ИМПУЛЬСНАЯ ТРАНСМИССИЯ

Полезная модель относится к машиностроению. Может быть использована в автомобиле-, тракторо-, локомотиво-, станко-, кораблестроении.
Трансмиссия - соединение механизмов и агрегатов, служащих для передачи крутящего момента от двигателя к потребителям и распределения его при произвольном их размещении по отношению к двигателю (например, трансмиссия автомобиля). ("Автомобиль. Основы конструкции". Вишняков Н.Н., Вахламов А.Н. и др. Москва, "Машиностроение", 1986 г.стр.105-110; "Конструкция автомобиля. Шасси" / Под общ. редакцией Карунина А.Л. Москва, МГТУ "МАМИ", 2000. стр.30-220).
Недостатки трансмиссий: большая металлоемкость и трудоемкость изготовления и эксплуатации; сложность стыковки с системами управления, обеспечивающими устойчивость движения (например, предотвращение заноса автомобиля); сложность управления вручную и недостаточная надежность.
Импульсные трансмиссии известных конструкций сложны и ненадежны из-за наличия реверсирующего звена, громоздких рычажных систем и реакций в механизмах от воздействия неуравновешенных вращающихся масс ("Конструкция автомобиля. Шасси" / Под общ. редакцией Карунина А.Л. Москва, МГТУ "МАМИ", 2000. стр.134-139, рис.).
Для снижения металлоемкости и трудоемкости изготовления и эксплуатации предлагается взамен регулирования величины энергии в каждом цикле ее передачи регулировать энергию изменением частоты ее импульсов при их неизменной величине. Предлагаемая импульсная трансмиссия обеспечивает бесступенчатое регулирование передачи энергии от ведущего звена к ведомому.
Импульсная трансмиссия предусматривает использование источника механической энергии двигателя с маховиком и состоит из двух частей -
тактовой, обеспечивающей поддержание уровня энергии в маховике трансмиссии в заданных пределах, включающей повышающую передачу, импульсную муфту, маховик трансмиссии, и импульсной, обеспечивающей выдачу энергии потребителю в соответствии с требованиями эксплуатации, включающей импульсные муфты колесных редукторов, повышающие передачи, колесные редукторы, колесо автомобиля.
Тактовая сторона трансмиссии служит для обеспечения общей энергии, запасенной маховиком, в наперед заданных пределах.
Маховик трансмиссии обеспечивает разрыв потока мощности между источником энергии и ее потребителем с целью предотвращения влияния источника энергии на потребителя.
Импульсная сторона создает возможность съема энергии в количествах, требуемых для эксплуатации за счет изменения интервалов между импульсами, которые формируются всегда постоянной величиной и не зависят от количества энергии, запасенной маховиком.
Импульсная трансмиссия с известными образцами имеет общее то, что энергия передается импульсами, а отличие в том, что не непосредственно с разрывом. Общих признаков с аналогами не имеет. Предлагаемая импульсная трансмиссия, разработанная для применения в автомобиле, изображена на фигуре 1 и содержит источник механической энергии - двигателя 1 и состоит из: маховика двигателя 2, повышающей передачи (устанавливается по мере надобности) 3, импульсных муфт с тактовой стороны трансмиссии 4, маховика трансмиссии 5, импульсных муфт колесных редукторов с импульсной стороны трансмиссии 6, повышающей передачи (устанавливается по мере надобности) и привода от маховика трансмиссии к импульсным муфтам колесных редукторов 7, колесного редуктора 8,колеса автомобиля 9, автомата включения-выключения тактовой импульсной муфты тактовой стороны 10, системы управления передачей энергии колесам 11.
Работает импульсная трансмиссия следующим образом:
Импульсная муфта на тактовой стороне работает периодически на поддержание запаса энергии в маховике трансмиссии в достаточно узких пределах и всегда с предельной частотой.
Импульсная муфта на импульсной стороне в процессе движения работает непрерывно: в соответствии с командами системы управления 11 передает энергию от аккумулятора энергии (маховика) колесам.
Повышающая передача 3 обеспечивает превышение скорости на входе муфты 4 над скоростью на выходе для соответствующих звеньев, что необходимо для передачи энергии через муфту.
Импульсные муфты тактовой стороны и импульсной работают однотипно:
При возникновении перепада скоростей у вращающихся соосно входного и выходного звеньев и управляющего сигнала автомата 10, при котором соленоидом механизма управления создаются импульсы давления в гидравлическом теле этого механизма, и при этом в соответствии с частотой происходит увеличение-уменьшение диаметра цилиндра механизма управления, происходит импульсно захват силами трения кольца, в свободном состоянии сидящем на выходном валу муфты с малым гарантированным зазором.
При этом передача энергии происходит так: кольцо через спиральные пластины, которые затягиваясь в пакет на кольце увеличивают силу трения, деформируют пружины другим концом закрепленные на ведущем звене равномерно по периферии окружности. В процессе деформации пружин, которые в период повышения давления в механизме управления связывают воедино ведущее и ведомое звенья, происходит передача энергии до тех пор, пока не достигнет заданного предела деформация. Тогда открывается клапан сброса давления в механизме управления; ведущее и ведомое звенья муфты разъединяются; импульс энергии передан; цикл завершен до следующего импульса управления.
Режим работы муфты на тактовой стороне, задающийся автоматом 10: всегда при уменьшении числа оборотов маховика трансмиссии - отключение
и муфты, и двигателя; по достижении минимального числа оборотов маховик трансмиссии - включение муфты на передачу энергии без пауз (кроме времени на восстановление первоначального состояния клапана сброса давления), а также двигателя на рабочий режим.
Режим работы муфты на импульсной стороне задается системой управления передачей энергии колесам 11 и определяется оператором, а также автоматикой обеспечения устойчивости движения. В период от максимального расчетного числа оборотов маховика трансмиссии до минимального - двигатель отключается автоматом включения-выключения 10 от трансмиссии, а энергия на колеса автомобиля поступает из запасенной маховиком трансмиссии через импульсные муфты колесных редукторов. В них образуются импульсы энергии постоянной величины, а интервалы между импульсами задаются системой управления 11. В период от минимального расчетного числа оборотов маховика трансмиссии до максимального тактовая муфта 4 работает с предельной частотой, двигатель в рабочем режиме с минимальными колебаниями мощности, и энергия поступает в маховик трансмиссии, одновременно накапливаясь и расходуясь через импульсные муфты колесных редукторов. Передача на муфты с импульсной стороны служит распределению и изменению числа оборотов на входах колесных редукторов по сигналам системы управления 11.
Реверсирование вращения обеспечивается маховиком, состоящим из двух частей, вращающихся в противоположные стороны, и реверсных импульсных муфт колесных редукторов, соосных с муфтами прямого хода по командам управляющей системы 11, либо шестеренными реверсными механизмами в составе колесных редукторов, управляемых от системы 11.