Гидравлическая передача

 

41553

Класс 20 b, Ю -

ОПИСАНИЕ гидравлической передачи.

К зависимому авторскому свидетельству С. В. Моравского, заявленному

6 апреля 1934 года (спр. о перв. М 145353).

Основное авторское свидетельство на имя того же лица от 30 июня 1934 года Хо 37435.

О выдаче зависимого авторского свидетельства опуоликовано 28 февраля 193о гота. (387) В основном авторском свидетельстве

Мв 37435". описана гидравлическая передача, заключающая в себе первичный двигатель и поршневые насос и гидравлический двигатель, из коих насос и гидравлический двигатель имеют общее рабочее пространство, сообщающееся с отдельной камерой через окна, которые остаются открытыми в течение всего нерабочего хода поршня этого двигателя, а при рабочем ходе того же поршня остаются открытыми лишь при нерабочем ходе поршня насоса. Недостатком этой передачи является то, что поршень гидравлического двигателя может сообщать вращающий момент ведущим колесам тепловоза или вообще ведомому валу лишь при движении своем в одну сторону.

Предлагаемая передача устраняет этот недостаток тем, что в ней гидравлический двигатель является уже двигателем двойного действия. Это достигается тем, что поршень гидравлического двигателя взаимодействует уже не с одним, а с двумя поршнями насоса, жестко связанными между собою и помещенными на одной геометрической оси в общем цилиндре по одному с ка ждой стороны поршня гидравлическ зго двигателя. Образующиеся при этом два рабочих пространства, отделенные друг от друга поршнем двигателя, сообщаются с общей отдельной камерой через окна, расположенные rro окружности в теле цилиндра.

На чертеже фиг. 1 изображает боковой вид передачи с частичным разрезом; фиг. 2 — вид той же передачи с частичным разрезом в плане; фиг. 3 — вертикальный разрез той же передачи по линии СД фиг. 1; фиг. 4, 4 — продольный и поперечный разрезы золотника; фиг. 5 — деталь системы управления золотником; фиг. 6, 7 и 8 — систему управления золотником; фиг. 9, 10, 11, 11, 12, 12 (разр. по  — Г фиг. 12), 13 (разр. по А--Б фиг. 10), 14 и 14 — устройство для изменения радиуса кривошипа первичного двигателя и детали этого устройства; фиг. 15 (разр. по Ж-3 фиг. 7)— устройство для реверсирования передачи; фиг. 16 — разрез сальника для штока поршня гидравлического двигател»; фиг. 17 — общий боковой вид тепловоза.

По обеим сторонам рамы теплогоза установлены цилиндры с тремя поршнями в каждом и шатунно-кривошипные механизмы для передачи движе.гия от среднего поршня на ведущие ocrr тепловоза, Крайние поршни 2, 3 (фиг, 1, 2) жестко связаны между сооои рамон, а в пространстве между ними ходит третий поршень 1, шток которого про ущен сквозь шток заднего поршня 2.

Поршни 2 и 8 связаны через посредство шарнирно-шатунного механизма с кривошипом 4 (фиг. 2, 9, 10, 13) на валу дизеля. Кривошип имеет особое устройство, позволяющее изменять величину хода работающих от него поршней.

Поршни 2, 8 передают от двигателя рабочее усилие на оси тепловоза путем сжатия жидкости, находящейся между ними и поршнем 1, воспринимающим от них движение. Когда один нагнетаю-, щий поршень производит сжатие, вто- . рой в это время производит засасыва- ние жидкости через открываемые золотником 5 окна 6 (фиг. 1 — 3), расположенные по всеи окружности, цилиндра. При встречном движении крайних и среднего поршней жидкость выталкивается наружу в запасную камеру, окружающую цилиндр. Путем изменения величины хода нагнетающих поршней изменяется скорость движения их, а значит и число оборотов колес тепловоза. Во избежание гидравлических ударов и черезмерных давлений устроен стабилизатор 7 (фиг. 1) с поршнями 8 и 9, на которые через каналы в теле цилиндра воздействует жидкость, последнего. Поршни 8, 9 опираются на концы рессоры 10. При передаче усилия сжимаемая жидкость давит на эти поршни и изгибает рессору; таким образом, давление в цилиндре поднимается по плавной кривой. В случае, если давление превысит нормальное, поршень, опускаясь ниже, открывает канал 11 и выпускает излишнюю жидкость обратно в камеру 12. В тех случаях, когда поршень l движется быстрее нагнетающего поршня, в целях устранения вредных разрежений, штоки

13 и 14 поршней 8, 9 имеют свооодный ход вверх. Золотник 5 (фиг. 1, 2, 4) представляет собою тонкостенный цилиндр. С каждой стороны окоп 6 имеется

IIo два уплотняющих кольца, чтобы избежать утечки жидкости при ее сжатии. Чтобы удержать эти кольца на месте, когда окна открыты, золотник имеет по краям пальцы 15. По бокам к золотнику прилиты штоки;16 и 17, пропущенные сквозь кожух камеры 12 и шарнирно соединенные с серьгой 18 (фиг. 5) и дальше с шатуном 19 (фиг. 1, 6, 8), имеющим на конце палец с камнем 20. Камень 20 входит в прорез кулисы 21, которая соединена шарнирно с шатуном 22. 111атун 22 имеет шарнирный излом посредине и удерживается от дальнейшего изгиба в этом месте коромыслом 23 с серьгой 24. Золотник 5 приводится в движение от кривошипа валика 25(фиг. 1, 2, 6), который приводится во вращение с одинаковой скоростью с валом дизеля при посредстве конических шестерен 26. Работа его происходит в следующем порядке: когда нагнетающий поршень начинает выходить из мертвого положения для всасы вани я кривошип валика 25 двигается из точки

Л (фиг. 6) и золотник открывает окна 6, При наивысшей скорости поршня кривошип стоит в точке М и окна открыты полностью. При приходе поршня в другое мертвое положение коивошип валика 25 становится в точку 1 и окна закрыты.

При сжатии золотник движется в том же порядке, продолжая перекрывать окна, причем окна, расположенные по другую сторону поршня 1., остаются все время открытыми. При таком устройстве открытие окон 6 происходит при максимальной скорости золотника и з",äåðæi à засасывае мой жидкости при открытии окон сводится к минимуму.

Кулачная шайба 27(фиг. 1, 6), по ободу которой катятся ролики коромысла 23, вращается с одинаковой скоростью с колесами тепловоза при помощи двух пар конических шестерен 28 и 29 (фиг. 7). Как только поршень 1 начинает подходить к крайнему положению, ролики коромысла 28 начинают катиться уже по кулаку шайоы 2>, что вызывает перестановку золотника, так как при этом коромысло, изменяя свой наклон, увеличивает или уменьшает угол излома шатуна 22 и вместе с этим устанавливает серьгу 18 в несколько наклонном положении уже в другую сторону, чем прежде, а это вызывает переход работы золотника на другие окна. Кривошипы ведущих колес, сочлененные с поршнем 1> по одну сторону рамы тепловоза повернуты по отношению к кривошипам другой стороны на 90, чтобы избежать мертвых "î÷åê. Соответственно с этим и кулачки шайб 27 повернуты друг к другу на 90 .

Управление тепловозом сводится к следующему. Для изменения хода тепловоза на обратный достаточно валик с кулачковыми шайбами повер- нуть на 180 ; при этом коромысло становится в противоположное прежнему положение и золотники переходят работать на другие окна. Таким образом, дизель здесь применяется не реверсивный. Для осуществления указанного действия передвигают при помощи маховика 30 (фиг. 7, 15, 17) и тяги рейку

31, которая через зубчатку 32 вращает валик с шайбой 27, причем зубчатка 32 связана пружинным фрикционом с конической шестерней 29.

Для обеспечения полной перестановки хода около маховика имеется циферблат со стрелкой. Холостой ход дизеля, т. е. разъединение его с колесами тепловоза достигается рукоятью 33 (фиг. 17), которая при помощи тяги и рычага 34 (фиг. 8) поднимает шатун 19 вверх и устанавливает камень 20в центре качания кулисы 21, благодаря чему, несмотря на продолжающееся качание кулисы 21, шатун 19 остается неподвижным, а вместе с этим золотник остается неподвижным в среднем положении, при котором окна б с обеих сторон цилиндра остаются открытыми и поршни работают вхолостую.

Изменение передаточного отношения достигается изменением величины эксцентриситета кривошипа 4, от которого работают нагнетательные поршни 2, 3.

Кривошип 4 (фиг. 9) свободно входит снпннн папфанн 35 н 55 н гнезда пае«(37, 38 (фиг. 10) вала дизеля, а квадратом 39 он жестко связан с пальцем 40 (фиг. 10, 11, 11 ), башмачки 41 и 42 которого входят в эксцентрично расположенные каналы 43 и 44 (фиг. 12) шайбы 45. Поворачивая шайбу 45, изменяют наклон кривошипа 4 и расстояние а (фиг, 13) шейки его от оси вала дизеля, а значит и величину хода нагнетающих поршней, равную 2а. Поворот шайбы 45 производится при помощи шестеренок., из которых шестерни 4б и 47закреплены l винтами неподвижно на валу дизеля, шестерни 48 и 49 (фиг. 10, 14) отлиты за одно целое с корпусом двух одинаковых шайб 50 и 51, а шестерня 52 жестко связана с корпусом шайбы 45 .

В каждой шайбе 50 и Я имеется пара насаженных на одну ось планетных шестерен 53 и 54. Если передаточное отношение для шестерен 52 и 53 равно

1О/1о„то для шестерен 47 и 54 оно равно ", „,„. При вращении шайбы 50 вокруг вала на один оборот шайба 45 поворачивается около того же вала только на 0,01 оборота. Точно такое же отношение имеют шестерни шайбы 51, Значит, чтобы повернуть шайбу 45 на полъоборота, шайба 50.должна сделать

50 оборотов, а шайба 51 — 5000 оборотов.

Для вращения последней шайбы 51 имеется маленькая воздушная турбинка 55 (фиг. 10), которая работает от вентилятора 5б (фиг. 2) на конце вала дизеля. Вращение шайбы 51 может производиться и от электромоторчика.

Таким образом, изменение скоростей происходит совершенно плавно при помощи регулирования подачи воздуха для вращения турбинки в ту или иную сторону.

Для предохранения от замерзания воды в цилиндрах во время морозов горячая вода из охлаждающей системы дизеля подводится по трубам 57 (фиг. 3) и обогревает резервуар 12.

Возможно также, что при работе жидкость будет сама нагреваться от трения.

Неотъемлемой частью двухцилиндровой передачи является тяжелый маховик, который должен поглощать мощность двигателя в те короткие промежутки, когда нагнетательные поршни стоят в мертвом полоежении.

При передаче очень больших мощностей, например, в не колько тысяч сил, есть смысл поставить с другой стороны двигателя другой кривошип, повернутый относительно кривошипа 4 на 90, с двумя дополнительными цилиндрами; тогда передача усилий будет более непрерывнои, а это избавит вал двигателя от слишком сильных колебаний нагрузки и от необходимости ставить слишком громоздкий маховик. Благодаря черезвычайной гибкости передачи для режима работы дизеля создаются самые благоприятные условия в отношении равномерности его нагрузки за счет плавного и непрерывного изменения передаточного отношения.

Предмет изобретения, 1. Форма выполнения гидравлической передачи по основному авторскому свидетельству № 37435, отличающаяся тем, что, в целях воздействия на поршень двигателя при обоих ходах последнего, насос снабжен двумя расположенными на одной геометрической оси и жестко связанными между собою поршнями, помещенными в общем цилиндре по одному с каждой стороны поршня двигателя и образующими с поршнем двигателя два рабочих пространства, сообщающиеся с общей отдельной камерой через окка, расположенные IIo окружности цилиндра.

2. Форма выполнения передачи по п. 1, отличающаяся тем, что для перекрывания окон 6 (фиг. 1) применен общий для обоих рабочих пространств llèëèíдра золотник 5, выполненный в виде втулки, охватывающей тело цилиндра и совершающей возвратно-поступательное движение.

З.Форма выполнения передачи по п. 2, отличающаяся тем, что для сообщения золотнику возвратно-поступательного движения применена передача от вала первичного двигателя, заключающая в себе кривошипный валик 25 и кулисную систему 16 — 22.

4. Форма выполнения передачи по пп. 2 и 3, отличающаяся тем, что для обеспечения быстрого сооб цения рабочих пространств с камерой 12 при перемене хода поршней насоса кривошип валика 25 смещен на 90 относительно сопряженного с поршнями насоса кривошипа 4 первичного двигателя таким образом, чтобы к началу кового хода поршня насоса золотник мог переместиться на половину своего хода.

5. Форма выполнения передачи по пп. 2 и 3, отличающаяся тем, что для автоматического переключения работы золотника с одного рабочего пространства цилиндра на другое приме-le»a кулачная шайба 27 (фиг. 1), взаимодействующая посредством коромысла 28 н серьги 24 с составленным из двух, звеньев шатуном 22 и сопряженная с ведомым валом посредством зубчатой передачи с передаточным числом, рави ым единице.

6. Форма выполнения передачи по пи. 1 — 3, 5, отличающаяся тем, что для произвольного поворачивания шайбы 27 на 180, с целью реверсирования передачи, применен винт с маховиком ЗО (фиг. 7) и зубчатая передача 31, 82.

7. Форма выполнения передачи по пп. 1 — 3, отличающаяся тем, что для перестановки камня 20 в кулисе 21, с целью выключения передачи, примеиена рычажная система М, 84.

8. Форма выполнения передачи по п. 1, отличающаяся тем, что диаметр и ход поршня насоса соответственно меньше диаметра и хода поршня двигателя.

9. Форма выполнения передачи по пп, 1, 8, отличающаяся тем, что для изменения передаточного отношения кривошип 4 имеет произвольно изменяемый радиус, 10. Форма выполнения передачи по п. 9, отличающаяся тем, что кривошип 4 (фнг. 9 — 14) поворотно укреплен в плечах 37, 88 вала первичного двигателя и может быть произвольно поворачиваем относительно этих плеч при помощи планетарной передачи 46 — 54.

11. Форма выполнения передачи пс пп. 1 — 10, отличающаяся тем, что для предотвращения жестких ударов и черезмерного давления в рабочих пространствах цилиндра последние помимо окон

6 могут сообщаться с камерой 12через каналы 11 (фкг. 1), перекрываемые поршнями 8, 9, взаимодействующими

lIocpeдством своих штоков 13, 14 с рессорои 1Г).

12. Форма выполнения передачи по пп. 1 — 11, отличающаяся тем, что в ц.лях выравнивания крутящих моментов на ведомом валу применены две параллельно действующих системы передачи, сообщающие вращенке ведомому валу посредством отдельных кривошипов, смещенных относительно друг друга на 90 .

К зависимому авторскому свидетельсТву

С. В. Коравского № 41553

1 " ! )) f кп. „< èåíà q Лак. 1801- ЬОЦ дксперт н редактор Я, И. Редькой н