гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом

Формула изобретения

Гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом, содержащая статор, размещенный внутри него ротор с лопастями, установленный с возможностью образования при работе муфты зон высокого и низкого давлений рабочей жидкости, предохранительный клапан между упомянутыми зонами и клапан-золотник, установленный с возможностью разобщения зон, отличающаяся тем, что в муфте между статором и ротором с зазором размещен промежуточный элемент с внутренней цилиндрической поверхностью, установленный с возможностью диаметрального перемещения в направляющих статора, в корпусе ротора выполнены цилиндрические стаканы с размещенными в них вкладышами, контактирующими с лопастями, причем последние закреплены внутри ротора на свободной оси с возможностью радиального и углового перемещения во вкладышах относительно ротора, при этом промежуточный элемент поджат пружиной и установлен с возможностью занятия соосного с ротором и статором положения, регулируемое винтом с противоположной стороны, и снабжен обратным клапаном со стороны зоны низкого давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в трансмиссиях механических передач, в частности, транспортных средств.

Известны муфты с дисковым сцеплением, обеспечивающие передачу крутящего момента от ведущего на ведомый вал посредством прижимных дисков, закрепленных на данных валах [1].

Недостатком данных муфт является сложность конструкции, большие габариты и недостаточный ресурс работы, связанный с передачей крутящего момента посредством трения между дисками.

Известны гидромуфты, обеспечивающие передачу крутящего момента от ведущего на ведомый вал при значительной угловой скорости, но не позволяющие обеспечить устойчивую работу из-за возможности проскальзывания валов, при этом у них существует зависимость передаваемого крутящего момента от числа оборотов [2]

Наиболее близким аналогом изобретения является гидравлическая сцепная муфта с коловратным лопастным насосом и золотниковым регулированием, содержащая статор, внутри которого размещен ротор с подпружиненными лопастями, установленный с возможностью образования при работе муфты зон высокого и низкого давления рабочей жидкости, а золотник снабжен штоком и поршнем, и предохранительный клапан, установленные с возможностью разобщения упомянутых зон, при этом лопасти в убранном положении удерживаются механическими защелками [3].

Однако данная муфта не позволяет обеспечить надежную работу, т.к. сложно обеспечить безотказную работу механических защелок и выдвижение лопастей посредством пружин, всегда существует опасность заклинивания, при этом муфта имеет сложную конструкцию и возможные динамические нагрузки при частичном выдвижении лопастей в случае удара лопастей о статор в зоне повышенного давления.

Кроме того, муфта не позволяет изменять направление передачи крутящего момента и не позволяет обеспечить надежное уплотнение между статором и лопастями из-за изменения угла наклона лопастей к цилиндрической поверхности статора.

Задачей изобретения является улучшение массогабаритных характеристик, увеличение надежности и ресурса работы, упрощение конструкции и уменьшение трудоемкости изготовления.

Указанные технические результаты достигаются за счет того, что лопасти радиально закреплены в пустотелом роторе на свободной оси, что обеспечивает постоянный контакт лопастей под прямым углом к внутренней цилиндрической поверхности дополнительно введенного подвижного промежуточного элемента, а создание зон высокого и низкого давлений осуществляется смещением промежуточного элемента в диаметральном направлении по направляющим статора за счет пружины или давления рабочей жидкости от центробежных сил, возникающих при вращении ротора с лопастями.

На фиг. 1 представлен продольный разрез муфты, на фиг. 2 - ее поперечное сечение в включенном состоянии, на фиг. 3 - поперечное сечение в выключенном состоянии, на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2, на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 1, а на фиг. 6 - сечение по С-С на фиг. 1.

Гидравлическая сцепная муфта содержит полый ротор 1, размещенный внутри статора 2 с крышкой 5, промежуточный элемент 3 с внутренней цилиндрической поверхностью, установленный с возможностью диаметрального перемещения в направляющих статора 2, клапан-золотник 4, закрепленный посредством гайки 9 на подвижной в осевом направлении относительно статора 2 шайбе 11, предохранительный клапан с поршнем 13 и пружиной 15, температурный гидрокомпенсатор, включающий поршень 25 и воздушную полость B, при этом в полом роторе 1 выполнены цилиндрические стаканы для размещения вкладышей 21, контактирующих с лопастями 19, причем последние закреплены внутри ротора 1 на свободной оси 16 с возможностью радиального и углового перемещения во вкладышах 21 относительно ротора 1, промежуточный элемент 3 поджат пружиной 17 в центральное положение до совпадения осей с упором в регулировочный винт 22 с противоположной стороны и снабжен обратным пластинчатым клапаном 26 со стороны зоны низкого давления. Пружина 17 установлена на промежуточном элементе 3 с помощью крепежного элемента 18. Регулировочный винт 22 снабжен контровочной гайкой 23. Клапан 26 расположен с внутренней стороны промежуточного элемента 3 и служит для перепуска рабочей жидкости через канал 27 из (зоны) полости D в полости между ротором 1 и элементом 3. Зона высокого давления C сообщена с зоной низкого давления D посредством каналов 6 и 7 с клапаном-золотником 4 и каналов 12 и 14 с предохранительным клапаном, содержащим поршень 13 и пружину 15. Пространство над поршнем гидрокомпенсатора 25 соединено посредством канала 14 с зоной низкого давления D. В промежуточном элементе 3 выполнены кольцевые ограничительные проточки (выточки) 20 и 24, ограничивающие зоны высокого и низкого давления, соответственно. Зона высокого давления, ограниченная проточкой (выточкой) 20, соединена с клапаном - золотником 4 посредством отверстий 10 и 8, выполнеными в элементе 3 и в статоре 2, соответственно.

Муфта работает следующим образом.

На фиг. 1 и 2 показано включенное состояние муфты (ротор и статор в жестком соединении), на фиг. 3 - выключенное состояние (ротор и статор разъединены).

Во включенном состоянии повышенное давление жидкости, ограниченное проточкой (выточкой) 20 (фиг. 2), через отверстия 10 и 8, прорезь в клапане-золотнике и канал 7 распространяется на зону C, за счет этого давления промежуточный элемент 3 смещен в крайнее левое положение, пружина 17 сжата, давление жидкости в зоне C на элемент 3 больше силы пружины 17. При превышении давления в зоне C больше допустимого жидкость из зоны C поступает через канал 12 (фиг. 1) в пространство над поршнем 13, сжимается пружина 15, поршень сдвигается и открывает канал 14, затем жидкость через канал 27 и обратный клапан 26 попадает в зону низкого давления, ограниченной проточкой (выточкой) 24 и переносится за счет проскальзывания ротора относительно статора в зону повышенного давления..

Для выключения муфты с помощью цапфы (не показана) шайба 11 (фиг. 1) сдвигается вправо, одновременно перемещая клапан-золотник 4 в положение фиг. 5 сеч. Б-Б при этом зоны высокого и низкого давления (зоны C и D) сообщены каналами 7 и 6, давление в этих зонах выравнивается и под действием пружины 17 промежуточный элемент 3 занимает соосное с ротором и статором положение, регулируемое винтом 22, крутящий момент при этом (фиг. 3) будет незначителен и определяться трением жидкости об элемент 3.

Для переключения муфты в рабочее состояние клапан-золотник 4 смещается в положение фиг. 6 (сечение C-C), жидкость за счет центробежных сил (при угловой скорости ротора большей чем статора) поступает в зону C, пружина 17 сжимается, жидкость из полости D через клапан 26 поступает в зону ограничительной проточки (выточки) 24 и затем переносится в зону C, обеспечивая смещение промежуточного элемента 3 в рабочее состояние.