Гидромеханическая передача транспортного средства

 

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА TPAHCnOPJHOrO СРЕДСТВА, содержащая ведущий и ведомый валы, гидротрансформаторы , насосное колесо первого из которых связано непосредственно с ведущим валом, дифференциалы, пары зубчатого зацепления, муфты свободного хода для связи ведомых шестерен упомянутых пар с ведомым валом и передачи крутящего момента в одном направлении, отличающаяся тем, что, с целью повыщения эффективности путем обеспечения работы гидротрансформаторов в режимах наибольщей экономичности, насосное колесо каждого последующего гидротрансформатора связано посредством дифференциала с ведущим валом передачи и с турбинным колесом предыдущего гидротрансфррматора, при этом турбинные колеса гидротрансформатора связаны с ведомым валом посредством пар зубчатого зацепления и муфт свободного хода, а турбинное колесо последнего гидротрансформатора связано с ведомым валом посредством пары зубчатого зацепления , ведомая щестерня которого жестко соединена с упомянутым валом.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1079478 у у В 60 К.17/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 "с 1f . 1 !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1". :3

Н АВТОРСКОМУ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO 3

Ж юДь

00 (21) 2682289/27-11 (22) 09.11.78. (46) 15.03.84. Бюл. № 10 (72) А. И. Сафонов, А. А. Магденко и В. Л. Лопаткин (53) 629.1! 3-585.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 510397, кл. В 60 К 17/10, 1973 (прототип) (54) (57) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая ведущий и ведомый валы, гидротрансформаторы, насосное колесо первого из которых связано непосредственно с ведущим валом, дифференциалы, пары зубчатого зацепления, муфты свободного хода для связи ведомых шестерен упомянутых пар с ведомым валом и передачи крутя7 7 5 17 щего момента в одном направлении, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем обеспечения работы гидротрансформаторов в режимах наибольшей экономичности, насосное колесо каждого последующего гидротрансформатора связано посредством дифференциала с ведущим валом передачи и с турбинным колесом предыдущего гидротрансформатора, при этом турбинные колеса гидротрансформатора связаны с ведомым валом посредством пар зубчатого зацепления и муфт свободного хода, а турбинное колесо последнего гидротрансформатора связано с ведомым валом посредством пары зубчатого зацепления, ведомая шестерня которого жестко соединена с упомянутым валом.

1079478

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности может быть применено в трансмиссиях гусеничных и колесных машин.

Известна гидромеханическая передача транспортного средства., которая содержит ведущий и ведомый валы, гидротрансформаторы, насосное колесо первого из которых связано непосредственно с ведущим валом, дифференциалы, пары зубчатого зацепления, муфты свободного хода для 10 связи ведомых шестерен упомянутых пар с ведомым валом и передачи крутящего момента в одном направлении tl).

При трогании с места работает первый дифференциал, так как замкнута муфта свободного хода, соединяющая его корон15 ную шестерню с редуктором, передающим вращение от турбинного колеса гидротрансформатора. Этот дифференциал работает при большом скольжении и низком КПД гидротрансформатора. По мере увеличения оборотов турбинного колеса гидротрансформатора муфты свободного хода последовательно отключают от турби нного колеса дифференциалы низших ступеней и включают дифференциалы высших ступеней передачи. Таким образом, включению каждой ступени, т.е. работе каждого дифференциала, соответствует свой узкий диапазон передаточных чисел гидротрансформатора.

В наивыгоднейшем диапазоне передаточных чисел гидротрансформатора может работать тол ько одна ступень.

Цель изобретения — повышение эффективности путем обеспечения работы гидротрансформаторов в режимах наибольшей экономичности.

Поставленная цель достигается тем, что з в гидромеханической передаче тра нспортного средства, содержащей ведущий и ведомый валы, гидротрансформаторы, насосное колесо первого из которых связано непосредственно с ведущим валом, дифференциалы, пары зубчатого зацепления, муфты свобод- 40 ного хода для связи ведомых шестерен упомянутых пар с ведомым валом и передачи крутящего момента в одном направлении, насосное колесо каждого последующего гидротрансформатора связано посредством диф- 4> ференциала с ведущим валом передачи и с турбинным колесом предыдущего гидротрансформатора, при этом турбинные колеса гидротрансформаторов связаны с ведомым ва, лом посредством пар зубчатого зацепления и муфт свободного хода, а турбинное ко- So лесо последнего гидротрансформатора связано с ведомым валом посредством пары зубчатого зацепления, ведомая шестерня которого жестко соединена с упомянутым валом.

На чертеже показана кинематическая схема многоконтурной гидромеханической передачи.

Ведущий вал 1 гидропередачи соединяется с двигателем на ведущем валу 1 размещаются гидротрансформаторы 2, 3 и 4 и дифференциалы 5 и 6. Насосное колесо 7 гидротрансформатора 2 связано непосредственно с ведущим валом 1. Реактор 8 гидротрансформатора 2 соединен с корпусом гидропередачи через муфту свободного хода 9. Турбинное колесо 10 гидротрансформатора соединяется с шестерней 11 и эпициклом 12 дифференциала 5. Шестерня 11 сцеплена с шестерней 13, которая соединяется с ведомым валом 14 через муфту сво= бодного хода 15. Солнечная шестерня 16 дифференциала 5 закреплена на ведущем валу !. Водило 17 дифференциала 5 связано с насосным колесом 18 гидротрансформатора 3. Турбинное колесо 19 гидротрансформатора 3 соединено с шестерней 20 и эпициклом 21 дифференциала 6. С шестерней

20 сцеплена шестерня 22, соединенная с ведомым валом 14 через муфту свободного хода 23. Солнечная шестерня 24 дифференциала 6 сидит на ведущем валу 1, а водило

25 соединено е насосным колесом 26 гидротрансформатора 4. Турбинное колесо 27 гидротрансформатора 4 соединено с шестерней 28. С шестерней 28 сцеплена шестерня

29, закрепленная на ведомом валу 14.

Когда выходной вал 14 стоит (трогание с места), турбинное колесо 7 гидротрансформатора 2 вращается с оборотами двигателя.

Эпициклы 12 и 21 дифференциалов 5 и 6 остановлены при остановленном выходном вале 14, и обороты водил 17 и 25 определяются передаточными числами дифференциалов 5 и 6. Обороты водил 17 и 25, а также связанных с ними насосных колес

18 и 26, значительно ниже, чем обороты ведущего вала 1 и насосного колеса 7. Мощность, передаваемая гидротрансформатором, пропорциональна кубу оборотов насосного колеса, поэтому мощность двигателя, проходящая через гидротрансформаторы 3 и 4, мала. Основная часть мощности двигателя идет через гидротрансформатор 2, шестерни 11 и 13 и муфту свободного хода 15 на ведомый вал 14. Передаточное число шестерен 11 и 13 выбирается большим, поэтому на ведомом валу 14 получается большой крутящий момент.

По мере увеличения числа оборотов ведомого вала 14 увеличиваются обороты шестерни 11 и связанного с ней турбинного колеса 10. Это приводит к изменению передаточного числа гидротрансформатора 2, так как обороты турбинного колеса 10 приближаются к оборотам насосного колеса 7.

Если гидротрансформатор 2 обладает прямой прозрачностью, то изменение передаточного числа гидротрансформатора 2 приводит к уменьшению проходящей через него мощности от двигателя. Одновременно увеличиваются обороты эпицикла 12 диф1079478

Составитель С. Белоусько

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Повхан

Заказ 1229/15 ференциала 5, и, следовательно, увеличиваются обороты водила 17 и связанного с ним насосного колеса 18 гидротрансформатора 3.

С увеличением оборотов насосного колеса 18 увеличивается мощность, проходящая через гидротрансформатор 3. Таким образом, по мере увеличения оборотов ведомого вала 14 перераспределяются потоки мошности от двигателя между гидротрансформаторами

2 и 3. В то же время мощность, проходя1цая через гидротрансформатор 4, возра10 стает незначительно, так как обороты эпицикла 21, связанного с турбинным колесом

19 гидротрансформатора 3, увеличиваются медленней, чем обороты насосного колеса 18, поэтому незначительно увеличиваются обороты водила 25 и насосного колеса 26.

К моменту выхода гидротрансформатора

2 на режим гидромуфты, что обеспечивается муфтой свободного хода 9, установленной на реакторе 8, большая часть мощности двигателя передается уже через гидротран- 20 сформатор 3, шестерни 20 и 22 и муфту свободного хода 23. Передаточное число шестерен 20 и 22 меньше, чем передаточное число шестерен 11 и 13. Поэтому при дальнейшем увеличении оборотов ведомого вала 14 он начинает обгонять шестерню 13. Тогда муфта свободного хода 15 отключается и мощность через шестерни 11 и 13 в дальнейшем не идет, При дальнейшем разгоне ведомого вала

14 увеличиваются обороты шестерен 20 и 22. Изменяется передаточное число гидротрансформатора 3, так как обороты турбинного колеса 19 увеличиваются и приближаются к оборотам насосного колеса 18. Мощность, передаваемая гидротрансформатором 3, уменьшается. Одновременно увеличиваются обороты насосного колеса 26 гидротрансформатора 4, которое связано с водилом 25 дифференциала 6. Это вызывает увеличение мощности, проходящей через гидротрансформатор 4 и шестерни 28 и 29. Передаточное число шестерен 28 и 29 меньше, чем передаточное число шестерен 20 и 22. Следовательно, после достижения валом 14 достаточно высоких оборотов вал 14 обгоняет шестерню 22. Муфта свободного хода 23 отключается. Крутящий момент на ведомый вал 14 45 передается только через шестерни 28 и 29.

Таким образом, по мере разгона ведомого вала, т.е. по мере уменьшения передаточного числа гидромеханической передачи, гидротрансформаторы и связанные с ними пары шестерен последовательно, начиная с первого, загружаются, работают на мощности, близкой к полной мощности двигателя, а затем разгружаются.

При уменьшении оборотов ведомого вала

14 работа гидропередачи происходит в обратном порядке. Муфты свободного хода

15 и 23 выключаются тогда, когда крутящий момент на соответствующих шестернях

13 и 22 становится равным нулю. Точно так же и включение муфт свободного хода 15 и 23 происходит при нулевой нагрузке на шестернях 13 и 22. Лишь по мере дальнейшего уменьшения оборотов ведомого вала

14 на шестернях 13 и 22 и муфтах свободного хода 15 и 23 появляется крутящий момент. Это обеспечивает надежную работу муфт свободного хода. При использовании иного чем на чертеже числа гидротрансформаторов их последовательная загрузка и разгрузка происходит аналогичным образом, причем всегда насосное колесо первого гидротрансформатора связано с ведущим валом непосредственно, а выходная шестерня от последнего гидротрансформатора соединена с ведомым валом без муфты свободного хода.

Технико-экономическая эффективность предполагаемого изобретения определяется следующими его особенностями. В отличие от применяемых в транспортных машинах гидромеханических передачах, имеющих гидротрансформатор и планетарную ступенчатую коробку передач, предлагаемая гидропередача не имеет фрикционных дисков, ленточных тормозов и других изнашиваемых элементов, это обеспечивает большой ресурс межремонтной работы гидропередачи; отсутствуют какие-либо управляюшие устройства для переключения режимов работы гидропередачи, это существенно упрощает ее конструкцию и удешевляет производство; включение и выключение муфт свободного хода происходит при полной их разгрузке, что исключает динамические нагрузки и позволяет применять детали меньшего веса; в отличие от обычной для ступенчатых коробок передач автоматики, в которой переключение «вверх» и «вниз» происходит на разных оборотах двигателя, в предлагаемой гидропередаче как при ускорении, так и при замедлении выходного вала замыкание и размыкание муфт свободного хода происходит в одной и той же расчетной точке характеристики двигателя, это обеспечивает работу двигателя только в зоне экономических режимов.