Автоматичний гідрореактивний трансформатор

Реферат: UA 93919 U UA 93919 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудування і може бути використана в автоматичних безступеневих трансмісіях транспортних засобів та гідроприводах машин загального і спеціального призначення. Відомим аналогом є 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 коефіцієнта трансформації, зумовлюючи збільшення обертів двигуна, використання понижувальної передачі, а також нагрів робочої рідини, що негативно впливає на ефективність передачі. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі 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 диференціального механізму (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, сповільнювач кутової швидкості водила диференціального механізму, роторна турбіна котрого не розвиває достатньої кутової швидкості для ефективного гальмування, значно збільшує габарити гідротрансформатора, а 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 корисної моделі поставлена задача вдосконалити автоматичний гідрореактивний трансформатор шляхом ефективного компонування сповільнювача кутової швидкості водила диференціального механізму, що дозволить збільшити обертовий момент в режимі трансформування, насамперед при виході зі стопового режиму. Поставлена задача вирішується тим, що в автоматичний гідро реактивний трансформатор 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 та сповільнювач кутової швидкості водила диференціального механізму, згідно з корисною моделлю, впроваджено планетарний механізм, епіцикл котрого кінематично зв'язаний з водилом диференціального механізму, сателіти - кінематично з резервуаром, а сонячне колесо - кінематично з сповільнювачем кутової швидкості водила диференціального механізму, котрий виконаний у вигляді активної гідротурбіни і включає робоче колесо, кінематично зв'язане з сонячним колесом планетарного механізму, крім того сповільнювач кутової швидкості водила диференціального механізму може бути виконаний у вигляді відцентрового насоса і включати робоче колесо, кінематично зв'язане з сонячним колесом планетарного механізму, а також, сповільнювач кутової швидкості водила диференціального механізму може бути виконаний у вигляді гідродинамічної муфти і включати насосне колесо, кінематично зв'язане з сонячним колесом планетарного механізму, а також турбінне колесо, кінематично зв'язане з вихідним центральними сонячним колесом, або з водилом диференціального механізму, або з резервуаром. Корисна модель пояснюється кресленням, де на фіг. 1 наведено кінематичну схему автоматичного гідрореактивного трансформатора з сповільнювачем кутової швидкості водила 1 UA 93919 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 диференціального механізму у вигляді активної гідротурбіни, на фіг. 2 - кінематичну схему автоматичного гідрореактивного трансформатора з сповільнювачем кутової швидкості водила диференціального механізму у вигляді активної гідротурбіни та гідродинамічної муфти (варіант кінематичного зв'язку турбінного колеса з вихідним центральними сонячним колесом). 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 водил і 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. Згідно корисної моделі, автоматичний гідрореактивний трансформатор включає планетарний механізм 16, епіцикл 17 котрого кінематично (жорстко або через механізм вільного ходу (умовно не показано)) зв'язаний з водилом 4 диференціального механізму 1, сателіти 18 - кінематично, зокрема через водило 19 планетарного механізму 16 і механізм вільного ходу 20, з резервуаром 11, а сонячне колесо 21 - кінематично з сповільнювачем 22 кутової швидкості водила 4 диференціального механізму 1. У випадку кінематичного зв'язку епіциклу 17 з водилом 4 диференціального механізму 1 через механізм вільного ходу (умовно не показано) передбачено також жорсткий зв'язок водила 19 планетарного механізму 16 з резервуаром 11. Сповільнювач 22 кутової швидкості водила 4 диференціального механізму 1 виконаний у вигляді активної гідротурбіни і включає робоче колесо 23 (фіг. 1), кінематично (жорстко або через механізм вільного ходу (умовно не показано)) зв'язане з сонячним колесом 21 планетарного механізму 16. Сповільнювач 22 кутової швидкості водила 4 диференціального механізму 1, крім того, може бути виконаний у вигляді відцентрового насоса і включати робоче колесо (умовно не показано), кінематично зв'язане з сонячним колесом 21 планетарного механізму 16, а також, у вигляді гідродинамічної муфти і включати насосне колесо 24 (фіг.2), кінематично (зокрема, жорстко) зв'язане з сонячним колесом 21 планетарного механізму 16, а також турбінне колесо 25, кінематично (зокрема, через механізм вільного ходу 26) зв'язане з вихідним центральними сонячним колесом 3 диференціального механізму 1. Передбачений також кінематичний зв'язок (умовно не показано) турбінного колеса 25 з водилом 4 диференціального механізму 1 або з резервуаром 11. Корисна модель 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 диференціального механізму 1 в цьому випадку обертається протилежно вхідному центральному сонячному колесу 2 і при збільшенні обертів приводного двигуна гальмується реактивним моментом від витічних з дроселів 13 струмин та сповільнювачем 22 кутової швидкості водила 4 диференціального механізму 1, що забезпечує максимальний обертовий момент на виході автоматичного гідрореактивного трансформатора та передбачуваний коефіцієнт трансформації. Передаточне число диференціального механізму 1 та ступінь відкриття дроселів 13 визначають попередньо. При виході зі стопового режиму зменшується кутова швидкість водила 4 диференціального механізму 1, в подальшому водило 4 диференціального механізму 1 змінює напрям і збільшує величину кутової швидкості до кутової швидкості вихідного центрального сонячного колеса 3. Гальмівний момент сповільнювача 22 кутової швидкості водила 4 диференціального механізму 1, в подальшому реактивний момент від витічних з дроселів 13 струмин зменшується, а повне закриття дроселів 13 забезпечує пряму передачу, якщо момент опору стає меншим максимального крутного моменту приводного двигуна. Автоматичне закривання дроселів 13 передбачено відцентровим механізмом 12. Автоматичне відключення сповільнювача 22 кутової швидкості водила 4 диференціального механізму 1, а також планетарного механізму 16, досягається впровадженням між водилом 4 диференціального механізму 1 і робочим колесом 23 сповільнювача 22 механізму вільного ходу, зокрема між водилом 19 планетарного механізму 16 і резервуаром 11 механізму вільного ходу 20. 2 UA 93919 U 5 Зміну обертів за напрямом забезпечують реверсивною передачею (умовно не показано). За необхідності впроваджують підвищувальні та (або) понижувальні передачі. 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 КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 30 35 1. Автоматичний гідрореактивний трансформатор, що 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 та сповільнювач кутової швидкості водила диференціального механізму, який відрізняється тим, що він оснащений планетарним механізмом, епіцикл котрого кінематично зв'язаний з водилом диференціального механізму, сателіти - кінематично з резервуаром, а сонячне колесо - кінематично з сповільнювачем кутової швидкості водила диференціального механізму. 2. Автоматичний гідрореактивний трансформатор за п. 1, який відрізняється тим, що сповільнювач кутової швидкості водила диференціального механізму виконаний у вигляді активної гідротурбіни і включає робоче колесо, кінематично зв'язане з сонячним колесом планетарного механізму. 3. Автоматичний гідрореактивний трансформатор за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що сповільнювач кутової швидкості водила диференціального механізму виконаний у вигляді відцентрового насоса і включає робоче колесо, кінематично зв'язане з сонячним колесом планетарного механізму. 4. Автоматичний гідрореактивний трансформатор за пп. 1, 3, який відрізняється тим, що сповільнювач кутової швидкості водила диференціального механізму виконаний у вигляді гідродинамічної муфти і включає насосне колесо, кінематично зв'язане з сонячним колесом планетарного механізму, а також турбінне колесо, кінематично зв'язане з вихідним центральними сонячним колесом або з водилом диференціального механізму, або з резервуаром. 3 UA 93919 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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