Кинематическая схема силовой гидропередачи для железнодорожных машин

   Цель данной работы – повышение эффективности силовых трансмиссий железнодорожных и других самоходных машин. Проект направлен на расширение функциональных и эксплуатационных возможностей гидромеханических передач на основе гидротрансформаторов. Транспортное машиностроение широко использует гидродинамические передачи – гидромуфты и гидротрансформаторы – в трансмиссиях самоходных машин различного назначения, что обусловлено их положительными свойствами. Аналитические отчеты о состоянии мирового рынка гидротрансформаторов и тенденциях его дальнейшего роста в ближайшие годы свидетельствуют об устойчивой востребованности гидротрансформаторов в транспортном машиностроении. Основные их недостатки связаны с недостаточно высоким КПД по сравнению с механическими передачами и ограниченным диапазоном автоматического регулирования вращающего момента. Определенную часть мирового и российского парка локомотивов составляют тепловозы с гидравлической передачей. Это обусловлено тем, что гидропередачи обладают высокой тяговой способностью, относительно низким удельным весом и более низкой стоимостью по сравнению с электропередачами, нетребовательны к дефицитной меди. В российских и зарубежных маневровых и магистральных тепловозах нашли достаточно широкое применение многоциркуляционные гидропередачи, содержащие несколько гидродинамических передач, поочередно переключаемых в процессе движения тепловоза. При этом гидропередачи специализируются и оптимизируются для различных режимов работы и движения локомотива. Однако многоциркуляционные гидропередачи при всех своих достоинствах характеризуются высокой сложностью конструкции, большими габаритными размерами и массой, относительно большими затратами времени на переключение гидроустройств.
   С целью преодоления недостатков многоциркуляционных гидропередач предложена принципиальная кинематическая схема однопоточной гидропередачи на основе модифицированного двухступенчатого гидротрансформатора, содержащего турбины осевого и центростремительного типа. Элементы управления гидротрансформатором обеспечивают независимую или совместную работу турбин. В диапазоне передаточных отношений от 0 до 0,6 работает первая турбина осевого типа, а в диапазоне передаточных отношений выше 0,6 и в режиме гидромуфты – турбина центростремительного типа. Конструкция гидротрансформатора предусматривает также два реактора, оптимизируемых для работы с первой или второй турбиной.
   Проектирование гидропередачи осуществлялось на основе методов теории машин и механизмов, кинематического синтеза приводов рабочих органов машин по результатам анализа широкого спектра конструкторских разработок, теоретических и экспериментальных исследований в области гидродинамических передач и трансмиссий машин. Предложенное схемотехническое решение, по сравнению с аналогичными конструкциями, позволяет сделать гидропередачи более компактными и менее материалоемкими. Новизна и оригинальность разработанного технического решения защищены патентом РФ.

1. Маневровые тепловозы / Г. Я. Белобаев, В. И. Бурьяница, М. К. Гавриленко [и др.] ; под ред. Л. С. Назарова. Москва : Транспорт, 1977. 408 с.

2. Кочкарев А. Я. Гидродинамические передачи : учебное пособие для вузов. Ленинград : Машиностроение, 1971. 336 с.

3. Гавриленко Б. А., Семичастнов И. Ф. Гидродинамические муфты и трансформаторы. Москва : Машиностроение, 1969. 392 с.

4. Семичастнов И. Ф. Гидравлические передачи тепловозов. Москва : Машгиз, 1961. 332 с.

5. Нарбут А. Н. Особенности развития гидродинамических передач самоходных машин // Вестник Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета. Москва : Издательство МАДИ, 2015. № 4 (43). С. 17–24.

6. Ломакин Н. Н., Трушин Н. Н. История изобретения и развития гидродинамического трансформатора А. Лисхольма // Проблемы истории и философии науки и техники. Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2021. С. 81–86.

7. Хуршудян Г. М. Гидравлические преобразователи крутящего момента. Ленинград : Судпромгиз, 1963. 267 с.

8. Судовые энергетические установки. Судовые дизельные энергетические установки : учебник / В. К. Румб, Г. В. Яковлев, Г. И. Шаров [и др.]. Санкт-Петербург : Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, 2007. 622 с.

9. Гидродинамические передачи : Проектирование, изготовление, эксплуатация / Б. А. Гавриленко, И. Ф. Семичастнов, Л. И. Рымаренко [и др.]. Москва : Машиностроение, 1980. 224 с.

10. Лапидус В. И. Автомобильные гидротрансформаторы. Москва : Машиностроение, 1971. 160 с.

11. Трусов С. М. Автомобильные гидротрансформаторы. Москва : Машиностроение, 1977. 271 с.

12. Лапидус В. И., Петров А. В. Гидромеханические передачи автомобилей. Москва : Машгиз, 1961. 495 с.

13. Мазалов Н. Д., Трусов С. М. Гидромеханические коробки передач автомобилей. Москва : Машиностроение, 1971. 290 с.

14. Нарбут А. Н. Гидромеханические передачи автомобилей : учебное пособие. Москва : Гринлайт+, 2010. 192 с.

15. Ковшовые погрузочно-транспортные машины / П. А. Корляков, Г. С. Кордюков, Ю. Н. Павлов [и др.]. Москва : Недра, 1980. 200 с.

16. Бим-Бад Б. М. Автомобильные гидромеханические передачи ЧССР // Автомобильная промышленность. 1980. № 7. С. 30–31.

17. Новый двухтурбинный гидротрансформатор и его характеристики / С. М. Трусов, П. И. Баженов, Ю. К. Есеновский-Пашков [и др.] // Автомобильная промышленность. 1983. № 7. С. 17–18.

18. Трушин Н. Н. Проектные решения в области кинематических схем гидромеханических передач транспортных и технологических машин // Автомобилестроение : проектирование, конструирование, расчет и технологии ремонта и производства. Ижевск : Издательство Управления информационных ресурсов Ижевского государственного технического университета имени М. Т. Калашникова, 2021. С. 413–418.

19. Патент 2716378 Российская Федерация, МПК F16H 41/22, F16H 45/02, F16H 61/14, F16H 61/62. Гидромеханическая передача транспортного средства : № 2019132137 : заявл. 10.10.2019 ; опубл. 10.03.2020 / Н. Н. Трушин. 12 с.

20. Петров А. В. Планетарные и гидромеханические передачи колесных и гусеничных машин. Москва : Машиностроение, 1966. 383 с.

21. Брацлавский Х. Л. Гидродинамические передачи строительных и дорожных машин. Москва : Машиностроение, 1976. 149 с.