149601. lajstromszámú szabadalom • Többfokozatú hidraulikus sebességváltó hajtómű, különösen mozdonyokhoz

r 2 149.601 kellő számú hidraulikus fokozat létesítésében rejlő nehézség. Ismeretes ugyanis, hogy a hidrodinamikus nyomatékváltók hatásfoka a fordulatszám függvényében maximális érték elérése után csökken. Túlzott hatásfokcsökkenés elkerülése végett ezért bizonyos fordulatszám, ill. sebesség elérése után a hajtást az előbbinél nagyobb fordulatszámra méretezett nyomatékváltónak kell átvennie. Adott fordulatszámtartomány kimerítéséhez így több nymatékváltóra van szükség. Háromnál több nyomatékváltó alkalmazása azonban a csapágyazás miatt nehézségbe ütközik és ezért a nagyobb fordulatszámtartományra méretezett ilyen rendszerű ismert hidrodinamikus hajtóművek átlagos hatásfoka nem kielégítő. E nehézségek kiküszöbölése végett szerkesztettek oly hidrodinamikus sebességváltó hajtóműveket, amelyek egy hidrodinamikus nyomatékváltóból és a mögé iktatott többfokozatú mechanikus sebeségváltőból állnak. Az indítás és az átkapcsolhatóság biztosítása, valamint a jó hatásfokú tartomány kiszélesítése végett például a nyomatékváltó szivattyújának lapátjai állíthatóan vannak kialakítva. Ismeretes olyan megoldás is, amely a turbina lapátkoszorú kihúzásával vagy a nyomatékváltó hidraulikus körfolyamának tolattyúval történő elzárásával és egy különlegesen kialakított szinkronizáló tengelykapcsolóval oldja meg az egyik hidraulikus sebességi fokozatról a másikra történő áttérést. Ezek azonban a hidrodinamikus sebeségváltó hajtóművek szerkezetét magát teszik bonyolulttá és ezzel a hidrodinamikus sebességváltó hajtóművek egyik legnagyobb előnyét, az egyszerű szerkezettel járó viszonylag csekély előállítási költséget és a megbízható üzemet teszik kérdésessé. A másik ok, amely a hidrodinamikus sebességváltó hajtóművek általános elterjedését akadályozza az, hogy hatásfokuk kisebb, mint a mechanikus sebességváltóké, ami különösen hosszú ideig tartó folyamatos üzemre hivatott nagyteljesítményű hajtások esetén döntő jelentőségű szemponttá válhatik. Kézenfekvő, hogy történtek kísérletek a két rendszer együttes alkalmazására és így jótulajdonságaik egyidejűleges érvényesítésére. így születtek meg a teljesítményelágazásos rendszerek, valamint az olyan úgynevezett hidromechanikus hajtóművek, amelyeknek közvetlen mechanikus tehát jóhatásfokú fokozatuk is van. A teljesítményelágazásos rendszerek hátránya azonban, hogy hidrodinamikus elem (nyomatékváltó vagy tengelykapcsoló) mindig dolgozik, még ha a teljesítménynek csak egy részét továbbíthatja is, a nyomatékváltók viszonylag kisebb hatásfoka tehát szükségképpen érvényesül. Mindkét rendszer hátránya továbbá a mechanikus ágba, illetőleg fokozatba iktatott bolygókerekes erőátvitel, szabadon futók és dörzskapcsolók alkalmazása, amelyek nagy teljesítmények átvitelére ismeretes módon nem alkalmasak és előállításuk, üzemeltetésük kényes. Az előadottakból mármost mindenek előtt nyilvánvaló, hogy olyan sebességváltó hajtómű, amely egyszerű eszközökkel lehetővé teszi kellőszámú hidraulikus fokozat létesítését és így a hidrodinamikus nyomatékváltó jó tulajdonságainak megtartásával biztosítja a hajtómű jó hatásfokát, az erőátviteli rendszerek területén lényeges haladást jelentene és különösen a járműipar egyre növekvő igényét elégítené ki. Nyilvánvaló azonban az is, hogy olyan sebességváltó hajtómű, amely a mechanikus sebeségváltó hajtóművek jó hatásfokát a hidrodinamikus sebességváltó hajtóművek sokoldalúságával együtt nagy teljesítmények átvitelére alkalmas módon valósítja meg anélkül, hogy bármelyik rendszer hátrányai érvényesülhetnének, a jelenlegi műszaki szint és a műszaki fejlődés irányának figyelembevételével az ismert módon vajúdó hajtóműkérdés előreláthatóan hosszú időre szóló megoldása lenne. A találmány célja elsősorban kettőnél több hidraulikus fokozattal bíró sebességváltó hajtóműnek egyszerű eszközökkel való megvalósítása. A találmány alapja az a felismerés, hogy erre már két hidrodinamikus elem, Föttinger elven működő hidrodinamikus tengelykapcsoló vagy nyomatékváltó alkalmazásával mód van, ha a hidrodinamikus elemeket két fogaskerékpárral úgy társítjuk, hogy a hajtómű behajtótengelye bármelyik hidrodinamikus elem és .bármelyik fogaskerékpár közbeiktatásával legyen a hajtómű kihajtótengelyével nyomatéktovábbító kapcsolatba hozható. Oly hidrodinamikus sebességváltó hajtómű, amelynél a hajtómű behajtótengelye egy-egy nyomatékváltó és egy-egy fogaskerékpár útján van a kihajtótengellyel összekötve, már ismeretes. Ez esetben azonban a nyomatékváltók mindegyike eleve egy-egy fogaskerékpárral van társítva, a nyomatékváltók egymással váltakozó töltésével és ürítésével tehát csak annyi hidraulikus fokozatot tud elérni, ahány hidrodinamikus elemet tartalmaz a rendszer. Olyan megoldás is már ismeretes, amely két azonos jellegű és karakterisztikájú nyomatékváltóval három hidraulikus sebességi fokozatot valósít meg oly módon, hogy az egyik nyomatékváltó két különböző áttételen keresztül tud a kihajtó tengelyre működni, amelyeket szinkron tengelykapcsolók segítségével tudja a kívánt sebességi fokozatokban működtetni. Az említett berendezés nem használja ki a szerencsésebb konstrukciós elrendezésben rejlő azon lehetőséget, hogy az egyes áttételeket mindkét nyomatékváltóval kapcsolatba tudná hozni. Á találmány ezzel szemben abban van, hogy kettőnél több hidraulikus fokozat létesítése végett a hajtóműbe a behajtótengelyt bármelyik nyomatékváltó és bármelyik fogaskerékpár útján a kihajtótengellyel összekötő oldható tengelykapcsolók vannak iktatva. A nyomatékváltók lehetnek azonos jelleggörbéjű, azonos konstrukciós pontra méretezettek, vagy amelyek különböző konstrukciós pontra vannak tervezve oly módon, hogy azonos szivattyúfordulatszám mellett a turbinakoszoruk fordulatszámtartományai, amelyekben a nyomatékváltók jó hatásfokkal működtek, különbözőek és egymást rendre követik, vagyis az egyik nyomatékváltó turbinakoszorújának fordulatszámtartományának felső határa a másik nyomatékváltó turbinakoszorúj ának fordulatszámtartományának az alsó határával esik egybe. Minthogy a fenti elrendezés esetén a hidrodinamikus nyomatékváltók bármelyike bármelyik fogaskerékpárral tár-