RU2012836C1

RU2012836C1 - Differential transmission

Info

Publication number: RU2012836C1
Authority: RU
Inventors: Л.А. Фрумкин
Original assignee: Научно-производственное объединение по тракторостроению "НАТИ"; Фрумкин Лев Аркадьевич
Priority date: 1991-06-24
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1994-05-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: internal and outer plate-like hydraulic machines are connected with driving and driven shafts. The machines were separated by radially movable ring part made of two eccentric cylindrical surfaces. The ring part is rotatable and provided with two passages in radial plane. The passages connect outer and inner eccentric surfaces. The hydraulic machines are connected to a shaft and interconnected via a reduction gear. The ring part is connected with the other shaft. EFFECT: improved design. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в тех устройствах, где требуется передавать крутящий момент от двигателя к исполнительным механизмам, например, в трансмиссиях самоходных машин. The invention relates to mechanical engineering and can be used in those devices where it is required to transmit torque from the engine to the actuators, for example, in transmissions of self-propelled machines.

Известны следующие аналоги изобретения. Гидростатическая трансмиссия (а. с. СССР N 808746, кл. F 16 H 39/00, 1981) является наиболее близкой к изобретению по достигаемому дифференциальному эффекту. Недостатками устройства являются конструктивная сложность, вызванная использованием двух регулируемых аксиально-поршневых машин, и невысокий КПД, имеющий место при малых углах наклона шайб. The following analogues of the invention are known. Hydrostatic transmission (a.s. USSR N 808746, class F 16 H 39/00, 1981) is the closest to the invention in terms of the differential effect achieved. The disadvantages of the device are the structural complexity caused by the use of two adjustable axial piston machines, and the low efficiency that occurs with small angles of inclination of the washers.

Гидропередача транспортного средства (а. с. СССР N 1320089, кл. B 60 K 17/00, 1987) так же, как и предлагаемое изобретение, использует пластинчатые гидромашины для трансформации момента. Недостатками гидропередачи являются использование сложной системы управления и низкий КПД, обусловленный потерями энергии при перекачке жидкости, в том числе через гидрораспределительное устройство. The hydraulic transmission of a vehicle (a.s. USSR No. 1320089, class B 60 K 17/00, 1987), like the present invention, uses plate-type hydraulic machines to transform the moment. The disadvantages of hydraulic transmission are the use of a complex control system and low efficiency due to energy losses during fluid transfer, including through a hydrodistribution device.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по конструкции является гидропередача, содержащая ведущий и ведомый валы, соединенные с валами внутреннюю и внешнюю соосные пластинчатые гидромашины, разделяющую их подвижную в радиальном направлении кольцевую часть, образованную двумя эксцентричными цилиндрическими поверхностями. Недостатками устройства являются низкий коэффициент полезного действия, так как вся мощность передается с помощью перекачивания жидкости без разделения потока мощности, и малые функциональные возможности, поскольку передаточное отношение может изменяться лишь в ограниченных пределах. Closest to the proposed invention by design is a hydraulic transmission comprising drive and driven shafts, internal and external coaxial plate hydraulic machines connected to the shafts, separating their radially movable annular part formed by two eccentric cylindrical surfaces. The disadvantages of the device are the low efficiency, since all the power is transmitted by pumping liquid without dividing the power flow, and low functionality, since the gear ratio can only change to a limited extent.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение КПД, плавное регулирование скорости вращения ведомого вала, герметизация и уплотнение рабочих полостей, уменьшение действующих на кольцевую часть центробежных сил. The aim of the invention is the expansion of functionality, increasing efficiency, smoothly controlling the speed of rotation of the driven shaft, sealing and sealing of working cavities, reducing the centrifugal forces acting on the annular part.

Достигается это тем, что гидрообъемная дифференциальная передача, содержащая ведущий и ведомый валы, соединенные с валами внутреннюю и внешнюю соосные пластинчатые гидромашины, разделяющую их подвижную в радиальном направлении кольцевую часть, образованную двумя эксцентричными цилиндрическими поверхностями, снабжена редуктором, соединенным с ведущим валом, а кольцевая часть установлена на валу и в ней в радиальной плоскости выполнены два канала, соединяющих наружную и внутреннюю эксцентричные поверхности. This is achieved by the fact that a hydrostatic differential gear comprising drive and driven shafts, internal and external coaxial plate hydraulic machines connected to the shafts, separating their radially movable annular part formed by two eccentric cylindrical surfaces, is equipped with a gearbox connected to the drive shaft, and the annular the part is mounted on the shaft and in it in the radial plane two channels are made connecting the external and internal eccentric surfaces.

Кроме того, внутренняя гидромашина соединена с ведущим валом, внешняя гидромашина соединена с редуктором, а кольцевая часть соединена с ведомым валом. In addition, the internal hydraulic machine is connected to the drive shaft, the external hydraulic machine is connected to the gearbox, and the annular part is connected to the driven shaft.

Кроме того, внешняя гидромашина соединена с ведущим валом, внутренняя гидромашина соединена с редуктором, а кольцевая часть соединена с ведомым валом. In addition, the external hydraulic machine is connected to the drive shaft, the internal hydraulic machine is connected to the gearbox, and the annular part is connected to the driven shaft.

Кроме того, внутренняя гидромашина соединена с ведущим валом, кольцевая часть соединена с редуктором, а внешняя гидромашина соединена с ведомым валом. In addition, the internal hydraulic machine is connected to the drive shaft, the annular part is connected to the gearbox, and the external hydraulic machine is connected to the driven shaft.

Кроме того, кольцевая часть соединена с ведущим валом, внутренняя гидромашина соединена с редуктором, а внешняя гидромашина соединена с ведомым валом. In addition, the annular part is connected to the drive shaft, the internal hydraulic machine is connected to the gearbox, and the external hydraulic machine is connected to the driven shaft.

Кроме того, кольцевая часть соединена с ведущим валом, внешняя гидромашина соединена с редуктором, а внутренняя гидромашина соединена с ведомым валом. In addition, the annular part is connected to the drive shaft, the external hydraulic machine is connected to the gearbox, and the internal hydraulic machine is connected to the driven shaft.

Кроме того, внешняя гидромашина соединена с ведущим валом, кольцевая часть соединена с редуктором, а внутренняя гидромашина соединена с ведомым валом. In addition, the external hydraulic machine is connected to the drive shaft, the annular part is connected to the gearbox, and the internal hydraulic machine is connected to the driven shaft.

Кроме того, на кольцевой части в осевом направлении выполнены два цилиндрических продолжения, на которых установлены попарно противоположно четыре гидроцилиндра, попарно соединенных каналами, причем оси цилиндров параллельны линии, соединяющей центры окружностей, образующих сечение кольцевой части, поршни гидроцилиндров закреплены попарно на валу и на втулке, в двух поршнях выполнены сквозные каналы, соединенные каналами, выполненными в валу и втулке, с кольцевыми проточками, выполненными в корпусе и соединенными с гидролиниями управления перемещением кольцевой части, на цилиндрических продолжениях которой установлены направляющие сегменты, взаимодействующие с направляющими поверхностями, выполненными на валу и на втулке и параллельными осям гидроцилиндров. In addition, two cylindrical extensions are made on the annular part in the axial direction, on which four hydraulic cylinders are arranged in pairs, oppositely connected by channels, the cylinder axes being parallel to the line connecting the centers of the circles forming the section of the annular part, the pistons of the hydraulic cylinders are fixed in pairs on the shaft and on the sleeve , in two pistons there are made through channels connected by channels made in the shaft and the sleeve, with annular grooves made in the body and connected to the control lines This is done by moving the annular part, on the cylindrical extensions of which guide segments are mounted, interacting with the guide surfaces made on the shaft and on the sleeve and parallel to the axes of the hydraulic cylinders.

Кроме того, на цилиндрических продолжениях кольцевой части жестко установлены четыре торцовых диска. In addition, four end disks are rigidly mounted on the cylindrical extensions of the annular part.

Кроме того, в наибольшем сечении кольцевой части выполнены выемки. In addition, in the largest section of the annular part, recesses are made.

На фиг. 1 представлен разрез гидрообъемной дифференциальной передачи; на фиг. 2 - общий вид кольцевого ротора; на фиг. 3 - поперечный разрез передачи по сечению А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - поперечный разрез передачи по сечению В-В на фиг. 1; на фиг. 5-9 - варианты схемы работы передачи. In FIG. 1 shows a section through a hydrostatic differential gear; in FIG. 2 - general view of the annular rotor; in FIG. 3 is a cross-sectional view of a transmission along section AA in FIG. 1; in FIG. 4 is a cross-sectional view of a transmission along section BB of FIG. 1; in FIG. 5-9 are variants of a transmission operation scheme.

Передача содержит неподвижный корпус 1, соосные ведущий вал 2 и ведомый вал 3. Передача обратима, т. е. ведущий вал может становиться ведомым и наоборот. На ведущем валу закреплен внутренний ротор 4 со скользящими пластинами 5, прижимаемыми центробежной силой или пружинами к внутренней цилиндрической поверхности 6 кольцевой части 7 (в дальнейшем - кольцевого ротора). Этот ротор (фиг. 2) образован двумя эксцентричными цилиндрическими поверхностями 6 и 8, имеет два выполненных в радиальной плоскости канала 9, соединяющих наружную и внутреннюю поверхность, а также два цилиндрических продолжения 10 в осевом направлении. Каналы 9 выполнены по обе стороны от линии, соединяющей центры внутренней и внешней окружностей, образующих сечение кольцевого ротора, в частности могут быть симметричны относительно этой линии. Для предотвращения утечек длина каждой из двух перемычек между каналами 9 несколько превышает шаг между пластинами роторов. Середины перемычек могут, в частности, располагаться на продолжении линии, соединяющей центры окружностей, образующих сечение кольцевого ротора. The transmission contains a fixed housing 1, coaxial drive shaft 2 and driven shaft 3. The transmission is reversible, that is, the drive shaft can become driven and vice versa. An internal rotor 4 is fixed on the drive shaft with sliding plates 5 pressed by centrifugal force or springs to the inner cylindrical surface 6 of the annular part 7 (hereinafter, the annular rotor). This rotor (Fig. 2) is formed by two eccentric cylindrical surfaces 6 and 8, has two channels 9 made in the radial plane connecting the outer and inner surfaces, and also two cylindrical extensions 10 in the axial direction. The channels 9 are made on both sides of the line connecting the centers of the inner and outer circles forming a section of the annular rotor, in particular, they can be symmetrical with respect to this line. To prevent leaks, the length of each of the two jumpers between the channels 9 slightly exceeds the step between the plates of the rotors. The midpoints of the jumpers can, in particular, be located on the continuation of the line connecting the centers of the circles forming the cross section of the annular rotor.

С помощью редуктора, состоящего из шестерен 11, 12, 13, 14, осуществляется привод от ведущего вала 2 внешнего ротора 15, установленного в корпусе 1 на подшипниках (вращающегося в ту же сторону, что и вал 2) с подпружиненными пружинами 16 скользящими пластинами 17, прижимаемыми к внешней цилиндрической поверхности 8 кольцевого ротора 7. Внешний ротор вращается с меньшей скоростью, чем внутренний. Using a gearbox consisting of gears 11, 12, 13, 14, the drive is carried out from the drive shaft 2 of the external rotor 15 mounted in the housing 1 on bearings (rotating in the same direction as the shaft 2) with spring-loaded springs 16 sliding plates 17 pressed against the outer cylindrical surface 8 of the annular rotor 7. The outer rotor rotates at a lower speed than the inner one.

Герметизация и уплотнение рабочих полостей, образованных всеми тремя роторами, осуществляется с помощью торцовых дисков 18 и 19, размещенных на цилиндрических продолжениях 10 кольцевого ротора 7 и вращающихся вместе с ним. Диски 18 поджимаются к пластинам 17 с помощью кольца 20 с ребрами жесткости; диски 19 поджимаются к пластинам 5 с одного торца с помощью втулки 21 и с другого торца - с помощью ведомого вала 3. Sealing and sealing of the working cavities formed by all three rotors is carried out using end disks 18 and 19 located on the cylindrical extensions 10 of the annular rotor 7 and rotating with it. The disks 18 are pressed against the plates 17 by means of a ring 20 with stiffeners; the disks 19 are pressed to the plates 5 from one end with a sleeve 21 and from the other end with a driven shaft 3.

Для изменения положения кольцевого ротора 7 относительно двух других роторов 4 и 15, на продолжениях 10 кольцевого ротора закреплены направляющие сегменты 22, которые могут скользить по соответствующим направляющим поверхностям 23 втулки 21 и ведомого вала 3. Направляющие поверхности параллельны линии, соединяющей центры двух окружностей, образующих сечение кольцевого ротора. Через направляющие поверхности крутящий момент передается от кольцевого ротора на ведомый вал 3, вместе с кольцевым ротором вращается и втулка 21. To change the position of the annular rotor 7 relative to the other two rotors 4 and 15, guide segments 22 are fixed on the extensions 10 of the annular rotor, which can slide along the respective guide surfaces 23 of the sleeve 21 and the driven shaft 3. The guide surfaces are parallel to the line connecting the centers of the two circles forming cross section of an annular rotor. Through the guide surfaces, the torque is transmitted from the annular rotor to the driven shaft 3, and the sleeve 21 rotates along with the annular rotor.

Для управления перемещением кольцевого ротора 7 на его продолжениях 10 установлены гидравлические цилиндры 24, в которые входят поршни 25, закрепленные на втулке 21 и на ведомом валу 3. Полости верхних гидроцилиндров (на фиг. 1) соединены гидролинией 26, выполненной в кольцевом роторе 7; полости нижних гидроцилиндров соединены гидролинией 27. В одном из верхних поршней 26 (левом на фиг. 1) выполнен канал 28, который через канал во втулке 21 соединяется с кольцевой проточкой 29 в корпусе 1 передачи. Кольцевая проточка 29 соединена с первой гидролинией 30 управления перемещением кольцевого ротора 7. To control the movement of the annular rotor 7 on its extensions 10, hydraulic cylinders 24 are installed, which include pistons 25 mounted on the sleeve 21 and on the driven shaft 3. The cavities of the upper hydraulic cylinders (in Fig. 1) are connected by a hydraulic line 26 made in the annular rotor 7; the cavities of the lower hydraulic cylinders are connected by a hydraulic line 27. In one of the upper pistons 26 (left in FIG. 1) a channel 28 is made, which is connected through a channel in the sleeve 21 to an annular groove 29 in the transmission housing 1. The annular groove 29 is connected to the first hydraulic control movement line 30 of the annular rotor 7.

В одном из нижних поршней 25 (правом на фиг. 1) выполнен канал 31, который через канал 32 в ведомом валу 3 соединяется с кольцевой проточкой 33 в корпусе 1 передачи. Кольцевая проточка 33 соединена со второй гидролинией 34 управления перемещением кольцевого ротора 7. При подаче давления жидкости в первую гидролинию 30 и соответствующем сбросе давления во второй гидролинии 34 кольцевой ротор 7 перемещается вверх (на фиг. 1) относительно осевой линии ротор 4 и 15. При подаче давления жидкости во вторую гидролинию 34 и соответствующем сбросе давления в первой гидролинии 30 кольцевой ротор 7 перемещается вниз. In one of the lower pistons 25 (right in FIG. 1), a channel 31 is made, which, through a channel 32 in the driven shaft 3, is connected to an annular groove 33 in the transmission housing 1. The annular groove 33 is connected to the second movement line 34 for controlling the movement of the annular rotor 7. When applying fluid pressure to the first hydraulic line 30 and the corresponding pressure relief in the second hydraulic line 34, the annular rotor 7 moves upward (in Fig. 1) relative to the center line of the rotor 4 and 15. applying liquid pressure to the second hydraulic line 34 and the corresponding pressure relief in the first hydraulic line 30, the annular rotor 7 moves down.

Гидрообъемная дифференциальная передача работает следующим образом. С помощью гидравлической системы управления ведомый кольцевой ротор 7 может устанавливаться в показанные схематично на фиг. 5-9 следующие положения относительно ведущих роторов 4 и 15. Hydrovolume differential gear operates as follows. By means of a hydraulic control system, the driven ring rotor 7 can be installed in the schematically shown in FIG. 5-9 are the following provisions with respect to driving rotors 4 and 15.

На фиг. 5-9 приведены сечения передачи и введены обозначения: О - центр окружности ведущих роторов, ведущего и ведомого валов; О₁ - центр внутренней окружности кольцевого ротора; О₂ - центр внешней окружности кольцевого ротора.In FIG. Figures 5–9 show transmission cross-sections and designations are introduced: O is the center of the circumference of the driving rotors, driving and driven shafts; O ₁ - the center of the inner circumference of the annular rotor; O ₂ - the center of the outer circumference of the annular rotor.

На фиг. 5 показан первый вариант схемы работы передачи, при котором центры О и О₁ совпадают. Внутренний ведущий ротор 4 в этом варианте работы (исключая работу сил трения) не выполняет, так как при его вращении объемы рабочих камер, образованных лопатками 5, не изменяются. Лопатки 17 внешнего ведущего ротора 15 образуют с внешней цилиндрической поверхностью кольцевого ротора 7 запертый гидравлический насос, так как расход жидкости отсутствует. Давление, возникающее в этом насосе, будет действовать на половину внешней цилиндрической поверхности (центр окружности сечения - О₂) и на половину внутренней цилиндрической поверхности кольцевого ротора 7, поскольку поверхности соединены каналом 9. В первом случае будет создаваться поворачивающий момент, так как в этом варианте внешняя окружность эксцентрична относительно оси ведомого вала. Во втором случае поворачивающего момента не создается, так как внутренняя окружность концентрична с осью ведомого вала. В результате кольцевой ротор и ведомый вал будут вращаться в том же направлении и с той же скоростью, что и внешний ведущий ротор 15. Передаточное число передачи будет определяться отношением диаметров шестерен 11, 12, 13, 14. КПД передачи будет высоким, так как вся мощность с ведущего вала передается на ведомый без расхода жидкости.In FIG. 5 shows a first embodiment of a transmission operation scheme in which the centers O and O ₁ coincide. In this embodiment, the internal driving rotor 4 does not perform work (excluding the work of friction forces), since during its rotation the volumes of the working chambers formed by the blades 5 do not change. The vanes 17 of the outer driving rotor 15 form a locked hydraulic pump with the outer cylindrical surface of the annular rotor 7, since there is no fluid flow. The pressure arising in this pump will act on half of the outer cylindrical surface (the center of the circumference of the cross section is O ₂ ) and on half of the inner cylindrical surface of the annular rotor 7, since the surfaces are connected by channel 9. In the first case, a turning moment will be created, since in this variant, the outer circle is eccentric relative to the axis of the driven shaft. In the second case, no turning moment is created, since the inner circle is concentric with the axis of the driven shaft. As a result, the annular rotor and the driven shaft will rotate in the same direction and at the same speed as the external driving rotor 15. The gear ratio will be determined by the ratio of the diameters of the gears 11, 12, 13, 14. The transmission efficiency will be high, since the whole power from the drive shaft is transmitted to the driven shaft without fluid flow.

На фиг. 6 показан второй вариант схемы работы передачи, при котором совпадают центры О и О₂. Внешний ведущий ротор 15 в этом варианте работы не выполняет, так как при его вращении объемы рабочих камер, образованных лопатками 17, не изменяются. Лопатки 5 внутреннего ведущего ротора 4 образуют с внутренней цилиндрической поверхностью кольцевого ротора 7 запертый гидравлический насос, так как отсутствует расход жидкости. Давление, возникающее в этом насосе, будет действовать на половину внутренней цилиндрической поверхности (центр окружности сечения - О₁) и на половину внешней цилиндрической поверхности кольцевого ротора 7.In FIG. 6 shows a second embodiment of a transmission operation scheme in which the centers O and O ₂ coincide. The external driving rotor 15 does not perform work in this embodiment, since during its rotation the volumes of the working chambers formed by the blades 17 do not change. The vanes 5 of the inner driving rotor 4 form a locked hydraulic pump with an inner cylindrical surface of the annular rotor 7, since there is no fluid flow. The pressure arising in this pump will act on half the inner cylindrical surface (the center of the circumference of the cross section is O ₁ ) and half the outer cylindrical surface of the annular rotor 7.

В первом случае будет создаваться поворачивающий момент, так как в этом варианте внутренняя окружность эксцентрична относительно оси ведомого вала. Во втором случае поворачивающего момента не создается, так как внешняя окружность концентрична с осью ведомого вала. В результате кольцевой ротор и ведомый вал будут вращаться в том же направлении и с той же скоростью, что и внутренний ведущий ротор 4. передаточное число передачи будет равно 1, т. е. будут осуществляться прямая передача. КПД передачи будет максимально высоким, так как вся мощность с ведущего вала передается на ведомый без расхода жидкости и отсутствуют потери в зубчатом зацеплении. In the first case, a turning moment will be created, since in this embodiment the inner circle is eccentric relative to the axis of the driven shaft. In the second case, no turning moment is created, since the outer circle is concentric with the axis of the driven shaft. As a result, the annular rotor and the driven shaft will rotate in the same direction and at the same speed as the internal driving rotor 4. The gear ratio of the transmission will be 1, i.e., direct transmission will be carried out. The transmission efficiency will be as high as possible, since all the power from the drive shaft is transmitted to the driven shaft without fluid flow and there is no loss in gearing.

На фиг. 7 показан третий вариант схемы работы передачи, при котором центр О расположен между центрами О₁ и О₂. Лопатки 5 внутреннего ведущего ротора 4 образуют с внутренней цилиндрической поверхностью кольцевого ротора 7 гидравлический насос, жидкость из которого через канал 9 поступает в гидравлический мотор, образованный лопатками 17 внешнего ведущего ротора 15 и внешней цилиндрической поверхностью кольцевого ротора 7. Скорость вращения кольцевого ротора будет определяться соотношением рабочих объемов и равенством расходов жидкости в гидронасосе и гидромоторе и будет промежуточной между скоростями внутреннего и внешнего ведущего роторов.In FIG. 7 shows a third embodiment of a transmission operation scheme in which the center O is located between the centers O ₁ and O ₂ . The blades 5 of the inner driving rotor 4 form a hydraulic pump with the inner cylindrical surface of the annular rotor 7, the liquid from which flows through the channel 9 into the hydraulic motor formed by the blades 17 of the outer driving rotor 15 and the outer cylindrical surface of the ring rotor 7. The rotation speed of the ring rotor will be determined by the ratio working volumes and the equality of fluid flow in the hydraulic pump and the hydraulic motor and will be intermediate between the speeds of the internal and external leading rotors.

Крутящий момент, возникающий благодаря давлению жидкости и действующий на кольцевой ротор, будет складываться из момента, вызываемого силой давления, действующей на половину внутренней цилиндрической поверхности (из-за эксцентриситета по отношению к оси вращения, равному расстоянию между центрами О и О₁) кольцевого ротора, и из момента, вызываемого силой давления, действующей на половину внешней цилиндрической поверхности (эксцентриситет равен расстоянию между центрами О и О₂) кольцевого ротора.The torque resulting from the fluid pressure and acting on the annular rotor will be the sum of the moment caused by the pressure acting on half the inner cylindrical surface (due to the eccentricity with respect to the axis of rotation equal to the distance between the centers O and O ₁ ) of the annular rotor , and from the moment caused by the pressure force acting on half of the outer cylindrical surface (the eccentricity is equal to the distance between the centers O and O ₂ ) of the ring rotor.

На фиг. 8 показан четвертый вариант схемы работы передачи, при котором центр О₁ расположен между центрами О и О₂. Так же, как и в предыдущем варианте, внутренний и кольцевой роторы образуют гидравлический насос, а внешний и кольцевой роторы образуют гидравлический мотор. Однако, если в предыдущем варианте расход жидкости из насоса вызывал ускоренное вращение кольцевого ротора по сравнению с внешним ротором 15, то в данном случае работа насоса вызывает замедление вращения кольцевого ротора по сравнению с внешним, так как насос создает крутящий момент противоположного направления. В зависимости от соотношения рабочих объемов насоса и мотора и при условии равенства расхода жидкости в них скорость кольцевого ротора может быть замедлена до нулевой или кольцевой ротор может даже вращаться в обратную (по отношению к ведущим роторам) сторону. Крутящий момент, действующий на кольцевой ротор, будет определяться разностью момента, вызываемого силой давления жидкости, действующей на половину внешней цилиндрической поверхности (эксцентриситет равен расстоянию между центрами О и О₂) кольцевого ротора, и момента, вызываемого силой, действующей на половину внутренней цилиндрической поверхности (эксцентриситет равен расстоянию между центрами О и О₁) кольцевого ротора.In FIG. 8 shows a fourth embodiment of a transmission operation scheme in which the center O ₁ is located between the centers O and O ₂ . As in the previous embodiment, the inner and annular rotors form a hydraulic pump, and the outer and annular rotors form a hydraulic motor. However, if in the previous embodiment, the fluid flow from the pump caused an accelerated rotation of the annular rotor compared to the external rotor 15, then in this case, the pump operation slows down the rotation of the annular rotor compared to the external one, since the pump creates torque in the opposite direction. Depending on the ratio of the working volumes of the pump and the motor and provided that the liquid flow in them is equal, the speed of the ring rotor can be slowed down to zero or the ring rotor can even rotate in the opposite direction (with respect to the leading rotors). The torque acting on the annular rotor will be determined by the difference in the moment caused by the force of the fluid pressure acting on half the outer cylindrical surface (the eccentricity is equal to the distance between the centers O and O ₂ ) of the annular rotor and the moment caused by the force acting on half the inner cylindrical surface (the eccentricity is equal to the distance between the centers O and O ₁ ) of the annular rotor.

На фиг. 9 показан пятый вариант схемы работы передачи, при котором центр О₂ расположен между центрами О и О₁. В этом варианте внешний и кольцевой роторы образуют гидравлический насос, а внутренний и кольцевой роторы - гидравлический мотор. Расход жидкости из насоса будет вызывать ускоренное вращение кольцевого ротора по сравнению с внутренним ротором 4. В зависимости от соотношения рабочих объемов насоса и мотора и при условии равенства расхода жидкости в них скорость кольцевого ротора может достигать (теоретически) любых величин, превышающих скорость ведущего внутреннего ротора. Крутящий момент, действующий на кольцевой ротор, будет определяться разностью момента, вызываемого силой, действующей на половину внутренней цилиндрической поверхности кольцевого ротора, и момента, вызываемого силой, действующей на половину внешней цилиндрической поверхности кольцевого ротора.In FIG. 9 shows a fifth embodiment of a transmission operation scheme in which the center O ₂ is located between the centers O and O ₁ . In this embodiment, the outer and annular rotors form a hydraulic pump, and the inner and annular rotors form a hydraulic motor. The fluid flow from the pump will cause an accelerated rotation of the annular rotor compared to the internal rotor 4. Depending on the ratio of the pump and motor working volumes and provided that the fluid flow in them is equal, the speed of the annular rotor can reach (theoretically) any values exceeding the speed of the leading inner rotor . The torque acting on the annular rotor will be determined by the difference between the moment caused by the force acting on half the inner cylindrical surface of the annular rotor and the moment caused by the force acting on half the outer cylindrical surface of the annular rotor.

Таким образом, функциональные возможности предлагаемой передачи позволяют с помощью радиального перемещения кольцевого ротора относительно двух ведущих роторов плавно регулировать скорость вращения кольцевого ротора и ведомого вала в неограниченных (теоретически) пределах. Высокий КПД передачи определяется тем, что только часть мощности передается с помощью преобразования механической энергии в гидравлическую и обратно. Основная часть мощности (на наиболее важном режиме работы, показанном на схеме фиг. 7) или полностью вся мощность (на других важных режимах работы, показанных на схемах фиг. 5, 6) передается непосредственно механическим путем без преобразования. Thus, the functionality of the proposed transmission allows using the radial movement of the ring rotor relative to the two leading rotors to smoothly control the speed of rotation of the ring rotor and the driven shaft in unlimited (theoretically) limits. High transmission efficiency is determined by the fact that only part of the power is transmitted by converting mechanical energy into hydraulic energy and vice versa. The main part of the power (in the most important operation mode shown in the diagram of Fig. 7) or all of the power (in other important operation modes shown in the diagrams of Fig. 5, 6) is transmitted directly mechanically without conversion.

Кроме описанных выше, для расширения функциональных возможностей и способов конструктивного выполнения передачи могут быть использованы другие схемы ее работы, при которых ведущими будут внутренний и кольцевой роторы, а ведомым - внешний ротор (исключая схему на фиг. 6, так как в этом случае передача будет заклинена) или ведущими будут кольцевой и внешний роторы, а ведомым - внутренний ротор (исключая схему на фиг. 5, так как в этом случае передача будет заклинена). In addition to those described above, to expand the functionality and methods of constructive transmission, other schemes of its operation can be used, in which the internal and annular rotors will lead, and the external rotor will be driven (excluding the circuit in Fig. 6, since in this case the transmission will be jammed) or the leading ones will be the ring and outer rotors, and the driven one will be the inner rotor (excluding the circuit in Fig. 5, since in this case the transmission will be jammed).

Для частичного уравновешивания кольцевого ротора и снижения его массы с целью уменьшения действующих на него центробежных сил в наибольшем сечении ротора могут быть выполнены выемки 35, показанные на фиг. 2. In order to partially balance the annular rotor and reduce its mass in order to reduce the centrifugal forces acting on it in the largest rotor section, recesses 35 shown in FIG. 2.

Основной экономический эффект от применения предлагаемой гидрообъемной дифференциальной передачи (по сравнению с прототипом) может быть получен за счет расширения функциональных возможностей и повышения КПД передачи. Бесступенчатое регулирование скорости вращения ведомого вала при высоком КПД позволяет более эффективно использовать предлагаемую передачу (по сравнению с прототипом) в устройствах, передающих крутящих момент от двигателя к исполнительным механизмам, например, в трансмиссиях самоходных машин. The main economic effect of the use of the proposed hydrostatic differential transmission (compared with the prototype) can be obtained by expanding the functionality and increasing the transmission efficiency. The stepless speed control of the driven shaft at high efficiency allows more efficient use of the proposed transmission (compared to the prototype) in devices that transmit torque from the engine to the actuators, for example, in transmissions of self-propelled vehicles.

В настоящее время ведется эскизное проектирование предлагаемой передачи. Currently, a conceptual design of the proposed transmission is underway.

Claims

1. HYDRAULIC DIFFERENTIAL TRANSMISSION, containing coaxial drive and driven shafts, internal and external plate hydraulic machines connected to the shafts, separating their radially movable annular part, formed by two eccentric cylindrical surfaces, characterized in that, in order to expand functionality and increase efficiency transmission, the annular part is made rotating and in it are made in the radial plane two channels connecting the outer and inner eccentric surfaces, and va element from Group external hydraulic machine, the internal hydraulic machine, the annular part associated with one of the shafts and interconnected through the gear, and the third element of the group connected to the other shaft.

2. The transmission according to p. 1, characterized in that, in order to ensure smooth regulation of the rotational speed of the driven shaft, two cylindrical extensions are made stepwise in the axial direction at the ends of the annular part, on which four are rigidly mounted and tightened to the inner, annular and external rotors end of the disk, and on the inner surface of the cylindrical extensions are installed in pairs opposite four cylinders pairwise connected by channels, the axes of the cylinders parallel to the line connecting the centers of circles, forming a cross section of the annular part, the pistons of the hydraulic cylinders are fixed in pairs on the shaft and on the sleeve, two pistons have through channels connected by channels made in the shaft and the sleeve, with annular grooves made in the housing and connected to the hydraulic control lines for the movement of the annular part, on cylindrical extensions which mounted guide segments interacting with the guide surfaces made on the shaft and on the sleeve and parallel to the axes of the hydraulic cylinders.

3. The transmission according to claim 1, characterized in that, in order to reduce the centrifugal forces acting on the annular part, recesses are made in the largest section of the annular part.