ТРАНСМИССИЯ
TRANSMISSION

Представленное изобретение относится к трансмиссии, снабженной каналом подачи трансмиссионного масла и каналом отвода трансмиссионного масла.
Для снижения трения и физического износа деталей трансмиссии, двигающихся друг относительно друга, используют смазку. В случае с трансмиссией это обычно происходит посредством (открытой) системы циркуляции смазочного масла, в которой трансмиссия подсоединена к линии подачи смазочного масла и линии отвода смазочного масла из трансмиссии, при этом линия подачи смазочного масла и линия отвода смазочного масла подсоединены посредством насоса.
Однако в случае со смазкой посредством замкнутой системы циркуляции масла существует проблема, связанная с тем, что смазочное масло должно сохранять вязкость при широком диапазоне температур без ущерба для смазывающей способности масла, которое могло бы привести к ухудшению действия трансмиссии и/или к уменьшению срока службы трансмиссии.
Например, в случае с ветряной турбиной, эксплуатируемой в районах с очень низкими среднегодовыми температурами, таких как Внутренняя Монголия, Сибирь или Канада, существует проблема, связанная с тем, что запуск ветряной турбины после остановки, вызванной погодными условиями, когда установка успела остыть, может привести к повреждению трансмиссии. При температурах ниже -20°C смазочное масло, разогреваемое в масляном баке после запуска установки и подаваемое через канал подачи трансмиссии к местам смазки в трансмиссии, там охлаждается и очень медленно стекает в маслоотстойник или вовсе не стекает.
Известно, что в трансмиссиях, эксплуатируемых в очень холодных регионах, используются определенные химические соединения и смеси, которые позволяют снизить изменение вязкости масла при больших перепадах температур и обеспечивают устойчивость к высоким нагрузкам в трансмиссии без изменений в ее функционировании. Кроме того, для целей поддержания степени вязкости смазочного масла предпринимались попытки оснащения установок нагревательными элементами, например покрытие линии подачи смазочного масла в трансмиссию нагреваемой обшивкой или оснащение просвета линии подачи нагревательными стержнями, что позволяет поддерживать температуру смазочного масла, обеспечивающую его желаемые свойства и вязкость, по меньшей мере, на линиях подачи.
Но несмотря на это, все еще существует упомянутая выше проблема, связанная со значительным охлаждением смазочного масла при подаче масла к деталям трансмиссии, требующим смазки, то есть при его попадании во внутреннее пространство трансмиссии, если трансмиссия действует в условиях низких температур окружающей среды. В связи с этим, вследствие недостаточной смазки и одновременно недостаточной теплоотдачи, что обычно имеет место при использовании смазочного масла в регионах с очень низкими температурами окружающей среды, часто наблюдаются сбои в работе трансмиссий.
В связи с изложенными выше целью представленного изобретения является создание трансмиссии, обеспечивающей достаточную циркуляцию масла даже при низких температурах без значительных затрат, а также обеспечивающей требуемую смазку и охлаждение деталей трансмиссии.
Указанная цель достигается посредством создания трансмиссии, охарактеризованной признаками, изложенными в п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты раскрывают наиболее предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Основной принцип действия представленного изобретения, посредством которого разрешаются описанные выше проблемы, состоит в том, что в зависимости от заранее определенных параметров во внутреннем пространстве трансмиссии создается давление воздуха, более высокое по сравнению с атмосферным давлением, и таким образом, течение смазочного масла в трансмиссии может происходить практически независимо от разницы температур между каналом подачи масла и трансмиссией, а также в том, что повышенное давление, создаваемое выше маслоотстойника, вытесняет масло из внутреннего пространства трансмиссии по каналу отвода масла. С этой целью в представленном изобретении трансмиссия снабжена компрессором.
Кроме того, трансмиссия предпочтительно снабжена системой контроля, ограничивающей давление, создаваемое компрессором, с тем, чтобы оно не превышало давление впрыска смазочного масла, так чтобы обеспечить свободную подачу масла в любой момент. Для этой цели еще более предпочтительно, чтобы и давление, создаваемое компрессором, и давление впрыска могли регулироваться системой контроля.
Уровень давления в трансмиссии предпочтительно определяется исходя из температуры воздуха окружающей среды, температуры внутри трансмиссии, уровня масла внутри трансмиссии, разницы температур между смазочным маслом, подаваемым в трансмиссию, и смазочным маслом, отводимым из трансмиссии, скорости потока в маслоспускном отверстии, вязкости и/или разницы между объемным расходом смазочного масла, подаваемого в трансмиссию, и объемным расходом смазочного масла, отводимого из трансмиссии. В зависимости от выбранных параметров устанавливаются соответствующие датчики, соединенные с системой контроля, управляющей компрессором, и/или с блоком оценки, подключенным к системе контроля.
Также предпочтительно, чтобы компрессор был снабжен фильтром для отсеивания аэрозолей и/или влаги для предотвращения повреждения компрессора и трансмиссии частицами или влагой.
Для специалиста в данной области техники будет очевидно, что размер уплотнения трансмиссии должен быть подобран таким образом, чтобы выдерживать сверхдавление внутри трансмиссии. При давлении во внутреннем пространстве трансмиссии 500 гПа необходимо использовать щеточное уплотнение, способное выдерживать такие нагрузки. Лабиринтовое уплотнение может быть использовано здесь только как осевое уплотнение вала.
Структура системы циркуляции смазочного масла по представленному изобретению характеризуется наличием трансмиссии, линии подачи смазочного масла в трансмиссию, линии отвода смазочного масла из трансмиссии и насоса, соединенного с линией подачи смазочного масла и линией отвода смазочного масла, а компрессор, подсоединенный к трансмиссии, закачивающий во внутреннее пространство трансмиссии воздух из окружающей среды, или в случае с трансмиссией ветровой турбины - воздух из гондолы, создавая заранее определенное давление, служит для поддержания течения масла в системе циркуляции.
Предпочтительно система циркуляции снабжена баком, из которого смазочное масло подается насосом по линии подачи смазочного масла в трансмиссию, а смазочное масло, отведенное из трансмиссии по линии отвода смазочного масла, подается обратно в бак. В баке поддерживается заданная температура смазочного масла, которое хранится там для подачи к деталям трансмиссии, нуждающимся в смазке. Кроме того, эффективным будет снабжение линии подачи смазочного масла нагревательными элементами, например нагревательными стержнями, встроенными в просвет канала подачи, или обшивкой, которые можно было бы нагреть до определенной температуры, с тем, чтобы поддерживать температуру в системе циркуляции смазочного масла на уровне, обеспечивающем требуемую вязкость масла.
Кроме того, компрессор должен быть снабжен фильтром, отсеивающим из воздуха, подаваемого внутрь трансмиссии, аэрозоли и/или влагу, таким образом, чтобы частицы, способные повредить трансмиссию, не попадали в ее внутреннее пространство.
Кроме того, предпочтительно наличие системы контроля, ограничивающей сверхдавление, создаваемое компрессором, с тем, чтобы оно не превышало давление впрыска смазочного масла. Это необходимо для того, чтобы не возникло ситуации, когда, с одной стороны, смазочное масло вытесняется из трансмиссии через маслоспускное отверстие, а, с другой стороны, подаче масла через входное отверстие препятствует слишком высокое давление в трансмиссии.
Поскольку условия окружающей среды и температурные условия меняются периодически, например, в течение суток, также предпочтительно наличие системы контроля, которая регулировала бы уровень давления воздуха или сверхдавления (по сравнению с атмосферным давлением), создаваемого внутри трансмиссии исходя из заданных параметров. Такими заданными параметрами, например, могут быть температура воздуха вокруг трансмиссии, или в случае трансмиссии, установленной в ветряной турбине, - температура вокруг турбины, температура внутри трансмиссии, уровень масла внутри трансмиссии, разница температур между смазочным маслом, подаваемым в трансмиссию, и смазочным маслом, отводимым из трансмиссии, и/или разница между объемным расходом смазочного масла, подаваемого в трансмиссию, и объемным расходом смазочного масла, отводимого из трансмиссии.
Если система циркуляции смазочного масла выполнена по типу открытой системы циркуляции, давление воздуха во внутреннем пространстве трансмиссии можно контролировать просто посредством компрессора, включаемого системой контроля, поскольку давление воздуха в трансмиссии будет автоматически адаптироваться к атмосферному давлению. Например, система может быть снабжена измерителем давления, включающим и выключающим компрессор.
Так, давление, к примеру, можно увеличить, если уровень масла превышает заданный показатель, или давление можно выравнить с атмосферным посредством выключения компрессора, если уровень масла слишком низкий.
Таким же образом, при эксплуатации агрегата, на котором установлена трансмиссия, например ветряная турбина, можно увеличить давление воздуха во внутреннем пространстве трансмиссии, если температура внутри трансмиссии падает и/или трансмиссионное масло подается, но не стекает.
Кроме того, в представленном изобретении заявлен способ смазки трансмиссии при помощи масла.
Как известно из уровня техники, смазочное масло подается к деталям трансмиссии, нуждающимся в смазке, а затем отводится от них. Согласно представленному способу, в трансмиссии создают давление, более высокое по сравнению с давлением окружающей среды, что обеспечивает определенный отток масла из трансмиссии.
При этом очень важно следить за тем, чтобы сверхдавление, создаваемое во внутреннем пространстве трансмиссии, было меньше давления впрыска трансмиссионного масла.
Как было сказано выше, заданное более высокое давление определяется температурой воздуха вокруг трансмиссии/ветряной турбины, температурой во внутреннем пространстве трансмиссии, уровнем масла внутри трансмиссии, разницей температур между смазочным маслом, подаваемым в трансмиссию, и смазочным маслом, отводимым из трансмиссии, и/или разницей между объемным расходом смазочного масла, подаваемого в трансмиссию, и объемным расходом смазочного масла, отводимого из трансмиссии
Очевидно, что при этом необходимо также обратить внимание на то, чтобы уплотнение было способно выдержать давление воздуха, создаваемое во внутреннем пространстве трансмиссии, предпочтительно при помощи очищенного и/или сухого воздуха.