SU1151729A1 - Гидродинамическа муфта преимущественно дл наземных транспортных средств - Google Patents

Abstract

ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА ПРЕИМЩЕСТВЕННО НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержаща  разъемный корпус, установленные внутри корпуса насосное колесо в виде жестко св занных с входным валом концентрично расположенных венцов с пр моуголь ными лопаст ми на них, установленными на венцах с кольцевыми зазорами и турбинное колесо в виде жестко м :;х ;;.i св занных с выходным валом через корпус венцов с установленньвга на них и в кольцевых зазорах пр моугольных лопастей, причем лопасти насосного и турбинного колес пocлeдoвaтeJ|ьнo чередуютс , отличающа с  тем, что, с целью, расширени  эксплуатационник возможностей путем снижени  жесткости т говой характеристики , она снабжена промежуточным корпусным элементом, пр моугольные лопасти турбинного колеса жестко св заны одна с другой по вершинам и с промежуточн№ корпусньм элементом , последний жестко закреплен между разъемными част ми корпуса насосное колесо выполнено составным, а его пр моугольные лопасти расположены в окружном направлении между лопаст ми турбинного колеса, причем одна из составных частей насосного колеса выполнена съемной в виде венца с пр моугольной лопастью зафиксированной в окружном и в осевом направСП лени х.

Description

Изрбретение относитс  к машиностроению и примен етс  в гидродинамических передачах дл  использовани  в приводах моторно-трансмиссионных установок наземных транспортных средств, таких как автомобили, т гачи и др, при этом предполагаетс применение гидромуфты главным образом в маломощных приводах с большим моментом инерции ведомых элементов, например в приводах вентил торов, генераторов, дл  разгона маховиков и в различных стендовых установках.

В таких приводах целесообразно применение гидромуфт, с нежесткими характеристиками, что уменьшает динамические нагрузки в приводе и повышает его надежность.

Известны гидромуфты с нежесткой т говой характеристикой, обеспечива ющейс  специальными конструктивными мерами при посто нном заполнении гидромуфты.

Известна гидромуфта с большим числом лопаток ij.

При увеличении скольжени  в этой гидромуфте возрастает частота противосто ни  лопаток колес насоса и турбины, что при толщинах лопаток, сравнимых при большом их числе с межлопаточньш каналом, вызывает большое сопротивление центробежным силам. Это приводит к относительному снижению расхода в гидромуфте и передаваемому моменту при возрастаНИИ скольжени , т.е. к понижению жесткости т говой характеристики.

Недостатком указанной конструкции гидромуфты  вл етс  ограниченна  возможность получени  нежесткой т говой характеристики при тех нологически оправданном увеличении числа лопаток, поэтому этот путь уменьшени  жесткости характеристики рекомендуетс  сочетать с другими известными техническими решени ми, что приводит к усложнению конструкции .

Известна гидромуфта, снабженна  планетарным дифференциальным механизмом , взаимодействующим с рабочим колесами гидромуфты. Кроме планетарного механизма, эта гидромуфта содержит насосное колесо и турбинно ко есо, расчлененное на два венца, входной и выходной валы. Благодар  тому, что по мере разгона выходного вала.гидромуфты увеличиваетс  дол 

мощности, передающа с  механическим путем через дифференциал, в этой гидромуфте можно получать различные по жесткости т говые характеристики подбира  параметры планетарного механизма и относительные размеры рабочих колес 1идромуфты 2J ,

Недостатками гидромуфты  вл ютс  сложность конструкции, обусловленна наличием трехр дного планетарного дифференциала, и большой осевой габарит.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности  вл етс  гидропередача с применением многовенцовых лопастных колес, содержаща  ра.зъемный корпус, установленное внутри корпуса насосное колесо в виде жестко св занных с входным валом концентрично расположенных венцов с пр моугольными лопаст ми, установленными на венцах с кольцевыми зазорами, и турбинное колесо в виде жестко соединенных с выходным валом через корпус венцов с установленными на них и в кольцевых зазо- pax пр моугольных Лопастей, причем лопасти .насосного и турбинного коле последовательно чередуютс  fj .

Недостатком устройства  вл етс  то, что рабоча  полость не замкнута в общий круг циркул ции. Передача мощности в нем осуществл етс  путем локальных циркул ции, возникающих н стыках разноименных лопаточных венцов с реализацией типовой по жесткости т говой характеристики в каждом отдельном месте. Это про вл етс и в полной внешней характеристике гидропередачи, поэтому в случае . использовани  ее в качестве гидромуфты не представл етс  возможным получение нежесткой т говой характеристики и в диапазоне скольжений 0-100%, что  вл етс  недостатком.

Цель изобретени  - расширение эксплуатационных возможностей путем снижени  жесткости т говой характеристики .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что гидродинамическа  муфта, содержаща  разъемный корпус, установленные внутри корпуса насосноеколесо в виде жестко св занных с входным валом концентрично расположенных венцов, с пр моугольньми лопат ми на них, установленными на венцах с кольцевьми зазорами, и турбин3

ное колесо в виде жестко св занных выходным валом через корпус венцов с установленными на них и в кольцевых зазорах пр моугольных лоцастей, причем лопасти насосного и турбинного колес последовательно чередуютс , снабжена промежуточным.корпусны элементом, пр моугольной лопасти турбинного колеса выполнены с жестк ср заннымй одна с другой по вершинам и промежуточным корпусным элементом, пследний жестко закреплен между разъемными част ми корпуса, насосное колесо выполнено составным, а его пр моугольные лопасти расположены в окружном направлении между лопаст ми турбинного колеса, причем одна из составных частей насосного колес выполнена съемной в виде венца с пр моугольными лопаст ми, зафикси-, рованными в окружном и в осевом направлени х.

На фиг.1 показана гидромуфта, разрез (насосное и турбинное колеса содержат по два лопаточных венца), на фиг.2 и 3 - т говые характеристики гидромуфты.

Гидромуфта состоит из св занного с выходным валом разъемного корпуса 1, внутри которого с целью выполнени  быстрого монтажа расположены насосное и турбинное колеса. Насосное колесо 2 жестко св зано с входным валом, а турбинное колесо 3 жестко св зано с промежуточной съемной частью корпуса, котора  герметично и жестко закреплена между двум  другими част ми корпуса 1. Насосное колесо 2 выполнено составньгм в виде ротора с жестко закрепленным на нем диском с пр моугольным несъемным лопаточным венцом 4 и съемным лопаточньм венцом с пр моугольной лопастью 5. Съемна  лопасть 5 установлена на роторе насосного колеса подвижно, на1тример на шпицах, дп  того чтобы осуществить работослойную, сборную конструкцию. От перемещени  съемна  лопасть 5 зафиксирована в осевом направлении, например, пружинным кольцом. Венцы насосного колеса расположены концентрично один относительно другого, а между ихлопаст мй выполнены кольцевые зазоры. Пр моугольные лопасти 6 турбинного колеса жестко св заны друг с другом по вершинам и с промежуточной съемной частью корпуса 1. Пр моугольные ло7294

, пасти 6 установлены в кольцев 1х зазорах между пр моугольной съемной и несъемной лопаст ми насосного колеса , причем кажда  лопасть турбиннго колеса последовательно чередуетс  с лопастью насосного колеса. В данном случае при использовании четырех пр моугольных лопастей эффективно чередовать лопасти в-окружном направлении. Число лопаточных венцов в общем случае должно ув зыватьс  с передаваемым моментом и может быть равно 6,8 и т.д., т.е. кратное двум. Последовательное чередование венцов в общей рабочей полости корпса 1 должно быть выполнено как по горизонтали, так и по вертикали. Величина диагональной перемычки между вершинами пр моугольных лопастей 6 турбинного колеса выбираетс  из условий жесткости и прочности лопа точной системы в целом.

Гидромуфта работает, следующим образом .

При включении приводного двигате л  насосное колесо 2, св занное с ним, создает циркул цию рабочей жидкости, заполн ющей полость гидромуфты , котора  при этом последовательно обходит все лопаточные венцы. На стоп-режиме, когда турбинное колесо 3 неподвижно (100% скольжени ), расход в круге циркул ции гидромуфты и передаваемый момент определ етс  разностью центробежных давлений создаваемых венцами 5 и 4 насосного колеса, расположенных на разных радиусах. По мере разгона турбинного колеса 3 и перехода муфты на малые скольжени  турбинный венец 6 начинает компенсировать .противодавление насосного венца 5, что приводит к относительному возрастанию расхода в гидромуфте и передаваемого момента. При этом в гидромуфте возрастает и активный напор и расход, что увеличивает передаваемую мощность. Т гова  характеристика гидромуфты деформируетс , т.е. становитс  нежесткой по сравнению с типовой характеристикой двухколесной гидромуфты. Возрастание момента обусловливаетс  не только тем, что венец 6 способствует прокачке жидкости, наход сь на одной вертикали с основным насосным лопаточным венцом 4, но и тем, что на средних передаточньк отношени х венец 6 сам начинает актив но срабатывать гидравлическую энергию , отдава  ее на выход гидромуфты . Таким образом, при наличии венцов 5 и 6 характеристика гидромуфты становитс  менее жесткой. На фиг.2 показана экспериментальна  т гова  характеристика предлагаемой гидромуфты. Коэффициент дл  такой гидромуфты вычисл етс  по формуле: y.lo, NH - мощность на насосном колесе гидромуфты, л.с., Jf - удельный вес рабочей жид кости, Т/м , I5g - активный диаметр гидромуфты , м, HH - частота вращени  насосно го колеса, об/мин. Характеристика гидромуфты имеет  вно выраженную обратную прозрачность , что подтверждает описанный принцип действи . Технико-экономическа  эффективность предложенного технического решени  заключаетс  в его конструктивных и эксплуатационных преимуществах по сравнению с известными гидромуфтами, в которых нежесткость характеристики достигаетс  переменностью заполнени , механическим изм нением формы проточной полости и др Предложенна  гидромуфта по сравнени с ними не имеет неустойчивых режимо проста по конструкции. Использование изобретени  по сра нению с известными муфтами позволит улучшить эксплуатационные характери тики. Так известную гидромуфту можно условно рассматривать как р д обычных гидромуфт, работающих на один вьнходной вал. При этом принципиально кажда  из муфт (и муфта в целом) обладает типовой, т,е, жесткой т говой характеристикой (пр мой прозрачности - по аналогии с комплексным гидродинамическим трансформатором ) . Ориентировочное сравнительное протекание коэффициентов мощности Кц в зависимости от передаточного отношени  показано на фиг.З. Сплошной линией показана т гова  характеристика предлагаемой гидромуфты, пунктиром - известной. Сопоставление характеристики предлагаемой гидромуфты с типовыми жесткими характеристиками известных гидромуфт показывает, что может быть легко достигнуто уменьшение жесткости до 2 раз. Количественно жесткость характеристики может быть оценена по коэффициенту прозрачности К„ нагрузочной характеристики, как это делаетг с  дл  гидродинамических трансформаторов . Коэффициент прозрачности представл ет собой отношение коэффициента мощности при трогании к коэф мциен ту мощности, по которому выбираетс  размер гидромуфты. Дл  предлагаемой гидромуфты Ifn 2,5, дп  базовой kf,5,8. Таким образом, предлагаема  гидромуфта имеет в 2,3 раза меньшую жесткость, чем базова , что во столько же раз снижает перегрузки в приводе при запуске и примерно во столько же раз повышает его-срок службы, что приводит к улучшению эксплуатационных возможностей.

0U.i

Фа.г,Ч

80 60 0 20

0,.6

0.1

иг.З

QJ

1.0

Claims (1)

1. ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МУФТА ПРЕИМУЩЕСТВЕННО НАЗЕМНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ, содержащая разъемный корпус, установленные внутри корпуса насосное колесо в виде жестко связанных с входным валом концентрично расположенных венцов с прямоуголь¹· ными лопастями на них, установленными на венцах с кольцевыми зазорами и турбинное колесо в виде жестко связанных с выходным валом через кор пус венцов с установленными на них и в кольцевых зазорах прямоугольных лопастей, причем лопасти насосного и турбинного колес последовательно чередуются, отличающаяся тем, что, с целью, расширения эксплуатационных возможностей путем снижения жесткости тяговой характеристики, она снабжена промежуточным корпусным элементом, прямоугольные лопасти турбинного колеса жестко связаны одна с другой по вершинам и с промежуточным корпусныч элементом, последний жестко закреплен между разъемными частями корпуса» на- 3 сосное колесо выполнено составным, а его прямоугольные лопасти расположены в окружном направлении между лопастями турбинного колеса, причем одна из составных частей насосного колеса выполнена съемной в виде венца с прямоугольной лопастью» зафиксированной в окружном и в осевом направлениях.

   м ю СО >

   i