SU1013664A1

SU1013664A1 - Inertial pulsator

Info

Publication number: SU1013664A1
Application number: SU802879458A
Authority: SU
Inventors: Игорь Борисович Щербаков
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1980-02-06
Publication date: 1983-04-23

Abstract

ИНЕРЦИОННЫЙ ИМПУЛЬСАТОР , содержащий корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, основной дифференциал , водило которого установлено на входном валу, а центральное колесо с внешними зубь ми - на выходном валу, механизмы свободного хода, тормоз, два идентичных вспомогательных дифференциала , два порщневых пневмоаккумул тора, поршни которых кинематически св заны соответственно с одним из звеньев вспомогательных дифференциалов, отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции и повышени КПД центральные колеса с внешними зубь ми вспомогательных дифференциалов жестко св заны между собой и с тормозом, а через механизм свободного хода - с корпусом, каждое водило вспомогательного дифференциала через механизм свободного хода кинематически св зано с поршнем соответствующего пнев моаккумул тора, а центральные колеса с внутренними зубь ми вспомогательных дифференциалов жестко св заны соответi ственно с центральным колесом с внутренними зубь ми основного дифференциала и (Л с входным, валом.INERTIAL IMPULSE, comprising a housing, input and output shafts placed in it, the main differential, which carrier is mounted on the input shaft, and the central wheel with external teeth on the output shaft, free-wheeling mechanisms, brake, two identical auxiliary differentials, two pneumatic accumulators tori, the pistons of which are kinematically connected, respectively, with one of the auxiliary differential links, characterized in that, in order to simplify the design and increase the efficiency, the central wheels with external gears each of the auxiliary differentials are rigidly connected with each other and with the brake, and through the free wheeling mechanism with the body, each carrier of the auxiliary differential through the free wheel mechanism is kinematically connected with the piston of the corresponding pneumatic accumulator, and the central wheels with internal teeth of the auxiliary differentials are rigidly associated with the central wheel with the internal teeth of the main differential and (L with the input shaft).

Description

оо аoo and

О) 4O) 4

Фиг.FIG.

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано дл поддержани посто нства мощности двигател при изменении сил внешних сопротивлений , например, в составе силовых передач транспортных, грузоподъемных машин, насосных станций и т. д.The invention relates to mechanical engineering and can be used to maintain the power of the engine when changing the forces of external resistances, for example, as part of the power transmission of transport, lifting machines, pumping stations, etc.

Известна инерционна импульсна пер дача, содержаща корпус, размещеиньк j нем входной и выходной валы, аккумул торы и дифференциал, два центральных звена которого установлены соответственно на входном и выходном валах, а третье центральное звено через гидравлическую систему св зано с входным валом 1.A known inertial impulse transmission is known, comprising a housing that accommodates input and output shafts, batteries and a differential, two central links of which are installed respectively on the input and output shafts, and the third central link through the hydraulic system is connected to the input shaft 1.

В этой передаче часть мощности передаетс через гидравлическую систему, что приводит к снижению КПД передачи.In this transmission, part of the power is transmitted through the hydraulic system, which leads to a reduction in transmission efficiency.

Наиболее близким к изобретению вл етс инерционный им пульсатор, содержащий корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, основной дифференциал, водило которого установлено на входном валу , а центральное колесо с внешними зубь ми - на выходном, механизмы свободного хода, тормоз, два идентичных вспомогательных дифференциала, два поршневых пневмоаккумул тора, поршни которых кинематически св заны с одним из звеньев вспомогательных дифференциалов. При этом с поршн ми аккумул торов св заны центральные колеса с внешними зубь ми, водила - с тормозами, а центральные колеса с внутренними зубь ми - через муфты с аналогичным колесом основного дифференциала 2.Closest to the invention is an inertial pulsator, comprising a housing, input and output shafts accommodated therein, the main differential, driven by the input shaft, and the central wheel with external teeth on the output, free wheel, brake, two identical auxiliary differentials; two piston pneumatic accumulators; the pistons of which are kinematically connected to one of the links of the auxiliary differentials. In this case, the central wheels are connected to the pistons of the accumulators with external teeth, the carrier with brakes, and the central wheels with internal teeth are connected through couplings with the same wheel of the main differential 2.

Недостатком передачи вл етс относительна сложность ее конструкции, содержащей четыре органа управлени (две муфты и два тормоза), а также пониженный КПД, обусловленный потер ми в тормозах.The disadvantage of transmission is the relative complexity of its design, containing four control elements (two clutches and two brakes), as well as reduced efficiency due to brake losses.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции передачи и повышение ее КПД.The aim of the invention is to simplify the design of the transmission and increase its efficiency.

Поставленна цель достигаетс тем, что в инерционном импульсаторе, содержащем корпус, размещенные в нем входной и выходной валы, основной дифференциал, водило которого установлено на входном валу , а центральное колесо с внешними зубь ми - на выходном, механизмы свободного хода, тормоз, два идентичных вспомогательных дифференциала, два поршневых пневмоаккумул тора , поршни которых кинематически св заны соответственно с одним из звеньев вспомогательных дифференциа-. лов, центральные колеса с внешними зубь ми вспомогательных дифференциалов жестко св заны между собой и с тормозом, а через механизм свободного хода - с корпусом , каждое водило вспомогательного дифференциала через механизм свободного хода кинематически св зано с поршнем соответствующего пневмоаккумул тора, а центральные колеса с внутренними зубь ми вспомогательных дифференциалов жестко св заны соответственно с центральным колесом с внутренними зубь ми основного дифференциала и с входным валом.The goal is achieved by the fact that in an inertial impulse that includes a housing, input and output shafts placed in it, the main differential, the carrier of which is mounted on the input shaft, and the central wheel with external teeth on the output, free wheel drive, brake, two identical auxiliary differentials; two piston pneumatic accumulators; the pistons of which are kinematically connected, respectively, to one of the links of the auxiliary differentials. central wheels with external teeth of auxiliary differentials are rigidly connected with each other and with a brake, and through a free wheel mechanism with a housing, each auxiliary differential drive through a free wheel mechanism is kinematically connected with a piston of a corresponding pneumatic accumulator, and central wheels with internal The teeth of the auxiliary differentials are rigidly connected respectively to the central wheel with the internal teeth of the main differential and to the input shaft.

На фиг. 1 представлена кинематическа схема инерционного импульсатора; на фиг. 2 с вид А на фиг. 1.FIG. Figure 1 shows the kinematic scheme of the inertial impulse; in fig. 2 with view A in FIG. one.

Инерционный импульсатор содержит корпус 1 с размещенными в нем входным 2 и выходным 3 валами, на которых установлены соответственно водило 4 и центральное колесо 5 с внешними зубь ми основного дифференциала. Его центральное колесо 6 с внутренними зубь ми жестко св зано с аналогичным центральным колесом 7 вспомогательного дифференциала, а такое же центральное колесо 8 другого вспомогательного дифференциала жестко св зано с входнымThe inertial pulser comprises a housing 1 with input 2 and 3 output shafts placed in it, on which carrier 4 and central wheel 5 with external teeth of the main differential are mounted. Its central wheel 6 with internal teeth is rigidly connected with the same central wheel 7 of the auxiliary differential, and the same central wheel 8 of the other auxiliary differential is rigidly connected with the input

5 валом 2. Центральные колеса 9 и 10 с внешними зубь ми жестко св заны между собой и с тормозом 11, а через механизм свободного хода (МСХ) 12 - с корпусом. водила 13 и 14. Соответственно через МСХ 15 и 16 зубчатые рейки 17 и 18 св заны с поршн ми пневмоаккумул торов 19 и 20.5 shaft 2. The central wheels 9 and 10 with the outer teeth are rigidly connected with each other and with the brake 11, and through the free wheeling mechanism (MCA) 12 with the housing. drove 13 and 14. Respectively through MSC 15 and 16, the toothed rails 17 and 18 are connected to the pistons of the pneumatic accumulators 19 and 20.

Дл переключени тормоза 11 предусмотрен электромагнит и реле времени (не показаны ) .An electromagnet and a time relay (not shown) are provided for switching the brake 11.

Инерционна импульсна передача рабо5 тает следующим образом.Inertial impulse transmission works as follows.

Водило 4 получает одностороннее вращение от входного вала 2. Рабочий цикл передачи состоит из двух частей. В первой части цикла тормоз 11 включен и удерживает центральные колеса 9 и 10 в неподвижномThe carrier 4 receives a one-way rotation from the input shaft 2. The transmission duty cycle consists of two parts. In the first part of the cycle, the brake 11 is turned on and keeps the central wheels 9 and 10 in a stationary

0 состо нии. При наличии сопротивлени на выходном валу 3 центральное колесо 6 вращаетс в одном направлении с водилом 4, передава энергию через водило 13, МСХ 15 и зубчатую рейку 17 на зар дку пневмоаккумул тора 19. Вращающий момент сопротивлени на центральном колесе 6 возрастает пропорционально давлению газа в пневмоаккумул торе 19, и оно вскоре останавливаетс , а мощность с водила 4 полностью передаетс на выходной вал 3 и далее потребителю. При этом сопротивление0 state. If there is resistance on the output shaft 3, the central wheel 6 rotates in the same direction with the planet carrier 4, transferring energy through the carrier 13, MCX 15 and the rack 17 to charge the pneumatic accumulator 19. The resistance torque on the central wheel 6 increases in proportion to the gas pressure in the pneumatic accumulator the torus 19, and it soon stops, and the power from the carrier 4 is completely transferred to the output shaft 3 and further to the consumer. At the same time resistance

0 на рабочем органе потребител преодолеваетс за счет вращающего момента двигател и кинетической энергии масс двигател и звеньев передачи, накопленной до остановки центрального колеса 6.0 on the working body, the consumer is overcome due to the torque of the engine and the kinetic energy of the masses of the engine and the transmission links accumulated before the central wheel has stopped 6.

Пневмоаккумул тор 20 в первой части цикла, разр жа сь, отдает свою энергию водилу 4.The pneumatic accumulator 20 in the first part of the cycle, having discharged, gives up its energy to the carrier 4.

Втора часть цикла начинаетс отключением тормоза 11. При этом пневмоаккумул тор 19 через МСХ 15, зубчатую рейку 17,The second part of the cycle begins by disabling the brake 11. In this case, the pneumatic accumulator 19 through MSC 15, the rack 17,

Q водило 13 центральные колеса 9 и 10, водило 14, МСХ 16 и зубчатую рейку 18 передает свою энергеию пневмоаккумул тору 20. При относительно небольшой инертности указанных звеньев этот процесс происходит гораздо быстрее, чем зар дка пнев5 моаккумул тора 19 в первой части цикла, поэтому движение других звеньев передачи не оказывает на указанный процесс существенного вли ни . Возникновению колебаНИИ и обратному протеканию энергии между пневмоаккумул торами 19 и 20 преп тствует мех 12, который в начале поворота центральных колес 9 и 10 в обратном направлении замыкает его на корпус 1 передачи. Тормоз 11 включаетс вновь, когда пройдет достаточное количество времени дл описанной передачи элергии от одного аккумул тора другому. На этом один цикл работы инерционного импульстора заканчиваетс и начинаетс следующий. Расчетное врем включенного и выключенного состо ни тормоза 11 при изменении нагрузки на рабочем органе потребител остаетс посто нным. мех 15 и 16 служат дл разъединени зубчатых реек 17 и 18 и звеньев дифференциалов после разр дки пневмоаккумул торов 19 и 20 с целью уменьшени потерь энергии при ударе зубчатых реек 17 и 18 об упор (фиг. 2). Пр ма передача (передаточное отношение i ijnax) образуетс в том случае, когда уже при начальном давлении газа в пневмоаккумул торе 19 возникает вращаю1ЦИЙ момент, достаточный дл удержани центрального колеса 6 в неподвижном состо нии . В случае длительной работы в режиме пр мой передачи оператор может отключить электромагнит управлени тормозом 11.. етоп-режим ( i 0) возникает в случае приложени к выходному валу 3 достаточно большой нагрузки. При этом вс мощность циркулирует по замкнутому контуру дифференциалов. Работа импульсатора в стоп-режиме аналогична описаннойQ drove 13 central wheels 9 and 10, drove 14, MCX 16 and gear rail 18 transmits its energy to pneumatic accumulator 20. With relatively small inertia of these links, this process occurs much faster than charging pneumatic accumulator 19 in the first part of the cycle, therefore the movement of other transmission links does not have a significant effect on this process. The occurrence of oscillation and the reverse flow of energy between pneumatic accumulators 19 and 20 is prevented by fur 12, which, at the beginning of the rotation of the central wheels 9 and 10 in the reverse direction, closes it to the 1st gear casing. Brake 11 is activated again when a sufficient amount of time has passed for the described transmission of the allergy from one battery to another. On this one cycle of the inertial impulse operation ends and the next one begins. The estimated time of the on and off state of the brake 11 when the load on the user body changes, the user remains constant. Mech 15 and 16 serve to separate the gear racks 17 and 18 and the differential links after discharging pneumatic accumulators 19 and 20 in order to reduce energy losses during the impact of the gear racks 17 and 18 against the stop (Fig. 2). Direct transmission (gear ratio i ijnax) is formed when, at the initial gas pressure in the pneumatic accumulator 19, rotation occurs a moment sufficient to keep the central wheel 6 in a stationary state. In the case of continuous operation in the direct transmission mode, the operator can turn off the electromagnet for controlling the brake 11 .. The utop-mode (i 0) occurs when a sufficiently large load is applied to the output shaft 3. In this case, the power circulates in a closed contour of differentials. The operation of the pulser in the stop mode is similar to that described.

Вид КView K

тt

Фи2,1 выше. Уменьшаетс лишь потребна мошность двигател , котора теперь тратитс только на восполнение потерь при циркул ции МОШ.НОСТИ по замкнутому контуру. При увеличении приведенных моментов инерции выходного вала 3 и водила 4 неравномерность вращени этих звеньев импульсатора падает и в пределе приближаетс к нулю. При этом центральное колесо 6 вращаетс без остановок. Соединение дифференциалов с пневмоаккумул торами 19 и 20 энергии помимо зубчатой рейки может быть выполнено также с помощью кривощипно-шатунного, кулачкового , эксцентрикового механизмов и других устройств, согласно типу примен емых аккумул торов энергии, при этом, а также при раздельном исполнении зубчатой рейки 17 и поршн пневмоаккумул тора 19, мех 15 может быть изъ т из схемы передачи.мех 16 может быть перемещен на центральное колесо. В качестве аккумул торов энергии могут использоватьс также составные торсионы и пружины. Технико-экономический эффект импульсатора заключаетс в том, что КПД инерционной импульсной передачи повышаетс за счет передачи всей энергии механическим путем при относительной простоте конст рукции всего с одним органом управлени . Потери энергии в тормозе 1I не происходит поскольку он включаетс после остановки центральных колес 9 и 10 и удерживает их в неподвижном состо нии, а затем отпускает .Phi2.1 above. Only the engine's required power is reduced, which is now spent only on replenishing the loss in circulation of the MOSH.NOSTI in a closed loop. As the above inertia moments of the output shaft 3 and carrier 4 increase, the non-uniformity of rotation of these pulser links drops and in the limit approaches zero. Meanwhile, the central wheel 6 rotates without stopping. The combination of differentials with pneumatic accumulators 19 and 20 of energy, in addition to a toothed rack, can also be performed using curvature-shatunnogo, cam, eccentric mechanisms and other devices, according to the type of energy accumulators used, and also with separate execution of the rack 17 and the piston of the pneumatic accumulator 19, the fur 15 can be removed from the transmission circuit. The fur 16 can be moved to the central wheel. Composite torsion bars and springs can also be used as energy accumulators. The technical and economic effect of a pulsator is that the efficiency of inertial pulsed transmission is increased due to the transfer of all the energy mechanically, with the relative simplicity of construction with just one control. There is no energy loss in the brake 1I since it is turned on after the central wheels 9 and 10 are stopped and keeps them in a stationary state, and then releases them.

Claims

An inertial pulser containing a housing, input and output shafts located in it, a main differential, the carrier of which is mounted on the input shaft, and a central wheel with external teeth on the output shaft, freewheels, brake, two identical auxiliary differential, two piston pneumatic accumulators, the pistons of which are kinematically connected respectively to one of the links of the auxiliary differentials, characterized in that, in order to simplify the design and increase the efficiency, the central wheels with external teeth auxiliary differentials are rigidly connected with each other and with the brake, and through the freewheel mechanism - with the housing, each carrier of the auxiliary differential through the freewheel mechanism is kinematically connected with the piston of the corresponding pneumatic accumulator, and the central wheels with internal teeth of the auxiliary differentials are rigidly connected respectively with the central wheel with the internal the teeth of the main differential and with the input shaft.

SU ... 1013664

Fig.]