PL68113B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 31.VIII.197S 68113 KI. 47M1/12 MKP F16h 41/12 C Z Y ; L L r41 A UKIJ Urzedu Patentowego Twórca wynalazku: Tadeusz Takiel Wlasciciel patentu: Biuro Projektów Budownictwa Morskiego, Gdansk (Polska) Przekladnia hydrostatyczna bezstopniowa, zwlaszcza dla silników spalinowych i Przedmiotem wynalazku jest przekladnia hydro¬ statyczna bezstopniowa, zwlaszcza dla silników spalinowych, przenoszaca moc silnika za pomoca tloczonego plynu na naped hydrauliczny z mozli¬ woscia bezstopniowej zmiany przelozenia, przezna¬ czona glównie dla pojazdów mechanicznych.Znane dotychczas przekladnie sa przewaznie przekladniami kilkostopniowymi, wymagajacymi zmiany obrotów silnika w czasie zmiany stop¬ nia przelozenia oraz wymagaja dodatkowych urzadzen sprzeglowych. Przekladnie automatycz¬ ne posiadaja te same elementy, z dodatko¬ wymi urzadzeniami o budowie bardzo skompliko¬ wanej i drogiej. Znane przekladnie bezstopniowe cierne nie zdaly egzaminu z powodu bardzo istot¬ nych wad, a istniejace przekladnie hydrokinetycz- ne i hydrostatyczne sa równiez bardzo skompliko¬ wane i malo sprawne, zwlaszcza przy duzych prze¬ lozeniach. Znane przekladnie hydrostatyczne, naj¬ bardziej zblizone rodzajowo do przekladni wedlug wynalazku, dzialaja wedlug zasad bezposredniego sprezenia hydrostatycznego, czyli przenosza naped glównie dzieki statycznemu cisnieniu cieczy, tlo¬ czonej pod wysokim cisnieniem, 80 + 300 kG/cm*.Ciecz krazaca czynnie uczestniczy w przekazywa¬ niu nacisku elementów napedzajacych na elementy napedzane, bez jakiegokolwiek powiazania mecha¬ nicznego pomiedzy elementami napedzajacymi i napedzanymi. W kazdej przekladni hydrostatycz¬ nej wyrózniaja sie dwa podstawowe zespoly, na¬ pedzajacy i napedzany, sprezone ze soba przez 10 15 25 30 ciecz wypelniajaca laczace je przewody, tloczny i powrotny. Zadanie zespolu napedzajacego spelnia, napedzana wprost przez silnik lub za posrednic¬ twem skrzynki biegów, pompa tlokowa, lopatkowa lub wirnikowa, która tloczy pod wysokim cisnie¬ niem ciecz, z reguly olej, w sposób ciagly. Zespól napedzany jest to odpowiednio skonstruowany sil¬ nik hydrostatyczny, wykonujacy prace uzyteczna dzieki doprowadzeniu do niego cieczy pod wysokim cisnieniem. Czesto wystepuje dwa lub wiecej zes¬ polów napedzanych. Regulacja odbywa sie przez zmiane obrotów silnika, skrzynke biegów lub przez stosowanie zespolów wirnikowych o nieregularnej wydajnosci.Znane przekladnie hydrostatyczne posiadaja zes¬ pól napedowy i napedzany w postaci wielocylin- drowych maszyn tlokowych o pelnej nawrotnosci.Pompa jest sprezona bezposrednio z walem korbo¬ wym silnika napedowego pojazdu a silniki hydro¬ statyczne napedzaja indywidualnie jego kola ped¬ ne. Wysokosc roboczego cisnienia w ukladzie ogra¬ nicza zawór bezpieczenstwa. Wskutek przyspiesze¬ nia lub opóznienia biegu silnika napedowego po¬ jazdu, odpowiednio zwieksza sie lub zmniejsza wy¬ dajnosc pompy przekladni hydrostatycznej, a wiec i podwyzsza sie lub maleje szybkosc jazdy. Swo¬ bodne toczenie sie kól pednych umozliwia sie przez wyrównanie cisnienia w przewodach wysokiego i niskiego cisnienia przy uzyciu zaworu obrotowego.Moment obrotowy zalezny od cisnienia tloczenia, 681133 wynika z ustawienia zaworu bezpieczenstwa. Sred¬ nice wewnetrzne przewodów oblicza sie na szyb¬ kosc przeplywu do 2 m/sek. i cisnienie 80— —300 kG/cm*.Hydrostatyczny uklad napedowy stosowany jako 5 uklad pomocniczy napedzajacy tylko przednie kola pojazdu w czasie trudnych warunków jazdy, po¬ siada zwykly klasyczny uklad mechaniczny nape¬ dzajacy tylko kola tylne. Pompa przekladni hy¬ drostatycznej napedzana jest od mechanicznej 10 skrzynki biegów i zasila oba silniki hydrostatycz¬ ne przednich kól.Zawór sterujacy zapewnia samoczynne wylacza¬ nie sie przedniego napedu przy przekroczeniu od¬ powiedniej szybkosci. Natomiast zawór przelewo- 15 wy umozliwia swobodne toczenie sie kól przed¬ nich z wieksza chwilowa predkoscia niz wymuszo¬ na przez przekladnie hydrostatyczna. Uklad ten w pelni zastepuje dosc skomplikowany uklad na¬ pedowy kól przednich, który trzeba wyposazac w mechanizm róznicowy i kosztowne przeguby.Pompa lopatkowa nieodciazona stosowana jest z regulacja dajaca cisnienie odwrotnie proporcjonal¬ ne do ilosci tloczonego plynu, ale wskutek niesy- metrycznosci wystepuje duze obciazenie lozysk wirnika, wynikajace z cisnienia cieczy, co pociaga za soba koniecznosc budowy ciezkich korpusów i nietrwalosc lozysk, a tym samym nie sa przydat¬ ne. Pompy lopatkowe odciazone nie maja tych cech ujemnych, budowane sa na cisnienia do 175 kG/cm2 o wydajnosci do 450 1 na minute i 30 predkosci do 3000 obrotów/minute. Cecha ujemna tych pomp jest brak regulacji parametrów tloczo¬ nego plynu i to ze lopatki potrzebuja duzo miej¬ sca, a tym samym duzych i ciezkich wirników o duzej bezwladnosci. 35 W porównaniu z innymi przekladniami a w szczególnosci ze stosowana powszechnie w samo¬ chodach przekladnia mechaniczna, wspólczesne przekladnie hydrostatyczne maja bardzo duzo za¬ let, ale posiadaja tez powazne wady, które ogra- 40 niczaja ich rozpowszechnianie w ukladach napedo¬ wych samochodów. Jest to przede wszystkim nis¬ ka sprawnosc przekazywania napedu, zwlaszcza gdy przekladnia hydrostatyczna lub hydrokinetycz- na zastepuje zwykla stopniowa skrzynke biegów. 45 Przy zmianach przelozenia wystepuja znaczne stra¬ ty, w przekladniach hydrokinetycznych na mo¬ mentach reakcyjnych, a w przykladowej przeklad¬ ni hydrostatycznej na oporach zaworu bezpieczen¬ stwa odpuszczajacego czesc plynu przy regulacji 50 cisnienia i przy koniecznosci ograniczenia szyb¬ kosci obrotowej silnika spalinowego.Do wad zaliczyc nalezy koniecznosc stosowania pomocniczych urzadzen umozliwiajacych swobodne toczenie sie kól, w okresie wykorzystywania roz- 55 pedu pojazdu, do pokonywania jego oporów ruchu.Powazna wada jest zlozona i trudna technologia produkcji skomplikowanych pomp, wymagajaca wysoko kwalifikowanych specjalistów i precyzyj¬ nych obrabiarek. Poza tym pompy przekladni hy- 60 drostatycznej maja przewaznie duze wymiary i sa stosunkowo ciezkie. Spotegowane to jest wtedy, gdy w celu zapewnienia bezpieczenstwa jazdy, sto¬ suje sie indywidualne zespoly napedzajace dla po¬ szczególnych napedów kól, w przeciwnym bowiem 65 4 razie, istnieje niebezpieczenstwo zablokowania jed¬ nego kola a poslizgu drugiego. Poza tym znane pompy posiadaja jedynie regulacje ilosciowa, nie maja regulacji powierzchni tlocznej, a tym samym nie moga dac duzego cisnienia przy malej ilosci tloczonego plynu.Dotychczas bezstopniowosc przelozenia uzyskuje- sie kosztem zmniejszonej sprawnosci, w czasie zmian przelozenia i kosztem bardzo skomplikowa¬ nej budowy o dodatkowych, skomplikowanych urzadzeniach.Celem wynalazku jest usuniecie wyzej wymie¬ nionych wad. Cel ten zostal osiagniety przez za¬ stosowanie przekladni bezstopniowej dostosowanej do ruchu obrotowego, przenoszacej pelna moc sil¬ nika w kazdym momencie jego pracy, bez dodat¬ kowych urzadzen pomocniczych oraz o prostej i lekkiej budowie.Istota wynalazku jest skonstruowanie pompy o zmiennej komorze tloczenia i o zmiennej powierz¬ chni tlocznej. Uzyskuje sie przez to ilosc plynu odwrotnie proporcjonalna do jej cisnienia. Budo¬ wa pompy w ogólnych zarysach budowy i sposo¬ bie dzialania podobna jest do znanej pompy lo¬ patkowej odciazonej. W korpusie obraca sie, poru¬ szany silnikiem wirnik w ksztalcie niskiego wal¬ ca, na obwodzie którego zamocowane sa zamiast lopatek klapy zwrotne. Klapy zwrotne jednym koncem przymocowane sa do wirnika a drugi ich koniec odpychany sprezyna, wodzi sie po przeciw¬ nej scianie wyksztalconych w korpusie komorach tloczenia. Komory umieszczone sa symetrycznie po obu stronach wirnika i maja ksztalt pólksiezyców.Wirnik obracajac sie wodzi przez komory klapy zwrotne, przylegajace szczelnie do scian komory.Klapa zwrotna wchodzac do komory dzieli ja na dwie czesci, z których jedna za klapa powieksza swa objetosc, a przed klapa zmniejsza objetosc.Na poczatku czesci powiekszajacej swa objetosc, to jest w czesci ssawnej, wykonany jest otwór wlotowy plynu tlocznego, a na koncu czesci zmniej¬ szajacej swa objetosc wykonany jest otwór wylo¬ towy. Plyn zassany przez jedna klape wypychany jest przez nastepna, która zasysa z kolei znów plyn dla komory nastepnej, czyli cykl powtarza sie stale i nieprzerwanie dopóty dopóki obracamy wirnikiem. Klapy zwrotne dzieki swej uchylnosci wyrównuja zmiany objetosci plynu zawartego mie¬ dzy dwoma klapami w czasie jego przetlaczania przez komore. Dzieki symetrii konstrukcyjnego ukladu pompy, chwilowe sily cisnienia dzialajace na wirnik i klapy zwrotne równowaza sie w kazdym ustawieniu obracajacego sie wirnika. Pelna sy¬ metrie osiaga sie wówczas, kiedy liczba klap zwrot¬ nych jest podzielona przez cztery. Klapy zwrotne dociskane sa do korpusu, dzieki naporowi cieczy.Przekladnia wedlug wynalazku tloczyc bedzie plyn, podobnie jak pompa lopatkowa odciazona, z nie¬ zmienna intensywnoscia i biorac praktycznie bez pulsacji. Przekladnia wedlug wynalazku posiada komore tloczenia o zmiennej objetosci. Sciana zew¬ netrzna komory tloczenia, do której przyciskane sa konce klap zwrotnych, moze byc przysuwana lub odsuwana od wirnika. Przy przysunieciu jej do wirnika na odpowiednio mala odleglosc, otrzy¬ muje sie komore o bardzo malej objetosci z bar- t68113 6 dzo mala plaszczyzna tloczna. Przy odsunieciu, otrzymuje sie duza komore i duza plaszczyzne tloczna. Dzieki temu mozna otrzymywac bardzo mala ilosc plynu o bardzo duzym cisnieniu, a przez stopniowe powiekszanie komory bedzie sie otrzy¬ mywac coraz wiecej plynu o coraz mniejszym cis¬ nieniu.Przekladnia wedlug wynalazku posiada regula¬ cje bezstopniowa, o stalej wydajnosci, teoretycz¬ nie równej jednosci, dajacej cisnienie tloczonej cieczy odwrotnie proporcjonalne do jej ilosci. Cecha ta daje moznosc bezposredniego napedu na kola samochodu, ale bez posrednictwa mechanicznej skrzynki biegów. Uzyskuje sie proste polaczenie bez skomplikowanych urzadzen przegubowych, bez skrzynki biegów, urzadzen róznicowych, lub in¬ nych skomplikowanych urzadzen obnizajacych wy¬ dajnosc, pracujacych prawidlowo ale kosztem znacznego obnizenia sprawnosci, jak na przyklad zawór bezpieczenstwa wymagajacy znacznej nad¬ wyzki mocy silnika napedowego. Przez automa¬ tyczne uzaleznienie mechanizmu zmieniajacego ko¬ mory tloczenia w przekladni wedlug wynalazku, od cisnienia tloczonej cieczy, uzyskuje sie bardzo prosta, automatyczna skrzynke przekladniowa, któ¬ rej dzialanie zalezy od pracy silnika, czyli od po¬ lozenia pedalu obslugujacego przepustnice. Prze¬ kladnia wedlug wynalazku zastapi skomplikowane, ciezkie i zajmujace duzo miejsca przekladnie auto¬ matyczne. Przekladnia wedlug wynalazku pracu¬ jaca jak pompa lopatkowa odciazona podobnie jak ona nie bedzie wymagac ciezkich i masywnych korpusów oraz lozysk, przy czym wirnik bedzie duzo lzejszy, gdyz klapy zwrotne umocowane sa na zewnetrznym obwodzie wirnika i nie "wchodza w glab wirnika, wskutek czego wirnik wykonany moze byc w ksztalcie pierscienia osadzonego na cienkiej i lekkiej tarczy. Symetryczny uklad ko¬ mór daje te korzysc, ze kazda z nich mozna po¬ laczyc z osobnym silnikiem hydrostatycznym na¬ pedzajacym kolo samochodu. Przy odpowiednim ukladzie mozna dac cztery komory, z której kazda bedzie obslugiwac silnik jednego kola. Przez odpo¬ wiednie polaczenie ze soba przewodów tlocznych za posrednictwem zawieradla, otrzymuje sie w prosty sposób nastawne czesciowo lub calkowicie, urzadzenie róznicowe, zastepujace dotychczas sto¬ sowane skomplikowane urzadzenia róznicowe.Przez zastosowanie na kolach silników napedza¬ jacych o dzialaniu zwrotnym uzyska sie moznosc jazdy do tylu, przy odwrotnym doprowadzeniu cieczy, eliminujac koniecznosc stosowania hamul¬ ców, gdyz silnik napedowy kól bedzie dzialal ja¬ ko hamulec, bez powodowania poslizgów i bloko¬ wania kól, a dzialanie jego bedzie zawsze kontro¬ lowane przez dzialanie przekladni. Przez dodatko¬ we zamkniecie odplywu cieczy z silników napedo¬ wych kól otrzyma sie dodatkowy hamulec. Zasto¬ sowanie przekladni wedlug wynalazku pozwoli po¬ za tym na stosowanie napedu na przyczepach ze skutecznym ich hamowaniem. Dzieki stalej spraw¬ nosci nie trzeba bedzie stosowac silników z nad¬ miarem mocy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój przekladni w plasz¬ czyznie prostopadlej do osi obrotu wirnika, fig. 2 — przekrój odmiany klapy zwrotnej.W korpusie 1, przymocowanym do obudowy sil¬ nika napedowego, obraca sie wirnik 2, osadzony 5 na przedluzeniu walu 3 korbowego silnika nape¬ dowego. Moc silnika przekazywana jest przez wal 3 na wirnik 2. Wirnik 2 ma ksztalt walca o malej wysokosci. Na obwodzie wirnika 2 wykonane sa wglebienia, w które wlozone sa klapy zwrotne 4. io Klapy zwrotne 4 w przekroju maja ksztalt prze¬ kroju spadajacej kropli wody, grubosc ich jest równa grubosci wirnika 2, przy czym klapy zwrotne 4 ustawione sa w jednym kierunku, a po zlozeniu tworza jedna plaszczyzne walcowa obro- 15 towa wraz z wirnikiem 2. Klapa zwrotna 4 ma wykonane wyciecie, w które wsuwa sie sprezyne 5, w ksztalcie zgietego we dwoje plaskownika sze¬ rokosci równej grubosci wirnika 2. Sprezyny 5 posiadaja zagiecie umieszczone w osi obrotu klapy 20 zwrotnej 4, a konce ich opieraja sie o odpowied¬ nie wyciecia w wirniku 2 i takie same wyciecia w klapie zwrotnej 4. Oparcia te" uniemozliwiaja wysuniecie sie klapy zwrotnej 4 z wirnika 2.Sprezyna 5 rozprezajac sie odpycha cienszy ko- 25 niec klapy zwrotnej 4 od wirnika 2. W korpusie 2 po obu stronach wirnika 2 symetrycznie rozstawio¬ ne sa komory, w których zamocowane sa obro¬ towo krzywki 6. Krzywka 6 obraca sie na osi 7 krzywki, posiada grubosc równa grubosci wirnika 30 2, a wewnetrzna jej plaszczyzna 8 stanowi luk o promieniu równym promieniowi wirnika 2. Drugi koniec krzywki 6 obciety jest plaszczyzna walco¬ wa obrotowa 9, której srodek krzywizny lezy w osi obrotu krzywki 7, taka sama krzywizne po- 35 siada plaszczyzna komory korpusu 1. Na zew¬ netrznej stronie krzywki 6, umocowany jest mi- mosród 10 obracany osia 11 mimosrodu.Dzialanie urzadzenia jest nastepujace: wal 3 korbowy obraca wirnik 2 w kierunku zaznaczo- 40 nym strzalka, klapy zwrotne 4, odpychane sprezy¬ nami 5 lub tloczonym plynem, odpychaja krzywke 6 od wirnika 2, wskutek czego miedzy wirnikiem 2 a krzywkami 6 tworza sie komory tloczenia. Ko¬ mory te dzielone sa klapami zwrotnymi 4 na 45 zmieniajace swa objetosc dwie czesci, czesc ko¬ mory ssaca 12, powiekszajaca swa objetosc, i czesc komory tloczaca 13, zmniejszajaca swa objetosc.Klapa zwrotna 4 wodzac sie cienszym koncem po wewnetrznej plaszczyznie krzywki 8 wytwarza za 50 soba próznie i zasysa do czesci komory 12 plyn * przez znajdujacy sie z boku w korpusie otwór 14 wlotowy. Po drugiej stronie klapy zwrotnej 4 two¬ rzy sie czesc komory tloczna 13, z której klapa zwrotna 4, wypycha zassany przez poprzednia kla¬ pe plyn do otworu 15 wylotowego. Dzialanie pom¬ py jest ciagle gdyz stale któras z klap zwrotnych 4 zasysa plyn z otworu 14 wlotowego i wypycha plyn do otworu 15 wylotowego. Przez pokreca¬ nie osia 11 mimosrodu powodujemy nacisk garbu eA mimosrodu 10 na krzywke 6, a tym samym przy- blizamy krzywke 6 do wirnika 2, zmniejszajac objetosc komory 12 i 13. Dla latwiejszego przesu¬ wania krzywki 6 druga jej strona jest pod cis- . nieniem plynu tloczacego, który dochodzi do cze- 65 sci komory 16. Krzywka 6 moze obejmowac spe-68113 cjalnym wycieciem mimosród 10, uniezalezniajac wówczas ustawienie krzywki 6 od naporu plynu w komorze.Fig. 2 przedstawia inne rozwiazanie klapy zwrot¬ nej. Klapa zwrotna 17 jaaa ksztalt walca z zamo¬ cowana stycznie plytka. Walec klapy zwrotnej 17 wsuniety jest do wglebienia wykonanego w wir¬ niku 2, który posiada równiez wglebienie na spre¬ zyne 18. Sprezyna 18 ma postac blaszki (plaskow¬ nika). PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Przekladnia hydrostatyczna bezstopniowa, zwlaszcza dla silników spalinowych, napedzana sil¬ nikiem spalinowym lub innym tloczaca plyn do silników hydrostatycznych i posiadajaca wirnik w ksztalcie niskiego walca wyposazonego w lopatki lub klapy zwrotne, posiadajaca parzysta ilosc ko¬ mór tloczenia, w przekroju prostopadlym do osi wirnika, w ksztalcie pólksiezyca i polozonych sy¬ metrycznie wzgledem wirnika oraz posiadajaca ko¬ lo 15 20 8 mory tloczenia ograniczone z jednej strony wirni¬ kiem a z dwóch stron równoleglymi plaszczyzna¬ mi korpusu przylegajacymi do wirnika, znamienna tym, ze sciany komór (12) i (13) tloczenia, polo¬ zone naprzeciw wirnika (2), tworza plaszczyzne walcowa obrotowa o promieniu krzywizny zblizo¬ nym lub równym promieniowi krzywizny wirnika (2) i sa ruchomo usytuowane wzgledem wirnika (2), dzieki czemu komory (12) i (13) tloczenia ma¬ ja zmienna objetosc. 2. Przekladnia wedlug zastrz. 1 znamienna tyin, ze przeciwlegle wirnikowi (2) sciany komór (12) i (13) posiadaja ksztalt krzywki (6) o grubosci rów¬ nej grubosci wirnika (2) a ich wewnetrzna plasz¬ czyzna (8) posiada ksztalt luku o promieniu rów¬ nym lub zblizonym promieniowi wirnika (2), przy czym jeden koniec krzywki (6), stale przylegajacy do wirnika (2), osadzony jest obrotowo na osi (7), natomiast drugi koniec krzywki (6), przylegajacy do korpusu (1), obciety jest plaszczyzna (9) wal¬ cowa obrotowa, której os obrotu lezy w osi (7) obrotu krzywki (6). 11 fig.

2. PZG w Pab., zam. 507-73, nakl. 125+20 egz. Cena zl 10,— PL PL