Варіатор передачі зусилля

1. Варіатор передачі зусилля, що складений із кожуха, ведучої та веденої частин механізму, регулятора подачі гідравлічної речовини-носія, шестірні передачі зусиль від двигуна, регулятора ходу, механізму пересування пристрою під дією речовини-носія, порожнин носія, поєднання за рахунок переміщення в напрямних деталях зчеплення, пристрою впуску-випуску носія, вала відбору потужності, підшипників ведучого та веденого частин механізму, закріплених в кожусі, який відрізняється тим, що ведуча частина механізму виконана у складі корпусу із радіальними плунжерами, з основним і додатковим повзунами відцентрового регулятора автоматичного вибору режиму роботи варіатора та регулятора подачі речовини-носія у вигляді клапану подвійної дії, а ведена частина механізму виконана з корпусу з внутрішньою порожниною еліптичної форми і з`єднаного безпосередньо з C2 2 64892 1 3 складі: а диференціальної шестерні, ведучої частини (насадки), позиційного варіатора, веденої насадки (частини); радіальних посадочних місць шарнірних плечей, пнематичного контрольного пристрою, отвору ведучого валу, шестерні ведучого вала, кожуху, кільцевої шестерні, сателітних шестерень, валу передачі із трансмісійого вала, планетарних шестерень, валу передаючі із трансмісійого вала, механізму з'єднання або зчеплення кінців передачі, головки механізму зчеплення, радіальних канавок, випуклої кришки з канавками, наскрізних робочих отворів штанг з'єднання, сопла пневмопристрою, шарнірних плечей механізму з'єднання, вільних кінців плечей з'єднання, шарнірів плечей механізму з'єднання, параболічної форми корпус механізму з'єднання, робочих поверхонь механізму з'єднання, кільцевої впуклості (виїмки), центрального отвору, тіла позиційного варіатора, шарнірного з'єднання в тілі варіатора і його шарнірного плеча, центральної порожнини утвореної між частинами механізму b та d, привідного штока позиційного варіатора с, крутної перегородки бокової камери, вхідного каналу, вихідного каналу, ущільнюючого кільцевого з'єднання, постійної герметизації форкамери, кільцевої пневматичної камери, пневматичного циліндру, поршня позиційного варіатора, ексцентрикового кільця, пристрою прокочування розташованого на цьому кільці, вхідних клапанів, вихідних клапанів, верхніх вхідних (кінцеві) клапани циліндру, нижніх вихідних клапанів циліндру, верхніх вихідних клапанів циліндра [3]. Пристрій варіатора зміни крутного моменту працює так, що під дією повітря пересувають поршень, який в свою чергу змінить положення головки, розсунувши шарнірні плеча, які увійдуть у зачеплення і передадуть рух від ведучого до веденого валу. Недоліками цього пристрою варіатора зміни крутного моменту є застосування в якості носія передачі зусилля повітря та зчеплення плечами головки тому, що для стиску повітря потрібно достатньо герметичні у роботі ущільнення, компресор, висока пружність повітря зменшить надійність, а передача зусиль за допомогою шарнірних плечей обмежить оберти ведучої частини та призводить до їх ламання при збільшенні величини зусилля крутного моменту і таким чином, до низької надійності пристрою варіатора зміни крутного моменту. В основу винаходу поставлено завдання створення варіатора передачі зусилля від головного валу двигуна до периферійних механізмів шляхом передачі зусилля ведучого корпусу рухомими плунжерами розташованими в ньому, зміну положення яких здійснюють рухом плунжерів по внутрішній еліптичній поверхні веденого корпусу, з яким вони контактують поверхнями втулок підшипників, та тиском гідравлічної рідини зі сторони внутрішньої замкнутої порожнини, тиск від якої через плунжери, підшипники та втулки передають на. внутрішню еліптичну поверхню веденого корпусу, забезпечуючи зчеплення ведучого і веденого корпусів, змінною положення порожнинного 64892 4 повзуна з відцентровим регулятором, за допомогою якого реалізують автоматичне дозування тиску гідравлічної рідини, що дасть можливість здійснювати зчеплення та плавне регулювання передачі зусилля двигуна до периферійних механізмів і тим самим регулювання швидкості, замінити коробку передач та муфту зчеплення і завдяки цьому зменшити втрати потужності двигуна, досягнути плавності ходу, усунути ривки та шуми при перемиканні передач, зменшити вагу механізму. Поставлене завдання вирішують тим, що варіатор передачі зусилля виготовлено із двох частин розташованих в кожусі, а саме: ведучої і веденої частин механізму зв’язаних між собою плунжерами зчеплення розташованими в корпусі, що поміщений у нижній зовнішній корпус із внутрішньою порожниною еліптичної форми та ряду пристроїв забезпечення роботи як регулятора ходу, пристрою впуску-випуску носія – клапана подвійної дії з відповідними порожнинами для нього (носія), шестерні передачі зусиль від двигуна, валу відбору потужності, відповідно підшипників. Завдяки партій кратності і симетричності порожнин плунжерів досягають перекриття радіальних отворів у певному положенні порожнинного повзуна і дозування ним тиску речовин-носія у порожнинах плунжерів, останні входять в зачеплення коченням поверхнями втулок з поступовим зменшенням прокочування аж до практичної їх зупинки при збільшенні тиску речовини-носія на плунжери, а відтак на внутрішню еліптичну поверхню зовнішнього корпусу і таким чином передають зусилля руху від ведучої до веденої частин механізму. В той же час забезпечене в автоматичному або ручному режимах, завдяки клапану подвійної дії, регулювання тиску у випадку винаходу гідравлічної рідини та його зміну під плунжерами реалізують основним повзуном із відцентровим регулятором. У порівнянні з прототипом, де трансмісію руху здійснюють фрикційним тертям та прямою передачею; для управління і регулювання застосовують декілька клапанів постійної дії автоматичного управління рухом тяги за допомогою подачі повітря як носія, у винаходу трансмісію забезпечують підшипниками прокочування, а для зміни та плавного регулювання крутного моменту, застосовано один клапан дискретної дії, в якості речовини-носія використовують рідину. Відомо, що рідини менш пружні ніж гази, тому гідравлічна передача значно надійніша, може працювати певний час при незначному порушенні герметичності. У випадку повітря, в якості носія, через постійні його втрати для підтримання заданого робочого тиску в системі застосовують компресор із ресивером. У випадку відсутня потреба компресора та ресивера, бо завдяки незначній пружності рідининосія гідравлічна передача зусиль є більш чітка і через те надійна у порівнянні із прототипом. Крім цього передачу здійснюють шарнірними плечами з фрикційним зчепленням конічних поверхонь. При фрикційному зчепленні через тертя виникає локальна гіпертермія, яка, в свою чергу, 5 призводить до перегріву. Наслідком є зміни структури матеріалу, а також механічне зношування спряжених деталей.Відсутність потреби муфти зчеплення та передачі зусилля набором шестерень, планетарного механізму роблять пристрій більш простим щодо конструктивного рішення, а також економнішим у експлуатації через те, що пристрій: дасть можливість автоматично підтримати режим роботи периферійних механізмів та навантаження на двигун на одному заданому рівні при будь-яких зовнішніх умовах, забезпечуючи при потребі їх плавну зміну. На Фіг. зображено загальний вигляд у повздовжньому перерізі варіатора передачі зусилля. Варіатор передачі зусилля конструктивно виконано із веденого корпусу 1 із внутрішньою еліптичною поверхнею 2, ведучого корпусу 3 рухомих та розміщених строго симетрично плунжерів 4 парної кількості з визначеною кратністю. Корпус 1 з'єднано безпосередньо з валом відбору потужності 5. Причому корпус 1 та корпус 3 прикріплено до кожуха 6 підшипниками 7 та 8 відповідно, а до двигуна підшипником 9. У корпусі 3 передбачено наскрізні радіальні розміщені строго симетрично отвори 10 парної кількості з визначеною кратністю із розташованими в них пружинами 11 та плунжерами 4, які із зовнішньої робочої сторони оснащені підшипниками 12 на осях 13 і втулками 14. Утворена порожнина 15 між кожухом 6, корпусом 1 та корпусом 3 заповнена гідравлічною рідиною, наприклад маслом. Корпус 3 має осьовий отвір 16 із розташованим у ньому повзуном: 17, зафіксованим у ньому пазами 18 та порожниною 19, в якій є пружина 20 притиснення додаткового повзуна 21 на одному кінці, а на другому кінці відцентровий регулятор 22, який прикріплений одним шарнірним плечем 23 до корпусу 3, а другим шарнірним плечем 24 до повзуна 17, та тягою 25 з'єднаною з ним (повзуном 17) при допомозі двох опорних або радіально-опорних підшипників 26 розташованих в нерухомому корпусі 27 та тягою 28. Тяга 25 обладнана пазами 29 разом із пружиною 30 з'єднана із тягою 28 керування роботою варіатора. Наскрізні радіальні отвори 10 корпусу 3 поєднані із осьовим отвором 16 перехідними отворами 31, а порожнини 32, ними утворена, заповнена теж гідравлічною рідиною. У корпусі 1веденої частини механізму передбачено: пристрій впуску-випуску носія у вигляді клапана подвійної дії 33 надходження гідравлічної рідини через отвір 34 кожуха 6 у порожнину 15 та заповнення порожнин 32 через отвори 35 та отвір 36, пружину запирання 37 отворів 35; шестерню 38 передачі зусилля від двигуна на ведучий корпус 3 ведучої частини механізму. Пристрій варіатора передачі зусилля працює наступним чином. Відомим способом запущений двигун по шестерні 38 передасть обертовий рух на ведучий корпус 3 та відтак на повзун 17, які почнуть обертання разом із плунжерами 4, відцентровим 64892 6 регулятором 22 в підшипниках 9 та 8 відповідно, а корпус 27 разом із тягами 25, 28 та пружиною 30 нерухомі та прикріплені відомим чином до шасі. Плунжери 4 в радіальних отворах 10 притиснені пружинами 11 через підшипники 12 поміщені на осях 13 до поверхні 2, тому вільно проходять втулками 14 підшипників 12 по внутрішній еліптичній поверхні 2 порожнини корпусу 1. Гідравлічну речовину заповнення порожнин 32, завдяки симетричності та парній кратності розташування порожнин 32, плунжери 4 вільно перекачують з одних порожнин 32 до інших, розташованих на інших осях еліпса поверхні 2. Обертовий рух ведучого корпусу 3 посадженого на підшипник 9 до корпусу двигуна та на підшипник 8 у нерухомому кожусі 6 передають через з'єднання пазами 18 на відцентровий регулятор 22 при холостих обертах двигуна. В міру збільшення швидкості обертання корпусу 3 відцентровий регулятор 22 завдяки шарнірному з'єднанню плечем: 23 з тілом корпусу 3, а другим шарнірним плечем 24 з повзуном 17 почне просувати останній (повзун 17) глибше у осьовий отвір 16 корпусу 3, тим самим перекриваючи перехідні осьові отвори 31 плунжерів 4, що призведе до затруднения у перекачуванні гідравлічної рідини плунжерами 4 між симетрично розміщеними, парними визначеної кратності порожнинними 32, збільшення її (рідини) тиску в порожнинах 32, яке, в свою чергу, призведе до того, що у плунжерів 4, поступово, зі зростанням тиску під ними, вільне прокочування підшипниками 12 на осях 13 та їх втулками 14 буде сповільнене через зростання сили тиску гідравлічної речовини під ними. На корпус 1 почне діяти сила, яка призведе до його обертання на підшипнику 7. В міру зростання тиску гідравлічної речовини у порожнинах 32, ця гідравлічна рідина збільшить тиск на плунжери 4, одночасно розвантажуючи пружини 11 і збільшуючи тиск через підшипники 12, осі 13 і через них на втулки 14 до їх зупинки. При наступленні моменту, коли сила дії з боку плунжерів 4 на внутрішню еліптичну поверхню 2 корпусу 1 стане більшою за силу тертя спокою периферійних механізмів, корпус 1 почне обертання на підшипнику 7, приводячи в рух периферійні механізми. Завдяки еліптичній формі порожнини 2 корпусу 1 наступить заклинювання і плунжери 4 через підшипники 12 і втулки 14 почнуть обертати корпус 1 у підшипнику 7 нерухомого кожуха 6 із зусиллям однаковим до прикладеного до ведучого корпусу 1. Таким чином ведучий корпус 3 вступить в зчеплення через поверхню 2 з корпусом 1. По скільки корпус 1 безпосередньо з'єднано із валом відбору потужності 5, то його обертання (веденого корпусу 1) передадуть на вал 5, який буде мати можливість вільного обертання у підшипнику 7 нерухомого кожуха 6 у співвідношенні 1 до 1. Тривалість описаного процесу дуже коротка, і таким чином крутний момент із двигуна передадуть на вал 5 майже миттєво. Регулювання зчеплення здійснюють автоматично або за допомогою положення тяги 28, зусилля від якої передають через пружину 30 на з'єднану нерухомо із теж нерухомим корпусом 27 тягу 25, 7 64892 пересуваючи її у пазах 29. Всередині корпуса 27 на підшипниках 26 буде здійснювати обертовий рух повзун 17. В свою чергу, повзун 17, перекриваючи частково отвори 31 плунжерів 4, регулюватиме швидкість обертання корпусу 1 і тим самим й зусилля, яке буде на валу 5, в межах від 0 і максимально до 1. У випадку часткової втрати гідравлічної рідини у порожнинах 32 корпусу 3 плунжери 4 підтиснеш пружинами 11 в радіальних отворах 10 за рахунок інтенсивного перекачування гідравлічної рідини створять незначне розрідження зумовлене пониженням: статичного тиску через активний рух рідини у прицентровий області і збільшення у ній динамічного тиску, клапан 33 стисне пружину 37 і через отвір 36 надійде потрібна кількість гідравлічної рідини, а пізніше, після: надходження необхідної кількості гідравлічної речовини і зрівноваження тисків, пружина 37 призводить до закриття отвору 36 клапаном 33. Одночасно наступить втягування гідравлічної рідини крізь отвір 34 до заповнення порожнини 15. Автоматичний вибір режиму роботи варіатора здійснюють наступним чином: при збільшенні обертів корпусу 3 повзун 17 під дією відцентрового механізму 22 витіснитьгідравлічну речовину у внутрішню порожнину повзуна 17, яка, переміщуючи повзун 21 вліво, стисне пружину 20. Одночасно повзун 17 разом із 21 збільшать перекриття отворів 31, при цьому зросте динамічний тиск у прицентровій області порожнин 32, а статичний тиск відповідно впаде. Перекачування гідравлічної речовини між порожнинами 32 плунжерів 4 стане затруднене, в результаті статичний тиск в порожнинах плунжерів 32 зросте і як наслідок, плунжери 4 через осі 13, підшипники 12 і втулки 14 збільшать тиск на еліптичну поверхню 2 корпусу 1. Низький статичний тиск призведе до пересування дальше вправо повзуна 17, збільшуючи перекриття отворів 31 та не допускаючи збільшення обертів двигуна Комп’ютерна верстка О. Чепелев 8 за рахунок збільшення зчеплення між корпусами 1 та 3, а додатковий повзун 21 переміщення припинить через те, що інтенсивний рух гідравлічної речовини в прицентровій області порожнини 32 створить підвищений динамічний тиск гідравлічної речовини і відповідно низький статичний тиск, що призведе до втягування повзуна 17 у центральну область порожнини 32 в залежності від положення тяги 28 і відповідно 25 аж до повного перекриття отворів 31. При механічному (ручному) переміщенні тягами 28 та 25 повзуна 17 або зростанні обертів двигуна і відповідно корпусу 3 наступить повторення процесу. У випадку повного перекриття повзуном 17 отворів 31 має місце повне зчеплення вказаним вище чином як наслідок того, що плунжери 4 стануть нерухомі відносно еліптичної поверхні 2 корпусу 1. Крім цього додатковий повзун 21 забезпечить рівномірність ходу плунжерів 4, за рахунок зрівноваження тиску гідравлічної рідини та амортизацію нерівномірності роботи двигуна. Технічний результат, який досягають в результаті, застосування варіатора передачі зусилля дасть можливість здійснювати плавне та автоматичне зчеплення, регулювання в залежності від заданих умов експлуатації передачі зусилля двигуна до периферійних механізмів і тим самим регулювання швидкості, замінити коробку передач та муфту зчеплення і завдяки цьому зменшити втрати потужності двигуна, досягнути плавності ходу, усунути ривки та шуми при перемиканні передач, зменшити вагу і габарити механізму. Бібліографічні дані: 1. Кленников В.М. и др. Автомобили категории В, из-во Транспорт,м. 1981,с.119-128; 2. Пат. ФРН №43 43 401 A1, F16H47/04; В 60 К 17/06; 3. Пат. США №5 996 432, G05G07/04. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601