Колесо реактора гидротрансформатора Советский патент 1992 года по МПК F16H41/28 

Изобретение относится к лопастным колесам реакторов гидротрансформаторов, используемых в трансмиссиях автомобилей и других транспортных средств.

Целью изобретения является снижение потерь энергии путем усовершенствования формы лопастей.

На фиг.1 показана рабочая полость четырехколесного гидротрансформатора (ме- ридианальное сечение); на фиг.2 - меридианальное сечение лопастного колеса второго реактора; на фиг.З - вид сверху по стрелке А на лопасть колеса второго реактора; на фиг.4 - развертки профилей лопасти колеса второго реактора по трем линиям

тока; на фиг.5 - проекция колеса второго реактора на плоскость, перпендикулярную оси колеса, т.е. вид по стрелке Б фиг.2; на фиг.6 - рабочая полость трехколесного гидротрансформатора (меридианальное сечение); на фиг.7,8,9,10 - различные примеры выполнения меридианального сечения,колеса реактора трехколесного гидротрансформатора.

Четырехколесный гидротрансформатор состоит из насосного колеса 1, турбинного колеса 2, первого реактора 3 и второго реактора 4. На фиг.1 и 2 также показаны наружный тор 5, внутренний тор 6 и средняя линия тока 7. Поскольку в реакторах, изготавливаvi00

Ј СО

со

ёмых путем литья в металлические литейные формы с осевым разъемом, вместо то- ровых поверхностей используются цилиндрические поверхности для обебпече- ния осевого разъема литейной формы (пресс-формы), лопастное колесо второго реактора содержит обод 8, ступицу 9, пространственные лопасти 10, расположенные между ободом и ступицей и выполненные с ними за одно целое, и направляющее кольио.

Для улучшения течения рабочей жидкости в средней лопастного колеса второго реактора четырехколесного гидротрансформатора и обеспечения при этом оптимального шага, оптимального угла установки профиля и рационального числа лопастей длина линии тока Scp в средней части Колеса реактора больше длины линии тока жидкости St., прилежащей к ободу. В связи с этим выходная кромка лопастей колеса реактора 4 в области, прилежащей к ободу 8, расположена наклонно под углом р 20-40°. В области, прилежащей к ступице 9, существенное увеличение длины линии тока по сравнению с длиной лийии тока в средней части лопасти нежелательно, иначе углы установки профиля будут неопти- мальными. Поэтому выходная кромка каждой лопасти колеса второго реактора 4 в области, прилегающей к ободу 8, т.е. расположенной между ободом 8 и средней линией тока 7, образована двумя прямыми линиями 12 и 13, пересекающимися друг с другом в точке а под тупым углом, равным примерно 130-160°. Причем линия 13 расположена под углом 0-20°, меньшим чем угол р, под которым расположена линия 12, пересекающаяся с ободом. Возможен также случай, когда угол pz имеет отрицательное значение.

Для уменьшения толщины выходной кромки лопастей и уменьшения окружного зазора, необходимого для литья колеса реактора в металлическую форму с осевым разъемом, поверхность лопастей колеса ре- акТора выполнена двухлинейчатой, т.е. с двумя разными линейчатыми поверхностями. Образующие 14 первой линейчатой поверхности расположены на участке лопасти от обода 8 до разделительной линии 15, проходящей в меридианальном сечении параллельно оси колеса реактора через точку а пересечения линий 12 и 13, образующих выходную кромку. Образующие 16 второй линейчатой поверхности, расположенной на участке между разделительной линией 15 и ступицей 9. На фиг.З и 4 показаны также

профиль 17 лопасти у обода 8, профиль 18. проходящий через разделительную линию, и профиль 19 лопасти, расположенной у ступицы 9.

Упомянутые выше линейчатые поверхности могут выполняться двояко. В первом случае эти линейчатые поверхности имеют образующие, проходящие через точки контуров профилей, расположенных на ободе,

0 на средней поверхности, соответствующей разделительной линии, и на ступице колеса реактора, и делящие контуры указанных профилей на равное число частей, так что длины отрезков в каждой из этих контуров

5 равны между собой. В частности образующие 14 соединяют точки, расположенные на ободе 8 и на средней поверхности, соответствующей разделительной линии, а образующие 16 соединяют точки про филей,

0 расположенные на упомянутой средней поверхности и на ступице 9 колеса реактора. Во втором случае линейчатые поверхности имеют образующие, проходящие через точки, делящие на равное число частей проек5 ции контуров профилей в меридиональном сечении.

На фиг.5 показана проекция колеса второго реактора на плоскость, перпендикулярную оси вращения, т.е. вид по Б. Между

0 соседними лопастями имеется минимальный зазор tn, необходимый для размыкания металлических прессформ. Этот зазор сохраняет минимальное значение вдоль кромки лопасти до самого обода, что

5 обеспечивает реализацию относительно шага близкого к минимальному на возможно большем участке лопасти. Здесь пунктиром показана выходная кромка лопасти, которая реализуется при однолинейчатой

0 поверхности лопасти. Как видно из этой фигуры, при двухлинейчатой поверхности толщина лопасти у обода 8 уменьшается, а окружной зазор tn на этом участке существенно меньше зазора tni, соответствующего

5 однолинейчатой поверхности, что приводит к существенному приближению относительного шага к его оптимальному значению. Отмеченные преимущества лопасти с двухлинейчатой поверхностью приводят к сни0 жению потерь энергии при обтекании жидкостью лопастей колеса реактора.

Работает лопастное колесо реактора, лопасти которого образованы несколькими линейчатыми поверхностями, также как и

5 известные колеса реакторов. Рабочая жидкость из насосного колеса 1 под напором, создаваемым этим колесом, поступает в турбинное колесо 2, а из турбинного колеса в колеса реакторов 3 и 4. Течение жидкости в лопастных колесах реакторов осуществляется с меньшими потерями, благодаря выполнению лопастей с двухлинейнчатой поверхностью, так как при этом уменьшается толщина лопасти, а относительный шаг выполняется наиболее близким к его оптимальному значению в возможно большей области прочной части этого лопастного колеса. Кроме того, достигается также установка профилей под оптимальными углами.

Показанный на фиг.б трехколесный гидротрансформатор состоит из насосного колеса 1, турбинного колеса 2 и реактора 20. Каждая лопасть колеса реактора 20 выполнена с двумя разными линейчатыми поверхностями, расположенными по разные стороны разделительной линии 21, проходящей через точку пересечения линий 22 и 23, образующих входную кромку лопасти, и через точку пересечения линий 24 и 25, образующих выходную кромку лопасти. Иначе говоря, образующие линии одной из линейчатых поверхностей лопасти колеса реактора 20 расположены между ободом 26 колеса реактора и разделительной линией 21, а образующие линии другой линейчатой поверхности лоласти расположены между разделительной линией 21 и ступицей 27 колеса реактора. Обод 26 и ступица 27 выполнены заодно с лопастями колеса реактора 20 путем литья в металлическую литейную форму с осевым разъемом ее частей.

На фиг.7-10 показаны некоторые примеры выполнения меридианального сечения двухлинейчатых колес реакторов трехколесных гидротрансформаторов с входными и выходными кромками, образованными прямыми линиями, пересекающимися под углом. Причем на фиг.7 и 8 показаны варианты меридиональных сечений колес реакторов, имеющих широкие проходные сечения, при этом 5ь 0,45- 0,55. Эти реакторы для обеспечения оптимального угла установки профиля выполнены таким образом, что наибольшую длину лопасть имеет в средней части меридионального сечения.

На фиг.9 и 10 показано меридиональное сечение колеса реактора для гидротрансформаторов с относительно узкими проходными сечениями (5ь 0,65-0,85). В этом 5 случае лопасть выполнена с постоянной шириной у обода и в средней части, а в области, прилежащей к ступице, ширина лопасти уменьшается.

Формуле изобретения

0 1. Колесо реактора гидротрансформатора, содержащее обод, ступицу и жестко с ними связанные пространственные лопасти, выходная кромка которых в меридиональном сечении образована прямыми

5 линиями, пересекающимися под тупым углом, а между соседними лопастями в проекции на плоскость, перпендикулярную оси колеса, выполнен окружной зазор, отличающееся тем, что, с целью снижения

0 потерь энергии путем усовершенствования формы лопастей, каждая из них образована по меньшей мере двумя линейчатыми поверхностями, образующие первой из которых расположены между ободом и

5 разделяющей эти поверхности линией, проходящей через точку пересечения линий, образующих выходную кромку лопасти, а образующие второй - между упомянутой разделяющей линией и ступицей.

0 2. Колесо по п.1, отличающееся тем, что проекция разделяющей линии на меридианальную плоскость параллельна оси колеса и расположена от обода на расстоянии h0 (0,20-0,65)hc, где hc - расстоя5 ние между разделяющей линией и ступицей. 3. Колесо по пп.1 и 2, отличающее- с я тем, что длина разделяющей линии выполнена больше длины линий тока у обода и ступицы.

0 4. Колесо попп.1 и2, отличающее- с я тем, что длины линий тока, расположенных между ободом и разделяющей линией, имеют постоянную величину, а между разделяющей линией и ступицей длины линий

5 тока выполнены переменными, уменьшающимися от разделяющей линии к ступице.

/

/J

Изобретение относится к лопастным колесам реакторов гидротрансформаторов, используемых в трансмиссиях транспортных машин. Цель изобретения - снижение потерь энергии путем усовершенствования формы лопастей - достигается выполнением ее в виде, по меньшей мере двух линейных поверхностей, образующие 14 первой линейной поверхности расположены на участке лопасти от обода 8 до разделяющей эти поверхности линии 15, проходящей через точку пересечения линий 12,13, образующих выходную кромку, а образующие 16 второй - на участке между линией 15 и ступицей 9. Проекция разделительной линии 15 на меридианальную плоскость параллельна оси колеса и расположена от обода 8 на расстоянии: ho hc(0,20-0,65), где hc - расстояние между линией 15 и ступицей 9, Длина разделительной линии 15 может быть больше длины линий тока у обода 8 и ступицы 9, длина линий тока расположенных между ободом 8 и линией 15 - постоянной, а между линией 15 и ступицей 9 - переменной, уменьшающейся к ступице 9. 3 з.ф.п., 10 ил. ел С

tON

У Фш.2

Вид А

фи&1

ФиъМ

виг 5

21

20