Гидроинерционный трансформатор Советский патент 1992 года по МПК F16H33/14 

(Л

С

Использование: в машиностроении. Сущность изобретения: гидроинерционный трансформатор содержит два планетарных механизма с общим води л ом 4, промежуточными сателлитами 7 и 8, неуравновешенными сателлитами 9 и 10 с жидким грузом, коаксиально установленные на водиле 4 барабаны 13 и 12 и гильзы 14 с перепускными окнами 15 и 16, центробежный регулятор 17 и дополнительный планетарный механизм с косозубыми колесами. Последние необходимы для поворота гильз 14 на определенный угол в сторону вращения барабанов относительно гильз 14 и регулирования дисбалансов неуравновешенных сателлитов 9 и 10 в нужном направлении в зависимости от изменения нагрузки на выходном валуЗ. 3 ил.

vi

Ј со ел о

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в приводах различных машин в качестве трансформатора вращающего момента.

Известен гидроинерционный трансформатор, содержащий корпус, входной и выходной валы, два планетарных механизма с общим для них водилом, соединенным с входным валом, каждый из которых включает также центральное колесо, у первого планетарного механизма связанное с выходным валом, у второго - с корпусом, сцеп- ленные с центральным колесом промежуточные сателлиты и предназначенные для взаимодействия с последними неуравновешенные сателлиты с жидкими грузами, установленные на водиле соосно парами, принадлежащими в каждой паре разным планетарным механизмам, и связанные с коаксиально установленными по числу сателлитов наружным и внутренним барабанами соответственно с внутренними лопастями в первом планетарном механизме и наружными лопастями во втором для взаимодействия с жидкими грузами, и установленные на водиле цилиндрические гильзы, имеющие каждая два перепускных окна, расположенных диаметрально противоположно в плоскости, проходящей через ось гильзы, и предназначенных для сообщения между полостями наружного и внутреннего барабанов.

В известном трансформаторе каждая гильза закреплена на водиле неподвижно с расположением ее перепускных окон диаметрально противоположно на линии центров водила и неуравновешенного сателлита, что обусловило возможность регулирования дисбалансов сателлитов первого планетарного механизма в зависимости от нагрузки на выходном валу, вследствие чего известный трансформатор имеет недостаточный коэффициент трансформации момента и не может работать на постоянной, наиболее экономичной, частоте вращения входного вала. Поскольку в режиме трансформации момента дисбалансы не- уравновешенных сателлитов первого планетарного механизма не изменяются, а расчет потребного груза проводят с учетом условий, обеспечивающих переход трансформатора в режим муфты без перегрузки двигателя, то в известном трансформаторе коэффициент трансформации не может превысить 4-х единиц, так как с применением его в сочетании с двигателем внутреннего сгорания максимальная частота вращения входного вала, на которой создается наибольший выходной момент в стоповом режиме, не может превысить среднюю

частоту, на которой создается выходной момент в период перехода трансформатора в режим муфты, больше, чем в два раза, и в связи с прогрессивной зависимостью выходного момента от угловой скорости грузов его величина не может превысить входной момент больше, чем в 4 раза.

Однако в приводах многих машин требуется коэффициент трансформации мо0 мента в пределах 6-10 единиц, например в трансмиссии автомобилей.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик гидроинерционного трансформатора путем

5 повышения коэффициента трансформации момента.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом трансформаторе каждая цилиндрическая гильза установлена на водиле

0 с возможностью ее угловых перемещений вокруг собственной оси. трансформатор снабжен дополнительным планетарным механизмом, включающим косозубые сателлиты, размещенные на основном водиле

5 соосно неуравновешенным сателлитам и соединенные каждый с соответствующей цилиндрической гильзой, и сцепленное с сателлитами центральное косозубое колесо, связанное с водилом посредством косых

0 шлиц с возможностью упругого осевого перемещения, и центробежным регулятором, одно звено которого связано с выходным валом, а другое - посредством дополнительного планетарного механизма с каждой ци5 линдрической гильзой.

На фиг.1 схематично изображен гидроинерционный трансформатор; на фиг.2 - се- чение А-А/ на фиг.1 при работе трансформатора в стоповом режиме; на

0 фиг.З - то же сечение А-А на фиг.1 при работе трансформатора в режиме муфты.

Гидроинерционный трансформатор содержит корпус 1, размещенные в нем входной 2 и выходной 3 валы и два планетарных

5 механизма с общим водилом 4, связанным с входным валом 2. Каждый планетарный механизм включает соответственно центральные колеса 5 и 6, промежуточные сателлиты 7 и 8. взаимодействующие с ними

0 неуравновешенные сателлиты 9 и 10. При этом сателлиты 9 и 10, принадлежащие разным планетарным механизмам, установлены на водиле 4 соосно парами. Центральное колесо 5 первого планетарного механизма

5 соединено с выходным валом 3, а центральное колесо 6 второго планетарного механизма связано с корпусом 1.

Грузовое звено каждой пары неуравновешенных сателлитов 9,10 выполнено в ви- де заполненной жидким грузом 11

герметичной камеры, которая образована коаксиально установленными на водиле наружным 12 и внутренним 13 барабанами соответственно с внутренними лопастями в первом планетарном механизме и наружными лопастями во втором. Наружный барабан 12,соединен с неуравновешенным сателлитом 9, а внутренний барабан 13 - с неуравновешенным сателлитом 10.

Каждая герметичная камера разделена на две части посредством установленной на водиле 4 с возможностью угловых перемещений гильзы 14, имеющей два перепускных окна 15 и 16, расположенных диаметрально противоположно в плоскости, проходящей через ось гильзы 14, и предназначенных для сообщения между барабанами 12,13.

Кроме того, гидроинерционный трансформатор имеет центробежный регулятор 17, установленный на выходном валу 3, и дополнительный планетарный механизм, включающий косозубые сателлиты 18, каждый из которых соединен с соответствующей гильзой 14, и центральное косоэубое колесо 19, связанное с водилом 4 при помощи косых шлиц с возможностью осевого перемещения и поворота его относительно водила на небольшой угол. При этом центральное колесо 19 нагружено посредством пружины 20 в осевом направлении в сторону центробежного регулятора 17 для взаимодействия с ним.

Сателлиты 18 и центральное колесо 19 выполнены косозубыми для обеспечения необходимого угла поворота сателлитов 18 и соединенных с ними гильз 14 при осевых перемещениях центрального колеса 19 с тем, чтобы плоскость, в которой расположены перепускные окна 15 и 16 каждой гильзы 14, могла поворачиваться от плоскости, проходящей через центры гильзы и водила, на угол /3 , величина которого меньше п /2, в сторону вращения барабанов относительно гильзы.

Гидроинерционный трансформатор -работает следующим образом.

При вращении входного вала 2 с водилом 4 и наличии момента сопротивления на выходном валу 3 промежуточные сателлиты 7 и 8 будут обкатывать центральные колеса 5 и 6 и приводить в движение неуравновешенные сателлиты 9 с наружными барабанами 12 и неуравновешенные сателлиты 10 с внутренними барабанами 13, а жидкие грузы 11 будут перемещаться по окружности лопастями наружных барабанов 12 к центру трансформатора, а лопастями внутренних барабанов 13 - к его периферии, каждый раз перетекая под действием центробежных сил через окна 15,16 из лопастей одних барабанов в лопасти других при проходе ими верхних и нижних положений.

При этом грузы, находящиеся на лопа- 5 стях наружных барабанов 12, создают дисбалансы неуравновешенных сателлитов 9, которыми формируется на центральном колесе 5 положительный момент, вращающий выходной вал 3, а на водиле 4 - момент

10 сопротивления, а грузы, находящиеся на лопастях внутренних барабанов 13, создают дисбалансы неуравновешенных сателлитов 10, которыми формируется на центральном колесе 6 и корпусе 1 отрицательный реак15 тивный момент, а на водиле 4 - положительный вращающий момент.

Регулирование дисбалансов неуравновешенных сателлитов и изменение вращающего момента выходного вала в нужном

0 направлении в зависимости от нагрузки и его частоты вращения при равномерном врашении входного вала осуществляется следующим образом.

При работе трансформатора в стоповом

5 режиме (при неподвижном выходном вале 3 и центральном колесе 5) центральное колесо 19 под действием усилия пружины 20 перемещается в сторону центробежного регулятора 17 в правое крайнее положение, в

0 котором перепускные окна 15,16 каждой гильзы 14 посредством сателлитов 18 устанавливаются в плоскость, проходящую через центры водила. 4 и гильзы 14.

Благодаря этому и в связи с тем, что

5 скорость вращения наружных барабанов 12 относительно гильз 14 и количество жидких грузов, циркулирующих между барабанами в стоповом режиме, максимальные, в этом режиме создаются дисбалансы неуравнове0 шенных сателлитов 9 и 10 и соответственно формируются максимальные вращающий момент на выходном вале 3 и реактивный момент на корпусе 1 (фиг.2).

С ростом скорости вращения выходного

5 вала и со снижением на нем нагрузки снижается скорость вращения наружных барабанов 12 относительно гильз 14, уменьшая количество грузов, циркулирующих между барабанами, и соответственно уменьшают0 ся дисбалансы сателлитов 10. Одновременно в этих условиях центробежный регулятор 17, преодолевая усилия пружины 20, смещает центральное колесо 19 влево по косым шлицам водила 4, вследствие чего колесо 19

5 проворачивается относительно водила 4 на определенный угол по ходу водила и через посредство сателлитов 18 проворачиваются вокруг собственных осей гильзы 14 в сторону вращения барабанов относительно гильз, устанавливая расположение перепускныхокон 15,16 в плоскость, которая находится под углом к плоскости, проходящей через центры водила и гильзы, в результате часть грузов, проходящих нижнее положение не сможет перетекать через окна 16 из барабанов 12 в барабаны 13, а продолжает движение на лопастях наружных барабанов 12 из нижнего в верхнее положение, снижая дисбалансы неуравновешенных сателлитов 9 и 10 и соответственно уменьшая выходной и реактивный вращающие моменты.

С переходом трансформатора в режим динамической муфты наружные барабаны 12 относительно гильз не вращаются, прекращая циркуляцию грузов между барабанами, центральное колесо 19 смещается центробежным регулятором 17 в крайнее левое положение, сателлиты 18 проворачивают гильзы 14 относительно водила на расчетный максимальный угол, а жидкие грузы 11 будут располагаться в лопастях барабанов 12 по всему периметру, создавая на сателлитах 9 наименьшие дисбалансы, необходимые для режима муфты, в лопастях внутренних барабанов 13 грузы будут отсутствовать и сателлиты 10 будут уравновешенными (фиг.З).

Регулированием дисбалансов неуравновешенных сателлитов в зависимости от нагрузки на выходном валу создаются условия для повышения коэффициента трансформации момента и обеспечивается возможность работы трансформатора на постоянной, наиболее экономичной, частоте вращения входного вала.

Формула изобретения Гидроинерционный трансформатор, содержащий корпус, входной и выходной валы, два планетарных механизма с общим соединенным с входным валом водилом, каждый из которых включает также центральное колесо, связанное в первом планетарном механизме с выходным валом, во втором - с корпусом, сцепленные с центральным колесом промежуточные сателлиты и предназначенные для взаимодействия с последними неуравновешенные сателлиты с жидкими грузами, установленные на. водиле соосно парами и принадлежащие в каждой паре разным планетарным механизмам, коаксиально установленные по числу сателлитов наружные и внутренние барабаны, соответственно с внутренними лопастями в первом планетарном механизме и наружными лопастями во втором для взаимодействия с жидкими грузами, и установленные на водиле цилиндрические гильзы, имеющие каждая два перепускных окна, расположенных диаметрально противоположно в плоскости, проходящей через ось

гильзы, и предназначенных для сообщения между полостями наружного и внутреннего барабанов, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик путем повышения коэффициента

трансформации момента, каждая цилиндрическая гильза установлена на водиле с возможностью ее угловых перемещений вокруг собственной оси, трансформатор снабжен дополнительным планетарным механизмом, включающим косозубые сателлиты, размещенные на основном водиле соосно неуравновешенным сателлитам и соединенные каждый с соответствующей цилиндрической гильзой,и сцепленное с сателлитами

центральное косозубое колесо, связанное с водилом посредством косых шлиц с возможностью упругого осевого перемещения, и центробежным регулятором, одно звено которого связано с выходным валом, а другое

- посредством дополнительного планетарного механизма с каждой цилиндрической гильзой.

1744350

А-Д

4