Существующие системы крыльчатых и ротативно-поршневых гидравлических передач обладают одним весьма существенным недостатком - большим односторонним давлением на оси передачи, как, например, системы Энора, Штурма, Лауф-Томэ, Гид-Шоу. Система Уильям-Дженни несколько отличается в этом отношении от названных систем. Здесь вместо одностороннего давления на ось мы имеем не компенсированное аксиальное давление. Передача же Ленца, хотя в этом отношении и является исключением, но зато лишена возможности плавного изменения передаточного отношения, не говоря уже о других неприятных моментах, как, например, ограниченность допустимых скоростей вращения.
Предлагаемая система гидравлической передачи свободна от этих недостатков. Ось этой передачи не подвержена одностороннему давлению и аксиальные давления скомпенсированы. Она дает плавное изменение передаточного отношения.
На чертеже фиг. 1 изображает схему двигателя в развернутом: виде по всей окружности лопаток; фиг. 2-4 - детали двигателя; фиг. 5 - схему насоса в развернутом виде на 180°; фиг. 6 - схему расположения поршней.
Ротор 1 (фиг. 1) снабжен лопастями 2, имеющими возможность передвигаться в аксиальном направлении, и обнимается с обеих сторон обочинами 3, имеющими выфрезеровки в ширину лопасти. Профиль этих выфрезеровок, как видно из схемы, представляет сочетание растянутых синусоид с прямыми.
Масло из насоса под некоторым давлением, зависящим от нагрузки на ведомый вал, поступает в двигатель через отверстия 4 над криволинейными участками Благодаря углублениям 5 над лопастями давление это распространяется на весь криволинейный участок 6-6. Ширина этих углублений меньше ширины лопастей, а потому они не могут провалиться в эти углубления. Лопасть, находящаяся при этом в положении I, воспринимает давление с одной стороны и благодаря этому начинает передвигаться, сообщая ротору 1 вращательное движение в сторону, указанную стрелкой. Когда эта лопасть приходит в положение II, в работу входит лопасть, следующая за ней. Таким образом каждая пара лопастей, передвигаясь, расходует некоторую порцию масла, которая уходит в отверстия 8. При простой лопасти давление на верхнюю, примыкающую к кривой, сторону, передалось бы целиком на кривую направляющую другой обочины, где масло вытекает, и давление отсутствует. Это обстоятельство вызвало бы большие трения лопастей о направляющие кривые. Во избежание этого лопасти снабжаются поршнямн 9 (показанными на чертеже в увеличенном виде), которые помещаются в цилиндрические отверстия- в среднем диске ротора. Здесь становится ясной необходимость устройства ротора из трех дисков (см. чертеж).
Канавки 10, сообщая подпоршневые пространства с областью давления, дают возможность поршням компенсировать его действие на верхнюю сторону лопасти. Очевидно, что при таком равновесном положении лопасти вышеозначенные вредные трения не могут иметь места. В положении I, где лопасть примыкает к прямолинейному, участку 7-7, сверху она не испытывает никакого воздействия, давление же на поршенек снизу прижимает лопасть к направляющей и обеспечивает минимальное протекание масла.
Совершенно очевидно, что тут ось ротора никакого одностороннего давления не испытывает, так как все радиальные -давления взаимно уравновешены. Также нельзя усмотреть какое-либо скашивание ротора. Что же касается аксиальных давлений, то таковые тоже взаимно уравновешены. Далее нетрудно видеть, что описываемый двигатель реверсивен. Действительно, если масло, из насоса будет поступать не в отверстия 4, а в отверстия 8, то общая картина от этого не изменится, только ротор будет вращаться в обратном направлении.
На фиг. 5 изображена схема насоса, развернутая не на всю окружность, а только на 180°. Здесь также ротор 1 составлен из дисков и обочин 2. Насос нереверсивен и может вращаться только в сторону, показанную стрелкой.
Устройство лопастей значительно отличается от лопастей двигателя. Здесь имеются вместо одной лопасти в одной прорези ротора - две. Каждая из них работает в одну сторону, причем раздвигаясь, они одновременно вступают в работу. Масло поступает из отверстия 3 и уходит в отверстия 4. Колодки 5 - передвижные. Вдвигая или выдвигая их, можно менять дебет насоса от 0 до некоторого максимума. Перемещение лопастей, т.е. их выдвигание и вдвигание, регулируется тем давлением масла, которое устанавливается в области отверстия 4, в зависимости от нагрузки на оси двигателя. Межлопастные пространства 6 через посредство канавок 7, показанных на чертеже условно пунктиром, сообщаются попеременно то с областью высокого, то с областью низкого давления. Надпоршневые пространства 8 имеют сообщение с рабочим пространством благодаря отверстиям 9 в самой лопасти. В положении I межлопастное пространство сообщается с областью высокого давления, каковое, распространяясь на поршеньки лопасти; стремится их раздвинуть. Лопасть 1, подходя к точке 0, получает возможность раздвинуться. При этом масло, находящееся в надлопастных пространствах, вытекает через отверстия 9 и своей струей смягчает посадку лопасти на колодку 5. Далее лопасти, прижатые давлением масла к колодке 5, гонят масло к отверстию 4. В виду такого прижатия лопастей к колодке 5 протекания масла будут минимальными. В тот момент, когда лопасти минуют прямолинейный участок (колодку 5) межлопастное пространство соединяется с областью низкого давления, а надлопастные пространства соединяются с областью высокого давления. Благодаря этому они начинают вдвигаться в ротор, так что кривая направляющая здесь является лишь страхующим фактором.
Для того, чтобы при пуске насоса, когда в области 4 еще не установилось давление, лопасти раздвигались, можно в межлопастные пространства поместить слабенькие пружинки (не показанные на чертеже) для первоначального “возбуждения”. Не лишено основания предположение, что первоначальное давление может возникнуть при вращении ротора, благодаря силам трения между ним и маслом. Тогда будет иметь место случай „самовозбуждения”. Это предположение, можно проверить только экспериментально.
Как видно, все соображения по поводу одностороннего давления на оси передачи или не компенсированных аксиальных давлений, высказанные относительно двигателя, остаются, в силе и для насоса; притом имеется возможность плавно менять дебет насоса, а следовательно, и передаточное отношение.
То обстоятельство, что ротору сообщается вращательное движение в нескольких местах, в данном случае в четырех, и лопасть используется столько же раз за один оборот, позволяет сделать заключение, что при равных условиях габариты предлагаемой системы передачи будут во столько же раз меньше, чем. у существующих систем.
1. Коловратный насос (или двигатель) к гидравлической передаче с аксиально перемещающимися лопастями и с подводом масла в нескольких местах, отличающийся тем, что лопасти 2 (фиг. 1) снабжены поршнем 9, помещенным в отверстии диска ротора 1, снабженного канавками 10, сообщающими подпоршневые пространства с областями давления масла.
2. Видоизменение коловратного насоса по п. 1, отличающееся тем, что вместо одной лопасти в каждой прорези ротора помещены две раздвижные лопасти, пространства 6 между которыми сообщаются канавками 7 поочередно с областями высокого и низкого давления, а надпоршневые пространства 8 сообщаются с рабочим пространством отверстиями 9, сделанными в самих лопастях (фиг. 5).
