкой отверстия среднего контура; на фиг. 15 - перекры- крытые заслонкой тверстия внутреннего

а XI о

00

4 VI

fc

контура; на фиг. 16 - начальное положение регулировочной заслонки по другому варианту регулирования ГТ; на фиг. 17 - перекрытые заслонкой отверстия внутреннего ряда; на фиг. 18 - перекрытые заслонкой отверстия среднего ряда; на фиг. 19 - перекрытые заслонкой отверстия наружного ряда; на фиг, 20 -- характеристики регулирования ГТ при const riH const.

В гидромеханической передаче на ведущем валу 1 (фиг. 1) размещены неуправляемый трубчатый ГТ 2 и управляемые ГТ 3 и 4. Заслонки 5 и 6 управляемых ГТ 3 и 4 могут перемешаться при помощи винтовых пар, состоящих из винтов 7 и 8 и гаек 9 и 10. Винты 7 и 8 через шестерни 11-14 и фрикционы 15 и 16 связаны с размещенными на муфтах свободного хода (МСХ) 17 и 18 шестернями 19 и 20.

Неуправляемый трубчатый ГТ (фиг. 2) имеет ведущий вал 21, размещенный на подшипниках 22 и 23 в корпусе 24. С ведущим валом 21 связано насосное колесо 25, в котором смонтированы ряды трубок 26- 28. На корпусе 24 закреплен реактор 29, имеющий ряды трубок 30-32. Турбинное колесо 33 имеет ряды трубок 34-36 и связано с выходным валом 37, который установлен на подшипниках 38 и 39. Трубки 26-28, 30- 32, 34-36 имеют на концах развальцовки 40 и 41 (фиг. 4) в виде участков секторов. Развальцовки сложенных вместе трубок образуют плоское 42 или коническое 43 кольцо, которые служат входной и выходной сторонами лопаточного аппарата (фиг. 3, 6) соответствующего колеса.

Каждую трубку (фиг. 3) необходимо изгибать в двух плоскостях фиг. 5, что технологически может представлять известную сложность. Однако это заключение не соответствует действительности. На фиг. 7 показано, что трубка может быть изогнута, например, на ролике гибочного сганка в одной плоскости, а затем концы ее разведены на необходимые углы щ лаг в плоскостях, параллельных оси вращения будущего колеса фиг. 8. При составлении в колесо концы трубок будут образовывать с осью вращения нужные углы (фиг. 9). Приспособления для такой отгибки концов трубок несложны и универсальны.

Управляемый ГТ имеет заслонку 44 с рядами отверстий 45-47, причем заслонка 44 через подшипник 48 связана с втулкой 49, которая перемещается тягой 50, например от винтовой пары 7 и 9 (фиг. 1). Насосное колесо 25 имеет ряды трубок 51-53 со стороны входа жидкости в колесо и ряды трубок 54-56 со стороны выхода.

Вспомогательные зубчатые передачи, состоящие из шестерен 11-14 (фиг. 1), перемещают заслонки 5 и 6, а не золотники фрикционов.

Для обеспечения работы полости ГТ п ри

помощи системы подпитки (не показана) заполняются рабочей жидкостью. При вращении от двигателя ведущего вала 21 (фиг. 2) трубки 26-28 за счет центробежных сил за0 ста вля ют жидкость двигаться по кругам циркуляции в направлении стрелок. Жидкость последовательно проходит через турбинное колесо 33 (трубки 34, 35 и 36), реактор 29 (трубки 30, 31 и 32) и возвращается в насос5 ное колесо 25.

Для изменения характеристик ГТ перемещают тягой 50 (фиг. 10 и 11) втулку 49 и связанную с ней через подшипник 48 заслонку 44. Заслонка 44 последовательно пе0 рекрывает ряды трубок 51-53, не давая жидкости проходить в трубки 54-56. При этом перетекание жидкости между различными рядами трубок, например, из трубок ряда 54 в трубки ряда 35 или из трубок 35 в

5 ряд 30 сводится к минимуму за счет малых зазоров между колесами 25, 29 и 33. ГТ оказывается как бы составленным из вложенных друг в друга и последовательно отключаемых нескольких гидротрансформаторов, причем

0 отключение одного из единичных ГТ (т. е. одного ряда трубок) не влияет на работу остальных ГТ (остальных рядов трубок). Таким образом, последовательно прекращается циркуляция жидкости по контурам, состоя5 щим из трубок: 26, 30, 51 и 54; 27, 31, 52 и 55, 28, 32, 53 и 56. По мере отключения контуров циркуляции уменьшается передаваемый ГТ крутящий момент, т. е. изменяется нагрузочная характеристика ГТ. При

0 перемещении заслонки 44 в крайнее положение все отверстия 45-47 не совпадают с трубками 51-56. Поток жидкости в насосном колесе 25 и, следовательно, в турбинном колесе 33 прекращается. Передаваемый

5 крутящий момент должен быть равен нулю. Однако некоторый крутящий момент может передаваться от насосного колеса 25 к тур- бинному 33 за счет кольцевого участка е (фиг. 10), на котором концевые участки тру0 бок насосного и турбинного колес могут работать как лопатки своеобразных гидромуфт, что может несколько ухудшить нагрузочную и экономическую характеристики всей ГМП. Для исключения этого эф5 фекта насосное колесо 25 (фиг. 11) может быть выполнено так, что все трубки 54-56 заканчивались на -одном радиусе относительно оси вращения колеса, т. е. чтобы выходное сечение насосного колеса 25 имело цилиндрическую форму.

Для всех видов ГТ, в том числе и образованных трубками, характерны уравнения подобия типа

М Яу05п2, где М - крутящий момент;

Я- коэффициент подобия;

D - наружный (активный) диаметр колеса;

п - обороты колеса.

Положим n const A const (что характерно для передаточного числа ГТ l const). Тогда передаваемый крутящий момент будет функцией 5-ой степени наружного диаметра тех рядов трубок, которые не отключены заслонкой 44 в данный момент. Поэтому порядок отключения рядов трубок будет определять форму характеристики регулируемого ГТ. Если в начале движения заслонки 44 (фиг. 12) перекрываются отверстия 45 наружного контура циркуляции (фиг. 13), затем отверстия 46 среднего контура (фиг. 14), а затем отверстия 47 внутреннего контура (фиг. 15), то крутящий момент, передаваемый ГТ, вначале падает резко, а затем все медленнее. Характеристика ГТ при n const, Я const, i const приобретает вид кривой I на фиг. 20.

Другой порядок перекрытия рядов трубок показан на фиг. 16-19. Здесь по мере .перемещения заслонки 44 (фиг. 16) последовательно перекрываются отверстия 47 (фиг. 17), 46 (фиг. 18) и 45 (фиг. 19). Таким образом, отключение идет, начиная с внутреннего ряда трубок, т. е. с малых активных диаметров. Крутящий момент ГТ вначале уменьшается незначительно, а затем все более резко. Кривая крутящего момента в функции от перемещения заслонки 44 приобретает вид II фиг. 20.

19

При равенстве наружных (активных) диаметров трубок насосного колеса, что имеет место при выполнении ГТ по фиг. 11, кривые изменения передаваемого крутящего момента по перемещению заслонки должны 1 вырождаться в прямую. Однако некоторые отклонения от прямой останутся за счет влияния различных диаметров входных концов трубок. Кривые приобретают вид III при работе в соответствии с фиг. 12-15 и вид IV при отключении отверстий заслонкой 44 по фиг. 16-19. Характер изгиба этих кривых, обратный по сравнению с кривыми I и II. Формула изобретения

1. Гидромеханическая передача по авт,

св. № 1291454, отличающаяся тем, что, с целью увеличения КПД путем уменьшения вихреобразования в жидкости, заполняющей гидротрансформатор, упрощения иэготовления и доводки, проточная часть насосного турбинного и,реакторного колеса гидротрансформаторов образована набором трубок, концы которых развальцованы и составляют в совокупности плоское или коническое кольцо, а направления концевых участков трубок выполнены совпадающими с направлением движения жидкости на входе и выходе из колеса.

2.Передача по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью выключения гидротрансформаторов и изменения их характеристик, насосные колеса гидротрансформаторов, кроме первого, снабжены заслонками.

3.Передача по п. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что, с целью уменьшения остаточного крутящего момента при выключенном гидротрансформаторе, выходные концы трубок насосного колеса расположены на одинаковых радиусах относительно оси его

вращения.

J

е

s

-1

го

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано преимущественно в трансмиссиях гусеничных и колесных машин. Целью изобретения является увеличение КПД путем уменьшения вихреобрэзования в жидкости, заполняющей гидротрансформатор, упрощения изготовления и доводки. Гидромеха- ническая передача (ГМП)- содержит гидротрансформаторы (ГТ), колеса которых составлены из тонкостенных изогнутых трубок. Концы трубок развальцованы таким образом, что, будучи сложенными друг с другом, образуют входное и выходное сечения соответствующего колеса. ГТ 2 в ГМП является неуправляемым, а ГТ 3 и 4 могут отключаться при помощи заслонок 5 и 6, приводимых в действие, например, через винтовые пары 7. 9 и 8,10 и перекрывающие трубки насосного колеса. Отключение ГТ 3 и 4 позволяет иметь произвольное время переключения режимов ГМП, что может уменьшить динамические нагрузки в трансмиссии и исключить циклический (колебательный) характер переключения режимов. Различный порядок перекрытия рядов трубок насосного колеса позволяет иметь различные характеристики переключения режимов. Выполнение выходных концов трубок насосного колеса с одинаковым радиусом уменьшает остаточный крутящий момент выключенного ГТ. 2 з.п. ф-лы, 20 ил. сл с

ф.иг.7

r

чсо

CD Г- tO

/

LUA

cj

-

47

33

fpua.fi

чсоto

r. to

О

.

:з

&

16 55 47

5t

S6

фиг. id

Мн

a

$

ход jotftOHku

g полотяи sat/iOHKu

фиг. 20

- puta& . f fi fjQ -фие Г г-10иФ г: tf

юоквемспву ™ и -i/yuCa ccowgeviffye рмМ Ф

фаг.Ю

U

$

ход jotftOHku.