ИНЕРЦИОННЫЙ ГИДРОДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ВРАЩАЮЩЕГО МОМЕНТА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к области бесступенчатых передач, и может быть использована в силовых приводах транспортных, тяговых, сельскохозяйственных, дорожных и других машин.
Известен инерционный гидродифференциальный трансформатор вращающего момента, содержащий корпус, импульсный механизм в виде ведущего вала, соединенного с неуравновешенными грузовыми звеньями дифференциального механизма, одна из шестерен которого установлена на ведомом валу, объемную гидромашину, закрепленную на корпусе, связанную с дифференциальным механизмом и имеющую замкнутый контур циркуляции жидкости с запорным элементом, снабженный дополнительными объемной гидромашиной со своим замкнутым контуром циркуляции жидкости и дифференциальным механизмом. Запорные элементы выполнены в виде обратных клапанов (Патент РФ №1028924, F16H 47/04. Опубликовано 15.07.83. Бюллетень №26).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является инерционный гидродифференциальный трансформатор вращающего момента, содержащий корпус, импульсный механизм в виде ведущего вала, соединенного с неуравновешенными грузовыми звеньями преобразователя момента, одно из звеньев которого установлено на ведомом валу, закрепленные на корпусе две объемные гидромашины, имеющие замкнутые контуры циркуляции жидкости с обратными клапанами и дифференциальный механизм, центральные колеса которого связаны с объемными гидромашинами, снабженный фрикционными элементами, ведущие звенья которых связаны с центральными колесами дифференциального механизма, а ведомые - с корпусом. Гидравлические механизмы включения фрикционных элементов связаны с напорными магистралями объемных гидромашин (Патент РФ №2106554, F16H 47/04. Опубликовано 10.03.98. Бюллетень №7). Данная конструкция принята за прототип.
Недостаток таких трансформаторов заключается в том, что на выходной вал передается только положительный импульс инерционного момента. Это является причиной увеличения конструктивных параметров, например массы грузовых звеньев, и габаритных размеров преобразователя момента, приводит к повышению динамической нагруженности звеньев трансформатора. Кроме того мощность двигателя полезно используется только в положительной части цикла в такте совместного движения реактора и ведомых элементов. В отрицательной части в тактах торможения и выстоя реактора двигатель разгружается. Это особенно проявляется в области малых передаточных отношений.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является уменьшение массово-габаритные параметров трансформатора, снижение динамической нагруженности его звеньев и повышение использования мощности двигателя за счет энергии отрицательного импульса инерционного момента.
Предлагаемый инерционный гидродифференциальный трансформатор вращающего момента содержит корпус, импульсный механизм в виде ведущего вала, соединенного с неуравновешенными грузовыми звеньями преобразователя момента, одно из звеньев которого установлено на ведомом валу, закрепленные на корпусе две объемные гидромашины (корпусную и выходную), имеющие замкнутые контуры циркуляции жидкости с обратными клапанами и дифференциальный механизм, центральные колеса которого связаны с объемными гидромашинами. Отличительным признаком является включение в напорную магистраль корпусной гидромашины гидроаккумулятора, имеющего упругий элемент с нелинейной жесткостью.
На фиг.1 изображена кинематическая схема инерционного гидродифференциального трансформатора вращающего момента.
Инерционный гидродифференциальный трансформатор вращающего момента содержит импульсный механизм в виде ведущего вала 1, соединенного с неуравновешенными грузовыми звеньями 2 (в качестве последних могут быть зубчатые колеса-сателлиты с неуравновешенной массой) преобразователя момента, центральное звено 3 которого установлено на промежуточном вале-реакторе 4. С реактором 4 соединена корпусная объемная гидромашина 5, которая имеет замкнутую циркуляцию жидкости через обратный клапан 6, и снабжена подключенным к напорной магистрали гидроаккумулятором 7, имеющим упругий элемент с нелинейной жесткостью. Дифференциальный механизм выполнен в виде центрального зубчатого колеса 8, уравновешенных зубчатых колес-сателлитов 9, водила 10, центрального зубчатого колеса 11, соединенного через шестерню 12 с выходной гидромашиной 13. Выходная гидромашина 13 имеет замкнутую циркуляцию жидкости через обратный клапан 14, включенный в контур. С водилом 10 соединен ведомый вал 15. Все элементы трансформатора помещены в корпус 16.
Работает инерционный гидродифференциальный трансформатор следующим образом.
При работе двигателя (не показан) входной вал 1 приводит в движение неуравновешенные грузовые звенья 2 преобразователя момента. На центральном звене 3 создается знакопеременный инерционный вращающий момент. При действии положительного импульса инерционного момента выходная гидромашина 13 с помощью обратного клапана 14 останавливает центральное зубчатое колесо 11 дифференциального механизма. Центральное зубчатое колесо 8 вращает сателлиты 9, которые, обкатываясь по неподвижному зубчатому колесу 11, вращают водило 10 и ведомый вал 15. Корпусная гидромашина 5 при этом работает в режиме холостого прокручивания.
При действии отрицательного импульса инерционного момента промежуточный вал-реактор 4 тормозится силами инерции грузовых звеньев 2 до остановки. После этого вал-реактор 4 и связанная с ним корпусная гидромашина 5 начинают поворачиваться в обратном направлении, вследствие чего обратный клапан 6 закрывается. В магистрали возрастает давление и происходит накопление потенциальной энергии в упругом элементе гидроаккумулятора 7. Выходная гидромашина 13 при этом работает в режиме холостого прокручивания. Ведомый вал 15 в этот период не имеет связи с промежуточным валом-реактором 4 и продолжает вращаться по инерции.
С началом действия положительного импульса инерционного момента вал-реактор 4 начинает вращаться в прямом направлении. Упругий элемент гидроаккумулятора 7 отдает накопленную потенциальную энергию, придавая дополнительное положительное ускорение промежуточному валу-реактору 4 и увеличивая значение среднего инерционного момента в положительной фазе цикла.
Нелинейная жесткость упругого элемента гидроаккумулятора 7 позволяет оптимизировать его для работы в широком диапазоне частот возникновения знакопеременных импульсов, что повышает эффективность использования энергии отрицательного импульса инерционного момента за счет лучшего накопления потенциальной энергии.
Предлагаемая конструкция инерционного гидродифференциального трансформатора вращающего момента уменьшает массово-габаритные параметры трансформатора, снижает динамическую нагруженность его звеньев и повышает использование мощности двигателя за счет энергии отрицательного импульса инерционного момента.