SU872858A1 - Гидродинамический тормоз - Google Patents

Description

(54) ГИДГОДИНАМИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ

I

Изобретение относитс  к транспортным сред ствам,. а именно к устройствам, предназначенHbnvi дл  торможени  траноюртных маши  и повозок, преимущественно железнодорюжных вагонов и автомобильных прицепов.

Известен гидродинамический тормоз, содержащий гидромуфту с неподвижно закрепленным в корпусе турбинным колесом и вращающимс  насосным колесом с валом, воздущный шнбер, а также систему охлаждени  в виде холодильника и вентил тора, ось которого св зана с приводом 1,Недостатком данного гидродинамического тормоза  вл етс  большой габарит, что  вл етс  следствием использовани  в нем тормозной гидромуфты с выдвижным радиальньп внешним ишбером, иснолнени  холодильника в индивидуальном корпусе и подсоединени  его к корпусу тормозной гидромуфты посредством навесной рамы, размещени  вентил тора между холодильником и тормозной гидромуфтой, использовани  гидромеханического редуктора в приводе вентил трра и наличи  воздухоотводных каналов между холодильником и тор .мозной гидромуфтой.

Цель изобретени  - создание гидродинамического тормоза упрощенной конструкции с улучщенными габарито-весовыми характеристиками.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в гидротормозе, содержащем гидромуфту с неподвижно закрепленньпй в корпусе турбинным

JO колесом и вращающимс  насосным колесом с валом, воздущный щибер, а также систему охлаждени  в виде холодильника и вентил тора, ось которого св зана с приводом, наружна  бокова  поверхность корпуса гидромуфты обIS разована холодильником, насосное и турбинное колеса установлены в упом нутом корпусе соосно и, кроме того, ковдентрично холодильнику , а ось вентил тора закреплена в корпусе и расположена соосно валу насосного колеса.

20

Привод вентил тора в гидродинамическом тормозе вьшолнен в виде лопаточного колеса, оакрепленного на оси вентил тора, помещенйо )го в корпусе гидромуфты между воздущным

ибером и холодильником кощгнтрично заосному колесу.

На чертеже изображена кинематическа  схеа гидродинамического тормоза.

Гидротормоз содержит тормозную гидромуфу 1, холодильник 2, вентил тор 3, резервуар л  рабочей жидкости 4. Тормозна  гидромуфа 1 состоит из корпуса, образованного дис-. ком 5, холодильником 2 и крышкой 6, вала 7, насосного колеса 8, неподвижно установленных в корпусе турбинного колеса 9 и тора О, воздушного шибера 11 осевого типа, атмо ферного кланана 12 и лопаточного колеса 13, установленного на оси 14. Лопаточное колесо

13 расположено в круге циркул ции тормозной гидромуфты между насосным колесом 8 и турбинным колесом 9 и отделено воздушным шибером 11. Привод шибера 11 осушествл етс  трем  сервоцилиндрами, равцомерно расположенными по окружности. Каждый сервоцилиндр содержит Ш1линдр 15, который неподвижно установлен на диске 5, поршень 16, рычаг 17 дл  соединени  шибера 11 с поршнем 16 и пружину 18. Полость цилиндра 15 с каналом 19 сообшена с входным, каналом 20 гидромуфты J. Внутренн   полость тора 10 каналом 21 сообшена с кругом циркул ции гидромуфты 1, а через трубопровод 22 и атмосферный клапан 12 сообшена с атмосферой полостью 23.

Вал 7 кинематически св зан с опорными колесами транспортной машины (не показаны) и служит дл  привода насосного колеса 8, а ось 14 предназначена дд  привода вентил тора 3.

Холодильник 2 выполнен в. форме цилиндрического кольца с внутренней перегородкой 24, раздел ющей холодильник на две секции 25 и 26. Холодильник размещен относительно оси вала 7 на радиусе, превышающем радиус турбинного колеса 9 и лопаточного 13. Перегородка холодильника 24 одновременно делит свободный объем корпуса гидромуфты 1, размещенный между колесами 9 и 13 и холодильником 2, на две полости 27 и 28. Полость 27 посредством канала 20 сообшена со входом насосного колеса 8, а полость 28 кольцевым каналом 29 сообщена с выходом лопаточного колеса 13. Холодильник 2, кроме того, имеет на внешнем радиусе кольцевую полость 30. Холодильник представл ет собой воздушножидкостной теплообменник, в котором нагрета  жидкость, постулающа  из гидромуфты 1, охлаждаетс  воздухом, прокачиваемым через холодильник вентил тором 3. Охлаждаемые элементы секций холодильника, по которым циркулирует нагрета  жидкость, расположены перпевдикул рно оси вала 7.

Вентил тор 3 установлен на оси 14 лопаточного колеса 13 и приводитс  им во вра728584

щение. Вентил тор 3 прокачивает атмосферный воздух через холодильник 2, воздушный поток протекает в холодильнике параллельно оси 14. На входе вентил тора 3 установлена 5 защитна  сетка 31. Со стороны холодильника 2, противоположной вентил тору 3, установлен кожух 32 дл  поворота выход щего из холодильника воздушного потока в направлении , безопасном по услови м эксплуатации. to Резервуар 4 служит емкостью дл  рабочей жидкости гидротормоза, он установлен в нижней части гидротормоза и жестко соединен с холодильником 2. Объем резервуара на 85-90% заполнен рабочей жидкостью 33. Рабочей жидкостью гидротормоза служит антифриз , не замерзаюший при низких температурах атмосферного воздуха. Оставшийс  верхний объем 34 резервуара заполнен воздухом. Нижн   часть резервуара 4 посто нно сообщена трубопроводом 35 с полостью 28 гидромуфты 1. На конце трубопровода 35, наход щегос  в резервуаре 4, установлен фильтр 36. Цр трубопроводу 35 осуществл етс  наполнение и опорожнение гидромуфты 1. Верхний объем 34 резервуара сообщаетс  посредством трубопровода 37 и тормозного крана (не показан) с атмосферой при неработающем гидротормозе и с источником (не показан) воздушного давлени  при включенном гидротормозе. Кожух 32 закрыт защитной сеткой 38.

Управление гидротормозом, т-е. включение тормоза, изменение величины тормозной силы и выключение тормоза, осуществл етс  путем регулировани  воздушного давлени  в объеме 34, осуществл емого машинистом с помощью 35 тормозного крана.

Работа гидротормоза на различных режимах происходит следующим образом.

. Включение тормоза. При движении транспорт г ного средства вал 7 и насосное колесо 8 вра40 шдютс  с угловой скоростью, пропорциональной угловой скорости вращени  опорных колес транспортного средства. Включение тормоза осуществл етс  машинистом путем установки тормозного крана из нулевого положени  ,в 45 рабочее положение, соответствующее первой тормозной позиции. При этом тормозной кран разобщает трубопровод 37 от атмосферы и сообщает его с источником воздушного давле1ШЯ , из которого сжатый воздух поступает 50 по трубопроводу 37 в верхний объем резервуара 34 и создает давление на поверхность рабочей жидкости 33. Действием сжатого воздуха рабоча  жидкость вытесн етс  из резервуара 4 по трубопроводу 35 в .полость тормозной гидромуфты 28, а затем по кольцевому каналу

29,межлопаточным каналом турбинного колеса 9 и параллельно через секцию 26, полость

Claims (2)

1. 30,секцию 25, полость 27 и капал 20 поступает на вход вращающегос  насосного колеса 8. Одновременно жидкость из полости 28 поступает в цилиндр 15 и перемещает поршень 16 и св занный с ним ишбер 11 в крайнее левое положение. При этом шибер выдвигаетс  из круга циркул ции и устанавливаетс  на торе 10 После освобождени  круга циркул ции жидкость из насосного колеса 8 поступает в лопаточное колесо 13, затем в неподвижное турбинное колесо 9 и далее на вход в насосное колесо 8. Под действием потока жидкости, выход щего из насосного колеса 8, лопаточное колесо 13 получает вращение и приводит в движение вентил тор 3. Поток, выход щий из лопаточного колеса 13, поступает в неподвижное турбинное колесо 9, где и получает основ ное торможение. Суммарный момент, воспринимаемый от торможени  циркулирующего потока колесами 9 и 13, равен моменту, развиваемому насосным колесом 8. На долю лопаточного колеса 13 приходитс  примерно 10% величины общего тормозного момента, а оставшиес  90% тормознога момента воспринимаютс  неподвижным турбинным колесом 9. В процессе наполнени  тормозной гидромуфты по мере увеличени  степени заполнени  каналов рабочих колес з еличиваетс  толщина потока, вращающегос  в круге циркул ции, и пропорци нально увеличению толщины потока возрастает давление во внешнем слое циркулирующего потока . В момент, когда давление жидкости в кольцевом канале 29 круга циркул ции становитс  равным давлению жидкости в полости 28,процесс заполнени  гидромуфты 1 заканчив етс . При этом устанавливаетс  равенство дав лений в полост х 23 и 34 и подача жидкости из резервуара 4 в тормозную гидромуфту 1 по трубопроводу 35 прекращаетс . В процессе заполнени  тормозной гидромуфты воздух, содержащий в ее корпусе в холодильнике 2, вытесн етс  в атмосферу по трубопроводу 22 и атмосферный клапан 12. Степень заполнени  круга даркул ции гидромуфты 1 определ етс  скоростью движени  транспортной машины и величиной задаваемой тормозной позиции. В режимах частичного заполнени  круга циркул ции внутренн   полость тора 10 посто нно сообщена через клапан 12 с атмосферой , а в режимах полного заполнени  в процессе заполнени  после выхода из корпуса воздуха атмосферный клапан действием рабочей жидкости закрываетс . При работе гидромуфты 1 циркул цию жидкости через холодильник 2 осуществл ет насосное колесо 8 по следующему контуру: колесо 8, лопаточное колесо 13, кольцева  щель 29,камера 28, секци  холодильника 26, коль- цева  полость 30, секци  25, полость 27, канал 20, вход насосного колеса 8. Регулирование тормозного усили . Регулирование осуществл етс  изменеш1ем степени наполнени  круга циркул ции в случа х изменени  скорости движени  транспортной машины и величины тормозной позиции. При вс ком изменении в процессе торможени  скорости движени  транспортной мапшны происходит изменение давлени  рабочей жидкости на выходе насосного колеса 8 и. в круге циркул ции, в частности в кольцевой щели 29. При снижении скорости движени  транспортной машины давление в круге циркул ции снижаетс , а при возрастании скорости - увеличиваетс . Изменение давлени  в кольцевой щели 29 вызывает изменение давлени  в полости 28 и по вление перепада давлени  между полост ми 28 и 34, под действием которого рабоча  жидкость поступает при снижении скорости транспортной машины из резервуара 4 в тормозную гидромуфту, а при увеличении ско- . рости (этот случай возможен при торможении на зклоне) жидкость из круга циркул ции частично вытекает в резервуар 4. Увеличение либо снижение степени заполнени  круга цирку ,л ции продолжаетс  до момента выравнивани  давлени  в полост х 28 и 34. Изменение тормозного момента на валу 7 при посто шюй скорости движени  транспортной машины осуществл етс  также изменением степени наполнени  крута циркул ции посредством изменени  тормозной позиции, т.е. путем перестановки машинистом руко тки управлени  тормозного крана из одного рабочего положени  в новое положение. При изменении тормозной позиции измен етс  давление воздуха в полости 34, в результате чего возникает перепад давлени  между резервуаром 4 и полостью тормозной гидромуфты 28. При увеличении тормозной позиции давление воздуха в полости 34 увеличиваетс , а при снижении по зиции - уменьшаетс . Создание перепада давлени  между резервуаром 4 и полостью 28 вызьшает изменение степени наполнени  круга циркул ции и тормозного момента на валу 7. Изменение степени наполнени  гидромуфты 1 вызывает изменение давлени  в круге циркул ции и кольцевой щели 29. При достижении давлени  в круге циркул ции, равного задаваемому машинистом давлению в полости 34, процессы изменени  степени наполнени  круга циркул щии и тормозного момента на валу 7 заканчиваютс . Выключение гидротормоза. Выключение осуществл етс  переводом тормозного крана в нулевое положение, при этом полость 34 через трубопровод 37 сообщаетс  с атмосферой, рабоча  жидкость по трубопроводу 35 сливаетс  полностью из гидромуфты 1 и частично из холодильника 2 в резервуар 4. В процессе слива рабочей жидкости в результате уменьшени  давлени  в полости 28 поршень 16 действием пружины 18 перемещаетс  в цилиндре 15 в крайиее правое положение, при этом ишбер 11 сдвигаетс  с поверхности тора 10 в круг цирку л ции. После перекрыти  шибером 11 круга циркул ции вращение лопаточного колеса 13 и св занного с Ш1М вентил тора 3 прекращаетс Окончание слива жидкости из гидромуфты 1 соответствует (цчалу работы гидротормоза Н9 холостом ходу. Работа на холостом ходу. В режимах холостого хода гидромуфта 1 заполнена воздухом и сообщена через атмосферный клапан 12 с атмосферой, шибер 11 закрыт, т.е расположен в круге циркул ции, насосное колесо 8 вращаетс  с угловой скоростью, пропорщюнальной скорости вращени  опорных колес транспортной машиш 1, лопаточное колесо 13 и вентил тор 3 неподвижны. При закрьпом шибере И даижекие воздуха по кругу циркул ции отсутствует , благодар  чему вентил ционные потери незначительны и неопасны по услови м нагрева тормоза без принудительного охлаждени  .ег в режимах холостого хода, в частности максимальные вентил ционные потери предлагаемого гидротормоза, расстатанкого на длительн то . мощность 500 л.с. при частоте вращени  насоса 3000 об/мин, не превышают 1 л.с. Использование гидродинамического тормоза на транспортных машинах и повозках повышает срок их фрикционных тормозов в 3-6 раз в зависимости от условий зксплуатаиии . Формула изобретени  1.Гидродинамический тормоз, содержащий гидромуфту с неподвижно закрепленным в корпусе турбинным колесом и вращающимс  колесом с валом, воздушный шибер, а также систему охлаждени  в виде холодаЬьника и вентил тора, ось которого св зана с приводом, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции, снижени  веса и уменьшени  габаритов, наружна  бокова  поверхность корпуса гидрбмуфты образована холодильником, насосное и турбинное, колеса установлены в упом нутом корпусе соосно и, кроме того, концентрично холодильнику, а ось вентил тора закреплена в корпусе и расположена соосно валу насосного колеса.
2. 2.Тормоз ПОП.1, отлича щийс   тем, что привод вентил тора выполнен в виде лопаточного колеса, закрепленного на оси вентил тора и помещенного в корпусе гидромуфты между воздушным шибером и холодильнико концентрично насосному колесу. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Патент ФРГ № 1625738, кл F 16 D 57/04, 1969.