Гидродинамическая муфта Советский патент 1980 года по МПК F16D33/08 

(54) ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА

1

Изобретение относится к гидродинамическим передачам и касается гидродинамических замкнутых муфт с автоматическим принудительным заполнением при пуске.

Известна гидродинамическая муфта, содержащая насосное и турбинное колеса с наклонными лопатками. Для смягчения характеристики во время разгона она снабжена дополнительной емкостью, соединенной каналами с рабочей полостью для сброса жидкости из последней во время пуска, причем на внутренней поверхности кожуха закреплены ребра 1.

Наиболее близкой к описываемой гидромуфте по технической сущности и достигаемому результату является гидродинамическая муфта, содержащая установленные на ведущем и ведомом валах соответственно насосное и турбинное рабочие колеса, перегородку с каналами, отделяющую рабочую полость от дополнительной, причем в дополнительной полости расположено черпаковое устройство принудительного заполнения рабочей полости, выполненное в виде неподвижной черпаковой трубки 2.

Недостатком известной гидромуфты является то, что черпаковая трубка, погруженная

СВОИМ входным отверстием в толщу жидкостного кольца во вращающемся роторе, создает значительный тормозной момент, являющийся причиной невозвратных потерь энергии.

Цель изобретения - повыщение КПД гидродина.мической муфты при работе ее с полным заполнением.

Указанная цель достигается тем, что черпаковое устройство выполнено в виде приемных желобов, установленных на перегородке и сообщенных каналами с рабочей полосtoтью,- и планетарных щестерен с черпаками, закрепленными на торцах щестерен, обращенных к желобам, причем на валу одного из рабочих колес закреплена солнечная щестерня, закрепляющаяся с планетарными щес15тернями, которые установлены на осях, жестко связанных с другим рабочим колесом.

На фиг. 1 изображен продольный разрез описываемой гидродинамической муфты; на фиг. 2 - поперечный разрез черпакового

20 устройства принудительного заполнения.

Описываемая гидродинамическая муфта содержит насаженное на ведущий вал 1 насосное рабочее колесо 2 с лопатками 3 и

расположенными на его тыльной поверхности импеллерными лопатка и 4.

На валу 1 на подшипниках 5 установлено турбинное колесо 6, к которому крепится перегородка 7 и наружная крышка 8. Перегородка 7 отделяет рабочую полость 9 от дополнительной полости 10.

Подшипники 5 установлены с ведушим валом 1 в корпусе турбинного колеса при помоши крышки 11 с расположенным в ней уплотнением 12. В дополнительной полости 10 расположено черпаковое устройство принудительного заполнения рабочей полости, выполненное в виде приемных желобов 13, установленных на перегородке 7 и сообш.енных через каналы 14 в перегородке с рабочей полостью 9, и планетарных шестерен 15 с черпаками 16. Черпаки 16 закреплены на торне каждой планетарной шестерни, обращенном к приемным желобам 13.

Планетарные шестерни 15 установлены на неподвижных осях 17, закрепленных в перегородке 7, жестко связанной с турбинным рабочим колесо.м 6.

На ведуше.м валу 1 насосного рабочего колеса 2 установлена солнечная шестерня 18, зацепляюпааяся о планетарными шестернями 15.

Количество планетарных шестерен 15 и приемных желобов 13 определяется из конструктивных соображений.

На ведушем валу 1 насосное рабочее колесо 2 крепится при помоши гайки 19 и шпонки 20. На валу 21 двигателя (или приводной ) гидромуфта устанавливается на шпонке 22.

Дренажный канал 23 сообш.ает рабочую полость 9 с атмосферой. Турбинное рабочее колесо 6 соединено с приводимой машиной клиновыми ремнями, уложенными в пазы 24, При установке гидродинамической муфты на валу приводимой машины функции насосного и турбинного колес меняются, в связи с чем импеллерные лопатки должны крепиться к внутренней поверхности перегородки 7.

Работает гидродинамическая муфта следуюшим образом.

Перед пуском двигателя незаполненный объем неподвижной гидромуфты располагается в верхней ее части; а рабочая жидкость - в нижней. При включении приводного двигателя насаженное на его валу насосное рабочее колесо 2 приобретает угловую скорость совместно с ротором двигателя. Турбинное колесо 6, соединенное с приводимой машиной, остается неподвижным. Под действием центробежного поля рабочая жидкость, захваченная рабочими лопатками 3, нагнетается по кольцевому каналу между тыльной стороной насосного колеса 2 и перегородкой 7 в дополнительную полость 10. Однако полному выбросу рабочей жидкости из рабочей полости препятствует противодавление, развитое импеллерными лопатками 4, количество и размер которых

подбирается таким образом, чтобы при вращении насосного колеса 2 они создавали противодавление, необходимое для удержания в рабочей полости количества рабочей жидкости, циркуляция которой обеспечивает

требуемую величину начального .момента на валу муфты, при этом солнечная шестерня 18 вращает планетарные шестерни 15 на неподвижных осях 17.

Под действием начального момента начинается разгон приводимой машины. С увеличением угловой скорости турбинного колеса 6 падает относительная угловая скорость вращения планетарных шестерен 15 относительно их неподвижных осей вращения 17, и растет влияние центробежного поля от вращения турбинного колеса, в результате чего происходит формирование в дополнительной полости 10 жидкостного кольца со свободной поверхностью. Под действием этого же центробежного поля начинается заполнение черпаков 16 рабочей жидJJ костью и перенос ее к центру гидро.муфты со сливом в приемные желобки -1, откуда она попадает по каналам 14 в рабочую полость муфты, обеспечивая увеличение степени заполнения и тем самым компенсируя падение момента на валу в связи со сниже5 нием скольжения.

К концу разгона приводимой машины рабочая полость заполняется полностью и муфта работает с максимальным КПД. При заполнении рабочей полости муфты рабочей жидкостью находящийся в ней воздух вытесняется по дренажному каналу 23.

Жидкость, транспортируемая черпаками 16 планетарных шестерен 15, создает дополнительный момент, еще более повышающий КПД .муфты. При исполнении черпаков 16

i достаточно большой емкости величина этого дополнительного момента может достичь величины момента, передаваемого .муфтой, и муфта втянется в синхронизм. Таким образом, установка в дополнительной полости гидромуфты планетарных шестерен с черпаками и приемных желобков обеспечивает подачу рабочей жидкости в рабочую полость до полного ее заполнения, а развиваемый при этом момент является дополнительной составляюшей мо.мента, передаваемого гидромуфтой, что ведет к повышению КПД гидромуфты при работе ее в режиме полного заполнения.

Формула изобретения

Гидродинамическая муфта, содержащая установленные на ведущем и ведомом валах соответственно насосное и турбинное рабочие колеса, перегородку с каналами, JJ отделяющую рабочую полость от дополнительной, в последней из которых расположено черпаковое устройство принудительного заполнения рабочей полости, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД в режиме

полного заполнения, черпаковое устройство выполнено в виде приемных желобов, установленных на перегородке и сообщенных каналами с рабочей полостью, и планетарных шестерен с черпаками, закрепленными на торцах шестерен, обращенных к желобам, причем на валу одного из рабочих колес закреплена солнечная шестерня, зацепляющаяся с планетарными шестернями.

которые установлены на осях, жестко связанных с другим рабочим колесом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/,

и