Вариационно-реверсивный автомат управления мощностью трансмиссии

 

Изобретение относится к транспортному маршностроению, в частности к устройствам для работы в приводах, требующих плавного набора скорости.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО цИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (5!) 4 В 60 К 41/04, 41/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

У О,цд

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3730362/2 7-1 1 (2,) 02.03.84 (46) 30.09,88. Бюл. !! 36 (75) И.П.Стробыкин (53) 629.1!3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 927!7, кл . В 60 К 41/04, 1949, //

ÄÄSUÄÄ 1426867 А1 (54) ВАРИА11ИОННО-РЕВЕРСИВНОЙ АВТ0МАТ

УПРАВПЕНИЯ МО!!1НОСТЬ31 ТРАНСМИССИИ (57) Иэобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для работы в приводах, требующих плавного набора скорости, 1426867 с приводным механизмом. Цель изобретения — экономия топливно-экономических ресурсов. Вариационно-реверсивHblA T T eHH MOBiHoñòûî трансмиссии (ВРАУИТ) содержит устройство 1 реверсирования, включающее в себя центральную коническую шестерню 2, планетарный реверсивный редуктор 3 с двумя коническими шестернями 4, размещенными на одних концах валов 5, Валы 5 установлены с возможностью вращения в водиле 9, связанном с выходным валом 10. На центральном колесе 8 закреплена шестерня 17, в зацеплении с которой находится шестерня 12, установленная на валу устройства 14 гидростатического управления реакцией сателлитов (ГСУРС),имеющего вход 15 и выход 16, Двигатель ральными колесами. Вали 5 установлены с возможностью вращения в водиле

9, связанном с выходным валом 10.

На центральном колесе 7 закреплена шестерня 11, в зацеплении с кото» рой находится шестерня 12 установленная на валу 13 устройства 14

ГСУРС, имеющего вход 15 и выход 16, На центральном колесе 8 закреплена шестерня 17, в зацеплении с кото" рой находится шестерня 18, установленная на валу 19 устройства 20

ГСУРС, имеющего вход 21 и выход 22.

Входы 15 и 21 устройств 14 и 20

ГСУРС сообщены гидролиниями с гидро-: баком 23, Выходы 16 и 22 гидролиниями сообщены с входами 24 и 25 управляемого золотникового распредеI плавного реверсирования с включением двигателя на холостом ходу без связи

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для работы в приводах, требующих плавного набора скорости, плавного реверсирования с включени-, ем двигателя на холостом ходу без связи с приводимым механизмом.

Цель изобретения = экономия топливно-экономических ресурсов.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема вариационно-реверсивного автомата (ВРАУМТ) для работы с двигателем внутреннего сгорания (ДВС); на фиг. 2 — то же, для работы с электродвигателем с гидростатической стабилизацией угловой скорости выходного вала; на фиг. 3 — то же, для работы от вала турбины реактивного двигателя (РД); на фиг. 4 — винтовой насос устройства гидростатического управления реакции сателлитов (ГСУРС) продольный разрез; на фиг.,5 — разрез

А-А на фиг. 4; на фиг. 6 — кинематическая схема привода колес тепловоза, вид сбоку; на фиг. 7 — то же, вид сверху; на фиг. 8 — привод колес тепловоза, поперечный разрез.

35 внутреннего сгорания связан с основным источником 36 давления рабочей жидкости, выполненным в виде устройства 37 ГСУРС, посредством конической.передачи, одна из шестерен 38 которой установлена на валу 39 устройства 37 ГСУРС, а другая шестерня

40 закреплена на центральном колесе

41, связанном с планетарными рядами трансмиссии. Устройство 37 ГСУРС вхоI

pом 42 сообщено гидролинией с гидробаком. Планетарный редуктор-ускоригель 43 включает в себя входной вал

44, кинематически связанный с двигателем. ВРАУИТ также содержит планетарный редуктор 50 с балансной передачей, Редукторы приводятся во вращение общим входным валом для суммирования их на выходном валу планетарного редуктора 50. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

ВРАУИТ содержит устройство 1 ревер сир ования, включающее в себя центральную коническую шестерню 2, планетарный реверсивный редуктор 3 с дву5 мя коническими шестернями 4, связанными с центральной конической шестерней 2, размещенными на одних концах валов 5, на других концах которых размещены сателлиты 6. Сателлиты 6 связаны с первыми 7 и вторыми 8 цент14 26867 лителя 2б, выходы 27 и 28 которого сообщены с гидробаком 23. Гидрораспределитель 26 состоит иэ корпуса

29, в котором подвижно размещен золотник 30 с тремя поясками 31 33.

Золотник связан с рукояткой 34 управления.

Двигатель 35 внутреннего сгорания связан с основным источником 36 дав- 10 ления рабочей жидкости, выполненным в виде устройства 37 ГСУРС, посредством конической передачи,. одна иэ шестерен 38 которой установлена на валу 39 устройства 37 ГСУРС, а дру- 15 гая шестерня 40 закреплена на цент,ральном колесе 41, связанном с планетарными рядами трансмиссии. Устрой1ство 37 ГСУРС входом 42 сообщено гидролинией с гидробаком. 20

Планетарный редуктор-ускоритель

43 включает в себя входной вал 44, кинематически связанный с двигателем, На входном валу закреплена первая дополнительная центральная кони- 25 ческая шестерня 45, связанная с первыми дополнительными коническими шестернями 46. Каждая из последних установлена на одном конце дополнительного радиального вала 47, на другом Зр конце каждого из которых закреплены первые дополнительные сателлиты 48, связанные с шестерней 40. Первые дополнительные радиальные валы размещены в поводках 49 с возможностью вращения, Планетарный редуктор 50 с балансной передачей включает в себя вторую дополнительную центральную коническую шестерню 51, связанную с вторыми дополнительными коническими meстернями 52, закрепленными на одних концах дополнительных радиальных валов 53, размещенных в поводковой коробке 54 ° На других концах вторых дополнительных радиальных валов размещены вторые дополнительные сателлиты 55, связанные с второй дополнительной центральной шестерней 56, В средней части вторых дополнительных радиальных валов 53 установлены зубчатые шестерни 57, связанные с зубчатыми шестернями 58, установленными в средней части третьих дополнительных радиальных валов 59, одним концом установленных в поводковой коробке 54 соосно вторым дополнительным поводковым валам. Поводковая коробка установлена с воэможностью вращения. На других концах третьих дополнительных радиальных валов установлены третьи дополнительные сателлиты 60, связанные с третьейдополнительной конической шестерней 61, На вариантах, показанных на фиг. 1 и 2, третья дополнительная коническая шестерня связана с поводками 49.Вторая дополнительная центральная шестерня 56 установлена на валу 62, связанном с шестерней 2.

Двигатель внутреннего сгорания снабжен устройством 63 управления, включающим в себя гидроцилиндр 64, двухлинейный основной распределитель (гидроклапан) 65, трехлинейный дополнительный распределитель (золот- ник) 66, первая линия 67 дополнительного распределителя сообщена с полостью основного источника давления рабочей жидкости, образованной шейками винтов с возможностью сообщения с второй линией 68, третья линия 69 дополнительного распределителя сообщена с полостью гидроцилиндра

64 устройства управления, Вторая линия дополнительного распределителя сообщена с первой линией

70 основного распределителя с воэможностью сообщения через вторую линию

7I основного распределителя с гидробаком 23.

Орган 72 управления дополнительного распределителя связан с золотником 73, подпружиненным относительно корпуса распределителя 66 пружиной 74. Орган 75 управления основного распределителя связан с золотником, выполненным с двумя поясками

76, 77, подпружиненным относительно корпуса распределителя пружиной 78.

На фиг. 2 представлен вариант

ВРАУИТ для работы с электродвигателем 79. Золотник 80 гидростабилиэатора 81 имеет два поршня 82 и 83, различные по диаметру. Поршни поджаты в исходное положение пружиной 84.

Первая линия 85 гидростабилизатора

81 связана с выходом устройства

ГСУРС, а вторая линия 86 сообщена с входом 87 вентиля 88, управляемого рукояткой 89. Выход вентиля 90 сообщен с гидробаком 23.

Реактивный двигатель 91 (фиг. 3) связан валом 44 с второй дополнительной центральной конической шестерней

51, которая через вторые дополнительные конические шестерни 52, зубчатые шестерни 57, 58, третьи дополнитель5 142 ные сателлиты 60 и третью дополнительную коническую шестерню 61 связана с шестерней 92. !!1естерня 92 эакрепЛена на третьей дополнительной конической шестерне 61 и связана с шестерней 93, которая установлена на ,, валу 94 устройства ГСУРС 95. Вход 96 устройства ГСУРС 95 сообщен с гидро: баком 23, Выход 97 устройства ГСУРС сообщен с первой линией дополнитель, ного распределителя, выполненного аналогично распределителю 66, показанному на фиг, 1, Третья линия дополнительного распределителя сообщена с полостью гидроцилиндра 98, шток которого связан с устройством 99 управления двигателем, Валы 13, 19, 39, 94 (фиг. 3, 4) установлены в корпусах устройств

ГСУРС с воэможностью вращения, Валы

; выполнены с правыми и левыми винтовыми нарезками на одной оси и сцеплены с ведомыми валами. Устройства ГСУРС имеют входы 15, 21, 42 и 96, сообщенные с полостью торцов винтовых нарезок, и выходы 16, 22, 43 и 97, сообщенными с полостями шеек винтовых нарезок.

Привод колесных пар тепловоза состоит из реактивного двигателя, выходной вал которого 100 (фиг. 6, 7) связан с ВРАУМТ 101 имеющим регулятор 102 скорости ГСУРС и реверсирующие устройства ГСУРС 103 и 104, На выходном валу 105 ВРАУМТ 101 установлена шестерня 105, в зацеплении с которой находится шестерня 107, закрепленная на валу 108 трансмиссии. На валу 108 также закреплены шестерни 109, связанные с шестернями 110, закрепленными на входных валах 111 дифференциальных механизмов

112. Выходные валы дифференциальных механизмов оснащены тяговыми шестернями 113, связанными с шестернями

114, закрепленными на колесах 115.

Колеса имеют по два роликоподшипника 116, закрепленные на осях 117. Нопоследние через балансирную подвеску опирается рама 118 тепловоза.

ВРАУМТ работает следующим образом.

При работе двигателя автомобиля на холостых оборотах органы 72 и 75 управления дополнительного и основно1 го распределителей находятся в исходном положении, рукоятка 34 управления гидр ора спр еделит ел я 26 находится

55 пределителя свободно перекачивает жидкость в гидробак. При воздействии на орган 75 управления основного распределителя на выходе устройства 37 ГСУРС начинает увеличиваться давление, которое воздействует на гидроцилиндр 64 устройства управления, который увеличивает подачу топлива в

ДВС. Момент сопротивления устройства

37 ГСУРС растет и при помощи шестерен 38, 40 притормаживается центральное колесо 41. Реакция первых дополнительных сателлитов 48 увеличивается. Приведенный момент сопротивлейия от трансмиссии и вала 10 через

6867 в положении переднего хода, При этом

ГСУРС 14 закрыт, так как выход 16 и вход 24 управляемого эолотникового

5 распределителя 26 перекрыты пояском

33. Вход 25 управляемого эолотникового распределителя 26 и выход 22 устройства 20 ГСУРС открыты, но под действием момента сопротивления Hà Bbl ходном валу 10 он неподвижен, первое центральное колесо 7 под действием закрытого устройства ГСУРС 14 и meстерен 11 и !2 также неподвижно. Сателлиты 6, валы 5 коническими шестернями 4 через центральную коническую шестерню 2 удерживают в неподвижном состоянии вал 62 и вторую дополнительную центральную коническую шестер-, ню 56, Под действием вращающегося ва20 ла 44 через вторую дополнительную центральную коническую шестерню 51 и вторую дополнительную коническую шестерню 52 вращение передается на радиальные валы 53 и вторые дополнитель25 ные сателлиты 55. Поводковая коробка

54 вращается против вращения вала 44.

Балансной передачей шестернями 57 и

58 третье дополнительное центральное колесо 6! направлено по вращению nog0 водковой коробки 54 и передает вращение на поводок 49.

При вращении вала 44 дополнительная центральная коническая шестерня

45 через дополнительные конические шестерни 46, через дополнительный радиальный вал 47 передает вращение на центральное колесо 41, которое получает вращение в сторону вращения вала 44, Через шестерни 40, 38 вращается устройство 37 ГСУРС и по цепочке гидробак 23, вход 42 и выход устройства ГСУРС, первая 67 и вторая 68 линии дополнительного распределителя, первая и вторая линии основного расI 426867

45

55 сателлиты 6, центральную коническую шестерню 2, конические шестерни 4, вторую дополнительную центральную шестерню 56, вторые дополнительные сателлиты 55, шестерни 57, 58, третьи дополнительные сателлиты 60, третью дополнительную коническую шестерню

61 через поводок 49 будет приложен к первым дополнительным сателлитам

48. Момент сопротивления на валу 10, приведенный к второй дополнительной центральной конической шестерне 56, будет сопоставляться с моментом от вала 44 через центральную коническую шестерню 51, вторые дополнительные конические шестерни 52 на вторых дополнительных сателлитах 55, который будет действовать через шестерни 57, 58 на третьи дополнительные сателлиты 60. Под действием их реакции будет вращаться третья дополнительная коническая шестерня 61 и поводок 49 в обратном направлении по отношению к вращению вала 44, первой дополнительной центральной конической шестерни 45 и первыми дополнительными коническими шестернями 46 и первыми дополнительными сателлитами 48, Их реакция на центральном колесе 41 заставляет вращаться поводок 49 по вращению вала 44. При определенном снижении расхода устройства 37 ГСУРС поводок 49 останавливается, центральное колесо 41, снизив угловую ско„рость, продолжает вращаться. Это случай баланса момента сопротивлений на валу 10 и реакции первых дополнительных сателлитов 48. Это условие трогания с места, При дальнейшем воздействии на орган 75 управления центральное колесо 41 сократит угловую скорость, а поводок 49 и третья дополнительная коническая шестерня 61

° увеличат угловую скорость и выходной вал 10 также увеличит угловую скорость.

В этом положении можно произвести реверсироцание, т.е. перевести рукоят ку 34 управления гидрораспределителя 26 в положение заднего хода. Направление реакции сателлитов 6 не изменится и неподвижным будет центральное колесо 8, а не центральное колесо 7. При реверсировании преодолевается инерция автомобиля, это отразится на давлении выхода устройства 37

ГСУРС и топлива для гашения инерции автомобиля будет подано больше.

При движении на спуске перед последующим подъемом сопротивление на трансмиссии и выходном валу 10 снизится и сократится подача топлива в

ДВС, При преодолении подъема за счет предварительного разгона автомобиля воздействуют на орган 72 управления дополнительного распределителя, закрывая тем самым первую линию дополнительного распределителя и выход устройства 37 ГСУРС. В этом случае подача топлива осуществляется независимо от профиля пути. После разгона водитель снова воздействует на орган 75 управления основного распределит ел я.

При работе ВРАУМТ в станочном оборудовании электродвигатель 79 включается кнопкой "Пуск". Рукояткой 34 управления гидрораспределитель 26 ставится в положение переднего хода.

Рукояткой 89 выбирается нужный режим вала 10. При этом давление на выходе устройства 37 ГСУРС действует на поршень 83, поршни 82, 83 сдвигаются в сторону пружины 84, Поршень 82 перекрывает первую линию гидростабилиэатора 81, момент сопротивления устройства ГСУРС увеличивается и соответствует выбранному режиму на шпинделе, который не остается постоянным.

При увеличении момента сопротивления на валу 10 давление на выходе устройства ГСУРС также увеличивается и еще больше сжимает пружину 84, а поршень

82 еще больше перекроет первую линию гидростабилиэатора 81. Момент сопротивления устройства 37 ГСУРС увеличится, обороты выходного вала 10 восстановятся.

При работе ВРАУМТ от реактивного двигателя водитель включает и ставит рукоятку 34 управления гидрораспределителем 26 в переднее положение. Вход

24 управляемого эолотникового распределителя перекрыт, выход 97 устройства 95 ГСУРС закрыт. Вал 10, шестерни

11, 12 неподвижны, Действующий момент сопротивления на трансмиссии и валу

10 удерживают водило 9 в неподвижном состоянии. Сателлиты 6 через валы 5 и центральную коническую шестерню 2 и конические шестерни 4 удерживают в неподвижном состоянии вал 62 и вторую дополнительную центральную кони! ческую шестерню 56. Вал 44 вращает вторую дополнительную центральную ко-. ническую шестерню 51 и вторую допол9 14268 ,нительную коническую шестерню 52 и

l вторые дополнительные сателлиты 55.

Они обкатываются по неподвижному венцу дополнительной центральной конической шестерни 56 и вращают поводковую коробку 54. Одновременно шестерни 57 вращают шестерни 58 и третьи дополнительные сателлиты 60, они вращаются быстрее, чем сателлиты 55, 10

Третья дополнительная центральная шестерня вращается по направлению вала

44. Шестернями 92 и 93 приводится во вращение устройство 95 ГСУРС, которое свободно перекачивает рабочую 15 жидкость. При воздействии на орган управления основного распределителя на выходе 97 устройства 95 ГСУРС возникает давление, которое увеличивает подачу топлива в РД через уст- 20 ройство 99 управления двигателем.

Дальнейшая работа аналогична работе

ВРАУМТ при работе двигателя автомобиля.

Формула изобретения

1. Вариационно-реверсивный автомат управления мощностью трансмиссии, имеющей планетарные ряды, содержащий входной вал, связанный с двигателем, выходной вал, связанный с движителями, устройство управления, включающее в себя орган управления и основной распределитель, сообщенный гидролиниями с основным источником давления рабочей жидкости, кинематически связанным с двигателем, при этом упомянутая трансмиссия размещена между входным и выходным валами, 40 отличающийся тем, что с целью экономии топливно-экономических ресурсов и упрощения управления, он снабжен устройством реверсирования, включающим в себя центральную кони- 45 ческую шестерню, планетарный редуктор с. двумя коническими, связанными с центральной конической шестерней шестернями, размещенными на одних концах валов, на других концах кото- 50 рых размещены сателлиты, связанные с первым и вторым центральными колесами, при этом валы размещены с возможностью вращения в водиле,, связанном с выходным валом, конические передачи, одна иэ шестерен каждой из которых связана с соответствующим центральным колесом, устройствами гидростатического управления реакци

67

1О ей сателлитов, включающими в себя дополнительные источники давления рабочей жиджидкости и дополнительный управляемый реверсивный распределитель, каждый иэ дополнительных источников давления рабочей жидкости кинематически связан с соответствующей шестерней конической передачи и гидравлически — со спи. вом непосредственно и через соответствующую полость управляемого реверсивного распределителя, кинематическая связь двигателя с основным источником давления рабочей жидкости включает в себя дополнительную коническую передачу, одна из шестерен которой кинематически связана с основным источником давления рабочей жидкости, а другая — с планетарными рядами трансмиссии, при этом основной источник рабочей жидкости сообщен со сливом непосредственно и через основной распределитель, каждый из основного и дополнительного источников давления рабочей жидкости включает в себя корпус с крынками, в осевых отверстиях которых размещен центральный вал с правой и левой винтовыми нарезками, а также боковые валы с правой и левой винтовыми нарезками, выполненными с возможностью контактирования с нарезками центрального вала, при этом полости между торцами всех винтовых нарезок сообщены между собой и со сливом, а полость, образованная шейками винтовых нарезок, сообщена с соответствующим распределителем.

2, Автомат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что планетарные ряды трансмиссии включают в себя первую дополнительную центральную коническую шестерню, связанную с двигателем и с первыми дополнительными коническими шестернями, вторую дополнительную центральную коническую шестерню, связанную с вторыми дополнительными коническими шестернями, каждая из первых дополнительных конических шестерен установлена на одном конце первых дополнительных радиальных валов, размещенных в поводках, при этом на других концах первых дополнительных радиальных валов размещены первые дополнительные сателлиты, связанные с другой шестерней дополнительной конической передачи, при этом каждая из вторых дополнительных конических шестерен размещена на одних

142686 концах вторых дополнительных радиальных валов, на других концах которых размещены вторые дополнительные сателлиты, причем в средней части каждого из вторых дополнительных радиальных валов размещены зубчатые шестерни, свя занные с зубчатыми шестеонми, размещенными на средней части тре тьих дополнительных радиальных валов, )p размещенных соосно с вторыми дополнительными радиальными валами, в поводковой коробке, установленной с возможностью вращения, при этом на одних концах третьих дополнительных 15 радиальных валов установлены третьи дополнительные сателлиты, причем вторые и третьи дополнительные сателлиты связаны соответственно с второй и третьей дополнительными центральными 20 шестернями, при этом вторая дополнительная центральная шестерня связана с центральной конической шестерней, а третья дополнительная коничес. кая шестерня связана с упомянутыми 25 поводками, 3. Автомат по п. I, о т л и ч аю шийся тем, что он снабжен устройством управления двигателем, включающим в себя цилиндр управления и 30 дополнительный управляемый распределитель, при этом основной распределитель выполнен трехлинейным, дополнительный распределитель выполнен двух7 l2 линейным, первая линия основного распределителя сообщена с полостью первого источника давления рабочей жидкости, образованной шейками винтов с возможностью сообщения с второй линией, а третья линия сообщена с поло" стью цилиндра управления, причем вторая линия сообщена с первой линией дополнительного распределителя с возможностью сообщения с второй линией последнего, сообщенной со сливом.

4. Автомат по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что устройство управления снабжено гидростатическим стабилизатором, который включает в себя корпус, в котором размещен под-. вижно шток с двумя поршнями разного диаметра, и пружину, размещенную между торцом корпуса и торцом одного из поршней, при этом полость, образованная между поршнями, сообщена с полостью первого источника давления, образованной шейками винтовых нарезок, и с входом распределителя, сообщенного со сливом.

5. Автомат по п. I о т л и ч аю шийся тем, что третьи дополнительные сателлиты связаны с первой дополнительной центральной шестерней, при этом третья линия первоro.распределителя сообщена с цилиндром управления, подключенным к устройству подачи топлива.

6Т N

1 l,а6 я 7

48 М Я 8 Е 7 фЦ8. 3

Фиг. Ф

1426867

16,22, ФЗ, «Е—

Рог. 5

114 (Риг. б

104

102

Фие. 7

101 101 702 У о О

142686 7

Фие. 8

Составитель А.Барыков

Редактор М. Келемеш Техред,А. Кравчук

КоРРектоР В.Бутяга

Заказ 4817/20 Тираж 558 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4