RU2456492C1 - Fluid converter with forced rotation of reactor - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: fluid converter contains centrifugal impeller (1), centripetal turbine wheel (3), axial reactor (5), planetary gear, brake (10) reactor and brake (11) of carrier (9) of the planetary gear unit. Impeller and turbine wheel rotate in one direction. The torque acting on the centreline of reactor (5), rotating in the opposite direction, is added to the torque of centripetal turbine wheel (3), increasing the torque at the output shaft. When h reaches the gear ratio of 0.7, the torque converter operates the in mode of coupling, thereby increasing operating range up to 5.

EFFECT: invention enables to extend the working range of the fluid converter with a forced rotation of the reactor.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидродинамическим передачам крутящего момента.The invention relates to mechanical engineering, in particular to hydrodynamic torque transmission.

Известны комплексные гидротрансформаторы, содержащие симметричные друг другу насосное и турбинное колеса и осевой реактор, связанный с неподвижным валом через механизм свободного хода (см. В.И.Лапидус и В.А.Петров. Гидродинамические передачи автомобилей. М.: Машгиз, 1961, с.93-98). Они имеют режим работы как с трансформацией крутящего момента, так и без трансформации, с кпд, стремящимся к 100% (режим трансформации и режим гидромуфты). Однако суммарный рабочий диапазон комплексных гидротрансформаторов (режим трансформации плюс режим гидромуфты) с приемлемым кпд не превышает 2, в то время как для железнодорожных транспортных машин он должен быть не менее 5 (И.Ф.Семичастнов. Гидравлические передачи тепловозов. М.: Машгиз, 1961, с.7), а для автомобилей, естественно, еще больше.Complex torque converters are known that contain pump and turbine wheels symmetrical to each other and an axial reactor connected to a fixed shaft through a freewheel (see V.I. Lapidus and V.A. Petrov. Hydrodynamic gears of automobiles. M .: Mashgiz, 1961, p. 93-98). They have a mode of operation both with torque transformation and without transformation, with efficiency tending to 100% (transformation mode and fluid coupling mode). However, the total operating range of complex torque converters (transformation mode plus hydraulic clutch mode) with an acceptable efficiency does not exceed 2, while for railway vehicles it should be at least 5 (I.F. Semichastnov. Hydraulic transmissions of diesel locomotives. M .: Mashgiz, 1961, p.7), and for cars, of course, even more.

Известен гидротрансформатор шведской фирмы SRM с принудительным вращением реактора, содержащий насосное колесо, несимметричное ему двухступенчатое турбинное колесо, центростремительный реактор, планетарный редуктор, связывающий реактор и колесо турбины с возможностью вращения реактора в сторону, противоположную направлению вращения турбинного колеса, и два ленточных тормоза, позволяющих затормаживать или отпускать водило планетарного редуктора или реактор. Указанный гидротрансформатор имеет рабочий диапазон 4 (см. S.R.M. Hydraulic Transmission, DRT, №330, 1959). Принят за прототип как наиболее близкое устройство того же назначения к заявленному устройству по совокупности признаков.Known torque converter Swedish company SRM with forced rotation of the reactor, containing a pump wheel, a two-stage turbine wheel asymmetric to it, a centripetal reactor, a planetary gearbox connecting the reactor and the turbine wheel with the possibility of rotating the reactor in the direction opposite to the direction of rotation of the turbine wheel, and two belt brakes, allowing inhibit or release the planetary gear carrier or reactor. The specified torque converter has an operating range of 4 (see S.R.M. Hydraulic Transmission, DRT, No. 330, 1959). Adopted for the prototype as the closest device of the same purpose to the claimed device for a combination of features.

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании прототипа, относится то, что несимметричность его насосного и турбинного колес не позволяет обеспечить передачу крутящего момента без трансформации его величины (режим гидромуфты).The reasons that impede the achievement of the required technical result when using the prototype include the fact that the asymmetry of its pump and turbine wheels does not allow for the transmission of torque without transformation of its magnitude (hydraulic coupling mode).

Сущность изобретения в следующем. Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении рабочего диапазона гидротрансформатора с принудительным вращением реактора.The invention is as follows. The problem to which the invention is directed, is to expand the operating range of the torque converter with forced rotation of the reactor.

Указанная задача решается за счет достижения технического результата при осуществлении изобретения, заключающегося в обеспечении дополнительной возможности простой передачи крутящего момента без его трансформации (режима гидромуфты).This problem is solved by achieving a technical result in the implementation of the invention, which consists in providing the additional possibility of a simple transmission of torque without its transformation (fluid coupling mode).

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предлагаемый гидротрансформатор с принудительным вращением реактора содержит симметричные друг другу насосное колесо и турбинное колесо, реактор, планетарный редуктор, связывающий реактор и турбину с возможностью вращения колеса реактора в сторону, противоположную направлению вращения колеса турбины и тормоза, позволяющие затормаживать или отпускать водило планетарного редуктора и реактор. При этом насосное колесо выполнено центробежным, турбинное - центростремительным и симметричным насосному, а реактор - осевым.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the proposed torque converter with forced rotation of the reactor contains a pump wheel and a turbine wheel symmetrical to each other, a reactor, a planetary gearbox, connecting the reactor and the turbine with the possibility of rotation of the reactor wheel in the direction opposite to the direction of rotation of the turbine wheel and brake , allowing to slow down or release the planetary gear carrier and the reactor. In this case, the pump wheel is made centrifugal, the turbine wheel is centripetal and symmetrical to the pump wheel, and the reactor is axial.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволяют сделать вывод, что не обнаружено аналога с признаками, тождественными признакам заявляемого изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по назначению и совокупности существенных признаков позволило выявить существенные отличительные признаки по отношению к достигаемому изобретением техническому результату, изложенные в формуле изобретения.The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and the identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allow us to conclude that no analogue was found with features identical to those of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype as the closest in purpose and the combination of essential features made it possible to identify significant distinguishing features in relation to the technical result achieved by the invention set forth in the claims.

Следовательно, заявляемое устройство соответствует условию «новизна». Дополнительный поиск известных технических решений показал, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не установлено влияние преобразований, предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения, на достижение технического результата.Therefore, the claimed device meets the condition of "novelty." An additional search for known technical solutions showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for a specialist, since the effect of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of a technical result has not been established from the prior art determined by the applicant.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".

На прилагаемом чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого гидротрансформатора.The attached drawing shows a kinematic diagram of the proposed torque Converter.

Сведения, подтверждающие возможность получения вышеупомянутого технического результата, заключаются в следующем.Information confirming the possibility of obtaining the above technical result is as follows.

Гидротрансформатор содержит центробежное насосное колесо 1, связанное с приводным валом 2, симметричное ему центростремительное турбинное колесо 3, связанное с выходным валом 4, осевой направляющий аппарат (реактор) 5, планетарный редуктор, состоящий из солнечной шестерни 6, коронной шестерни 7, сателлитов 8, водила 9, ленточного или дискового тормоза реактора 10 и ленточного или дискового тормоза водила 11.The torque converter contains a centrifugal pump wheel 1 connected to the drive shaft 2, a centripetal turbine wheel 3 symmetrical to it, connected to the output shaft 4, an axial guide apparatus (reactor) 5, a planetary gearbox consisting of a sun gear 6, a ring gear 7, satellites 8, drove 9, a tape or disk brake of the reactor 10 and a tape or disk brake drove 11.

Гидротрансформатор работает следующим образом.Torque Converter operates as follows.

В начальный момент работы тормоз 10 отпущен, тормоз 11 зажат, водило 9 неподвижно. При заполнении гидротрансформатора жидкостью и вращении центробежного насосного колеса 1 начинает вращаться центростремительное турбинное колесо 3 в ту же сторону, что и центробежное насосное колесо 1. Осевой реактор 5 под действием реактивного момента начинает вращаться в сторону, противоположную направлению вращения насосного колеса 1 и центростремительного турбинного колеса 3. При этом крутящий момент, действующий на осевой реактор 5, через сателлиты 8 суммируется с крутящим моментом центростремительного турбинного колеса 3. Таким образом, в стоповой точке момент на выходном валу 4 увеличивается по сравнению с моментом на насосном колесе 1 в 8÷10 раз. При достижении передаточного отношения гидротрансформатора, когда крутящий момент на реакторе 5 приближается к 0, тормоз 11 отпускается, а тормоз 10 зажимается и работа происходит, как в обычном гидротрансформаторе. При достижении передаточного отношения, равного 0,7, тормоз 10 также отпускается, осевой реактор 5, освобожденный тормозом 10, свободно вращается в потоке жидкости, не оказывая на него влияния, и крутящий момент благодаря симметричности турбинного 3 и насосного 1 колес передается без трансформации с высоким кпд, то есть в режиме гидромуфты, за счет чего рабочий диапазон по сравнению с прототипом увеличивается с 4 до 5.At the initial moment of operation, the brake 10 is released, the brake 11 is clamped, the carrier 9 is stationary. When the torque converter is filled with liquid and the centrifugal pump wheel 1 rotates, the centripetal turbine wheel 3 starts to rotate in the same direction as the centrifugal pump wheel 1. The axial reactor 5 starts to rotate in the direction opposite to the direction of rotation of the pump wheel 1 and the centripetal turbine wheel 3. In this case, the torque acting on the axial reactor 5 through the satellites 8 is summed up with the torque of the centripetal turbine wheel 3. Thus, azom, a stop point at the output shaft 4 is increased as compared with the moment on the pump wheel 1 to 8 ÷ 10 times. When the ratio of the torque converter is reached, when the torque at the reactor 5 approaches 0, the brake 11 is released, and the brake 10 is clamped and operation occurs, as in a conventional torque converter. When a gear ratio of 0.7 is reached, the brake 10 is also released, the axial reactor 5, released by the brake 10, rotates freely in the fluid flow without affecting it, and the torque due to the symmetry of the turbine 3 and pump 1 wheels is transmitted without transformation with high efficiency, that is, in the fluid coupling mode, due to which the working range in comparison with the prototype increases from 4 to 5.

Таким образом, изобретение позволяет расширить диапазон экономичной работы гидротрансформатора по сравнению с прототипом за счет использования режима гидромуфты.Thus, the invention allows to expand the range of economical operation of the torque converter in comparison with the prototype through the use of the fluid coupling mode.

Следовательно, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:Therefore, the above information indicates that when using the claimed invention, the following combination of conditions:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности для преобразования крутящих моментов на валах;- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is intended for use in industry for converting torques on the shafts;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств;- for the claimed invention in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means described in the application is confirmed;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to ensure the achievement of the perceived by the applicant technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the requirement of "industrial applicability".

Claims (1)

Гидротрансформатор с принудительным вращением реактора, содержащий насосное колесо, турбинное колесо, колесо реактора, планетарный редуктор, связывающий колесо реактора и турбинное колесо с возможностью вращения колеса реактора в сторону, противоположную направлению вращения колеса турбины, тормоз водила планетарного редуктора, тормоз реактора, отличающийся тем, что насосное колесо выполнено центробежным, турбинное - центростремительным и симметричным насосному, а реактор - осевым. A torque converter with a forced rotation of the reactor, comprising a pump wheel, a turbine wheel, a reactor wheel, a planetary gearbox connecting the reactor wheel and a turbine wheel with the possibility of rotating the reactor wheel in the direction opposite to the direction of rotation of the turbine wheel, a planet carrier gear brake, a reactor brake, characterized in that the pump wheel is centrifugal, the turbine is centripetal and symmetrical to the pump, and the reactor is axial.