Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
HYDRAULIC VARIATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/005149
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to hydraulic variators. A hydraulic variator includes a hydraulic motor and a gear pump. The gear pump includes two working gear and a metering gear, located after a suction area but before an injection area. When the metering gear travels to or from the working gear, the work gear transmission ratio is regulated by moving the liquid in these areas, thereby changing the transmission ratio slidably without skidding.

Application Number:
PCT/RU2010/000368
Publication Date:
January 13, 2011
Filing Date:
June 30, 2010
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
MALIY ALEXANDR MIKHAILOVICH (RU)
International Classes:
F16H39/04; F16H39/06
Foreign References:
GB687364A1953-02-11
RU2107858C11998-03-27
GB462507A1937-03-10
RU2097628C11997-11-27
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

Гидавлический вариатор, состоящий из гидромотора и плавно регулируемого по своей производительности шестеренчатого насоса за один оборот, за счет того, что в конструкцию шестеренчатого насоса по ходу вращения двух рабочих шестерен, после области всасывания, но перед областью нагнетания, к каждой рабочей шестерни, включена дозирующая шестерня, которая при постоянном зацеплении с рабочей шестерней, при воздействии способна плавно приближаться или отдаляться относительно оси рабочей шестерни таким образом, что при максимальном сближении, при вращении, зубья дозирующих шестерен полностью входят в межзубчатое расстояние рабочих шестерен, удаляя всю рабочую жидкость, которая отводится при этом, обратно в зону всасывания насоса, а при максимальном отдалении, рабочая жидкость не удаляется, а переносится зубьями рабочих шестерен в полном объеме в зону высокого давления, где рабочая жидкость под избыточным давлением попадает в гидромотор, заставляя его вращаться с максимальными оборотами при минимальном передаточном числе.

ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)

Description:
Гидравлический вариатор.

1. Изобретение относится к вариаторам и может быть использовано в транспортных средствах и прочих механизмах, где требуется изменение передаточного числа.

2. Известен Гидровариатор, описанный в патенте RU 2107858 Cl, кл. F 16 H 39/06, 27.03. 1998г., содержащий корпус, размещенные внутри корпуса коловратные лопастной насос, лопастной гидродвигатель с параллельным расположением их осей роторов, а также расположенный между ними и корпусом промежуточный элемент с двумя наружными и двумя внутренними цилиндрическими поверхностями и с каналами для перетекания рабочей жидкости между насосом и гидродвигателем, причем промежуточный элемент установлен с возможностью перемещения в плоскости, проходящей через оси роторов насоса и гидродвигателя, отличающийся тем, что роторы насоса и гидродвигателя выполнены пустотелыми, в корпусах роторов выполнены цилиндрические стаканы для размещения вкладышей, через которые пропущены лопасти, закрепленные на осях внутри роторов с возможностью радиального и углового перемещения, при этом каналы для перетекания рабочей жидкости между насосом и гидродвигателем выполнены параллельно образующим, соединяющим наружные цилиндрические поверхности промежуточного элемента.

3. Основными недостатками этого гидровариатора, при передаче вращательного движения от ведущего вала к ведомому, являются:

Слишком длинная цепь последовательно связанных механизмов- посредников, в том числе возвратно- поступательных и механизмов изменения передаточного числа, следствием чему является низкий КПД, сложность и громоздкость конструкции, значительное ухудшение качества передаваемого движения на выходе в виде проскальзывания, наличия неустранимых пульсаций; очень низкие максимальные скорость и крутящий момент, большие усилия на изменение передаточного числа.

4. Техническим результатом предлагаемого устройства являются:

Возможность плавной регулировки передаточного числа от абсолютного максимума с устойчивой работой, при котором вторичный вал не вращается и не зависит от вращения первичного вала и до необходимой минимальной величины (от 1/П мах = 0 до 1/ П miп =∞, где П ~ передаточное число), при этом, полностью отсутствует необходимость в механизме включения - выключения сцепления, т. к. разгон с нулевой скорости транспортного средства происходит без проскальзывания, чего не могут достигнуть все известные механизмы включения - выключения сцепления; Передача вращательного движения от ведущего вала к ведомому, осуществляется напрямую (без механизмов-посредников) через рабочее тело без провалов, проскальзывания и пульсаций.

Механизм изменения передаточного числа связан с механизмом передачи вращательного движения параллельно и интегрально, с сопротивлением холостого хода, как при изменении передаточного числа, так и при усилии на изменение этого передаточного числа, т.е :

Жёстко (без проскальзывания ), вместе с тем, вариатор нормально работает и в режиме буксировки на любых режимах скорости и величине передаточного числа;

Нагрузка механизма изменения передаточного числа, равно как и прилагаемое усилие на это изменение, не зависят от передаваемой рабочей нагрузки вариатора и всегда равны нагрузки холостого хода;

Коэффициент использования механизма изменения передаточного числа прямо пропорционален величине передаточного числа и при прямой передаче автоматически не используется.

Конструкция имеет возможность установки гидромотора как в едином корпусе с насосом, так и отдельно, а при установке гидромоторов на ведущие колёса, исключается необходимость в коробке отключения заднего или переднего ведущих мостов, раздаточной коробке, ШРУСах, карданных валах, межосевых и осевых дифференциалах, а также при необходимости, выполняются функции торможения и блокировки колёс. Конструкция имеет возможность изменения вращения гидродвигателя или механическим путем, или путем перераспределения направления подачи рабочей жидкости.

Конструкция имеет возможность устранения, появляющихся в редких случаях пульсаций на выходе, путём применения определённой формы, положения, количества и суммарной площади зубьев рабочих шестерен.

Конструкция без применения гидромотора может быть использована для передачи на расстояние жидких, газообразных, твердых сыпучих веществ, с любым, в том числе и регулируемым автоматически, передаточным числом. В этом случае рабочим телом является само вещество, передаваемое на расстояние.

Между насосом и двигателем может находиться аккумулятор передаваемой энергии. К примеру, для использования нагрузки и отдыха велосипедиста в выгодных режимах при проезде с горы и под гору, аккумулятор может быть в виде сжимаемой пружины.

Вместе с тем, конструкция обладает простотой и надёжностью, максимальной адаптацией и легкостью ручного, автоматического, электронного управлений на всех режимах движения транспортного средства.

5. Сущность изобретения характеризуется отбором в необходимых дозах рабочего тела между областями всасывания и нагнетания насоса. 6. Техническое решение изобретения, в качестве примера, применяемого в автомобиле, заключается в том, что отбор жидкости осуществляют в шестерёнчатом насосе, (Фигура N° I) состоящим из зоны всасывания 1, зоны нагнетания 2, рабочей ведущей шестерни 3, рабочей ведомой шестерни 4, и отличается наличием дозирующей шестерни 5 , дозирующей шестерни 6, тяги 7, штока 8, гидроцилиндра 9, пружины 10, перепускного клапана 11.

Все детали насоса конструктивно связаны между собой так, что, к примеру:

Когда автомобиль стоит, двигатель заглушён, количество жидкости в гидроцилиндре камерного типа 9 максимально. Шток 8 воздействуя на тягу 7, преодолевая силу пружины 10 прижимает дозирующие шестерни 5 и 6 таким образом, что зубья этих шестерен полностью входят в межзубчатое пространство рабочих шестерен. Рабочее тело вариатора может быть в жидком, газообразном, или в смешанном состояниях.

При запуске двигателя, перепускной клапан 11 открывают, все шестерни насоса начинают вращаться, зубья ведущих шестерен 3 и 4, выходя из межзубчатого расстояния друг друга в зоне всасывания создают пониженное давление или вакуум, которые заполняются рабочим телом. Далее рабочее тело полностью вытесняется из межзубчатого пространства ведущих шестерен 3 и 4, зубьями дозирующих шестерен 5 и 6. Вытесненное рабочее тело по каналам корпуса, попадает снова в резервуар рабочей жидкости, который связан с областью всасывания и представляет собой гидроцилиндр камерного типа. Образующиеся в этот момент в зоне расцепления зубьев рабочих и дозирующих шестерен пониженное давление или вакуум, заполняется находящимся в этой зоне газом или воздухом или жидкостно-воздушной смесью. Если имеется небольшое количество оставшейся рабочей жидкости между зубьями рабочих шестерен, перед запуском двигателя, то в период запуска двигателя, удаляется через открытый перепускной клапан 11, в резервуар. Рабочее тело в гидромоторы, установленные на ведущих колесах, не попадает, автомобиль стоит на месте.

Для начала движения автомобиля вперёд, Управляемые краны устанавливают в положении схемы N_> 2. Перепускной клапан 11 закрывают. Количество жидкости в гидроцилиндре 9 за счёт команды к движению автомобиля, уменьшают, шток 8 под воздействием пружины 10 втягивается, рычаги 7 отодвигают дозирующие шестерни 5 и 6 таким образом, что зубья этих шестерен не полностью входят в межзубчатое пространство рабочих шестерен. Зубья дозирующих шестерен начинают не полностью вытеснять рабочее тело с рабочих шестерен, и не вытесненное рабочее тело далее, вытесняется в зоне высокого давления 2, зубьями рабочих шестерен 3 и 4, и под давлением, попадает, на гидромоторы ведущих колёс. В это время в зоне низкого давления рабочих шестерен 3 и 4 создаётся в зависимости от предъявляемых к конструкции требований, низкое давление или вакуум, и рабочая жидкость снова заполняет их межзубчатое пространство. Автомобиль плавно трогается с места. По мере уменьшения количества жидкости в гидроцилиндре 9, за счёт ручного управления или автоматической зависимости от заданных и возникающих параметров, передаточное число вариатора уменьшается, двигатель разгоняется. При движении автомобиля назад, к примеру, управляемые краны находятся в положении схемы N° 3;

Когда автомобиль движется накатом, перепускной клапан 11 открыт. Для торможения автомобиля двигателем, перепускной клапан 11 закрыт, эффективность торможения регулируется изменением передаточного числа и уменьшением оборотов основного двигателя. Для торможения автомобиля ведущими колёсами, управляемые краны могут закрываться.

Для отключения одного из ведущих мостов, подача рабочей жидкости на гидромоторы выбранного моста, прекращается за счёт закрытия крана подачи и открытия перепускного клапана этого моста. Скорость автомобиля автоматически становится выше за счет дифференциального перераспределения подачи рабочей жидкости в действующие гидромоторы ведущих колёс, что исключает необходимость в наличии раздаточной коробки.

Когда автомобиль движется в «пpoбкe», то при установленных постоянных рабочих минимальных оборотах, и подходящего передаточного числа, регулирование движения может осуществляться, в основном, открытием - закрытием клапана 11 ; если движение происходит с частыми остановками и при часто меняющейся средней скорости в «пpoбкe», то скорость транспортного средства можно изменять только вариацией передаточного числа.

Когда автомобилем необходимо преодолеть непреодолимое без помощи водителя препятствие, то тогда устанавливают необходимые номинальные обороты основного двигателя, передаточное число устанавливают в ручном режиме для создания необходимых и безопасных минимальных оборотов ведущих колёс.

При необходимости, блокировка ведущих колёс, может осуществляться последовательной подачей рабочей жидкости на все ведущие гидродвигатели, или регулированием под управлением системой АБС, степенью закрытия тормозного крана буксующего гидромотора, при этом, исключается необходимость в дополнительной системе блокировки колёс.