Гидромеханическая передача

 

Сущность изобретения: гидротрансформатор содержит образующие круг циркуляции насосное, турбинное и реакторное колеса. Входной подпиточный канал соединен с полостью круга между насосным и реакторным колесами. Входной вал соединен с насосным колесом. Планетарная передача содержит солнечную шестерню, эпицикл, соединенный с насосным колесом, водило, соединенное с турбинным колесом, выходной вал и муфту свободного хода. Дополнительное насосное колесо с подводным и отводным каналами установлено вне круга и через муфту соединено с солнечной шестерней. Входные участки лопастей турбинного и реакторного колес выполнены с внутренними полостями и с сквозными отверстиями . Подводной канал дополнительного насосного колеса соединен с внутренними полостями лопастей реакторного колеса и с выходным подпиточным каналом , который соединен с внутренними полостями лопастей турбинного колеса. Отводной канал дополнительного насосного колеса соединен с входным подпиточным каналом. Выходной вал соединен с водилом. 5 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s F 16 Н 47/06--.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889176/29 (22) 10.12,90 (46) 23,01.93, Бюл. N 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного машиностроения (72) Е.Г.Самарин, В.И.Разжигаев, В.П.Семенов и П.А.Грымзин (56) Лаптев Ю.Н, "Автотракторные гидротрансформаторы", М., Машиностроение, 1973 г„с.192, рис. 94 610. (54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Сущность изобретения: гидротрансформатор содержит образующие круг циркуляции насосное, турбинное и реакторное колеса, Входной подпиточный канал соединен с полостью круга между насосным и реакторным колесами. Входной вал соединен с насосным колесом. Планетарная передача содержит солнечную шестерню, Изобретение относится к автотракторным силовым передачам и может быть использовано в гидромеханических трансмиссиях различных колесных и гусеничных машин, Известна гидромеханическая передача, содержащая гидротрансформатор, включающий в себя образующие круг циркуляции насосное, турбинное и реакторное колеса, входной подпиточный канал, соединенный с полостью круга циркуляции между насосным и реакторным колесами, и выходной подпиточный канал, входной вал, соединенный с насосным колесом, планетарную передачу, включающую в себя солнечную шестерню, эпицикл, соединенный с насосным колесом, и водило, соединенное с турбинным колесом, а также выходной вал и муфту свободного хода (Лаптев Ю.Н. "Авто„„ Ц„„1789802 А1 эпицикл, соединенный с насосным колесом, водило, соединенное с турбинным колесом, выходной вал и муфту свободного хода. Дополнительное насосное колесо с подводным и отводным каналами установлено вне круга и через муфту соединено с солнечной шестерней. Входные участки лопастей турбинного и реакторного колес выполнены с внутренними полостями и с сквозными отверстиями. Подводной канал дополнительного насосного колеса соединен с внутренними полостями лопастей реакторного колеса и с выходным подпиточным каналом, который соединен с внутренними полостями лопастей турбинного колеса. Отводной канал дополнительного насосного колеса соединен с входным подпиточным каналом, Выходной вал соединен с водилом. 5 ил. тракторные гидротрансформаторы, М., Машиностроение, 1973, с.192, рис. 94 б 10).

В известной передаче планетарный механизм позволяет изменить передаточное отношение и максимальный КПД передачи по отношению собственно к гидротрансформатору, не изменяя его исходной характеристики, что не исчерпывает всех возможностей схемы, например существенного воздействия на КПД самого гидротрансформатора.

Цель изобретения — расширение диапазона передаточных отношений и повышение КПД гидротрансформатора и передачи в целом.

Поставленная цель достигается тем, что гидромеханическая передача снабжена дополнительным насосным колесом с подводным и отводным каналами, установленными V

iQQ

1,0

1(о

О

М > -а

1789802 вне круга циркуляции, которое через муфту свободного хода соединено с солнечной шестерней, при этом входные участки лопастей турбинног и реакторного колес выполнены с внутренними полостями и со сквозными отверстиями, подводный канал дополнительного насосного колеса соединен с внутренними полостями лопастей реакторного колеса и с выходным подпиточным каналом, который сбединен с внутренними полостями лопастей турбинного колеса, а отводный канал дополнительного насосного колеса соединен с входным подпиточным каналом, причем выходной вал со синен с водилом.

Изобретение иллюстрируется фигурами

1 — 5, На фиг.1 представлена конструктивная схема гидропередачи; на фиг.2 и 3 показаны лопатки реакторного и турбинного колес гидротрансформатора; на фиг,4 — дополнительное насосное колеса; на фиг,5 — графики

КПД и коэффициента трансформации базового гидротрансформатора, новой гидромеханической передачи и гидромеханической передачи — прототипа.

Гидромеханическая передача (см. фиг.1) содержит гидротрансформатор, включающий в себя образующие круг циркуляции насосное 1, турбинное 2 и реакторное 3 колеса, входной подпиточный канал 4, соединенный с полостью круга циркуляции между насосным и реакторным колесами, выходной подпиточный канал 5, входной вал 6, соединенный с насосным колесом 1 гидротрансформатора, планетарную передачу, включающую в себя солнечную шестерню 7, эпицикл 8, соединенный с насосным колесом 1 гидротрансформатора, и водило 9, соединенное с турбинным колесом 2 и выходным валом 10, Дополнительное насосное колесо 11 через муфту свободного хода

12 соединено с солнечное шестерней 7.

Входные участки лопастей (фиг.2 и 3) турбинного 13 и реакторного 14 колес выполнены с внутренними полостями и со сквозными отверстиями, подводный канал

15 дополнительного насосного колеса 11 соединен с внутренними полостями лопастей реакторного колеса и с выходным подпиточным каналом 5, который соединен с внутренними полостями лопастей турбинного колеса, а отводной канал 16дополнительного насосного колеса 11 соединен с входным подпиточным каналом 4. На фиг.1 показаны необходимые уплотнительные элементы, например, поз.17.

Гидромеханическая передача работает следующим образом.На режиме трогания, когда турбинное и колесо реактора неподвижны, их лопатки

Это требование вполне удовлетворяется благодаря приводу дополнительного насосного колеса, поскольку на передаточном отношении i = n>/n„= n2/n1 = no/пв (cM. сноски на фиг.1), равном 1 + К, частота

Кр

Р вращения солнечной шестерни 7 и дополнительного насосного колеса 11, связанного с ней через муфту свободного хода 12, становится равной нулю, При конструктивных (распространенных практически) значениях Kp = 2 — 3 велиобтекаются с наибольшими углами атаки Р> и

Д(см, фиг.2 и 3). Для перевода направления относительной скорости Wp (фиг.2) на направление безударной скорости Ср требуется переносная скорость Чотв.р., направленная вдоль отверстий 14 (на турбинном колесе сходные скорости обозначены индексом "т"— см, фиг.3). Скорость Чотв,р и Чотв,т на стопрежиме также наибольшие и обеспечиваются

"0 дополнительным насосным колесом 11, имеющим на этом режиме максимальную частоту вращения, равную п.н.дол. = — Kp п, где п — частота вращения насосного колеса 1, Кр— передаточное отношение планетарного ряда, равное отношению радиусов эпициклической

8и солнечной 7 шестерен. Направление циркуляции масла от внутренних полостей лопаток к подводному (всасывающему) каналу

15 дополнительного насосного колеса и да20 лее показано на фиг.1 стрелками. Часть масла прокачивается внешней гидросистемой подпитки и охлаждения, к которой гидротрансформатор подключается подпиточными каналами 4 и 5, Изменение направления натекающего потока с "ударного" на "безударное" в реакторном и турбинном колесах приводит, как показали стендовые испытания реакторного колеса базового гидротрансформатора, к существенному повышению преобразующих свойств гидротрансформатора, Повышение преобразующих свойств (КПД и коэффициента трансформации) будет происходитьдотех пор, пока скорость вращения турбинного колеса не достигнет такой величины, когда исчезнут углы атаки на лопатках турбинного и реакторного колес. B трехколесных гидротрансформаторах с симметрично расположенными насосным и турбинным колесами (фиг.1) это наступает на

40 передаточном отношении il = nT/nн, равном примерно (0,7-0,8), где n, — частота вращения турбинного колеса. Здесь же у гидротрансформаторов наблюдается максимум

КПД и необходимость в прокачке масла че45 рез пустотелые лопатки турбины и реактора исчезает.

1789802 чины1г будут равны: ii = 1 +ЯК =0,67 — 0,75. к, Р

Таким образом, в нужный момент дополнительное насосное колесо выключается из работы. С увеличением передаточного отношения свыше (0,67 — 0,75) солнечная шестерня 7 изменяет направление вращения и происходит разблокировка муфты свободного хода 12, а гидротрансформатор далее может выйти на режим гидромуфты при наличии муфты свободного хода 18 или быть заблокированным фрикционной муфтой 19 (см, фиг.1).

Ориентировочная оценка технической эффективности новой гидромеханической передачи показана на графике фиг.5. Кривая КПД (д) и коэффициент трансформации (К,) базового гидротрансформатора показаны сплошной линией, В качестве базового принят гидротрансформатор, на котором проведены эксперименты по улучшению обтекания колеса реактора за счет прокачки масла через пустотелые лопатки и было получено повышение КПД до 15, Поскольку в турбинном колесе на стоп-режиме имеют место столь же высокие ударные потери, о чем можно судить из входных треугольников скоростей (фиг.2 и 3), выполненных в одном масштабе, можно ожидать, что в новой гидромеханической передаче будет возвращено еще 15 мощности и общее наибольшее повышение КПД достигнет

30%. В этом случае кривая ожидаемого КПД будет выглядеть так, как показано на фиг.5 пунктиром. Соответствующая ей кривая коэффициента трансформации находится из выражения Kr = д /ir и показывает, что при

КПД g = 80 значение К< близко к 4 (см, точку а на графике фиг.5).

Известно, что диапазон изменения передаточных отношений ступенчатых коробок передач, например, колесных и гусеничных машин легкой категории по массе не превышает(4 — 4,5) единиц. Это говорит о том, что новая гидропередача будет способна обеспечить движение таких машин с

КПД не хуже 80 без дополнительной ступенчатой коробки передач, Возможно понадобится одноступенчатая коробка передач, если реальный КПД окажется при ir = 0,2 ниже 80, что и в этом случае даст общее заметное упрощение конструкции трансмиссии, поскольку коробки передач содержат обычно 3 — 4 ступени даже при наличии типового трехколесного гидротрансформатора, Оценка технической эффективности новой гидромеханической передачи не может считаться достаточной без учета потребляе5

55 мой мощности дополнительным насосным колесом 11. Ориентировочные расчеты показывали, что для обеспечения требующегося расхода и давления масла на стоп — режиме гидротрансформатора (1г = О) дополнительное насосное колесо 11 будет потреблять около

3,5 мощности, идущей в круг циркуляции с насосного колеса 1. Учитывая, что к передаточному отношению г=0,7 эта мощность становится равной нулю, можно прогнозировать, что при ir = 0,2 потребляемая мощность будет равна 2,5, а ожидаемый

КПД гидромеханической передачи на этом режиме будет меньше на 2,5, т.е, 77,5 вместо 80Я, по кругу циркуляции. Это приведет к снижению коэффициента трансформации с 4,00 до 3,88, что несущественно, Таким образом, контур циркуляции масла с дополнительным насосным колесом практически не снижает высокие технические характеристики новой гидромеханической передачи, Следует отметить еще одно существенно важное свойство новой гидропередачи, Поскольку процессы в круге циркуляции гидротрансформатора и в дополнительном насосном колесе подчиняются одним и тем же законам гидродинамического подобия, то правильно выбранные параметры дополнительного насосного колеса (расход, напор) при какой-либо входной частоте вращения останутся "правильными" при любой другой входной частоте вращения гидропередачи, Благодаря этому новая гидропередача, как и передача — прототип, сохраняет свои свойства независимо от входной частоты вращения, В заключение сравним характеристики новой гидромеханической передачи и гидромеханической передачи — прототипа. Расчетно-теоретический анализ показал, что стоп — режим гидропередачи, составленной из базового гидротрансформатора и планетарной передачи с передаточным отношением Кр = 3. реализуется при передаточном отношении гидротрансформатора i

Максимальный коэффициент трансформации при ir = 0 равен 2,56, а точка перехода на гидромуфту соответствует передаточному отношению Ir = 0,44 (см. фиг.5 штрихпунктирная линия). От i< = 0,44 до г=1 гидромеханическая передача — прототип работает в режиме гидромуфты. Таким образом, по КПД и рабочему диапазону передаточных отношений с приемлемыми значениями КПД гидропередача-прототип уступает как базовому гидротрансформатору, так и в существенной степени новой гидромеханической передаче, 1789802

Формула изобретения

Гидромеханическая передача, содержащая гиррптрансформатор, включающий в себя образующие круг циркуляции насосное, турбинное и реакторное колеса, входной подпиточный канал, соединенный с полостью круга циркуляции между насосным и реакторным колесами, и выходной подпиточный канал, входной вал, соединенный с насосным колесом, планетарную передачу, включающую в себя солнечную шестерню, эпицикл, соединенный с насосным колесом, и водило, соединенное с турбинным колесом, а также выходной вал и муфту свободного хода, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью расширения диапазона передаточных отношений и повышения КПД, она снабжена дополнительным насосным колесом с подводным и отводным каналами, установленным вне круга циркуляции, которое через муфту свободного хо5 да соединеной с солнечной шестерней, при этом входные участки лопастей турбинного и реакторного колес выполнены с внутренними полостями и со сквозными отверстиями, подводной канал дополнительного

10 насосного колеса соединен с внутренними полостями лопастей реакторного колеса и с выходным подпиточным каналом, который соединен с внутренними полостями лопастей турбинного колеса, а отводной канал

15 дополнительного насосного колеса соединен с входным подпиточным каналом, причем выходной вал соединен с водилом.

1789802

Р 02

Корректор И,Шмакова

Редактор

Заказ 341 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Я

0/О

700

Составитель Г. Громы ко

Техред М.Моргентал

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

К/

Гидромеханическая передача Гидромеханическая передача Гидромеханическая передача Гидромеханическая передача Гидромеханическая передача 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных и тяговых машин

Изобретение относится к машиностроению

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств (автобусы, большегрузные автомобили и др.)

Изобретение относится к транспортному машиностроению

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам управления гидромеханическими передачами

Изобретение относится к конструкциям гидродинамических передач, устанавливаемых на путевых машинах, предназначенных для ремонта и поддержания текущего состояния пути. Гидромеханическая передача содержит механическую часть, гидравлическую часть, систему питания и управления. Гидравлическая часть включает в себя расположенный после входного вала гидротрансформатор с турбинным валом, насосным и турбинным колесами. Механическая часть гидромеханической передачи снабжена расположенной за гидротрансформатором коробкой передач. Последняя снабжена муфтой переключения реверса. Турбинный вал коробки передач жестко связан с турбинным колесом гидротрансформатора. Механическая часть гидромеханической передачи также снабжена валами для отбора мощности. Система питания и управления в свою очередь обеспечена аппаратами автоматического управления и насосом для питания гидротрансформатора и коробки передач. При этом гидромеханическая передача снабжена трехступенчатой коробкой передач. Коробка передач содержит первый фрикционный вал с установленной на нем многодисковой фрикционной муфтой первой ступени и второй фрикционный вал с установленными на нем двумя многодисковыми фрикционными муфтами соответственно второй и третьей ступеней. На турбинном валу коробки передач жестко насажены шестерни, которые передают крутящий момент на фрикционные валы. Гидротрансформатор обеспечен фрикционной муфтой блокировки, установленной между насосным и турбинным колесами. Достигается повышение эффективности работы гидромеханической передачи. 1 ил.

Изобретение относится к гидравлическим передачам. Гидропередача содержит два масляных насоса, приводимых от двигателя. При работе гидротрансформатора два масляных насоса работают параллельно, обеспечивая требуемое давление масла в гидротрансформаторе и расход масла через теплообменник. На режиме блокировки гидротрансформатора один масляный насос соединяется с гидробаком для снижения потерь мощности. Включение гидрозамедлителя выполняется пневмокраном. При этом гидротрансформатор переводится в режим блокировки. Величина тормозного момента гидрозамедлителя регулируется двухпозиционным электрическим выключателем, управляемым водителем. На режиме максимального тормозного момента в гидрозамедлитель масло подается от двух масляных насосов, а при частичном тормозном моменте гидрозамедлителя один масляный насос отключается, снижая потери мощности. Достигается повышение надежности устройства. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидромеханическим автоматическим коробкам переключения передач скорости (АКПП), а также к транспортным средствам для передвижения по суше и на воде, использующим гидромеханические АКПП. В АКПП шестеренные зубчатые передачи выполнены в виде размещенной на входном валу центральной шестерни и установленных с зубчатым зацеплением с ней шестерней, имеющих различные диаметры. Каждая из шестерней установлена на входном валу одного гидротрансформатора с центробежными колесами насоса и турбины, размещенными на его входном и выходном валах и образующими круг циркуляции рабочей жидкости. В круге циркуляции размещены также поворотные лопатки реактора. Раскрыты особенности выполнения геометрических параметров и форм профилирования лопаток центробежных колес насосов и турбин гидротрансформаторов, а также их выполнение с безлопаточным щелевым диффузором на входе в турбинное колесо. Достигается высокое КПД, малые размеры АКПП. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к автоматизированной механической коробке передач. Коробка передач включает первый блок переключения передач (10), соединенный с турбиной гидротрансформатора, второй блок переключения передач (20), включающий блок ведущего зубчатого колеса вспомогательного привода (30), связанного с насосным колесом гидротрансформатора. Первый блок (10) увеличивает или уменьшает количество об/мин мощности от двигателя (1), передаваемой с помощью гидротрансформатора и передает мощность на ведущие колеса (50). Второй блок (20) соединен с двигателем (1) и увеличивает или уменьшает количество об/мин мощности от двигателя (1) и передает мощность на ведущие колеса (50). Блок ведущего зубчатого колеса вспомогательного привода (30) использует сцепление (32), чтобы управлять зубчатым колесом вспомогательного привода (31) и первым ведущим валом (11), соединенным с ведомым валом (40), и передает вращательное усилие двигателя (1) ведущим колесам (50) посредством зубчатого колеса вспомогательного привода (31) и сцепления (32), в то время как первый блок (10) или второй блок (20) переключают скорости. Достигается повышение надежности устройства. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх