Гидротрансформатор

О П И С А Н И Е l67413

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 14.XII.1962 (№ 808633(25-8) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 04.1.1965. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 9.1Ч.1965

Кл. 47h, 18

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

МПК F 06h

УДК

Автор изобретения

Ю. Д. Амиров

Заявитель

ГИДРОТРАНСФОРМАТОР

Подписная группа № 207

Известны гидродинамические трансформаторы, в которых направляющий аппарат при передаточных числах, меньших расчетного, вращается в сторону, обратную вращению насосного колеса. В этих гидротрансформаторах направляющий аппарат связывается с турбинным валом посредством механической передачи. Это несколько повышает к. п, д. в диапазоне передаточных отношений, меньших расчетного, но недостаточно, так как устранение ударных потерь на входе в направляющий аппарат и в установленную за ним турбину будет только при одном значении передаточных отношений в этом диапазоне, определяемом передаточным отношением механической передачи.

Описываемый гидродинамический трансформатор имеет высокий к.п.д. в более широком диапазоне передаточных отношений, меньших расчетного, благодаря тому, что в нем направляющий аппарат связан с турбинным валом посредством регулируемой передачи, в частности посредством гидростатической передачи, состоящей из аксиально-поршневого нерегулируемого насоса и регулируемого аксиально-поршневого гидродвигателя, Регулирование передаточного отношения гидропередачи осуществляется путем изменения угла наклона косой шайбы гидродвигателя, например автоматически, в зависимости от давления в полости высокого давления гидропередачи. Для этого косая шайба соединена со штоком сервоцилиндра одностороннего действия, рабочая полость которого соединена с полостью высокого давления гидропе= редачи, На фиг. 1 изображен гидротрансформатор, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез по

А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — графики зависи10 мости к. п, д. и оборотов направляющего аппарата от оборотов турбинного вала;,на фиг, 4 — графики за висимости передаточного отношения гидростатической передачи, угла наклона косой шайбы гидродвигателя и

15 к,п,д. гидротрансформатора от передаточного отно шения гидротр ансформ атор а.

С ведущим валом 1 связано насосное колесо 2 гидротрансформатора. Турбинные колеса 3 и 4 связаны с турбинным валом 6, 2О На ступице направляющего аппарата 6, опирающейся на подшипники 7, закреплен цилиндровый блок 8 аксиально-поршневого насоса с .помещенными в нем поршнями 9. На турбинном валу закреплен цилиндровый блок

25 10 гидродвигателя с поршнями 11, охватывающий цилиндровый блок 8 насоса так, что между ними образован зазор, в котором размещены неподвижные разделители 12 и 18, делящие кольцевой зазор между блоками на

30 две полости 14 и 16. Разделители соединены

I674I3

15 го

3 (или выполнены заодно) с корпусом транс. форматора, Косая шайба 1б насоса крепится к разделителям 12 и 13, Косая шайба 17 гидродвигателя шарнирно закреплена на цапфах 18 и связана со штоком поршня 19 сервоцилиндра 20. Шток поршня 19 опирается на пружину 21. Полость сервоцилиндра 20 соединена каналом 22 с одной из полостей 14 илн 15, являющейся полостью высокого давления.

В момент, когда турбинный вал начинает вращаться, крутящий момент на направляющем аппарате имеет максимальное значение.

Давление в полости высокого давления 14 нлн 15 (в зависимости от:направления вращения турбинного вала 5) передается в полость сервоцилиндра 20 и отжимает поршень

19 в крайнее положение, соответствующее максимальному углу наклона косой шайбы 17 гидродвпгателя. Направляющий аппарат 5 вращается в направлении, противоположном направлению вращения турбинного вала 5.

Крутящий момент направляющего аппарата трансформируется пропорционально передаточному отношению гидростатической передачи и суммируется на турбинном валу с моментом, развиваемым турбинными колесами

<г и 4.

По мере увеличения оборотов турбинного вала уменьшается крутящий момент направляющего аппарата и соответственно уменьшается давление в полости высокого давления гидропередачи; после выравнивания сил, действующих на поршень 19, создаваемых указанным давлением и сжатой пружиной 21, начинает уменьшаться угол наклона шайбы

l7. При равенстве моментов насосного колеса 2 и турбинных колес 3 и 4 направляющий аппарат 6 останавливается и при дальнейшем повышении оборотов турбинного вала 5 остается неподвижным.

Зависимость числа оборотов направляющего аппарата па от числа оборотов турбинного гала п., определенная из условия отсутствия ударных потерь на входе в направляющий аппарат б и в установленную за ним турбину, выражается уравнением па =ап — К где а и b — постоянные коэффициенты, определяемые конструктивными, параметрами.

Эта зависимость соответствует прямой тп на фиг. 3. Прямая ОС характеризует зависимость числа оборотов <направляющего аппарата от числа оборотов турбинного вала известного гидротрансформатора, направляю. щий аппарат которого связан с турбинным валом посредством механической передачи.

Точке d пересечения прямых mn и ОС соответствует максимальное значение к.п.д, на кривой I, построенной для случая связи направляющего аппарата с турбинным валом посредством нерегулируемой передачи. Кривая II построена для работы гидротрансформатора при неподвижном направляющем аппарате. При изменении передаточного отно4 шения передачи в сторону увеличения кривая

h.n.ä. сдвигается влево (кривая III), в сторону уменьшения — вправо (кривая I V) . Огибающая кривая U для кривых I II П1 и IU характеризует изменение к.п.д. при применении регулируемой передачи.

На фиг. 4 показаны кривая VI изменения передаточного отношения гидр остатической передачи i в зависимости от передаточного отношения гидротрансформатора, (i) кривая

ГП изменения угла наклона а косой шайбы и кривые q гидротрансформатора для трех слу. чаев: VIII — при работе с неподвижным направляющим аппаратом; 1Х вЂ”,при нерегулируемой связи направляющего аппарата с турбинным валом; Х вЂ” при регулируемой связи направляющего аппарата с турбинным валом.

При работе двигателя и гидродинамической передачи на частичных режимах, характерных для ряда транспортных машин, момент,направляющего аппарата при тех же оборотах турбинного вала будет иметь меньшее значение, чем,при работе на,номинальном режиме.

В этих случаях для сохранения требуемого закона перемещения поршня 19 сервоцилиндра может быть предусмотрен подвод жидкости от питательного насоса, имеющего привод от ведущих частей гидротрансформатора и развивающего давление жидкости соответственно режиму работы двигателя.

Предмет изобретения

1. Гидротрансформатор с направляющим аппаратом, работающим при передаточных отношениях, меньших расчетного, в качестве турбины обратного хода, отличающийся тем, что, с целью повышения к.п.д. в широком диапазоне передаточных отношений, меньших расчетного, за счет устранения ударных потерь на входе в направляющий аппарат и в расположенную за ним турбину, направляющий аппарат связан с турбинным валом посредством регулируемой передачи.

2. Гидротрансформатор,по п. 1, отличающийся тем, что его регулируемая передача выполнена гидростатической, состоящей, например, из аксиально-поршневого насоса с неподвижной косой шайбой, .цилиндровый блок которого закреплен на ступице направляющего аппарата, и аксиально-поршневого гидродвигателя с регулируемой косой шайбой, цилиндровый блок которого закреплен на турбинном валу и охватывает блок насоса так, что между ними образуется кольцевой зазор, разделенный двумя неподвижными разделителями на полости высокого и низкого давления, которые соединены с цилиндра ми насоса и гидродвигателя с помощью радиальных каналов в цилиндровых блоках, причем регулирование передаточного отношения гидростатической передачи осуществляется путем изменения угла наклона косой шайбы гидродвигателя.

3. Гидротрансформатор по п. 2, отличаю5 бийся тем, что он снабжен сервоцилиндром одностороннего действия с подпружиненным штоком, причем рабочая полость сервоцилиндра связана с полостью высокого давления гидростатической передачи для автоматиf67413 ч еского изменения передаточного отношения гидропередачи в зависимости or величины давления в этой полости путем изменения угла наклона косой шайбы гидродвигателя, с котоЬ рой связан шток сервоцилиндра,