Гидроинерционный трансформатор Советский патент 1993 года по МПК F16H33/14 F16H47/00 B60K17/10 

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

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей гидроинерционного трансформатора путем обеспечения разностороннего вращения выходного вала и повышение экономичности путем обеспечения режима механической муфты.

На фиг.1 схематично изображен гидроинерционный трансформатор; на фиг.2- сечение А-А на фиг.1.

Гидроинерционный трансформатор содержит корпус 1, размещенные в нем входной 2 и выходной 3 валы, два планетарных механизма с общим для них водилом 4, соединенным с входным валом, первый из которых включает кинематически связанное с выходным валом центральное колесо 5 и сателлиты 6, а второй - связанное с корпусом центральное колесо 7 и сателлиты 8 и закрепленные на водиле спаренные гидрокамеры 9 и 10.

Сателлиты 6 и 8 разных планетарных механизмов расположены парами на параллельных осях 11 и 12 водила.

В гидрокамере 9 размещено лопастное колесо 13, соединенное с сателлитом 6, а в гидрокамере 10 - лопастное колесо,14, соединенное с сателлитом 8. Каждая из спарен- ных гидрокамер имеет входную 15 и выходную 16 полости, соединенные каналами 17, 18 и 19, обеспечивающими перемещение жидких грузов 20 из гидрокамеры 10 в гидрокамеру 9 через канал 17 при проходе грузами верхнего положения и через каналы 18 и 19 из гидрокамеры 9 в гидрокамеру 10 при проходе грузами нижнего положения. Кольцевые каналы.18, выполненные в лопастных колесах 14, также соединяют нижние полости спаренных гидрокамер с верхними полостями для воздухообмена.

Предлагаемый трансформатор снабжен зубчатой парой, составленной колесами 21 и 22, промежуточным валом 23, зубчатым механизмом с паразитным колесом,, составленным колесами 24,25,26 и двухпозицион- ной муфтой 27. Ведущее колесо 21 зубчатой пары соединено с центральным колесом 5 первого планетарного механизма, а ведомое колесо 22 закреплено на промежуточном валу 23. Ведущее колесо 24 зубчатого механизма с паразитным колесом 25 закреплено на промежуточном валу 23, а ведомое колесо 26 установлено с ,. возможностью вращения на выходном валу 3. Двухпозиционная муфта 27 связывает выходной вал 3 в одной позиции с. ведущим

колесом 21 зубчатой пары, а в другой - с ведомым колесом 26 зубчатого механизма. Трансформатор также снабжен управляемой муфтой 28, ведущая полумуфта которой соединена с водилом 4, а ведомая - с центральным колесом 5 первого планетарного механизма.

Гидроинерционный трансформатор работает следующим образом.

При вращении входного вала 2 с водилом 4 и наличии момента сопротивления на выходном валу 3, а также при включенной в одну из рабочих позиций двухпозицирнной муфте 27 сателлиты 6 и 8 будут обкатывать

соответственно центральные колеса 5 и 7 и приводить в движение лопастные колеса 13 и 14, а жидкие грузы 20 будут перемещаться лопастями колес 13 в гидрокамерах 9 из верхнего в нижнее положение, к центру

трансформатора, а лопастями колес 14. в гидрокамерах 10 из нижнего в верхнее положение, к его периферии, каждый раз перетекая под действием центробежных сил через каналы 17 и 19 из одной камеры в

другую при проходе ими верхних и нижних положений.

При этом грузы, находящиеся на лопастях колес 13, гидрокамер 9, создают на сателлитах 6 дисбалансы, которыми формируется на центральном колесе 5 положительный вращающий момент, передаваемый на выходной вал 3, а грузы, находящиеся на лопастях колес 14 гидрокамер 10, создают на сателлитах 8 дисбалансы, которыми формируется на центральном колесе 7 отрицательный реактивный момент, воспринимаемый корпусом 1.

Когда двухпозиционная муфта 27 находится в первой рабочей позиции (на чертеже

слева), тогда вращающий момент от центрального колеса 5 передается через зубчатые колесо 21 и муфту 27 на выходной вал 3 напрямую и приводит его во вращение в сторону, совпадающую с направлением

вращения входного вала 2.

Когда двухпозиционнал муфта 27 находится во второй рабочей позиции, как это показано на фиг.1, тогда вращающий момент центрального колеса 5 передается на

выходной вал 3 через зубчатые колеса 21, 22, промежуточный вал 23, зубчатые колеса . 24, 25, 26 и муфту 27.

В связи с наличием в этой цепи механизма с паразитным колесом 25 выходной

вал приобретает вращение в противоположную сторону относительно входного вала 2.

При работе трансформатора в стоповом режиме в связи с большой относительной скоростью вращения сателлитов 6 и лопаетных колес 13 на грузах 20, проходящих нижнее положение, действуют значительные центробежные силы в направлении центра трансформатора, обеспечивающие полное перетекание грузов из гидрокамер 9 в гидрокамеры 10 по каналам 19. Вследствие этого в стоповом режиме грузы располагаются в гидрокамерах 9, 10 с одной стороны их периметра (фиг.2) и создают наибольшие дисбалансы на сателлитах 6 и 8 и соответственно формируют на центральных колесах 5 и 7 максимальные вращающий и реактивный моменты.

По мере повышения частоты вращения выходного вала 3 и снижения на нем момента сопротивления относительная скорость сателлитов 6 и лопастных колес 13 уменьшается, вначале снижая величину центробежных сил грузов, проходящих нижнее положение, а затем меняя послойно их знак относительно центра трансформатора, а гидравлическое сопротивление в каналах 19 соответственно растет, в связи с образованием в них вихревых потоков грузов из-за увеличивающейся разницы относительных скоростей лопастей колес 13 и 14.

Вследствие этого количество грузов 20, перетекающих из гидрока.мер 9,в гидрокамеры 10, постепенно уменьшается и часть грузов продолжает движение в лопастях колес 13 на противоположные заполненным стороны гидрокамер 9, уменьшая дисбалансы на сателлитах 6 и. 8 и соответственно снижая вращающий момент на выходном валу 3 и действие реактивного момента на корпусе 1.

Воздухообмен между верхними и нижними входными 15 и выходными 16 полостями спаренны-х гидрокамер 9, 10 в период перераспределения между ними жидких грузов осуществляется по кольцевым каналам 18 лопастных колес 14.

Когда скорость вращения выходного вала 3, повысившись, становится быть близкой к скорости входного вала 2, тогда включают управляемую муфту 28, соединяя водило 4 с центральным колесом 5 и блокируя инерционную цепь.

При этом трансформатор работает в режиме механической муфты. К этому времени жидкие грузы 20 будут находиться в гидрокамерах 9, располагаясь по всему их периметру, а в гидрокамерах 10 грузы будут отсутствовать.

Когда при работе трансформатора в режиме механической муфты внешний момент сопротивления будет расти и скорость валов 2 и 3 будет стремиться к снижению, что может вызвать перегрузку двигателя, тогда

управляемую муфту 28 выключают и переводят инерционную цепь в режим трансформации момента.

Такое выполнение гидроинерционного 5 трансформатора позволяет за счет обеспечения реверсирования выходного вала расширить его функциональные возможности, а за счет обеспечения работы в режиме механической муфты повысить его экономич- 0 ность.

Формула изобретения

1. Гидроинерционный трансформатор, содержащий корпус, входной и выходной валы, два планетарных механизма с общим

5 водилом, соединенным с входным валом, при этом центральное колесо первого планетарного механизма кинематически связано с выходным валом, а центральное колесо второго механизма соединено с корпусом, и

0 сателлиты, установленные на водиле парами на параллельных осях и принадлежащие в каждой паре разным планетарным механизмам, связанные с сателлитами лопастные колеса, предназначенные для

5 взаимодействия с жидкими грузами и размещенные в установленных на водиле спаренных гидрокамерах, в которых входная полость одной камеры соединена каналами с выходной полостью другой гидрокамеры

0 для перемещения жидких грузов и воздухообмена, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных воз- . можностей путем обеспечения реверсирования вращения выходного вала он снабжен

5 установленной в корпусе зубчатой парой,, промежуточным валом, зубчатым механизмом с паразитным колесом и двухпозицион- ной муфтой, при этом ведущее колесо зубчатой пары соединенос центральным ко0 лесом первого планетарного механизма, а ведомое колесо закреплено на промежуточном валу, ведущее колесо зубчатого механизма с паразитным колесом закреплено на промежуточном валу, а ведомое колесо ус5 тановлено на выходном валу с возможностью его попеременного соединения соответственно с ведущим колесом зубчатой пары и с ведомым колесом зубчатого механизма с паразитным колесом.

0.

2. Трансформатор по п. 1,отличающий с я тем, что, с целью повышения экономичности путем обеспечения его работы в режиме механической муфты после 5 разгона выходного вала, он снабжен управляемой муфтой, ведущая полумуфта которой связана с водилом, а ведомая полумуфта-с центральным колесом первого планетарного механизма.

Фиг.1

Использование: в машиностроении, в частности в приводах машин в качестве трансформатора вращающего момента. Сущность изобретения: при вращении установленного на входном валу 2 водила 4 спаренные гидрокамеры 9 и 10 с жидким грузом 20 и лопастными колесами 13 и. 14, соединенными с сателлитами 6 и 8, осуществляют AJ : планетарное движение, создавая на сателлитах 6-и 8 дисбалансы, которыми формируются на центральном колесе 5 положительный момент, вращающий выходной вал 3, а на центральном колесе 7 отрицательный-реактивный момент, воспринимаемый корпусом 1. При включенной первой рабочей позиции муфты 27 выходной вал 3 приобретает вращение в одну сторону с входным валом 2, а во второй позиции - в противоположную сторону, а после разгона выходного вала 3 до рабочей частоты вращения водило 4 посредством управляемой муфты 28 соединяется с центральным колесом 5, блокируя инерционную цепь. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.