Двухпоточная гидромеханическая передача

 

ДВУХПОТОЧНАЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА, содерзкашая распол женный в корпусе гидротрансформато насосное колесо которого связано с входным валом, а турбинное - с коронной шестерней основного планетарного механизма, водило которого соединено с выходным валом, отличающаяся тем, что, с целью повьвиения эффективности передачи путем Обеспечения бесступенчатого регулирования величины крутяшего момента во i всем диапазоне передаточных отношений, она снавжена муфг той свободного хода и дополнительньм планетарным механизмом, коронная шестерня которого через упомянутую муфту связана с корпусом, водило с выходным валомf а солнечная шестерня - с коронной шестерней основа ного планетарного механизма, солнечная шестерня которого связана с выходным валом передачи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Республин

„.SU„„ 3020267 А

gQ9 В 60 К 17 10

rOCV4APCTBEHHtN HOMHTET СССР

re ДЯЛАМ ИЭОЮКТЮИй И Оти ЬПЖ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !3 ",;. ..",.,,,"; ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ронной шестерней основного планетарного механизма, водило которого соединено с выходным валом, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности передачи путем "обеспечения :бесступенчатого регулирования величины крутящего момента во всем диапазоне переда« точных отношений, она снабжена муф-. той свободного хода и дополнительньви планетарным механизмом, коронная шестерня которого через упомянутую муфту связана с корпусом, водилос выходным валом, а солнечная wecтерня — с коронной шестерней основ ного планетарного механизма, солнечная шестерня которого связана с выходным валом передачи. м (21) 3006322/27-11 (22) 17 ° 11.80 (46) 30.05.83..Вюл. 9 20 (72) В.В. Иакаров и Е.А. Гаврилов (7l) Горьковский конструкторскотехнологический институт автомобильной промышленности (53) 629.113.585.12(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 640874, кл. В 60 К 17/10, 1976 (прототнп) ° (54)(57) ДВУХПОТОЧНАЯ ГИДРОР ХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая. располо.женный в корпусе гидротрансформатор, насосное колесо которого связано с входным валом, а турбинное — с ко1020267

Изобретение относится к машиностроению и может применяться для передачи автоматически плавно изменяющегося момента в гидрожеханических передачах транспортных средств, приводов стендов и т.д.

Иэнестна двухпоточная гидромеханическая передача, содержащая расположенный в корпусе гидротрансформатор, насосное колесо которого снязано с входным валом, а турбинное — коронной шестерней основного планетарного механизма, водило которого соединено с выходным налом 51).

В известной передаче регулирование величины переданаемого крутящего момента производится двумя путями: н основном потоке, передающем

50-60% мощности, бесступенчато за счет изменения передаточного отношения гидротрансформатора; в параллельном основному потоке мощности . ступенчато эа счет иэмененыа переда" точного отношения дополнительной коробки передач. Дополнительная коробка передач необходима, потому что диапазон регулирования днухпоточной передачи с параллельными no-.îKàìè мощности ниже, чем диапазон ,регулирования гидротрансформатора равного 2,5-. 3 и тем более ниже требуемого для автомобильных трансмиссий диапазон регулирования, равного 6-10.

Преимуществом регулирования величины передаваемого крутящего момента в гидромеханической передаче с.двумя параллельными потоками мощности является высокий коэффициент полезного действия передачи и более легкий режим работы гидротрансформатора $1(.

Недостатком такой передачи являетсяя нали чи е дополни тель ной ступенчатой коробки передач, вследствие чего становится невозможным бесступенчатое регулирование величины передаваемого крутящего момента в трансмиссии. Наличие дополнительной коробки передач нарушает также автоматичность всей гидромеханической передачи и для автоматического регулирования требуется также установка системы дополнительной обратной связи, состоящей из следящей системы и управляющей гидроаппаратуры, что значительно усложняет конструкцию.

Цель изобретения - повышение эфФективности передачи путем обеспечения бесступенчатого регулирования величины крутящего момента во всем диапазоне передаточных отношений.

Указанная цель достигается тем, что двухпоточная гидромеханическая передача, содержащая расположенный в корпусе гидротрансформатор, насос. ное колесо связано с входным валом, а турбинное - с коронной шестерней основного планетарного механизма, водило которого соединено с выходнйм валом, снабжена муфтой свободного хода и дополнительным планетарным механизмом, коронная шестерня которого через упомянутую муфту связана с корпусом, водило — с выходным

1О валом, а солнечная шестерня — с коронной шестерней основного планетарного механизма, солнечная шестерня которого связана с входным валом передачи.

15 На фиг. 1 представлена кинематическая схема днухпоточной гидромеханической передачи; на Фиг. 2— план угловых скоростей при режиме трогания с места; на фиг. 3 — цир2О куляция мощности в передаче для этого режима; на фиг. 4 — план угловых скоростей передачи, работающей в режиме промежуточной передачи; на фиг. 5 - кинематическая схема передачи с циркуляцией мощности в режиме промежуточной передачи.

Двухпоточная гидромеханическая передача содержит комплексный гидротрансформатор 1, суммирующий

30 д фференциальный механизм 2 и дополнительный дифференциальный механизм 3 с муфтой 4 обгона.

Ведущий вал 5 связан с насосным колесом 6 гидротрансформатора 1 и

35 солнечным колесом 7 дифференциального механизма 2. Водило 8 закреплено на выходном валу 9 и через сателлиты 10 связано с солнечным колесом

7 и эпициклом 11 дифференциального

® механизма 2. Турбинный вал 12 гидротрансформатора связан с эпициклом

11 дифференциального механизма 2 и с солнечным колесом 13 дополнительного механизма 3, водило 14 которого закреплено вместе с водилом 8 на выходном валу 9 и через сателлиты 15 связано с солнечным колесом

13 и эпициклом 16 дополнительного дифференциального механизма 3. ЭпиО цикл 16 дополнительного дифференциального механизма 3 через муфту

4 обгона связан с корпусом 17 гидро- . механической передачи.

Гидрамеханическая передача работает следующим образом.

При трогании транспортного средстна с места, когда нагрузка на выходном валу максимальная, а частота его вращения равна О, крутящий момент двигателя передается через еО гидротрансформатор l, солнечное колесо 13 и водило 14 дополнительного дифференциального механизма 3. Допалнит1зльный дифференциальный механизм 3 в этом режиме передачи пе65 редает крутящий момент двигателя на

1020267 выходной вал 9 пропорционально сво== ему передаточному отношению и реактивной нагрузке. на эпицнкле 16, которая создается на нем благодаря блокировке колеса муфты 4 обгона на корпус 17 передачи.

Реактивная нагрузка на эпицикле .

16 при неподвижном выходном вале 9 пропорциональна реактивной нагрузке на выходном валу 9 н определяет величину передаваемого крутящего момента. Внутреннее передаточное отношение дополнительного дифференциального механизма 3 подобрано таким образом, чтобы общее передаточное отношение гидромеханической передачи было равно 6-10, т.е..охватывало весь диапазон передаточных отношений, необходимых для работы передачи на транспортном средстве.

На фиг. 2 показан план угловых скоростей гидромеханической передачи для режима трогания с места. Циркуляция мощности для режима трогания с места в контуре гидромеханической передачи показана на рисунке . фнг. 3.. План угловых скоростей гидромеханической передачи построен с помощью плана мгновенных линейных скоростей звеньев гидромеханической передачи. Исходными данными дляпостроения плана угловых скоростей являются: в а) частота вращения первичного

Ч вала 5 Ф = —, Г1 где V — мгновенная линейная скол рость солнечной шестерни 7 в. точке, зацепления ее с сателлитом 10; б) частота (й бвращения эпицикла

16 дополнительного дифференциального механизма, Так как в режиме трогания с места Йуфта 4 блокирует эпицикл 16 на корпус гидромеханнческой пеРедачи, то Щ6= О.

Частота вращения турбины и связанного с ней солнечного колеса 13 дополнительного дифференциального механизма определяется с помощью передаточного отношения гндротрансформатора.

В режиме трогания с места i =2,5, шт — р О,4®5

1Т ЯI

График си строится с помощью линейной скорости V = — = 0 4V . поЧг

1 ir Т строенной в точке A.

Из плана угловых скоростей (фиг.2) видно, что вращение эпицикла 11 в режиме трогания с места направлено противоположно вращению турбины.

Для устранения кинематического несоответствия в этом режиме в передаче устанавливается муфта 18 обгона, позволяющая компенсировать разницу Ю„- tv Ä котерая возникает при блокировке эпицикла 16 муфтой 4 .

По мере разблокировки эпицикла,lб разница частот вращения ctlq - td уменьшается и эпицикл 11 блокирует- ся с валом турбины муфтой 18.

На фиг. 3 показана .кинематическая

10 схема гндромеханической передачи, работающей в режиме трогания с места с изображением потока мощности, обозначенного стрелками. Звенья, через которые проходит поток мощнос35 тн, показаны контурными линиями.

В режиме трогания с места поток мощности проходит через первичный вал 5, гидротрансформатор, солнечное колесо:13, сателлит 15, водило

14 и выходит с передачи через вторичный вал. условно показан .реак" тивный поток мощности, идущий с.корпуса передачи через муфту 4 обгона, эпицикл 16 к сателлиту 15. Иэ фиг 3 видно что в рККК149.трогания с места гидромеханическая передача работает как однопоточная, без.параллельных потоков мощности.

При уменьшении нагрузки на вьанщном валу 9 и увеличении его частоты . вращения падает реактивная нагрузка на эпицикле 16 дополнительного диф" ференциального механизма 3, и крутящий момент вместе. с потоком мощности начинает передаваться двумя путямн: часть через солнечное колесо 7 дифференциального механизма 2 и часть через гидратрансформатор и

-эпицикл ll. Обе час ги потока мощно<»ти суммируются на водиле 8 дифферен40 циального механизма 2 и поступают на выходной вал 9 передачи. Крутя-. г щий момент в этом режиме работы лередачи трансфоримруется только эа счет изменения передаточного.отно45 шения гидротрансформатора 1, при этом эпицикл 16:дополнительйого дифФеренциального механизма 3 из-эа отсутствия реактивной нагрузки или небольшого ее значения практически

5О разблокирован муфтой 4 обгона и, вращаясь свободно s. сторону вращения выходного вала 9, не влияет на работу передачи.

На фиг. 4 показан план угловых скоростей гидромеханической передачи, работающей в режиме промежуточной передачи. В этом случае гидротрансформатор еще не заблокирован, муфта 4.обгона разблокирована, а корректирующая муфта 18 обгона заблокирована потоком мощности, посту" пающяи с солнечного колеса 7 дифференциального механизма.. Исходными данны и для построения плана угловых скоростей являются

1020267 а) частота вращения первичного вала 5; б) частота вращения турбины и связанного с ней через заблокированную муфту 18 эпицикла 11.

ГраФики Ф и (Ит = цу ст.роятся так же, как на фиг. 2. . Частота вращения сателлита 10 определяется с помощью, точек пересечения векторов линейных скоростей

Ч и U7,. расположенных на горизонталях А и С графиками частот враще", ния ur„. и о> -. С помощью графика частоты вращения сателлита 10 строится график частоты вращения выходного вала 9 с водилами 8 и 14. Свободное вращение сателлита 1 5 с эпициклом

16 показано. пунктирными графиками частот вращения (Ф)< и Ю .

На фиг. 5 показана кинематическая схема гидромеханической передачи, работающей в режиме, соответствующем включению однбй из промежуточных передач, например второй или третьей для четырехступенчатой механической коробки передач. В этом случае поток мощности на первичном валу разделяется на два параллельных потока, один из которых проходит через гидротрансформатор, а второй — через солнечное колесо 7. Оба потока суммируются на водиле 8 при заблокированной корректирующей муфте

18 обгона, Режим работы гидромеханической .передачи на прямой передаче характеризуется блокировкой гидротрансформатора. В этом случае все звенья передачи вращаются с одинаковой частотой, равной частоте вращения первичного вала 5, и поток мощности с первичного вала непосредственно, без изменения передается на вторичный вал передачи.

При работе гидромеханической пе- редачи с передаточным отношением, равным .1, когда гидротрансформатор заблокирован, все звенья гидромеханической передачи вращаются с одинаковой частотой вращения, прн этом муфта 4 обгона полностью разблокирует эпицикл 16 дополнительногс дифференциального механизма 3.

При увеличении нагрузки на выходном валу 9 до такого значения, когда цередаточного отношения. гидротрансформатора 1 работающего в параллельном солнечному колесу 7 потоке мощности, будет недостаточно, дальнейшее замедление вращения выходного вала . 9 приведет к появлению реактивной . нагрузки на эпицикле 16 и увеличение передаточного отношения передачи будет происходить за счет вступившего в работу дополнительного дифференциального механизма 3.

Переход режимов работы гидромеха нической передачи из одного s другой происходит непрерывно и автоматичес- ки и зависит только от подводимой мощности двигателя и величины реактивной нагрузки на выходном валу 9 передачи.

5 Д я движения транспортного сред ства задним ходом после гидромеханической передачи последовательно устанавливается рвверсивный механизм с ручным управлением, изменяющий направление вращения вторичного вала на противоположное. Режим работы самой гидромеханической передачи в этом случае остается без изменения °

При работе передачи в режиме

15 торможения двигателем можно рассматривать момент, развиваемый двигателем на валу 5 как реактивный, так как его направление противоположно направлению вращения вала 5, а моЗ1 мент, поступающий с колес транспортного средства на вал 9, как активный потому что направление этого момента совпадает с направлением вращения вала 9. В этом случае муф25 та 4 обгона будет разблокирована и, нагрузка с колес транспортного редства на двигатель будет передаваться только через водило 8, минуя в4цило 14. Дифференциальный механизм

2 пропорционально своему внутреннему передаточному отношению разделит активную нагрузку с водила 8 на две части: часть нагрузки сразу попадет через солнечное колесо 7 на вал 9, а вторая часть - на вал 9 через гидротрансформатор. Следует отметить, что в этом случае в отличие от однопоточных гидромеханических передач гидротрансформатор воспринимает только часть нагрузки, передаваемой

40 трансмиссией, что облегчает условия его эксплуатации.

Разница в режимах торможения двигателем и запуска двигателя .транс,портного средства от буксира для

45 работы гидромеханической передачи никакого значения не имеет, пос= кольку и в том, и в другом режимах можно считать активной нагрузку, поступающую в гидромеханическую передачу с кол6с транспортного средства, а момент двигателя — реактивной нагрузкой. Поэтому распределения потоков мощности в передаче при обоих режимах будут аналогичны.

Преимуществом предлагаемой конструкции является воэможность бесступенчатого регулирования величины крутящего. момента во всем диапазоне передаточных отношений гидромехани,ческой передачи. Это позволяет раЖ ционально использовать мощность приводного двигателя.

Отсутствие коробки передач з начительио упрощает конструкцию, поскольку не требует дополнительных средств для обе65 спечения автоматичности работы.

1020267

&g -Afpr p

1020267 r = » = 6я

®у Жч аИу

@ив Ф !

У у

Составитель С. Белоусъко

Редактор Я. Безродная Техред А.Вабинец Корректор А. Илъин

Заказ 3790/13 Тираи 675 Подлисное

В8ННОН Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ЗЪтород, ул. Проектная, 4