Гидромеханическая многоконтурнаяпередача транспортного средства

 

Союз Советскмк

Соцкаимсткческкк

Реснуби

А Н И Е <„>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.06.79 (21) 2817176/27-11 с присоединением заявки № 2783692/27-11 (23) Приоритет— (51) М. Кл.зВ 60 К 17/10

Гееудерстееллмк иемитет

СССР

Опубликовано 23.06.81. Бюллетень №23

Дата опубликования описания 28.06.81 (53) УДК 629.! 13-585.2 (088.8) ле делан изееретеиий и еткрнтий (72) Автор изобретения

В. А. Левин (71) Заявитель (54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ МНОГОКОНТУРНАЯ ПЕРЕДАЧА

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к гидромеханическим трансмиссиям преимущественно тяжелых транспортных средств высокой проходимостью с газотурбинным двигателем.

Известна гидромеханическая многоконтурная передача прямого хода, содержащая гидротрансфорнатор, автоматически переключаемые при прямом ходе с помощью односторонних муфт свободного хода параллельные суммирующие дифференциалы низшей и средних основных ступеней, связанные своими ведущими звеньями с помощью зубчатых редукторов, соответственно, с насосным и турбинным колесами гидротрансформатора, а ведомым звеном — с выходным валом передачи, и автоматически переключаемый при прямом ходе с помощью односторонней муфты свободного хода параллельный дифференциалам зубчатый редуктор высшей основной ступени, связанный своим ведущим звеном с турбинным колесом гидротрансформатора и ведомым звеном через упомянутую муфту — с выходным валом передачи.

По мере разгона двигателя в такой передаче, последовательно чередуясь между собой, образуются: на каждом одном включенном контуре — основная и на каждых двух смежных по порядку включения контурах — промежуточная ступени передачи.

В сочетании всех указанных ступеней передача создает непрерывное монотонное плавное устойчивое регулирование крутящего момента с односторонним направлением силового потока от двигателя к движителю, по сравнению с одноконтурной обладает повышенным силовым и скоростным диапазонами непрерывного регулирования и увеличенной тв прозрачностью, что позволяет в совмещении с газотурбинным двигателем целиком использовать высокую приспособляемость последнего в зоне высоких значений его КПД и для тяжелых транспортных средств высокой проходимости создать полностью непрерывную гидромеханическую трансмиссию 11).

Известна также гидромеханическая многоконтурная передача транспортного средства, содержащая гидротрансформатор, автоматически переключаемые при прямом ходе с помощью односторонних муфт свободного хода параллельные суммирующие дифференциалы второй и средних основных ступеней, связанные своими ведущими звеньями с помощью зубчатых редукторов, соответ839755 ственно, с насосным и турбинным колесами гидротрансформатора, а ведомым звеном— с выходным валом передачи, автоматически переключаемый при прямом ходе с помощью односторонней муфты свободного хода параллельный дифференциалам зубчатый редуктор высшей основной ступени, связанный своим ведущим звеном с турбинным колесом гидротрансформатора и ведомым звеном через упомянутую муфту — с выходным валом передачи, и систему управления, причем упомянутая муфта свободного хода включения дифференциала второй ступени выполнена реверсивной и установлена между выходным валом передачи и ведомым звеном этого дифференциала, которое через первую дополнительную реверсивную муфту свободного хода связано с корпусом передачи, а ведомое звено зубчатого редуктора между входным валом передачи и этим дифференциалом через вторую дополнительную реверсивную муфту свободного хода связано с выходным валом передачи, упомянутые односторонние муфты свободного хода включения дифференциалов средних основных ступеней связаны с одним из их ведущих звеньев и колесом гидротрансформатора, а система управления выполнена в виде управляемого клапана опорожнения гидротрансформатора и управляемых клапанов по количеству реверсивных муфт свободного хода, при этом управляющая полость клапана опорожнения гидротрансформатора, обе управляющие полости первой дополнительной реверсивной муфты свободного хода, одна управляющая полость реверсивной муфты свободного хода дифференциала второй ступени и второй дополнительной реверсивной муфты свободного хода с источником давления рабочей среды гидравлически связаны через соответствующие управляемые клапаны, а вторая управляющая полость реверсивной муфты свободного хода дифференциала второй ступени с этим источником сообщена непосредственно (2).

Однако в известной передаче обе управляющие полости второй дополнительной реверсивной муфты свободного хода гидравлически подключены к источнику давления рабочей среды через один индивидуальный золотник этой муфты, который при прямом ходе создает давление одновременно в обеих ее управляющих полостях. Поэтому реверсивная муфта при прямом ходе двухсторонне расклинена, не взаимодействует с односторонними муфтами свободного хода и не создает ступени передачи. При этом кинематически связанный с ней и с входным валом передачи зубчатый редуктор выполнен с передаточным отношением, которое обеспечивает переключение дифференциалов первой и второй ступеней передачи в заданных точках ее характеристик, но не учитывает возможность использования этого редуктора

4 для образования еще одной ступени прямого хода без внешнего задатчика команды на переключение такой ступени.

Цель изобретения — расширение рабочего силового диапазона непрерывного регулирования собственно передачи путем создания первой трехпоточной ступени прямого хода и увеличения ее прозрачности при сохранении прежних характеристик всех остальных указанных ее режимов и при Сокращении числа силовых элементов (диффе10 ренциалов, зубчатых редукторов и муфт свободного хода).

Поставленная цель достигается тем, что зубчатый редуктор между входным валом передачи и дифференциалом второй ступени выполнен с передаточным отношением, определяемым по формуле (Я 1 р п4

1

1 8) р

Ч

"min — производная скоростного передаточного отношения второй ступени передачи по скоростногде

30

25 му передаточному отношению гидротрансформатора;

i„ и 1z — соответственно, скоростное пе1 2. редаточное отношение и коэффициент трансформации гидротрансформатора на первой ступени передачи; )„— наименьшее значение КПД передачи на промежуточных ступенях, определяемое заданным значением КПД рабочего силового диапазона регулирования транспортной гидромеханической передачи по действующему стандарту, а вторая управляющая полость второй дополнительной реверсивной муфты свободно40 го хода гидравлически связана с управляющей полостью клапана опорожнения гидротрансформатора с возможностью обеспечения саморасклинивания этой муфты на режиме прямого хода в сторону вращения выходного вала передачи.

На фиг. 1 дана кинематическая схема предлагаемой передачи на 4 основные ступени прямого хода; на фиг. 2 — система управления всеми реверсивными муфтами свободного хода и опорожнением гидротрансформатора передачи; на фиг. 3 — канонические и совмещенные характеристики кинематической схемы предлагаемой передачи; на фиг. 4 — совмещение передачи с двухступенчатым газотурбинным двигателем; на фиг. 5 — сравнительные тягово-экономичес55 кие характеристики предлагаемой и известной передач при 4-х основных ступенях с одинаковыми гидротрансформатором и двигателем; на фиг. 6 — характеристики переда839755 чи при выполнении и нарушении предлагаемого соотношения (1); на фиг. 7 — сравнительные рабочие силовые диапазоны нег прерывного регулирования дд прямого хода предлагаемой и известной передач при З-х, 4-х и 5-ти основных ступенях с одинаковым гидротрансформатором. нивания либо принудительного двухстороннего заклинивания либо одностороннего самозаклинивания в направлении прямого хода выходного вала 13 передачи, а также кла55

Предлагаемая передача (фиг. 1) содержит дифференциал 1 первой трехпоточной и второй двухпоточной ступеней и дифференциал 2 третьей двухпоточной ступени передачи, выполненные, например, в виде планетарных рядов с внешне-внутренним зацеплением. Их первые ведущие звенья — коронные шестерни планетарных рядов 1 и 2— через зубчатый редуктор 3 механической вет- 1 ви первой и второй ступеней и редуктор 4 механической ветви -третьей ступени передачи вместе с насосным колесом 5 гидротрансформатора соединены с входным валом 6 передачи. Их вторые ведущие звенья — солнечные шестерни планетарных рядов 1 и 2 —. через зубчатый редуктор 7 гидравлической ветви первой и второй ступеней и редуктор 8 гидравлической ветви третьей ступени передачи соединены с турбинным колесом 9 гидротрансформатора. Ведомое звено дифферен- циала — водило планетарного ряда 1 через реверсивную муфту 10 свободного хода связано с корпусом 11 передачи и через реверсивную муфту 12 свободного хода— с выходным валом 13 передачи. С этим же валом жестко связаны ведомое звено диф- 30 ференциала — водило планетарного ряда 2, через реверсивную муфту 14 свободного хода — ведомая шестерня зубчатого редуктора 3 и через одностороннюю муфту 15 свободного хода — ведомая шестерня зубчатого редуктора 16 четвертой однопоточной ступени передачи. Ведомая шестерня зубчатого редуктора 4 связана с коронной шестерней планетарного ряда 2 через одностороннюю муфту 17 свободного хода.

Общий источник 18 давления рабочей жидкости привода (фиг. 1), выполненный в виде насосов, гидравлически сообщен с системой 19 управления, имеющей дистанционный привод 20 управления. К выходам системы 19 гидравяически подключены, соответственно, реверсивная муфта 10 свободного хода с возможностью принудительного двухстороннего расклинивания либо принудительного двухстороннего заклинивания, реверсивная муфта 12 свободного хода с возможностью принудительного двухстороннего расклинивания либо одностороннего самозаклинивания в направлении прямого хода выходного вала 13 передачи, реверсивная муфта 14 свободного хода с возможнос-. тью принудительного двухстороннего расклипан 21 опорожнения либо заполнения гидротрансформатора. Для создания указанных режимов система 19 управления содержит, соответственно, управляемые клапаны 22—

25, кинематически жестко связанные с дискретно перемещаемым общим дистанционным приводом 20. Входы клапанов 22 — 25 гидравлически сообщены с напорной магистралью, запитываемой источником 18 давления рабочей жидкости. Муфта 10 управляющими полостями q u S гидравлически сообщена с выходом клапана 22, муфта 12 управляющей полостью q — с выходом клапана 23 и полостью S — с напорной магистралью привода, муфта 14 управляющей полостью S — с выходом клапана 24 и полостью q — с общим выходом клапана 25, который сообщен также с управляющей полостью q клапана 21 опорожнения и заполнения гидротрансформатора.

Для прямого хода машины водитель.устанавливает селектор дистанционного привода 20 в положение, при котором этот привод одновременно перемещает клапаны 22—

25 в положение А (фиг. 2). Последние заданным профилем золотника подают давление рабочей жидкости привода одновременно в управляющие полости q u S реверсивной муфты 10, снимают это давление в управляющей полости q реверсивной муфты

12, в управляющую полость S которой давление поступает непосредственно от напорной магистрали, подают давление в управляющую полость S реверсивной муфты 14 и снимают давление в управляющих полостях q этой муфты и клапана 21.

Тем самым, при прямом ходе (фиг. 1) дистанционный привод 20 двухсторонне расклинивает реверсивную муфту 10, в реверсивных муфтах 12 и 14 создает возможность саморасклинивания в направлении прямого хода выходного вала 13, соответствующем возможности саморасклинивания нерегулируемых муфт свободного хада 15 и

17, и поддерживает заполнение гидротрансформатора от системы подпитки (на фиг. 1 не показана) при закрытом клапане 21.

В соответствии с кинематикой известной гидромеханической многоконтурной передачи (фиг. 3, i) автоматическое самозаклинивание односторонних при прямом ходе муфт свободного хода 14, 12 и односторонних на всех режимах муфт свободного хода

17,15 при заполненном гидротрансформаторе происходит в том случае, когда скоростное передаточное отношение передачи 1;, создаваемое i-ым контуром, оказываетгя больше скоростных передаточных отношений, создаваемых всеми остальными контурами схемы.

Зубчатый редуктор 3 с передаточным отношением i, = i,,(i„,) исключает режим работы гидротрансформатора при значениях скоростного передаточного отношения последнего i<(i<,. Поэтому при наибольшей тя839755 0

I5

1 +М,,. а 1 1

50 говой нагрузке двигателя в интервале его оборотов от ng = О до ng = ng< наибольшим скоростным передаточным отношением передачи является ig и оказываются одновременно самозаклиненными муфты свободного хода 14, 12 и саморасклиненными муфты свободного хода 17 и 15 (фиг. 1). При этом силовой поток с входного вала 6 передачи разветвляется на первый поток последовательно через зубчатый редуктор 3 и муфту 14 свободного хода и второй поток последовательно через двухпоточный гидромеханический контур, образованный зубчатыми редукторами 3, 7 и планетарным рядом 1, и муфту 12 свободного хода, причем на выходном валу 13 передачи оба потока суммируются. Поскольку разветвление и суммирова ние указанных потоков происходит без дифференциалов на входе и выходе, нагрузка гидротрансформатора /6 (фиг. З,P ) в такой схеме, по аналогии с промежуточными ступенями известной передачи, однозначно определяется упругими деформациями рассматриваемых нагруженных деталей контура. Эти деформации, с ростом оборотов двигателя от О до ng,, монотонно перераспределяют указанные потоки по величине и, тем самым, увеличивают нагрузку гидротрансформатора от J5I = О до значения Яь соответствующего его нагрузке в контуре на планетарном ряде 1 при расклиненной муфте 14 свободного хода где М вЂ” каноническая координата стоповой точки этого контура;

1„— коэффициент трансформации -идротрансформатора при выключении муфты 14 свободного хода.

Поэтому снижается КПД передачи (фиг. 3, q ) от значения ь соответствующего неразветвленному потоку через зубчатый редуктор 3 и муфту 14 свободного хода при

n — — О, до значения 1 1, соответствующего неразветвленному потоку через контур на планетарном ряде 1 и муфту 12 свободного хода при п = q,, т. е. в рассматриваемом интервале оборотов совмещенного двигателя образуется устойчивая первая трехпоточная ступень передачи с постоянным скоростным передаточным отношением i и монотонным изменением силового передаточного отноыения 11 = - 1- -, совпадающим по наВ» правленик с изменением последнего на следующих основных и промежуточных ступенях передачи (фиг. 3, i) Эта ступень, как и механическая передача, не создает собственной стоповой точки (N I = oo ). Однако, в силу указанной разгрузки гидротраснформатора P< = О при п = О, она создает стоповую точку в совмещении с газотурбинным двигателем (фиг. 4), что сообщает предлагаемой передаче свойство полной прозрачности, отличающее ее от известной контрольной схемы кс. Поскольку передача отличается от последней также и тем, что она вообще не создает КПД ниже заданного значения (фиг. 3 и 5), т. е. весь ее стоповый силовой диапазон регулирования d e одновременно является и рабочим (др = 8yp), свойство ее полной прозрачности позволяет в совмещении с газотурбинным двигателем повысить общий рабочий силовой диапазон непрерывного регулирования дмII более интенсивно, чем аналогичный диапазон dye собственно передачи.

При уменьшении тяговой нагрузки двигателя до значения, обеспечивающего начало разгона гидротрансформатора i „Q и, тем самым, начало возрастания скоростного передаточного отношения передачи iz в силу указанного известного свойства гидромеханической многоконтурной передачи муфта

14 свободного хода саморасклинивается, а муфта 12 свободного хода остается самозаклиненной, и на контуре планетарного ряда I с зубчатыми редукторами 3 и 7 образуется вторая двухпоточная ступень передачи с переменным скоростным передаточным отношением гидротрансформатора i „и передачи i®. При оборотах п, переключения первой и второй ступеней передачи их силовые передаточные отношения равны. Поэтому такое переключение сохраняет непрерывность силового регулирования передачи в целом, свойственную известной передаче (2). 3а счет потерь в пробуксовывающей муфте 14 свободного хода сохраняется непрерывность производной силового передаточного отношения передачи, т. е. плавность peryФ лирования. с1и

По мере дальнейшей тяговой разгрузки и разгона двигателя, вызывающих разгон гидротрансформатора по 1„и, соответственно, передачи по i (фиг. 3, i), попарно и разделыасамозаклиненные муфты 12, !7 и 15 свободного хода, последовательно чередуясь, соответственно образуют: а) при 1„= 1„, одновременно самозаклиненные муфты 12™и 17 свободного хода на контурах планетарного ряда 1 с зубчатыми редукторами 3 и 7 и планетарного ряда 2 с зубчатыми редукторами 4 и 8 — промежуточную 2/3 четырехпоточную ступень передачи; б) при ip / (it СiI- „самозаклиненная муфта 17 свободного хода на контуре планетарного ряда 2 с зубчатыми редукторами 4 и 8 — основную 3-ю двухпоточную ступень передачи; в) при i„= i„одновременно самозаклиненные муфты свооодного хода 17 и 15 на контуре планетарного ряда 2 с зубчатыми редукторами 4 и 8 и на зубчатом редукторе

16 — промежуточную 3/4 трехпоточную ступень передачи; г) при i„»z(i„(iq „самозаклнненная муфта 15 свободного хода на зубчатом ре839755

5

1О

9 дукторе 16 — основную 4-ую (высшую) однопточную ступень передачи.

При повышении тяговой нагрузки двигателя и соответствующем снижении его оборотов, вызывающем замедление гидротрансформатора по i и, соответственно, передачи по i, самозаклинивание муфт свободного хода 15, 17, 12 и 14 и автоматическое переключение указанных ступеней происходит в противоположном порядке. Монотонность, непрерывность и плавность автоматического регулирования передачи в сочетании всех ступеней сохраняется при уменьшении подачи топлива в двигатель и работе последнего на частных скоростных характеристиках (фиг. 4, кривая Mg (й ) с индексом 2). При соответствующих условиях вождения передача на всех ступенях обеспечивает автоматический режим обгона (движение накатом).

Для создания режимов гидродинамического замедления, нейтрали, заднего хода и заводки машины буксиром водитель устанаво ливает селектор дистанционного привода 20 в положение, при котором этот привод одновременно перемещает золотники клапанов 22 — 25, соответственно, в положения Б, В, Г и Д (фиг. 2) . Последние заданным профилем снимают либо подает давление 25 рабочей жидкости привода одновременно в управляющие полости q u S реверсивной муфты 10, в управляющую полость q реверсивной муфты 12, в управляющую полость S которой давление поступает непосредственно от напорной магистрали, снимают либо подают давление в управляющую полость S реверсивной муфты 14 и одновременно с давлением в управляющую полость q клапана

21 — в ее управляющую полость q. Тем самым реверсивная муфта 10 двухсторонне зак- линивается либо двухсторонне расклинива35 ется, реверсивная муфта 12 сохраняет состояние одностороннего механизма свободного хода либо двухсторонне расклинивается, реверсивная муфта 14 двухсторонне заклинивается либо двухсторонне расклини- 40 вается и сохраняется закрытое состояние либо открывается клапан 21, через который остается заполненным либо опорожняется гидротрансформатор.

Для гидродинамического замедления машины при прямом ходе (фиг. 1 и 2) дистанционный привод 20 двухсторонне заклинивает реверсивные муфты 10 и 14, в реверсивной муфте 12 сохраняет возможность самозаклинивания в направлении прямого хода выходного вала 13 передачи, соответствующем возможности самозаклинивания односторонних муфт свободного хода 17 и 15, и сохраняет заполнение гидротрансформатора рабочей жидкостью при закрытом клапане 21. При этом блокируются ведомая шестерня зубчатого редуктора 3 — с выходным валом 13 передачи, а водило планетарного ряда 1 — с корпусом 11 передачи. Тем самым, в соответствии с кинематикой передачи, одновременно саморасклиниваются односторонние муфты свободного хода 12, 17 и 15, выключая все ступени тягового режима прямого хода. Тормозной поток мощности с выходного вала 13 через принудительно заклиненную муфту 14 разветвляется на входной вал 6 передачи и через планетарный ряд на турбинное колесо 9 гидротрансформатора, где гасится при противовращении этого колеса и насосного колеса 5, соответствующем стоповой точке контура первой и второй ступеней Mg, (фиг. 3, i).

Для создания в передаче нейтрали дистанционный привод 20 двухсторонне расклинивает реверсивные муфты 10 и 14, в реверсивной муфте !2 сохраняет возможность самозаклинивания в направлении прямого хода выходного вала 13 передачи, соответствующем возможности самозаклинивания односторонних муфт 17 и 15 свободного хода и опорожняет гидротрансформатор при открытом клапане 21. При этом разрываются все гидравлические ветви контуров передачи через зубчатые редукторы 7, 8 и 16, что вызывает саморасклинивание муфт 12, ! 7 и 15 свободного хода и,тем самым, двухсторонний разрыв кинематической связи между входным 6 и выходным 13 валами передачи. Режим нейтрали может быть использован для трогания машины с места без сцепления, прогрева и заводки двигателя без нагрузки.

Для заднего хода машины дистанционный привод 20 двухсторонне заклинивает реверсивную муфту 10, двухсторонне расклинивает реверсивную муфту 12, сохраняет двухстороннее расклинивание реверсивной муфты 14 и опорожнение гидротрансформатора при открытом клапане 21. Тем самым разрываются кинематические связи выходного вала 13 передачи с ведомой шестерней зубчатого редуктора 3 и водилом планетарного ряда 1, которое блокируется на корпус 11 передачи, а также разрываются все гидравлические ветви ее контуров. При этом, в соответствии с кинематикой передачи прямого хода, оказывается самозаклиненной односторонняя муфта 17 свободного хода третьей основной ступени передачи и саморасклиненной односторонняя муфта 15 свободного хода. Тем самым между входным 6 и выходным 13 валами передачи образуется механическая двухпоточная ступень заднего хода с одним потоком последовательно через зубчатый редуктор 3, коронную и солнечную шестерни планетарного ряда 1 при остановленном водиле, зубчатые редукторы

7, 8 и солнечную шестерню планетарного ряда 2, вторым потоком последовательно через зубчатый редуктор 4, заклиненную муфту 17 свободного хода и коронную шестерню планетарного ряда 2 и суммарным потоком на водиле этого планетарного ряда, передаваемым на выходной вал 13 передачи.

839755 тью первой ступени — заведомо наибольшее значение общего рабочего силового диапазона dao непрерывного регулирования в совмещении передачи с газотурбинным двигателем.

"1

«) Й1 где

1г с1)

11 М2 М3

1" /З Ф

С(13

1 b «

"n)In

) Q) 45 ьа/ М2.

50 наименьшие

Для заводки машины буксиром дистанционный привод 20 двухсторонне расклинивает реверсивные муфты 10 и 12, двухсторонне заклинивает реверсивную муфту 14 и обеспечивает заполнение гидротрансформатора при закрытом клапане 21. Изменение направления силового потока буксируемой машины приводит к саморасклиниванию односторонних муфт 17 и 15 свободного хода. Тем самым выключаются все ступени прямого хода и образуется двухсторонняя механическая связь между ведущим выходным 13 и ведомым входным 6 валами передачи.

Синтез предлагаемой передачи (фиг. 3) по характеристикам прямого хода ведут при разбиении всех ступеней по условиям, обеспечивающим падение КПД «1 ) на первой ступени и «1, «), ц на промежуточных ступецэ 3/ч нях передачи до одинакового значения) „

= 0,8 по действующему стандарту на рабочий силовой диапазон регулирования для транспортной гидромеханической передачи любого типа: для первой ступени передачи— по предлагаемому соотношению

-- производная скоростного передаточного отношения второй ступени передачи по скоростному передаточному отношению гидротрансформатора; и i« — соответственно, скоростное пе«1 редаточное отношение и коэффициент трансформации гидротрансформатора на первой ступени передачи, для промежуточных ступеней передачи — по известному соотношению где „вЂ”. и —. — производные скоростного пеdÜ«. С«,« "4 редаточного отношения предыдущеи основной ступени по скоростному передаточному отношению последующей основной ступени передачи; наибольшее значение КПД

««1< õ передачи при переключении указанных ее ступеней.

При данном выборе числа и ступеней передачи и канонической координаты М стоповой точки ее второй ступени такое разбиение, по сравнению с иными вариантами, обеспечивает заведомо наибольшее значение рабочего силового диапазона 80э непрерывного регулирования собственно передачи, а в связи с неограниченной прозрачносБ

Эти диапазоны, в том числе 8це (фиг. 7), при таком оптимальном разбиении ступеней возрастают с увеличением числа п ступеней передачи, выбор которого определяется наименьшим числом и для обеспечения заданл

)О ного общего диапазона doo,t и простоты схемы, и с увеличением канонической координаты M g стоповой точки второй ступени, выбор которой определяется максимально допустимой глубиной противовращения турбинного колеса гидротрансформатора, обеспечивающей устойчивый режим гидродинамическсго замедления передачи, но, в отличие от известйой передачи, не зависит от устойчивости гидротрансформатора на первой ступени тягового режима прямого хода и

20 условий совмещения передачи с двигателем, что расширяет конструктивный выбор параметров при ее синтезе.

Канонические координаты стоповых точек первой ступени М ) =ою, второй ступе25 ни М, третьей ступени Мя и четвертой ступени М4 = 0 определяют канонические координаты промежуточных ступеней передачи

Д)

1 — —.

414 а с учетом канонической характеристики

i(i ) применяемого гидротрансформатора и экстремальные значения КПД передачи на этих ступенях: наибольшие

55 1/л - j . )„+ф

/3 3

«/t«„+@2 - z/ /)«Ц+Ц

839755

/4 /т 1 3/

= „

1 2/ 3/, п

VI1OX

Автоматическое переключение всех ступеней передачи с помощью односторонних муфт 14, 12, 17 и 15 свободного хода в ука15 занных точках характеристик прямого хода конструктивно обеспечивается надлежащИМ ВЫбОрОМ МОдуЛя К1 И Ке, ПЛаНЕтарных рядов 1 и 2 и передаточных отношений

"з i<„, ip6 i Р ь убчатых редукторов 20

3, 4, /, 8 и 16, которые однозначно определяют параметры характеристик по выражениям (1) — (6) 2 1 т .

d! 1 1 р) 61 4+К

41 «о+К, I р,, О(!о

) Ф

1)в И+К) "p II (<+kg) 1p

8 30 р 1Р

М=К - 1 МК вЂ” —.

ip„P g 3 1р р в том числе возможность одновременного использования зубчатого редуктора 3 по из- 35 вестному назначению для создания механииеской ветви в контуре планетарного ряда 1 и по новому назначению для создания механической ветви параллельно контуру этого планетарного ряда на первой ступени передачи.

Передача

Элементы редлагаемая Известная

Т I

Гидротрансформатор 1 I

Планетарный ряд 1 1 2

1 2 1 3

Чесоосная зубчатая пара

2 2 4

2 3 5 причем при разбиении ступеней по оптимальным соотношениям (1), (2) указанные значения, соответственно, связаны между собой равенствами

<о

"х/ з/ л =0,8 (>

В примере кинематической схемы (фиг. 1) с гидротрансформатором ГЗ-530-275 ГОСТ

20228-74 и характеристиками при Nz= 1,0 (фиг. 3 — 7) выполнение соотношений (1)— (6) создает. следующие параметры характеристик передачи:

М 1 =oo; М z = 1,000; М з = 0,387;

M4= 0; 1„, = 0,030; 1рц= 0,224; 1,.,„= 0,380;

Ч,*., =«(3! =г(„= 0,88(; 1q = Q max 0 800 « 13 l< 50

Ъ 1 которые обеспечиваются следующими конструктивными ее параметрами:

К q = 4,2524; К 2.= 2,0000; 1р — — 0,2123;

1р = 0,2000; iy = 1,0827; ip = 1,2395;

1 Р, ь — — 0,8339. ss

При этом указанное значение передаточного отношения 1е редуктора 3 (фиг. 6) по предлагаемому соотношению (1) созда14 ет равенство = g = 0,8 и, тем самым, заведомо наибольшее значение рабочего силол вого диапазона передачи clpg = 3,9277 по сравнению со всеми иными значениями ip, вызывающими неравенством ф f (a известной контрольной схеме кс на 4 ступени при М < = 1,0 с тем же гидротрансформатором диапазон д,р = 3,2939 íà 19,2% меньше и не зависит от соотношения (1), которое относится только к предлагаемой передаче).

Абсолютные значения диапазона 8 в предлагаемой и известной (2) передачах при З-х, 4-х и 5-ти основных ступенях с указанным гидротрансформатором, определенные в функции от параметра Мя в его допустимых границах Мg 1,0, при оптимальном разбиении ступеней по соотношениям (1) и (2) для предлагаемой и по соотношению (1) для известной передачи (фиг. 7), свидетельствуют о том, что предлагаемая передача: а) при одинаковом числе n = 3 — 5 основных ступеней позволяет повысить значЕние диапазона f<11, соответственно, на

12 — 21%; б) в связи с повышенной (до полной) прозрачностью увеличивает общий диапазон 1б в совмещении с двухступенчатым газотурбинным двигателем, соответственно, на 50 — 63% и с одноступенчатым газотурбинным двигателем, соответственно, на

25 — 35%; причем доводит этот диапазон в совмещении с последним до значений, соответственно,10,6 †!2,3, что впервые позволяет использовать гидромеханическую многоконтурную передачу в машинах высокой проходимости не только с двухступенчатым, но и с одноступенчатым газотурбинным двигателем широкого назначения; в) при сокращении числа и ступеней создает существенный выигрыш по КПД и тяговой функции f в зоне малых скоростей машины (на фиг. 5 тягово-экономические характеристики предлагаемой схемы по фиг. 1 — 4 на 4 ступени в сравнении с контрольной известной схемой кс на 5 ступеней с одинаковыми названными гидротрансформатором и двигателем);

r) равное число и ступеней имеет при меньшем числе силовых элементов и равном числе элементов гидропривода.

Соотношение силовых элементов и элементов гидропривода в передачах с равным числом ступеней приведено в таблице.

15 !

Продолжение таблицы

Передача агаемая

Элементы редл Известная 4 г г 2 !3 ) 4

Муфта свободного хода: реверсивная 3

3 3

3 3 3

l 2 3

Итого силовых элементов 9

10 14 10 13 17

Золотник распределителя 4

4 4 4 4 4

Клапан опорожнения 1

1 1 1

Насос напорной магистрали 2

2 2 2

2 2

Дистанционный привод 1

Итого элементов гидропривода 8

8 8 8

8 8

Формула изобретения

50

Вал передачи 2 2 2 2 2 2 односторонняя О 1 2

Из таблицы следует, что по структуре предлагаемая передача на 3 — 4 ступени примерно эквивалентна известной передаче на одну ступень ниже, поэтому при равной сложности она позволяет повысить рабочие диапазоны 811 и Йр11 более интенсивно, чем показано выше для равного числа ступеней.

Указанные преимущества характеризуют возможности повышения тягово-динамических и экономических показателей при одновременном упрощении схемы, создаваемые при использовании предлагаемой передачи вместо известной, и расширяют возможные области ее применения с газотурбинным двигателем.

Гидромеханическая многоконтурная передача транспортного средства, содержащая гидротрансформатор, автоматически переключаемые с помощью односторонних муфт свободного хода параллельные суммирующие дифференциалы второй и средних основных ступеней, связанные своими ведущими звеньями посредством зубчатых редукторов, соответственно, с насосным и турбинным колесами гидротрансформатора, а ведомым звеном — с выходным валом передачи, автоматически переключаемый посредством односторонней муфты свободного хода параллельный упомянутым дифференциалам зубчатый редуктор высшей основной ступени, связанный своим ведущим звеном с турбинным колесом гидротрансформатора

5 ! о !

40 и ведомым звеном через упомянутую муфту — с выходным валом передачи, и систему управления, причем указанная муфта свободного хода включения дифференциала второй ступени выполнена реверсивной и установлена между выходным валом и ведомым звеном этого дифференциала, которое через .первую дополнительную реверсивную муфту свободного хода связано с корпусом передачи, а ведомое звено зубчатого редуктора между входным валом передачи этим дифференциалом через вторую дополнительную реверсивную муфту свободного хода связано с выходным валом передачи, упомянутые односторонние муфты свободного хода включения дифференциалов средних основных ступеней свя Заны с одним из их ведущих звеньев и колесом гидротрансформатора, а система управления выполнена в виде управляемого клапана опорожнения гидротрансформатора и управляемых клапанов по количеству реверсивных муфт свободного хода, при этом управляющая полость клапана опорожнения гидротрансформатора, обе управляющие полости первой дополнительной реверссивной муфты свободного хода, одна управляющая полость реверсивной муфты свободного хода дифференциала второй ступени и второй дополнительной реверсивной муфты свободного хода с источником давления рабочей жидкости гидравлически связаны через соответствующие управляемые клапаны, а вторая управляющая полость реверсивной муфты свободного хода дифференциала второй ступени с этим источником сообщена непосредственно, отличающаяся тем, что, с целью расширения рабочего силового диапазона непрерывного регулирования собственно передачи путем создания первой трехпоточной ступени прямого хода и увеличения ее прозрачности при сохранении всех остальных указанных режимов и сокращении числа силовых элементов передачи, зубчатый редуктор между входным валом передачи и дифференциалом второй ступени выполнен с передаточным отношением, определяемым по формуле г 1

1 —, л ! б1 1 Р4

1! р1 1„„.„ где — производная скоростного передаточного отношения второй ступени передачи по скоростному передаточному отношению гидротрансформатора;

it. u i — соответственно, скоростное пеР! редаточное отношение и коэффициент трансформации гидротрансформатора на первой ступени передачи;

„. — минимальное значение КПД передачи на промежуточных ступенях, 839755

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

f7 а вторая управляющая полость второй до полнительной реверсивной муфты свободно го хода гидравлически связана с управляющей полостью клапана опорожнения гидротрансформатора с возможностью обеспечения саморасклинивания этой муфты на режиме прямого хода в сторону вращения выходного вала.

l. Авторское свидетельство СССР № 483288, кл. В 60 К 17/10, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2801752/11, кл. В 60 К 17/10, 23.04.79 (прототип).

Фиг.2

839755

10 /

1/ 03

0,7

01

024

023

022

5,0

ОЯ

025

Риа 7

d4 0

-01

0,20.

2,0

ВНИИПИ Заказ 4626/15 Тираж 732 Подписное

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

tps

О25