Гидромеханическая передача
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к коробкам передач автомобилей, гусеничных транспортно-тяговых машин, двухзвенных гусеничных машин, гусеничных шасси лесопромышленных машин и др. Гидромеханическая передача содержит входной 1 и выходной 2 валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт 11, 12 и тормозов 7-10. Три дифференциальных механизма, солнечные шестерни 31, 27, 23 которых установлены на входном валу 1, образуют основную планетарную коробку передач. Эпициклические шестерни 28, 20 первого и третьего дифференциальных механизмов соединены с водилом 25 второго. Водило 29 первого дифференциального механизма соединено с тормозом 7 и через фрикционную муфту 11 с входным валом 1. Водило 21 третьего дифференциального механизма соединено с выходным валом 2 через четвертый дифференциальный механизм, используемый как делитель на выходе. Технический результат - упрощение конструкции, снижение частоты вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов, универсальность коробки передач. 2 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к коробкам передач автомобилей, гусеничных транспортно-тяговых машин, двухзвенных гусеничных машин, гусеничных шасси лесопромышленных машин и др.
Из научно-технической литературы известна схема гидромеханической передачи транспортного средства грузового автомобиля, имеющая шесть передач переднего хода и одну заднего, содержащая входной и выходной валы, три дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов. Два дифференциальных механизма образуют основную планетарную коробку передач: водило второго дифференциального механизма и эпициклическая шестерня первого соединены между собой и с выходным валом, водило первого дифференциального механизма связано с тормозом, солнечные шестерни первого и второго дифференциальных механизмов связаны между собой и с тормозом. Третий дифференциальный механизм является замедляющим делителем на входе, эпициклическая шестерня которого связана с входным валом, солнечная шестерня связана с тормозом и через муфту с входным валом, а водило через муфту связано с солнечными шестернями первого и второго дифференциальных механизмов и, кроме того, через другую муфту с эпициклической шестерней второго дифференциального механизма (см. Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник / Под общ. ред. А.И.Гришкевича. - М.: Машиностроение, 1984, - 272 с., стр. 205, табл. 8.4).
Однако недостатком схемы такой гидромеханической передачи является сложность соединения водила второго дифференциального механизма с эпициклической шестерней первого дифференциального механизма, соосное расположение вала солнечных шестерен первого и второго дифференциальных механизмов, а также получение каждой передачи происходит при одновременном включении трех фрикционных элементов.
Установленный на входе замедляющий делитель увеличивает крутящий момент на входе в основную коробку передач по сравнению с крутящим моментом двигателя, что вызывает возрастание нагрузок на зубья и фрикционные элементы, кроме того, гидромеханическая передача может применяться лишь на тех транспортных средствах, где требуется прямая высшая передача.
Наиболее близка к предлагаемой и принята за прототип схема гидромеханической передачи Allison CLBT 5860, имеющая шесть передач переднего хода и одну заднего, содержащая входной и выходной валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов. Три дифференциальных механизма образуют основную планетарную коробку передач: водило первого дифференциального механизма соединено с выходным валом и с водилом второго дифференциального механизма, эпициклическая шестерня связана с тормозом, солнечная шестерня связана с эпициклом второго и водилом третьего дифференциальных механизмов; солнечные шестерни второго и третьего дифференциальных механизмов связаны между собой и через муфту с эпициклической шестерней третьего дифференциального механизма. Четвертый дифференциальный механизм является ускоряющим делителем на входе, водило которого связано с входным валом, солнечная шестерня связана с тормозом и через муфту с входным валом, а эпициклическая шестерня - с солнечными шестернями второго и третьего дифференциальных механизмов (см. Нарбут А.Н., Нарбут Н.И. Новое поколение ГМП фирмы Allison // Тракторы и сельскохозяйственные машины. - 1995, №4, с.25-29, рис.2б).
Однако конструктивным недостатком схемы такой гидромеханической передачи является сложность соединений между дифференциальными механизмами, к ним относятся соединения водил первого и второго дифференциальных механизмов, соединения солнечной шестерни первого, эпициклической шестерни второго и водила третьего дифференциальных механизмов, что обуславливает расположение второго дифференциального механизма внутри соединительных звеньев, сложность конструкции опор и увеличение габаритов.
Установленный на входе ускоряющий делитель увеличивает частоту вращения на входе в основную коробку передач по сравнению с частотой вращения двигателя и, как следствие, частоту вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов, что вызывает возрастание потерь на холостое вращение и динамической составляющей нагрузок на зубья, кроме того, гидромеханическая передача может применяться лишь на тех транспортных средствах, где требуется ускоряющая высшая передача.
Техническая задача изобретения состоит в упрощении конструкции, снижении частоты вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов, в достижении универсальности гидромеханической передачи.
Поставленная задача достигается за счет того, что гидромеханическая передача содержит входной и выходной валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, причем три дифференциальных механизма, солнечные шестерни которых установлены на входном валу, образуют основную планетарную коробку передач, эпициклические шестерни первого и третьего дифференциальных механизмов соединены с водилом второго, водило первого соединено с тормозом и через фрикционную муфту с входным валом, водило третьего дифференциального механизма соединено с выходным валом через четвертый дифференциальный механизм, используемый как обратимый делитель на выходе.
При установке делителя на выходе частота вращения на входе в основную коробку передач равна частоте вращения двигателя и, как следствие, частота вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов будет меньше, чем при установке делителя на входе.
Делитель за счет обращения звеньев дифференциального механизма позволяет обеспечить получение прямой или ускоряющей высшей передачи и тем самым достичь универсальности коробки передач.
Получение каждой передачи происходит при одновременном включении двух фрикционных элементов.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена кинематическая схема гидромеханической передачи (без гидротрансформатора) с ускоряющим делителем на выходе, на фиг.2 представлена схема гидромеханической передачи (без гидротрансформатора) с замедляющим делителем на выходе.
Гидромеханическая передача содержит входной 1 и выходной 2 валы, дифференциальные механизмы 3, 4, 5 и 6, тормоза 7, 8, 9 и 10, муфты 11 и 12. Дифференциальные механизмы 3, 4 и 5, тормоза 7, 8 и 9, муфта 11 образуют основную трехступенчатую планетарную коробку передач 13, а дифференциальный механизм 6, тормоз 10 и муфта 11 составляют обратимый делитель, который может быть ускоряющим 14 или замедляющим 15.
Дифференциальный механизм 6 состоит из эпициклической шестерни 16, водила 17 с сателлитами 18 и солнечной шестерни 19. Солнечная шестерня 19 соединена с тормозом 10 и через муфту 12 с эпициклической шестерней 16. Эпициклическая шестерня 16 соединена с выходным валом 2, и образуется ускоряющий делитель 14.
При обращении звеньев дифференциального механизма 6, когда водило 17 соединяется с выходным валом 2, делитель становится замедляющим 15.
Дифференциальный механизм 5 состоит из эпициклической шестерни 20, водила 21 с сателлитами 22 и солнечной шестерни 23. Эпициклическая шестерня 20 соединена с тормозом 9. Солнечная шестерня 23 соединена с входным валом 1.
Дифференциальный механизм 4 состоит из эпициклической шестерни 24, водила 25 с сателлитами 26 и солнечной шестерни 27. Водило 25 соединено с эпициклической шестерней 20 дифференциального механизма 5. Эпициклическая шестерня 24 соединена с тормозом 8. Солнечная шестерня 27 соединена с входным валом 1.
Дифференциальный механизм 3 состоит из эпициклической шестерни 28, водила 29 с сателлитами 30 и солнечной шестерни 31. Эпициклическая шестерня 28 соединена с водилом 25 дифференциального механизма 4. Водило 29 соединено с тормозом 7 и через муфту 11 с входным валом 1. Солнечная шестерня 31 соединена с входным валом 1.
Гидромеханическая передача имеет шесть передач переднего хода и две передачи заднего хода.
Управляющие элементы гидромеханической передачи: тормоз 9 первой и второй передач, тормоз 8 третьей и четвертой передач, муфта 11 пятой и шестой передач, тормоз 7 передач заднего хода, муфта 12 низшей ступени и тормоз 10 высшей ступени для ускоряющего делителя 14 или муфта 12 высшей ступени и тормоз 10 низшей ступени для замедляющего делителя 15.
Гидромеханическая передача работает следующим образом.
Первая, третья и пятая передачи переднего хода и первая передача заднего хода образуются при включении муфты 12 низшей ступени ускоряющего делителя 14.
Вторая, четвертая и шестая передачи переднего хода и вторая передача заднего хода образуются при включении тормоза 10 высшей ступени ускоряющего делителя 14.
Первая, третья и пятая передачи переднего хода и первая передача заднего хода образуются при включении тормоза 10 низшей ступени замедляющего делителя 15.
Вторая, четвертая и шестая передачи переднего хода и вторая передача заднего хода образуются при включении муфты 12 высшей ступени замедляющего делителя 15.
Первая и вторая передачи образуются при включении тормоза 9 основной коробки передач 13. Мощность от входного вала 1 передается через солнечную шестерню 23, водило 21 и делитель к выходному валу 2.
Третья и четвертая передачи образуются при включении тормоза 8. При этом из дифференциальных механизмов 4 и 5 образуется двухпоточная передача, работающая в режиме разветвления мощности. Мощность от входного вала 1 передается к водилу 21 и через делитель к выходному валу 2 двумя потоками: первым - через солнечную шестерню 23, вторым - через солнечную шестерню 27, водило 25 и эпициклическую шестерню 20.
Пятая и шестая передачи образуются при включении муфты 11. Муфта 11 блокирует два звена дифференциального механизма 3: солнечную шестерню 31 и водило 29 - и образуется прямая передача.
Передачи заднего хода образуются при включении тормоза 7. При этом из дифференциальных механизмов 3 и 5 образуется двухпоточная передача, работающая в режиме циркуляции мощности. Мощность от входного вала 1 передается через двухпоточную передачу к водилу 21 и через делитель к выходному валу 2.
Параметры дифференциальных механизмов 3, 4 и 6 одинаковы и подобраны таким образом, что обеспечивается ряд передаточных чисел по геометрической прогрессии.
Использование предлагаемой схемы гидромеханической передачи по сравнению с прототипом позволяет упростить конструкцию, снизить частоту вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов и достичь универсальности коробки передач за счет использования обратимого делителя для получения прямой или ускоряющей высшей передачи.
Гидромеханическая передача, содержащая входной и выходной валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, отличающаяся тем, что три дифференциальных механизма, солнечные шестерни которых установлены на входном валу, образуют основную планетарную коробку передач, эпициклические шестерни первого и третьего дифференциальных механизмов соединены с водилом второго, водило первого соединено с тормозом и через фрикционную муфту - с входным валом, водило третьего дифференциального механизма соединено с выходным валом через четвертый дифференциальный механизм, используемый как делитель на выходе, который за счет обращения звеньев дифференциального механизма может быть выполнен замедляющим или ускоряющим.
