Автоматичний гідрореактивний трансформатор

Реферат: Автоматичний гідрореактивний трансформатор містить диференціальний механізм 1 з вхідним 2 та вихідним 3 центральними сонячними колесами, водило 4, двовінцевими сателітами 5, більші колеса 6 котрих кінематично зв'язані з вхідним центральним сонячним колесом 2, а менші 7 - з вихідним центральним сонячним колесом 3, об'ємні насоси 8, корпуси 9 котрих жорстко закріплені на водилі 4, а вали 10 кінематично зв'язані з двовінцевими сателітами 5 диференціального механізму 1, принаймні один для кожного об'ємного насоса 8 керований відцентровим механізмом 12 і тиском робочої рідини дросель 13, резервуари, сповільнювачів кутової швидкості водила 4, котрий містить роторну турбіну 19, кінематично зв'язану з водило 4, і статорну турбіну 20, жорстко зв'язану з резервуаром 11, причому резервуари і водило 4 можуть містити відповідно реакторне 16 та турбінне 17 колеса, згідно винаходу, роторна турбіна 19 сповільнювача 18 кутової швидкості водила 4 шарнірно підпружинена на водилі 4 і кінематично зв'язана з дроселями 13 з можливістю керування ними, а також, роторна турбіна 19 сповільнювача 18 кутової швидкості водила 4 виконана у вигляді робочого колеса відцентрового насоса 21, а статорна турбіна 20 об'єднана з реакторним колесом 16 резервуара 11, крім того, роторна турбіна 19 сповільнювача 18 кутової швидкості водила 4 містить корпусну 25 та робочу 26 частини, котрі з'єднані між собою механізмом вільного ходу 27, причому корпусна частина 25 роторної турбіни 19 кінематично зв'язана з дроселями 13. Винахід дозволяє автоматизувати передбачені режими роботи автоматичного гідрореактивного трансформатора шляхом ефективного компонування сповільнювача кутової швидкості водила з UA 107136 C2 (12) UA 107136 C2 можливістю керування дроселями, що збільшує обертовий момент в режимі трансформування, насамперед при виході зі стопового режиму. UA 107136 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до машинобудування і може бути використаний в автоматичних безступеневих трансмісіях транспортних засобів та гідроприводах машин загального і спеціального призначення. Відомий автоматичний гідростатичний трансформатор, котрий містить диференціальний механізм з вхідним центральним сонячним колесом, вихідним водилом та принаймні одним сателітом, принаймні один об'ємний насос, корпус котрого жорстко закріплений на водилі, а вал кінематично зв'язаний з сателітом диференціального механізму, принаймні один для кожного об'ємного насоса жорстко зв'язаний з корпусом об'ємного насоса та керований відцентровим механізмом і тиском робочої рідини дросель, і резервуар, причому резервуар і водило можуть включати відповідно реакторне та турбінне колеса [див. патент України на винахід № 82748 С2, МПК F16H 39/00, 41/00, В60К 17/10, Бюл. № 9, 2008]. Гідротрансформатор автоматично забезпечує передбачені режими роботи привода залежно від обертів приводного двигуна та навантаження на виході. Однак, трансформування обертового моменту при виході зі стопового режиму в окремих випадках передбачає значне збільшення коефіцієнту трансформації, зумовлюючи збільшення обертів двигуна, використання понижувальної передачі, а також нагрів робочої рідини, що негативно впливає на ефективність передачі. Найбільш близьким аналогом (прототипом) є гідротрансформатор, котрий містить диференціальний механізм з вхідним та вихідним центральними сонячними колесами, водилом та двовінцевими сателітами, більші колеса котрих кінематично зв'язані з вхідним, а менші - з вихідним центральними сонячними колесами, об'ємні насоси, корпуси котрих жорстко закріплені на водилі, а вали кінематично зв'язані з двовінцевими сателітами диференціального механізму, принаймні один для кожного об'ємного насоса керований відцентровим механізмом і тиском робочої рідини дросель, резервуар, а також сповільнювач кутової швидкості водила, котрий містить роторну турбіну, кінематично зв'язану з водилом, і статорну турбіну, жорстко зв'язану з резервуаром, причому резервуар і водило можуть містити відповідно реакторне та турбінне колеса [див. патент України на корисну модель № 73089 U, МПК F16H 39/00, 41/00, В60К 17/10, Бюл. № 17, 2012]. Гідротрансформатор забезпечує передбачені режими роботи привода залежно від обертів приводного двигуна та навантаження на виході. Однак, автоматичне керування дроселями в період обертання водила і вхідного центрального сонячного колеса в різних напрямах, насамперед при виході зі стопового режиму, передбачає впровадження допоміжних систем відкриття або обмеження закриття дроселя, що негативно впливає на ефективність та компактність передачі. В основу винаходу поставлено задачу автоматизувати передбачені режими роботи автоматичного гідрореактивного трансформатора шляхом ефективного компонування сповільнювача кутової швидкості водила з можливістю керування дроселями, що дозволить збільшити обертовий момент в режимі трансформування, насамперед при виході зі стопового режиму. Поставлена задача вирішується тим, що в автоматичному гідрореактивному трансформаторі, котрий містить диференціальний механізм з вхідним та вихідним центральними сонячними колесами, водилом, двовінцевими сателітами, більші колеса котрих кінематично зв'язані з вхідним центральним сонячним колесом, а менші - з вихідним центральним сонячним колесом, об'ємні насоси, корпуси котрих жорстко закріплені на водилі, а вали кінематично зв'язані з двовінцевими сателітами диференціального механізму, принаймні один для кожного об'ємного насоса керований відцентровим механізмом і тиском робочої рідини дросель, резервуар, сповільнювач кутової швидкості водила, котрий містить роторну турбіну, кінематично зв'язану з водилом, і статорну турбіну, жорстко зв'язану з резервуаром, причому резервуар і водило можуть містити відповідно реакторне та турбінне колеса, згідно винаходу, роторна турбіна сповільнювача кутової швидкості водила шарнірно підпружинена на водилі і кінематично зв'язана з дроселями з можливістю керування ними, а також роторна турбіна сповільнювача кутової швидкості водила виконана у вигляді робочого колеса відцентрового насоса, а статорна турбіна об'єднана з реакторним колесом резервуара, крім того, роторна турбіна сповільнювача кутової швидкості водила містить корпусну та робочу частини, котрі з'єднані між собою механізмом вільного ходу, причому корпусна частина роторної турбіни кінематично зв'язана з дроселями. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг. 1 наведено кінематичну схему автоматичного гідрореактивного трансформатора з сповільнювачем кутової швидкості водила у вигляді гідродинамічного ретардера з безпосереднім впливом роторної турбіни на дроселі, на фіг. 2 - кінематичну схему автоматичного гідрореактивного трансформатора з роторною 1 UA 107136 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 турбіною у вигляді робочого колеса відцентрового насоса з можливістю керування дроселями через колінчасті коромисла. Автоматичний гідрореактивний трансформатор виконаний у вигляді гідростатичної муфти з дросельним регулюванням потоку робочої рідини і містить диференціальний механізм 1 з вхідним центральним сонячним колесом 2, вихідним центральним сонячним колесом 3, водилом 4, двовінцевими сателітами 5, більші колеса 6 котрих кінематично зв'язані з вхідним центральним сонячним колесом 2, менші 7 - з вихідним центральним сонячним колесом 3, а також об'ємні насоси 8, корпуси 9 котрих жорстко закріплений на водилі 4, а вали 10 кінематично зв'язані з двовінцевими сателітами 5 диференціального механізму 1, резервуар 11. Для кожного об'ємного насоса 8 впроваджено принаймні один жорстко зв'язаний з корпусом 9 об'ємного насоса 8 та керований відцентровим механізмом 12 і тиском робочої рідини дросель 13, встановлений з можливістю формування реактивного моменту на водилі 4. Відцентровий механізм 12 (спільний або автономний для кожного дроселя 13) виконаний у вигляді підпружинених пружинами 14 вантажів 15, котрі кінематично зв'язані з дроселем 13 та водилом 4. З метою формування додаткового динамічного реактивного моменту резервуар 11 і водило 4 можуть містити відповідно реакторне колесо 16 та турбінне колесо 17. Автоматичний гідрореактивний трансформатор включає сповільнювач 18 кутової швидкості водила 4 з роторною турбіною 19 та статорною турбіною 20 (фіг. 1), причому роторна турбіна 19, згідно винаходу, може бути виконана у вигляді робочого колеса відцентрового насоса 21 (фіг. 2), що дає можливість об'єднати статорну турбіну 20 з реакторним колесом 16 резервуара 11. Згідно винаходу, роторна турбіна 19 автоматичного гідрореактивного трансформатора шарнірно підпружинена пружинами 22 на водилі 4 і кінематично зв'язана з дроселями 13 з можливістю керування ними безпосередньо або через відцентровий механізм 12 профільними обмежувачами 23 (фіг. 1), а також через допоміжні механізми, зокрема колінчасті коромисла 24 (фіг. 2). Роторна турбіна 19 (робоче колесо відцентрового насоса 21 (фіг. 2)) може включати корпусну 25 та робочу 26 частини, котрі з'єднані між собою механізмом вільного ходу 27, причому корпусна частина 25 роторної турбіни 19 кінематично зв'язана з дроселями 13. Автоматичний гідрореактивний трансформатор працює наступним чином. При запуску приводного двигуна і роботі його в режимі холостого ходу вихідне центральне сонячне колесо 3 диференціального механізму 1 нерухоме. Робоча рідина перекачується об'ємними насосами 8 через попередньо відрегульовані частково відкриті дроселі 13, циркулюючи в резервуарі 11. Водило 4 в цьому випадку обертається протилежно вхідному центральному сонячному колесу 2 і при збільшенні обертів приводного двигуна гальмується сповільнювачем 18 кутової швидкості водила 4 (фіг. 1, фіг. 2), а також - реактивним моментом на турбінному колесі 17 (фіг. 2), що забезпечує максимальний обертовий момент на виході автоматичного гідрореактивного трансформатора та передбачуваний коефіцієнт трансформації. Роторна турбіна 19 (робоче колесо відцентрового насоса 21 (фіг. 2)) при цьому зміщується відносно водила 4, автоматично керуючи дроселями 13. При недостатньому з боку сповільнювача 18 гальмівному моменті на водилі 4 останнє гальмується, крім того, реактивним моментом від витічних з дроселів 13 струмин та додатковим реактивним моментом на турбінному колесі 17 (фіг. 1, фіг. 2). В цьому випадку збільшують передаточне число диференціального механізму 1 та попередньо регулюють дроселі 13 менш відкритими. При виході зі стопового режиму зменшується кутова швидкість водила 4 і вплив сповільнювача 18 кутової швидкості водила 4 на формування обертового моменту на виході автоматичного гідрореактивного трансформатора, основними складовими котрого стає обертовий момент гідростатичної муфти за рахунок гальмування сателітів 5 об'ємними насосами 8 і реактивний момент від витічних з дроселів 13 струмин та додатковий реактивний момент на турбінному колесі 17. Дроселі 13 в цьому випадку керуються роторною турбіною 19. При подальшому збільшенні кутової швидкості вихідного центрального сонячного колеса 3 водило 4 змінює напрям кутової швидкості і не гальмується сповільнювачем 18 кутової швидкості водила 4. Для цього при застосуванні гідродинамічного ретардера використовують роторну турбіну 19 та статорну турбіну 20 з нахиленими назад лопатями, або, згідно винаходу, впроваджують роторну турбіну 19 (фіг. 1) чи робоче колесо відцентрового насоса 21 (фіг. 2) з корпусною 25 та робочою 26 частинами, котрі з'єднані між собою механізмом вільного ходу 27. Дроселі 13 в цьому випадку керуються відцентровим механізмом 12. Повне закриття дроселів 13 забезпечує пряму передачу, якщо момент опору стає меншим максимального крутного моменту приводного двигуна. Зміну обертів за напрямом забезпечують реверсивною передачею (умовно не показано). За необхідності впроваджують підвищувальні та (або) понижувальні передачі. 2 UA 107136 C2 5 Таким чином, впровадження трансмісії на основі автоматичного гідрореактивного трансформатора дозволить ефективно забезпечити передбачені режими роботи привода з безступеневим трансформуванням обертового моменту, отримати значну економію палива порівняно із ступеневими передачами та гідродинамічним трансформатором, та спростити управління. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 1. Автоматичний гідрореактивний трансформатор, який містить диференціальний механізм з вхідним та вихідним центральними сонячними колесами, водилом, двовінцевими сателітами, більші колеса котрих кінематично зв'язані з вхідним центральним сонячним колесом, а менші - з вихідним центральним сонячним колесом, об'ємні насоси, корпуси котрих жорстко закріплені на водилі, а вали кінематично зв'язані з двовінцевими сателітами диференціального механізму, принаймні один для кожного об'ємного насоса керований відцентровим механізмом і тиском робочої рідини дросель, резервуар, сповільнювач кутової швидкості водила, котрий містить роторну турбіну, кінематично зв'язану з водилом, і статорну турбіну, жорстко зв'язану з резервуаром, причому резервуар і водило можуть містити відповідно реакторне та турбінне колеса, який відрізняється тим, що роторна турбіна сповільнювача кутової швидкості водила шарнірно підпружинена на водилі і кінематично зв'язана з дроселями з можливістю керування ними. 2. Автоматичний гідрореактивний трансформатор за п. 1, який відрізняється тим, що роторна турбіна сповільнювача кутової швидкості водила виконана у вигляді робочого колеса відцентрового насоса, а статорна турбіна об'єднана з реакторним колесом резервуара. 3. Автоматичний гідрореактивний трансформатор за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що роторна турбіна сповільнювача кутової швидкості водила містить корпусну та робочу частини, котрі з'єднані між собою механізмом вільного ходу, причому корпусна частина роторної турбіни кінематично зв'язана з дроселями. 3 UA 107136 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4