Гидромеханическая передача

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к агрегатам трансмиссий автомобилей , тракторов. Цель изобретения - упрощение конструкции при сохранении энергетических показателей. Гидромеханическая передача содержит соединенные между собой гидравлически регулируемую 1 и нерегулируемую 7 О-.ъемные гидромашины, приводной двигатель 4, вал которого кинематически соединен с регулируемой гидромашиной 1, управляющие зубчатые муфты 14, 17, 25 и 26 и двапоследовательно соединенных между собой планетарных ряда 10 и 21, зубчатые колеса 9 и 22 которых посредством зубчатьпс муфт могут быть кинематически соединены либо с валом 15, связанным с муфтой 16 сцепления приводного двигателя 4, либо блокированы на корпус передачи. Центральное зубчатое колесо 9 первого планетарного ряда 10 соединено с гидромашиной 7, а водило последнего планетарного ряда 21 соединено с выходным валом 28 передачи. Передача имеет четыре бесступенчатых $ диапазона переднего хода с безразрыв (Л ным переходом между ними и реверс первого диапазона. На первом диапазоне -И реверсе передача работает как однопоточная, на втором и третьем диапазонах - как двухпоточная. На четвертом диапазоне передача работаN5 ет как трехпоточная. 2 ил. о: 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„127176 (511 4 В 60 К 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3921666/31 — 11 (22) 03. 07. 85 (46) 23.11.86. Бюл. К- 43 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) И.С.Цитович, Б;Е.Митин, В.А.Дьяченко, П.А.Амельченко, П.А.Стецко и О.К.Довнар (53) 629.113-585.2(088.8) (56) Патент США Ф 3888139, кл. 74 — 687, 1975. (54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к агрегатам трансмиссий автомобилей, тракторов. Цель изобретения — упрощение конструКции при сохранении энергетических показателей.

Гидромеханическая передача содержит соединенные между собой гидравлически регулируемую 1 и нерегулируемую 7 о.,ъемные гидромашины, приводной двигатель 4, вал которого кинематически соединен с регулируемой гидромашиной 1, управляющие зубчатые муфты 14, 17, 25 и 26 и два последовательно соединенных между собой планетарных ряда 10 и 21, зубчатые колеса

9 и 22 которых посредством зубчатых муфт могут быть кинематически соединены либо с валом 15, связанным с муфтой 16 сцепления приводного двигателя 4, либо блокированы на корпус передачи. Центральное зубчатое колесо 9 первого планетарного ряда 10 соединено с гидромашиной 7, а водило последнего планетарного ряда 21 соединено с выходным валом 28 передачи.

О

Передача имеет четыре бесступенчатых ф диапазона переднего хода с безразрывным переходом между ними и реверс первого диапазона. На первом диапазо- С не .и реверсе передача работает как однопоточная, на втором и третьем диапазонах — как двухпоточная. На четвертом диапазоне передача работает как трехпоточная. 2 ил. К) 1271768

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к агрегатам трансмиссий автомобилей, тракторов, самоходных комбайнов и других мобильных машин.

Целью изобретения является упрощение конструкции при сохранении энергетических показателей.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема предлагаемой гидромеханической передачи на фиг. 2 — график баланса относительных мощностей гидромеханической передачи.

Гидромеханическая передача содержит регулируемую гидромашину 1,присоединенную посредством пары зубчатых колес 2 и 3 к переднему концу двигателя 4 внутреннего сгорания (ДВС) и через гидравлические каналы

5 и 6 связанную с нерегулируемой гидромашиной 7, соединенной с помо— щью вала 8 с центральным зубчатым колесом 9 первого планетарного механизма 10, а эпицикл 11 последнего через пару зубчатых колес 12 и 13, зубчатую муфту 14, параллельно расположенный вал 15 может быть соединен с муфтой 16 сцепления ДВС или через зубчатую пару и зубчатую муф— ту 17 может быть сблокирован на корпус 18 передачи. Водило 19 первого планетарного механизма непосредственно соединено с эпициклом 20 второго планетарного механизма 21, центральное зубчатое колесо 22 последнего через зубчатую пару 23 и 24, зубчатую муфту 25 и параллельный вал

15 — либо с муфтой 16 сцепления ДВС, либо через зубчатую муфту 26 с корпусом 18 передачи, а водило 27 второго планетарного механизма — с выходным валом 28 передачи с установленным на нем трансмиссионным тормозом 29. Зубчатые муфты 17 и 26 несут на себе вилки 30 и 31, которые связывают их соответственно с зубчатыми муфтами 14 и 25.

Рабочий процесс предлагаемой гидромеханической передачи осуществля†ется следующим образом.

В таблице указаны положения органов управления гидромеханической передачей, где (+) — орган управления включен; (-) — орган управления выключен; q, = q, = 9 = var-изменения относительной величины рабоче. го объема регулируемой гидромашины

1 в пределах от +1 до 0 и от 0 по

35. — 1; ГМ вЂ” гидромеханический поток;

М1 — механический поток, передаваемый через привод первого планетарного механизма; M2 — механический поток, передаваемый через привод второго планетарного механизма.

Органов управления у гидромеханической передачи (ГМП) пять: наклонная шайба регулируемой аксиальноплунжерной гидромашины 1, четыре зубчатые муфты 17 (М,), 14 (М ), 25 (М5) и 26 (М„1,(таблица). Орган управления гидромашины 1 — наклонная шайба производит плавное изменение рабочего объема q, от +с1,„,„, до — q, „, к,, что обеспечивает бесступенчатое. регулирование передаточных чисел и реверсирование первого диапазона.

При работе ГИП на 1-м диапазоне включены зубчатые муфты 17 и 26. Регулирование относительно рабочего объема q, в пределах 0 — (+1) обеспечивает изменение передаточного числа U» ГМП от (- m) от (7) .

Знак (-) численного значения U» показывает, что выходной вал 28

ГМП вращается в сторону, противоположную вращению вала ДВС. Относительная мощность N, = N„/Ne,(фиг. 2) передаваемая по гидромеханическому потоку ГМ, равна (+1). Это означает, что мощность от ДВС полностью передается регулируемой гидромашине 1, которая в этом случае работает в качестве насоса, а от нее по гидравлическому каналу 5 — к нерегулируемой гидромашине 7, выполняющей функции мотора, мощностной поток последова40

55 тельно передается ерез планетарные механизмы 10 и 21 выходному валу

28 ГМП;

Реверсирование 1-го диапазона обеспечивает регулирование передаточных чисел от (+ оа) до (+7). Это достигается плавным поворотом наклонной шайбы гидромашины 1 в противоположную сторону до максимального значения. При реверсировании ГИП попрежнему остается полнопоточной.

На II-м и III-и диапазонах мощность через ГМП передается двумя потоками, а на IU-и диапазоне — тремя потоками (таблица). Включение механических потоков мощности И1 и

И2 производится соответственно с помощью зубчатых муфт 14 и 25. Зубча,тые муфты 17 и 26 затормаживают потоки энергии, подводимые к планетап1271768

На основе анализа рабочих процессов предлагаемой ГМП были получены 25 уравнения для определения передаточных чисел U; и относительных мощностей N, циркулирующих по гидравлическому потоку. С помощью этих уравнений построен график N = f(-U;),.щб представленный на фиг. 2.

1-й диапазон f Vr = (- оо) — (-7);

Я„= +1) и реверс (И = (+ oo) (+7); Й )=+ 1), å — к

35 (1-K,Ý (1-K2) ((е угловая скорость вала ДВС; угловая скорость выходного вала ГМП; передаточное число механического приВОДа (пеРВОй пары 45 зубчатых колес) регулируемой гидромашины;

1 — — передаточное число

Р гидропривода;

50 — угловые скорости соответственно регулируемой и нерегулируемой гидромашины; 55 рабочий объем регулируемой гидромашины;

< г«(«(г

<е

U, г<

U! Чг

"<. u,, и Qг, q, = var ным механизмам ГМП. Ординаты застра,хованных полей (фиг. 2) характеризуют относительные величины гидравлических потоков мощностей N, = N,/И

На указанных диапазонах N, изменяются в функции U по .линейным зависимостям. Заштрихованные треугольники, расположенные в положительной области, свидетельствуют о том, что мощность И„ передается от регулиру- lO емой гидромашины к нерегулируемой.

Высоты аналогичных треугольников расположенных в отрицательной области, пропорциональны величинам мощности N,,передаваемой в обратном 15 направлении, т.е. от нерегулируемой к регулируемой гидромалине. Численные значения Яг на границах диапазонов указаны на фиг. 2.

Для высших диапазонов N, не 20 превышает 0,33 (в трехпоточной МП

Nìàêñ 0 «36) °

=сопзС г рабочий объем нерегулируемой гидромашины; объемный КПД гидропри о

< и К2 вода; параметры соответственно первого и второго планетарных механизмов (внутренние передаточные числа при остановленных водилах).

1 иц, =var U (+1) — (- оо) . диапазон Гц, = (— 7) — (-t «75) (-i> — 0 (+!з,ззз), е (1-К< ) (1 Êã) (1 K< ) /Пэ K /U

При (+ с«) II-й

-(-1,4) гп

U и (зе где Б5 =,,з цг передаточное число механического привода (третьей пары зубчатых колес) второro планетарного механизма; угловая скорость центрального зубчатого колеса второго планетарного механизма;

U»

UÝ(1 K2,) !!е (!-Ks) (1 — К U,U

=О.7,>

<е где U<

Яэ« передаточное число механического привода (второй пары зубчатых колес первого планетарного механизма); угловая скорость эпицикла первoro планетарного механизма; к,к и»

N = 1 (1-к,) (1-к )-U, III-й диапазон (UItr = (-2,33)(-1,7з)-(-1,4); (1гьи (-0,33)-0†(+0,20)) «

1271768

7 Ка (1-К,) (1-Кг) 7 К!К1

4 (1 — К,) (1-K ) U г

2(1 — К ) При К = К параметры имеют значения:,U

Бэ= -0,875.

-3 кинематические

1У-й диапазон f11,„=(-1,4) -(-1,! 7/— (l) N„„=(О, 20) — 0 — (4. О, 143)

Uà,Oç,(1- К ) (1- К 1

11 (1 К,g U W,Ê -0 j1 К /(1,u

CU (1 К )+U КаКа 1 Пн где 11,„ — 1 U,U (1 K,) (1 К

С целью обеспечения неразрывности между бесстуленчатыми диапазонами, требуемой для осуществления планового регулирования передаточных чисел при переходе с одного диапазона на другой, мощность Ne отводимую от ДВС к гидромеханической пере- 15 даче с гидромашинами одного типоразмера при минимальном передаточном числе четвертого диапазона U, 1. необходимо распределять между тремя потоками в следующей пропорции: 20 к гидромеханическому потоку подведена М = 1/7.Ne,ê первому механичес кому потоку — Ny = 4/7 Nв, а к второму механическому потоку — N

= 2/7 Ne. Для определения оптималь,ного распределения мощности Ne между потоками используются приведенные уравнения.

Для обеспечения оптимального распределения мощности N между пото- ЗО ками рекомендуется кинематические параметры механической части ГИП определять по уравнениям следующие численные

1,3 13, U = -0,984, 45

На кинематической схеме ГИП фиг. 1 показано, что зубчатая муфта

14 сблокирована с зубчатой муфтой

17, а зубчатая муфта 25 — с зубчатой муфтой 26. Это не позволяет сблокированным органам управления одновременно находиться во включенном состоянии, т.е. может быть включена из числа сблокированных только одна зубчатая муфта (таблица).

Предлагаемая блокировка упрощает управление ГИП и исключает возникновение аварий, которые могут возникнуть вследствие одновременного включения двух диапазонов.

Формула изобретения

Гидромеханическая передача, содержащая соединенные между собой гидравлически регулируемую сгязанную валом с двигателем и нере.улируемую объемные гидромашины, управляющие муфты и планетарный механизм, включающий послецовательно соединенные два планетарных ряда, при этом центральное зубчатое колесо первого ряда соединено с валом нерегулируемой гидромашины, а водило последнего планетарного ряда соединено с выходным валом передачи, о т л и чающая с я тем, что, с целью упрощения конструкции при сохранении энергетических показателей, эпицикл первого планетарного ряда через зубчатую муфту соединен с одной иэ двух управляющих зубчатых муфт для связи соответственно с валом приводного двигателя для блокировки на корпус, при этом центральное зубчатое колесо второго планетарного ряда соединено через зубчатую пару с одной из двух управляющих зубчатых муфт для связи с валом приводного двигателя и блокировки на корпус передачи соответственно.

1 27 Ф7б8

Потоки мощностн

Полокение органов управления

Число BHll

26 (К ) П4 +1

0-(+1) (- о) — (-7) (-1)-0-(-1) ЕЕ (-1)-0- (+1) ЕЕЕ

/ (-1,4)-(1,17)-(-1) (-1)-0-(+1) tV

1 И а1 (+") — (-7) 0-(-1) Реверс

Диапазоиы

-05

Бесступенчатый диапаэон

TWI

Диапазоны передаточных чисел ГНП

tj (-7) — (-3,5) -(-2,33) (-2,33)-(-1,75)—

-(-1,4) 17 14 25 (и ) (I".,) (М ) 2 ЕК (-1)-0-(0,33) и К2

2 m (-0,33)-0н и1 -(-0,2) 3 Е31 (-0,20)-0н М1 -(+0,143) н К2