Гидромеханическая передача

 

1.гаДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА , содержащая гидротрансформатор, турбинное колесо которого связано с первичным валом механггческой коробки пере№Sf:Sj:r; ., . дач, состоящей из аубчлтах колес, через которые первичный вал связан с вторичным ъепом, зубчатых муфт и фрикционного узла для подтормаищвания первичного вала, отличаюшая.ся тем, что с цепью аовыаения надежности и КПД гидромеханической передачи, фрикционный узел выполнен в виде допопннтельной мтФты , через которую кинематяческн связаны первичный и вторичный валы коробки передач, при этом передаточное oTHfHue ние между упомянутыми валами при включённой муфте меньше п ередаточного числа высшей ступени в коробке передач.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЯИК (19) (И) ю)) В 60 К 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕНН Й HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 3401 498/27-1 1 (22) 26.02.82 (46) 07.04.83. Бюл. М 13 (72) Л. А. Румянцев, В. А. Пискарев и В. Р. Керро (53) 629.113(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 701843, кл. В 60 К 17/10, 1979 (прототип). (54) (57) 1.ПЩРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая гидротрансформатор, турбинное колесо которого связано с первичным валом механик ческой коробки передач, состояшей из зубчатых колес, через — которые первичный вал связан с вторичным валом, зубчатых муфт и фрнкцнонного узла для подтормажнвания первичного вала, о т л и ч а ю ш а я.с я тем, что, с цепью повьииения надежности н КПД гидромеханической передачи, фрикпнонный узел выполнен в виде допопнительной муфты, через которую кинематнческн связаны первичный и вторичный валы коробки передач, при атом передаточное отноше ние между упомянутыми вацамц нри включенной муфте меньше йередаточного числа высшей ступени в коробке передач.

1009

2. Гидромеханическая передача по п.1, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что дополнительная муфта установлена в гидротранс форма торе.

3. Гидромеханическая передача по п. 1, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что. упомянутая кинематическая связь представляет собой пару связанных между, собой зацеплением зубчатых колес, расположенных на дополнительном и вторичном валах, при этом одно из колес жестко связано с одним из валов, а другое связано с друI гим валом посредством указанной дополнительной муфты.

4. Гидромеханическая передача по п. 1, отличающаяся тем,чтоупомянутая кинематическая связь представляет собой пару зубчатых копес, одно из которых закреплено на дополнительном валу, а другое свободно установлено на первичном валу и связано с ним посредством указанной дополнительной муфты.

5. Гидромеханическая передача по п,1, отличающаяся тем, что все зубчатые муфты механической коробки передач установлены на первичном валу.

Изобретение относится к гидромеханическим передачам транспортных средств, содержащим гидротрансформатор и механическую ступенчатую коробку передач.

Известна гидромеханическая передача, .5 содержащая гидротрансформа тор, турбинное колесо которого связано с первичным валом механической коробки передач, состоящей из зубчатых колес, через которые первичный вал связан со вторичным валом, зубчатых муфт и фрикционного узла для подтормаживания первичного вала (1), Недостатком известной гидромеханической передачи являются -сравнительно большие потери энергии при замедпении тормозом первичного вала коробки передач в процессе включения каждой после,дующей ступени во время движейия авто,мобиля, так как крутящий момент трения 20 тормоза замыкается на корпус гидропере дачи.

На тормозе известной гидромеханической передачи выделяется большая энергия буксования, так как относительная скорость проскальзывания его фрикционных элементов всегда равна угловой скорости первичного вала. Из-за этого габариты и металлоемкость тормоза с сухими фрикционными элементами получает- ЗО ся большой.

При использовании тормоза с фрикционными дисками, работающими в масле, габариты его уменьшаются, однако наличие ведения между дисками приводит к И дополнительным потерям энергии при дви2 жении транспортного средства. Величина этих потерь энергии пропорциональна скорости вращения первичного вала.

Е1елью изобретения является повышение надежности и коэффициента полезного действия гидромеханической передачи.

Указанная цель достигается тем, что в гидромеханической передаче, содержащей гидротрансформатор, турбинное колесо которого связано с первичным валом механической коробки передач, состоящей иэ зубчатых колес, через которые первичный вал связан.со вторичным валом, зубчатых муфт и фрикционного узла для подтормаживания первичного вана, фрикционный узел выполнен в виде дополнительной муфты, через которую кинематически связаны первичный и вторичный валы коробки передач, при этом передаточное отношение между упомянутыми валами при включенной муфте меньше передаточного числа высшей ступени в коробке передач.

Кроме того, упомянутая дополнительная .муфта установлена в гидротрансформаторе»

Кроме того, упомянутая кинематическая связь представляет собой пару связанных между собой зацеплением зубчатых колес, расположенных на дополнительном и вторичном валах, при этом одно из упомянутых колес жестко связано с одним из упомянутых валов, а другое связано с другим валом посредством упомянутой дополнительн ой муфты.

Кроме того, упомянутая кинематическая связь представляет собой пару зуб3 10098 чатых колес, одно из которых закреплено на дополнительном валу, а другое свободно установлено на первичном валу и связано с ыим посредством упомянутой дополнительной муфты.

3 Кроме того, все зубчатые муфты механической коробки передачи установлены

ыа первичном валу.

Ha фиг. 1 представлена схема. гидромеханической передачы с фрикционной iô муфтой, расположенной на,выходном валу и связывающей во включенном положении первичный и вторичный валы коробки передач; на фиг. 2 - гидромеханическая передача, в которой фрикционная муфта установлена на промежуточном валу; на фиг. 3 - гидромеханическая передача, в.которой фрикционная муфта установле на между первичным и вторичным sanaми коробки передач; на фиг. 4 — гидро- рр механическая передача, в которой фрикционная муфта установлена на турбинном колесе ;гидротрансформатора; на фиг.5гидромеханическая передача, в которой фрикционный диск соединен с турбин- 23 ным колесом через упругий элемент; на фиг. 6 - гидромеханическая передача, в которой фрикционная муфта установлена на::первичном валу коробки передач.

Гидромеханнческая передача (фиг. 1) содержит гидротрансформатор 1, имеющий насосное колесо 2, приводимое во враше ие от двигателя транспортной машины, турбинное колесо 3 и реактор 4.

Турбинное колесо 3 жестко соедынено с первичным валом 5 механической короб3S ки 6 передач, имеющей вторичный .вал 7, кинематически связанный с ведущими колесами транспортной машины. На конце первичного вала 5 закреплено зубчатое

40 колесо 8, соединенное с зубчатым колесом 9, закрепленным ыа промежуточном валу 10, На промежуточном валу 10 также закреплены зубчатые колеса 11-13.

Указанные зубчатые колеса сцеплены со-.

"ответственно с зубчатыми колесами 1445 . 16, установленными:на вторичном валу ,:. 7 с воэможностью вращения .относительно вторичного вала 7.

Зубчатое колесо 8 ыли 14 может соединяться с вторичным валом 7 с помощью перемещаемой в осевом направлении зубчатой муфты 17, ступица которой жестко закреплена на валу 7.

Зубчатые колеса 15 или 16 могут соединяться с вторичным валом 7 с помощью->> перемещаемой в осевом направлении зубчатой муфты 18, ступица которой также закреплена на валу. 7.

25 . 4

Каждая упомянутая зубчатая муфта

17 и 18 имеет блокировочный синхронизатор для предотвращения ее включения до выравнивания угловых скоростей соединяемых между собой зубчатого колеса и вала.

На вторичном валу установлена фрик ионная муфта 19, например, дискового типа с внешним управлением, корпус ко-. торой жестко соединен. с вторичным валом 7. Внешнее управляющее воздействие на муфту 19 показано стрелкой.

Фрикционный диск 20 муфты 19 через зубчатые колеса 21 и 22 соединен с промежуточным валом 10.

При включенном положении муфты 19 кинематическое передаточное число между первичным валом 5 и вторичным валом 7 равно передаточному числу высшей ступени коробки передач или меньше его, т. е.

fA

Ю SC где и1 - угловая скорость вращения первичного вала (5); (и2- угловая скорость вращения вторичного вала; — передаточное число высшей стуВС пени в коробке передач, включаемой зубчатой муфтой.

При работе двигателя транспортной машины на режиме хон хода (минимальная скорость вращения) и нейтральном положении зубчатых муфт 17 ы 18 (фиг. 1) турбинное колесо 3 гидротрансформатора вращается с угловой скоростью, близкой к угловой скорости вращения насосного колеса.

Для включения низшей ступени в механической коробке передач 6 необходимо включить фрикщюонную муфту 19, которая соединяет первичный вал 5 с выходным валом 7. В результате этого турбинное колесо 3 затормаживается ы останавливается. При этом останавливается и зубчатое колесо 16 низшей ступени в механической коробке 6 передач. Таким образом, происходит выравнивание угловых скоростей зубчатой муфты 18 и зубчатого колеса. Зубчатая муфта 18 перемешается вправо и жестко соединяет вторичный вал 7 с зубчатым колесом 16.

Фрикционная муфта 19 выключается.

Водитель транспортной машины увеличивает скорость вращения двигателя и происходит трогание транспортной машины с места. Крутящий момент на вторичный вал

7 от турбиыного колеса 3 при этом пере5 1009825 дается через зубчатые колеса 8, 9, 13 за и 16. р

При включении следующей ступени зуб- ни чатая муфта 18 выводится в нейтральное ко положение, после чего опять включается 5 фрикционная муфта 19, притормаживаю- мо щая первичный вал 5 и, следовательно, ro снижающая скорость вращения зубчатого ну колеса 15. Как только угловые скорости . вращения зубчатого колеса 15 и муфты 1О пе

18 сравняются, муфта 18 переводится ча, влево и соединяет зубчатое колесо 1 5 с не вторичным валом 7. После этого фрикци- 17 онная муфта 19 выключается. Водитель увеличивает скорость вращения двигателя 15 фр и происходит дальнейший разгон транспорт- то ной машины на вновь включенной ступени пе в коробке 6 передач. Аналогично включа- ис ются и последующие ступени при вводе ла. зубчатой муфты 17 в зацепление с зуб- о ха чатым колесом 14 или 8. При этом, при включении высшей ступени зубчатая муф- 6 та 17 перемешается влево, соединяя зуб- ши чатое колесо 8, закрепленное на первич- по ном валу 5, с вторичным валом 7. зу

Описанное выравнивание угловых ско- вы ростей зубчатых колес 16, 15, 14 и 8 че с угловой скоростью вторичного вала 7, необходмое для переключения ступеней фр (от низшей - к высшей),! обеспечивается 30 пр за счет того, что при включенном поло- вь жении фрикционной муфты 19 кинемати- со ческое передаточное число между пер- 24 вичным и вторичным валами равно пере- ro даточному числу высшей студени коробки передач или меньше его.

B гидромеханической передаче (фиг.l) ме передаточное число высшей ступени рав- ши но единице. Поэтому упомянутое кинема-, .пе тическое передаточное число при включен-40 ной фрикционной муфте 19 должно быть (ф равно ра (1.0.

B процессе каждого включения более высокой ступени в коробке 6 передач крутящий момент трения, развиваемый фрикционной муфтой 19, передается на втовторичный вал 7, что приводит к уменьшению потерь энергии. Таким образом, несмотря на наличие зубчатых муфт, процесс включая ия высших ступеней проис ходит практически без разрыва потока мощности

В гидромеханической передаче работа

55 буксования при включении фрикционной муфты 19 и мощность потерь от наличия остаточного момента трения (ведения") при выключенном ее состоянии невелики счет того, что разность угловых скоостей фрикционных дисков муфты ограчена передаточными числами ступеней робки передач.

Если iM=1 то на высшей передаче шность потерь от наличия остаточномомента трения ("ведения") равна лю.

Если т„„(1 >с, то в гидромеха ни чес кой редаче получается повышающая передавключаемая только муфт ой 19, при йтральном положении зубчатых муфт и 18.

П оэ тому в гидромеханическ ой передаче икционная муфта, обеспечивающая прирмаживание первичного вала 5 коробки редач, в процессе включения ступеней пользуется также и для увеличения чисступеней, что улучшает эксплуатацию рактеристики транспортной машины.

Включение низших ступеней в коробке передач при движении транспортной маны осуществляется муфтой 17 или 18 сле выравнивания их и соответствующих бчатых колес (8, 14, 15 и 16) углох скоростей, проводимого путем увелиния скорости вращения вала дви ателя.

В гидромеханической передаче (фиг.2) икционная муфта 19 установлена на омежуточном валу 10. При этом на ходном валу закреплено. зубчатое коле23, зацепленное с зубчатым колесом, свободное установленным на промежучном валу 10 и соединяемым с этим валом муфтой 19.

Установка фрикционной муфты на прожуточном валу 10 йозволяет уменьть осевые габариты гидромеханической редачи.

Работа гидромеханической передачи иг. 2) осутцествляется аналогично с ботой гидромеханической передачи (см. фиг. 1), описанной выше.

В гидромеханической передаче (фиг. 3) фрикционная муфта 19 расположена между первичным валом 5 и вторичным валом 7.

Фрикционный диск 20 муфты 10 соединен с первичным валом 5. В коробке 6 передач имеется ступень заднего хода, включаемая с помощью зубчатых колес

25-27.

Работа гидромеханической передачи, изображенной на фиг. 3, осуществляется аналогично с работой гидромеханической передачи, изображенной на фиг. 1.

Включение передачи заднего хода происходит при остановленном транспортном средстве так же, как включается любая низкая ступень коробки передач.

Описанная гидромеханическая передача во всех приведенных примерах ее выполнения имеет небольшие потери энергии и сравнительно малую работу буксования фрикционного элемента, что позволяет повысить долговечность передачи. При этом использование фрикционного элемента в виде муфты позволяет получить до полнительную ступень в коробке передач.

Последовательное включение высших ступеней зубчатыми муфтами практически происходит без разрйва потока мощности, что ведет к повышению-тягово динамических показателей транспортной машины и улучшает ее проходимость.

7 10098

Гндромеханнческая передача (фиг. 3) не имеет дополнительных зубчатых колес

23 и 24 )фиг. 1) в приводе муфты 19, что существенно упрощает ее конструкцшОе S

В гидромеханической передаче (фиг. 4) фрикцнонная муфта 19 установлена в гидротрансформаторе 1 и закреплена на турбинном колесе 3 гидротрансформатора. !

Фрнкционный диск 20 муфты 19 соеди- 10 нен с вторичным валом 7 с помощью упругого элемента 28, например торсиона, размещенного внутри первичного вала 5.

Работа гидромеханической передачи (фиг. 4) аналогична с работой гидроме- is ханической передачи (фиг. 1 ).

Упругий элемент 28 позволяет улучшить включение передачи при стоящей транспортной машине за счет того, что после затормаживания первичного вала 20 между первичным валом и вторичным валом возникают относительные угловые колебания, что облегчает включение зубчатых муфт 17 и 18.

Установка фрикционной муфты 19 в 25 гидротрансформаторе 1 позволяет упростить конструкцию гндромеханической передачи, так как из механической коробки

6 передач удается вынести гидравлические элементы для управления муфтой 19. 5а

В гидромеханической передаче (фиг.5) фрикпионная муфта 19 расположена между первичным валом 5 и вторичным валом 7 . коробки 6 передач. Фрикционный диск 20 . муфты 19 с помощью упругого элемента

29, например торсиона, расположенного внутри первичного вала 5 коробки 6 передач; соединен с турбинным колесом 3.:

Гидромеханическая передача (фиг. 5) работает аналогично описанным вариан- 4О там гидромеханической передачи.

Конструкция гидромеханнческой пере« дачи (фиг. 5) позволяет облегчить включение ступеней в коробке 6 передач при остановленном транспортном средстве

45 (автомобиле) и уменьшает момент, инерции, приведенный к первичному валу 5 коробки передач. Это сокращает время синхронизации при переключении ступеней и улучшает динамические показатели транспортной машины.

Гидромеханическая передача (фиг. 6) содержит фрикционную муфту 19, сво25 . 8 бодно установленную на первичном валу

5. Фрикционный диск 20 муфты 19 установлен на валу 5 с возможностью передачи крутящего мсмента. Промежуточный вал 10 коробки 6 передач соединен с вторичным валам 7 посредствсм зубчатых колес 23 и 30.

С корпусом фрикционной муфты 19 жестко соединено зубчатое колесо 31, зацепленное с зубчатыж колесом 9.

Зубчатые колеса 32, 33 и 34 установлены на первичном валу 5 с soaможностью вращения относительно этого вала.

Зубчатое колесо 32 находится в за-.. цеплении с зубчатым колесам 11. Аналогично зубчатое колесо 33 находится в зацеплении с зубчатым колесом 12, а зубчатое колесо 34 - с кааессм 13.

Зубчатые колеса 32 и 33 могут соединяться с первичным валом 5 с помощью перемещаемой в осевом направлении зубчатой муфты 35, ступица которой жестко соединена с валом 5.

Зубчатое"колесо 34 или вторичный вал 7 могут соединяться с валом 5 с юмощью перемещаемой зубчатой иуфты

Л6, ступица которой также жестко связана с валом 5.

Работает гидромеханическая передача (фиг. 6) также, как описанная ранее гидромеханическая передача . (фиг. 1).

Благодаря размещению зубчатых муфт .

35 и 36 на первичном валу 5 нагрузки .. на их зубья получаются минимальными и равными. Это позволяет облегчить управление указанными зубчатыми муфтами.

1009825

100 9825

l009825

1009825

1009825

Составитель М. Хабаров

Редактор Г. Прусова Техред О. Неце Корректор М. !Пароши. Заказ 2598/11 Тираж 673 Подписное

В НИИПИ Государственного комитета СССР по дешп изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г..Ужгород, ул. Проектная, 4