RU2682694C1 - Гидротрансформатор - Google Patents
Гидротрансформатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682694C1 RU2682694C1 RU2018123665A RU2018123665A RU2682694C1 RU 2682694 C1 RU2682694 C1 RU 2682694C1 RU 2018123665 A RU2018123665 A RU 2018123665A RU 2018123665 A RU2018123665 A RU 2018123665A RU 2682694 C1 RU2682694 C1 RU 2682694C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- stage
- wheel
- turbine wheel
- torque converter
- freewheel
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 8
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000004642 transportation engineering Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H41/00—Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
- F16H41/04—Combined pump-turbine units
- F16H41/22—Gearing systems consisting of a plurality of hydrokinetic units operating alternatively, e.g. made effective or ineffective by filling or emptying or by mechanical clutches
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arrangement Of Transmissions (AREA)
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к двухступенчатому гидротрансформатору. Гидротрансформатор содержит насосное колесо центробежного типа, соединенное с ведущим валом, турбинное колесо первой ступени осевого типа, соединенное с ведомым валом посредством муфты свободного хода, турбинное колесо второй ступени центростремительного типа, колесо реактора, установленное между турбинным колесом второй ступени и насосным колесом и связанное с неподвижным валом с помощью муфты свободного хода. Колесо турбины второй ступени соединено с ведомым валом с помощью муфты свободного хода. Достигается упрощение конструкции двухступенчатого гидротрансформатора и повышение коэффициента полезного действия (КПД). 1 ил.
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях самоходных машин различного назначения.
В трансмиссиях самоходных машин широко используются одноступенчатые гидротрансформаторы, которые имеют один насос, соединенный с ведущим валом, одну турбину, соединенную с ведомым валом, и один реактор. Основной недостаток одноступенчатых гидротрансформаторов - сравнительно низкий коэффициент полезного действия (КПД) и узкий диапазон регулирования вращающего момента приводного двигателя. Максимальный коэффициент трансформации вращающего момента в одноступенчатых гидротрансформаторах не превышает K=3,5-4, а у большинства серийных одноступенчатых гидротрансформаторов коэффициент трансформации составляет K=2-3. Указанный недостаток требует сопряжения гидротрансформатора с механической ступенчатой коробкой передач. Количество ступеней в коробках передач гидромеханических трансмиссий самоходных машин достигает 8-9 и имеет тенденцию к увеличению до 12-16. Рост количества ступеней в коробке передач ведет к усложнению системы управления трансмиссией и увеличению отбора мощности приводного двигателя на осуществление вспомогательных функций.
Более высокими преобразующими свойствами в зоне малых передаточных отношений (i=0-0,5) обладают многоступенчатые гидротрансформаторы. Максимальные значения коэффициента трансформации вращающего момента в многоступенчатых гидротрансформаторах достигают K=5-5,5 и более. Многоступенчатые гидротрансформаторы подразделяются на двухступенчатые и трехступенчатые, в которых соответственно две или три турбины одновременно соединены с выходным валом (Стесин С.П., Яковенко Е.А. Лопастные машины и гидродинамические передачи. - М.: Машиностроение, 1990; с. 130, рис. 5.3). Увеличение у многоступенчатого гидротрансформатора максимального значения коэффициента трансформации вращающего момента свыше 4-х позволяет сократить количество ступеней в механической коробке передач и тем самым упростить систему управления трансмиссией.
В многоступенчатых гидротрансформаторах с каждой турбиной сопряжен отдельный реактор, чтобы вращающие моменты, возникающие на каждой турбине, имели одинаковое направление. Таким образом, двухступенчатый гидротрансформатор имеет, как минимум, пять рабочих колес: один насос, две турбины и два реактора. Трехступенчатые гидротрансформаторы имеют как минимум семь рабочих колес: один насос, три турбины и три реактора. Большое число рабочих колес приводит к тому, что в зоне высоких передаточных отношений (свыше 0,5) параметры многоступенчатых гидротрансформаторов резко ухудшаются вследствие повышенного уровня гидравлических потерь. Известны комплексные варианты двухступенчатых гидротрансформаторов, которые способны переходить на режим гидромуфты при передаточных отношениях более 0,8 (Мазалов Н.Д., Трусов С.М. Гидромеханические коробки передач автомобилей. - М.: Машиностроение, 1971, с. 62-63). Однако и на режиме гидромуфты комплексные многоступенчатые гидротрансформаторы также имеют более низкий КПД по сравнению с одноступенчатыми гидротрансформаторами вследствие относительно большого числа вращающихся рабочих колес
В качестве прототипа выбран гидротрансформатор по а.с. СССР №116957, 1959, содержащий насосное колесо, соединенное с ведущим валом, турбинное колесо первой ступени, соединенное с ведомым валом посредством муфты свободного хода, турбинное колесо второй ступени, жестко связанное с ведомым валом, колесо первого реактора, установленное между турбинами первой и второй ступени, колесо второго реактора, установленное между турбинным колесом второй ступени и насосным колесом, и жестко связанное одновременно с колесом первого реактора и с неподвижным валом с помощью муфты свободного хода. Гидротрансформатор имеет следующие особенности. Данный гидротрансформатор является двухступенчатым и содержит пять рабочих колес. Турбинное колесо первой ступени осевого типа эффективно работает в зоне малых передаточных отношений i=0-0,6, а турбинное колесо второй ступени центростремительного типа - в зоне высоких передаточных отношений i=0,6-0,98. Чтобы устранить тормозящее действие турбинного колеса первой ступени при передаточных отношениях свыше 0,6 и на режиме гидромуфты, это колесо соединено с ведомым валом гидротрансформатора посредством муфты свободного хода, что позволяет турбинному колесу первой ступени свободно вращаться в потоке рабочей жидкости, оказывая относительно небольшое гидравлическое сопротивление. Насосное и турбинные колеса расположены симметрично друг относительно друга, что позволяет ему работать на режиме гидромуфты. Данный гидротрансформатор имеет два жестко связанных реакторных колеса, противоположно расположенных в круге циркуляции рабочей жидкости, поэтому для осуществления жесткой связи противоположно расположенных реакторных колее необходим специальный конструктивный элемент. Указанные обстоятельства усложняют в целом конструкцию гидротрансформатора и снижают его КПД как на режиме трансформации вращающего момента, так и на режиме гидромуфты.
Задачей данного изобретения является упрощение конструкции гидротрансформатора и повышение коэффициента полезного действия (КПД) во всем диапазоне трансформации вращающего момента и на режиме гидромуфты.
Поставленная задача достигается тем, что в гидротрансформаторе, содержащем насосное колесо центробежного типа, соединенное с ведущим валом, турбинное колесо первой ступени осевого типа, соединенное с ведомым валом посредством муфты свободного хода, турбинное колесо второй ступени центростремительного типа, колесо реактора, установленное между турбинным колесом второй ступени и насосным колесом и связанное с неподвижным валом с помощью муфты свободного хода, причем колесо турбины второй ступени соединено с ведомым валом с помощью муфты свободного хода.
На Фиг. 1 представлена кинематическая схема гидротрансформатора в варианте двумя турбинами и одним колесом реактора.
Гидротрансформатор 1 содержит насосное колесо 2 центробежного типа, соединенное с ведущим валом 3, турбинное колесо 4 первой ступени осевого типа, соединенное с помощью муфты свободного хода 5 с ведомым валом 6, турбинное колесо 7 второй ступени центростремительного типа, соединенное с помощью муфты свободного хода 8 с ведомым валом 6, реакторное колесо 9, установленное между турбинным колесом 7 и насосным колесом 2. Реакторное колесо 9 с помощью муфты свободного хода 10 соединено с неподвижным валом 11, которое соединено с корпусом 12. Необязательная сцепная муфта 13 предназначена для блокирования гидротрансформатора 1 путем соединения ведущего вала 3 и ведомого вала 6 с целью повышения КПД трансмиссии при установившемся движении самоходной машины.
Работает предлагаемый гидротрансформатор следующим образом.
Приводной двигатель (на схеме не показан) через ведущий вал 3 приводит во вращение насосное колесо 2, которое создает поток и напор рабочей жидкости. Рабочая жидкость поступает сначала в турбинное колесо 4, а затем поступает в турбинное колесо 7. В зоне малых передаточных отношений (i=0-0,6) более эффективно работает турбинное колесо 4 осевого типа, которое имеет более высокие КПД и коэффициент трансформации вращающего момента по сравнению с турбинным колесом 7 центростремительного типа (Мазалов Н.Д., Трусов С.М. Гидромеханические коробки передач. - М.: Машиностроение, 1971; с. 53-60). Рабочая жидкость, выходя из турбинного колеса 4 и поступая в турбинное колесо 7, создает на турбинном колесе 7 отрицательный вращающий момент. Чтобы устранить тормозящее действие турбинного колеса 7 на ведомый вал 6, муфта свободного хода 8 отключает турбинное колесо 7 от ведомого вала. Вращающий момент при этом создается только турбинным колесом 4.
По мере разгона самоходной машины и увеличения передаточного отношения гидротрансформатора 1 знак вращающего момента на турбинном колесе 7 становится положительным и оно также вступает в работу. В зоне больших передаточных отношений (i>0,6) и на режиме гидромуфты турбинное колесо 7 центростремительного работает типа более эффективно, чем турбинное колесо 4 осевого типа. При этом турбинное колесо 4 вращается быстрее турбинного колеса 7 и отключается от ведомого вала 6 с помощью муфты свободного хода 5.
Переход гидротрансформатора 1 на режим гидромуфты осуществляется с помощью муфты свободного хода 10, разрывающей связь реакторного колеса 9 с неподвижным валом 11 в зоне больших передаточных отношений (i>0,8). С целью повышения КПД трансмиссии гидротрансформатор 1 может быть заблокирован с помощью муфты 13.
Таким образом, рассматриваемый гидротрансформатор по сравнению с прототипом обладает более простой конструкцией за счет удаления из конструкции реакторного колеса между турбинными колесами первой и второй ступеней и, как следствие, повышенным КПД. Дополнительная муфта свободного хода является унифицированным элементом и не усложняет лопаточную систему гидротрансформатора. Независимая работа турбинных колес первой и второй ступеней позволяет оптимальным образом спрофилировать их лопатки и тем самым обеспечить более высокие значения КПД во всем диапазоне передаточных отношений. Использование в конструкции предлагаемого гидротрансформатора симметрично расположенных насосного колеса центробежного типа и турбинного колеса центростремительного типа обеспечивает работу на режиме гидромуфты; это обстоятельство также позволяет заимствовать элементы лопаточных систем от серийных одноступенчатых гидротрансформаторов. По сравнению с двухтурбинными гидротрансформаторами у предлагаемого гидротрансформатора отсутствует суммирующая механическая передача, что также является его преимуществом.
Claims (1)
- Гидротрансформатор, содержащий насосное колесо центробежного типа, соединенное с ведущим валом, турбинное колесо первой ступени осевого типа, соединенное с ведомым валом посредством муфты свободного хода, турбинное колесо второй ступени центростремительного типа, колесо реактора, установленное между турбинным колесом второй ступени и насосным колесом и связанное с неподвижным валом с помощью муфты свободного хода, отличающийся тем, что колесо турбины второй ступени соединено с ведомым валом с помощью муфты свободного хода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123665A RU2682694C1 (ru) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Гидротрансформатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018123665A RU2682694C1 (ru) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Гидротрансформатор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2682694C1 true RU2682694C1 (ru) | 2019-03-20 |
Family
ID=65805901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018123665A RU2682694C1 (ru) | 2018-06-28 | 2018-06-28 | Гидротрансформатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2682694C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716378C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2020-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Гидромеханическая передача транспортного средства |
RU2741352C1 (ru) * | 2020-08-10 | 2021-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Гидромеханическая передача самоходной машины |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2359895A1 (de) * | 1972-11-28 | 1974-06-20 | Gen Motors Corp | Hydrodynamische einheit fuer kraftfahrzeuge |
SU1326826A1 (ru) * | 1985-06-19 | 1987-07-30 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Гидротрансформатор |
RU2125196C1 (ru) * | 1997-07-22 | 1999-01-20 | Военный автомобильный институт | Гидротрансформатор |
RU2166139C2 (ru) * | 1999-06-01 | 2001-04-27 | Военный автомобильный институт | Гидротрансформатор |
RU2227233C2 (ru) * | 2001-08-31 | 2004-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения" | Гидротрансформатор-гидрозамедлитель |
-
2018
- 2018-06-28 RU RU2018123665A patent/RU2682694C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2359895A1 (de) * | 1972-11-28 | 1974-06-20 | Gen Motors Corp | Hydrodynamische einheit fuer kraftfahrzeuge |
SU1326826A1 (ru) * | 1985-06-19 | 1987-07-30 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Гидротрансформатор |
RU2125196C1 (ru) * | 1997-07-22 | 1999-01-20 | Военный автомобильный институт | Гидротрансформатор |
RU2166139C2 (ru) * | 1999-06-01 | 2001-04-27 | Военный автомобильный институт | Гидротрансформатор |
RU2227233C2 (ru) * | 2001-08-31 | 2004-04-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения" | Гидротрансформатор-гидрозамедлитель |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716378C1 (ru) * | 2019-10-10 | 2020-03-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Гидромеханическая передача транспортного средства |
RU2741352C1 (ru) * | 2020-08-10 | 2021-01-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Гидромеханическая передача самоходной машины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN205298454U (zh) | 装载机用液压机械无级变速传动装置 | |
RU2682694C1 (ru) | Гидротрансформатор | |
US3073182A (en) | Transmission | |
RU2719741C1 (ru) | Гидромеханическая передача | |
US4147075A (en) | Combined gearbox with stepless variable speed ratio | |
CN111550440A (zh) | 一种径流式多级对转离心叶轮及其使用方法 | |
RU2716378C1 (ru) | Гидромеханическая передача транспортного средства | |
EP3810976B1 (en) | Pump system for lubricating components of a wind turbine | |
WO2023273768A1 (zh) | 一种涡轮机 | |
CN103206508A (zh) | 新型液力变矩器 | |
US2383981A (en) | Hydraulic variable speed power transmission | |
CN111022604A (zh) | 高差速时低阻液力耦合器 | |
RU2682892C1 (ru) | Комбинированный гидротрансформатор | |
RU2741352C1 (ru) | Гидромеханическая передача самоходной машины | |
RU2761683C1 (ru) | Гидротрансформатор | |
US2820373A (en) | Hydraulic torque converter | |
US3677003A (en) | Aerodynamic torque converter | |
CN204828538U (zh) | 工程车辆用液力变矩器及工程车辆 | |
CN204239660U (zh) | 一种装有三个涡轮的液力变矩器 | |
RU2740941C1 (ru) | Гидромеханическая передача | |
PL240963B1 (pl) | Dwudrożna przekładnia hydromechaniczna z krążeniem mocy | |
RU2695477C1 (ru) | Гидромеханическая передача | |
RU2737452C1 (ru) | Гидромеханическая передача | |
CN103322157B (zh) | 液力机械变矩器 | |
US3261166A (en) | Converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200629 |