199601. lajstromszámú szabadalom • Szerkezet hajtó és hajtott tengelyek közötti fokozatmentes energiaátvitelre, főleg gépjármű hajtásrendszerekhez
HU 199601 A ban csupán az egyiket, a 18 dobot részletezzük. A 3. ábrán látható, hogy a 18 és 19 dob, valamint a hajtott 3 tengely közös középvonalon helyezkedik el, amelyet X-szel jelöltünk. A 3. ábrából jól kivehető, hogy a 35 töltet az I, J, K, L, A és B rekeszekben helyezkedik el, ahol a folyadékrészek határoló felületét vékony vonallal jelöltük, amelyek a 3 tengely középpontjából húzott kör íves felületeknek tekinthetők. A rekeszekben a jelen üzemállapotban lévő folyadékmennyiségek tömegközéppontját egy-t!gy ponttal jelöltük, amelyekben tehetetlenségi erők ébrednek. Ezeket rendre Ni,Nj,Nk,Nl,Na,N B-vel jelöltük. Ezeket a tehetetlenségi erőket sugárirányú N h , N Ji, N ki , N U, N ai , N bi , komponensekre, valamint erre merőleges Nu, N«, N«, Ni*, Na*, Nbi komponensekre bontottuk. Ez utóbbi Níz, N«, Nki, Nu, Nm,N» komponensek összege zérus (2N2=0) ebben az állapotban, ami annyit jelent, hogy a 18 dob 16 tengelyére nézve nem hat reakciónyomaték, vagyis 2Mr = 0. Ilyen stacionárus üzemmódban tehát a hajtó és a hajtott 2, illetve 3 tengelyek egymáshoz képest állnak, így gyakorlatilag mechanikus veszteséggel nem kell számolni. Mihelyt a hajtott 3 tengelyt elkezdjük terhelni forgatónyomatékkai (M3), a hajtó 2 tengellyel együttforgó 6 dob forgásához képest a 13 fogaskerék kényszerűen „lemarad“. Eközben a 13 fogaskerék a vele kapcsolódó 14 és 15 fogaskereket a 37 nyíl irányában elfordítja. Ilyenkor a 4. ábrán látható módon „aszimmetrikussá“ válik a 35 töltet folyadékának elhelyezkedése a rekeszekben. Ilyenkor tehát a folyadékrészek tehetetlenségi erőinek Nu, N«, Nwi, és Nu. komponenseiből és a hozzátartozó sugarakból számítható össznyohiaték (2Mr) a 16 tengelyen reakciónyomatékként fog hatni a 13 fogaskerék terhelő forgatónyomatékával (M3) szemben, és arra törekszik, hogy az „együttforgó“ alaphelyzetet állítsa vissza. Ha ez a reakciónyomaték (SM«) azonos értékű a 13 fogaskeréken ébredő terhelőnyomatékkai (M3), akkor a találmány értelmében pillanatnyi dinamikus egyensúlyi állapotot érünk el. Itt jegyezzük meg, hogy a reakciónyomaték értéke a mindenkori méretek, fordulatszám, tömeg és geometria kialakítás függvénye. Ha a reakciónyomaték (HM«) nagyobb, mint a terhelő forgatónyomaték (M3), akkor ez szimmetrikusabb, dinamikusan kiegyensúlyozott állapotba igyekszik viszonylag visszafelé fordítani a 18 dobot, azaz a 37 nyíllal ellentétes értelemben. Ellenben, mihelyt a reakciónyomaték (2Mr) kisebb, mint a pillanatnyi terhelő forgatónyomaték (M3), akkor a 18 dob a 37 nyíl irányában tovább „előre“ halad, amikor 4 5 is a 35 töltet folyadékrészeinek tehetetlenségi N erői és következésképpen N2 komponensei is rendre nőnek — bizonyos határok között —. Következésképpen az össz-reakciónyomaték (2Mr) is mindaddig nő, amíg a dinamikus egyensúlyi állapot be nem áll, (az említett felépítéstől függő határig). A 4. ábrán vázlatosan jelöltük, hogy a 18 dob elfordulása közben például az I rekeszből a 30 lapát belső szélén a folyadék cseppek alakjában kilép és ezek a cseppek a 31 lapáton felülütköznek és átkerülnek a következő I rekeszbe, miközben a 31 lapáton dinamikus ütközési energiát fejtenek ki. Ezáltal a 16 tengely körül a 37 nyíllal ellentétes értelmű járulékos forgatónyomatékot nyerünk, amely a reakciónyomatékkal (2M») azonos értelemben hat. Ilyenkor tehát a belső-lapátozású 18 és 19 dobok fordított értelemben működtetett „vizikerékként“ szerepelnek. A pillanatnyi sebességtől függő stacionárius reakciónyomatékon (2M«) kívül a folyadékcseppek dinamikus forgatónyomatéka is hat közvetve a hajtott 3 tengelyre. A fentiek alapján, ha a folyadék belső súrlódási veszteségeit és a mechanikai súrlódási veszteségeket elhanyagoljuk, akkor kijelenthető, hogy a motor által a hajtó 2 tengelyre leadott forgatónyomaték teljes egészében a hajtott 3 tengely szöggyorsításara fordítódik, szinte mechanikai veszteségek nélkül. Ez azt is jelenti, hogy a találmány szerinti 1 szerkezet tetszés szerint eltérő fordulatszámok esetén is képes a motornyomatékot jó hatásfokkal átvinni a hajtott 3 tengelyre. Az ábrázolt példakénti kiviteli alak esetében meghatároztuk a 4. ábra alapján grafikus integrálással a maximális nyomaték értékét, amely stacionárius üzemmódban 110 Nm-re adódott. (Ennél a folyadék 35 töltetének sűrűségét 2 g/cm3-re, a hajtó 2 tengely fordulatszámát pedig 3000 1/perc-re választottuk.) A fentiekben közölt méretekkel a találmány szerinti 1 szerkezet tömege a jelen esetben 10 kg-ra adódott. A találmány szerinti folyamatos, azaz fokozatmetes energiaátvitelre alkalmas 1 szerkezet főbb előnyei a következők: — Stacionárius üzemmódban a hajtó 2 tengely és a hajtott 3 tengely együttforog, azaz közöttük viszonylagos elfordulás nincs. így ilyen üzemmódban gyakorlatilag nincs mechanikus veszteség, ami számottevő előnyt jelent a hagyományos megoldásokkal szemben; — A nyomatékátvitel a fordulatszám függvényében szabályozható, méretezhető és egy adott típusú motor jelleggörbéjéhez optimálisan illeszthető; — A találmány szerinti szerkezet működésmódjából következik, hogy automatikus visszaszabályozást végez, ezért a hajtásrendszerben a motor üzemeltetését a lehető legkedvezőbb üzemi tartományokban végezhetjük, a találmány szerinti 1 szer-6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
