Гидромеханическая передача

 

Изобретение позволяет расширитцдиапазон регулирования гидромеханической передачи. Редуктор обратного вращения соединяет выходной вал с солнечным колесом. Муфта свободного хода установлена между колесом и входным валом, соединенным с водилом. В обводном канале установлен редукционный клапан. Насосное колесо выполнено с двумя венцами лопастей - осевым и центробежным. Турбинное колесо выполнено осевым, расположено по ходу потока за первым направляющим аппаратом перед осевым венцом насосного колеса. Переключающее устр-во выполнено в виде приемной кольцевой камеры, образованной корпусом и двумя кольцевыми дисками с осевыми отверстиями, установленными в корпусе между направляющими аппаратами перед их входами, сообщенными, отверстиями с камерой, расположенной по ходу потока за центробежным венцом насосного колеса и сообщенной обводным каналом с малым контуром циркуляции. 2 ил., ti*^Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано как автоматическая бесступенчатая коробка передач для автомобилей различ-" ной грузоподъемности.Известна гидромеханическая передача, содержащая двухконтурную масляную систему. Первый контур обеспечивает работу устройства в режиме холостого хода,жогда усилие вращения ведущего вала не передается ведомому валу. Гидравлическая жидкость свободно циркулирует по первому контуру, В движение ее приводит лопастной насос, же,стко соединенный с валом, который через систему дифференциалов связан с ведущим и ведомым валами. Передачу мощности от ведущего вала к ведомому обеспечивает работа второго контура системы. Упомянутый рыше лопастной насос на^ гнетает жидкость во второй масляный контур и, тем самым, приводится в движение гидротурбина, жестко соединенная с ведомым валом.Однако эта гидррмеханическая передача автоматически не обеспечивает движение транспортного средства накатом, т.е. его движение по инерции после разгона. Для этих целей к ней дополнительно подключается механическая коробка передач, позволяющая отсоединить ведомый вал от ведущих колес транспортного средства. Кроме того указанная гидромеханическая передача в силу своих конструктивных особенностей не может обеспечить движение транспортного средства на повышенной передаче, когда скорость вращения ведомого вала превышает скорость вращения ведущего.Целью изобрете(;«ия является расширение диапазона регулирования передачи.fOXJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 Н 41/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

M 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4726841/29 (22) 15,06.89 (46) 15.02.92. Бюл. М 6 (75) В. В. Помазан и Ю. В. Помазан (53) 621,226.5(088.8) (56) Патент США М 1855222, кл. 60 — 54, 1932. (54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА (57) Изобретение позволяет расширить,диапазон регулирования гидромеханической передачи. Редуктор обратного вращения соединяет выходной вал с солнечным колесом.

Муфта свободного хода установлена между колесом и входным валом, соединенным с водилом. В обводном канале установлен редукционный клапан. Насосное колесо выИзобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано как автоматическая бесступенчатая коробка передач для автомобилей различ= ной грузоподъемности.

Известна гидромеханическая передача, содержащая двухконтурную масляную сис.тему. Первый контур обеспечивает работу устройства в режиме холостого хода, когда усилие вращения ведущего вала не передается ведомому валу. Гидравлическая жидкость свободно циркулирует по первому контуру. В движение ее приводит лопастной насос, жестко соединенный с валом, который через систему дифференциалов связан с ведущим и ведомым валами, Передачу мощности от ведущего вала к ведомому обеспечивает работа второго контура системы. Упомянутый выше nîïàcòíîé насос нагнетает жидкость во второй масляный контур и, тем самым, приводится в движе„„5Q 1712711 А1 полнено с двумя венцами лопастей — осевым и центробежным. Турбинное колесо выполнено осевым, расположено по ходу потока за первым направляющим аппаратом перед осевым венцом насосного колеса.

Переключающее устр-во выполнено в виде приемной кольцевой камеры, образованной корпусом и двумя кольцевыми дисками с осевыми отверстиями, установленными в корпусе между направляющими аппаратами перед их входами, сообщенными.отверстиями с камерой, расположенной Ro ходу потока за центробежным венцом насосного колеса и сообщенной обводным каналом с малым контуром циркуляции. 2 ил, ние гидротурбина, жестко соединенная с ведомым валом.

Однако эта гидррмеханическая передача автоматически не обеспечивает движение транспортного средства накатом, т.е.

его движение по инерции после разгона.

Для этих целей к ней дополнительно подключается механическая коробка передач, позволяющая отсоединить ведомый вал от ведущих колес транспортного средства.

Кроме того указанная гидромеханическая передача в силу своих конструктивных особенностей не может обеспечить движение транспортного средства на повышенной передаче, когда скорость вращения ведомого вала превышает скорость вращения ведущего.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования передачи.

1712711

На фиг. 1 показана гидрохимическая пе- Планетарный механизм расположен в редача, общий вид, на фиг. 2 — разрез по рабочем цилиндре2 взонебольшогоконтура и содержит два соосно установленные

Гидромеханическая передача включает вала — ведомый вал с солнечной шестерней в себя два (большой и малый) замкнутых 5 18 и ведущий вал 19 с водилом 20. Водило масляных контура, разделенных между со- 20, имеющее форму колеса, содержит лопабой приемной кольцевой камерой 5, распо- стной центробежный нагнетающий маслоложенной по всей окружности картера под насос 21. Он расположен по краям правой крышкой 4 окружности на правой стороне водила 20.

Малый замкнутый контур расположен 10 Лопатки насоса располагаются под приемна правой стороне картера (в правой крыш- ной кольцевой камерой 5. Водило 20 содерке 4) и включает.в себя приемную кольцевую жит также откачивающий прямоточный, камеру 5, соединенную сливными масляны- маслонасос 22 с радиальным расположеними каналами 6 с маслосборником 7. Масля- ем лопаток. Лопатки маслонасоса 22 распоные каналы расположены радиально в 15 ложены в колесе водила 20 вместо спиц, правой крышке, а м

4 маслосборник 7 нахо- левой части водило имеет специальный выдится под ней. ступ в виде обоймы 23.

В правой части солнечной шестерни вежены направляющие лопатки реактора 8. домого вала 18 находится наружная обойма

Приемная кольцевая камера 5дополнитель- 20 с лунками переменного сечения 25 и блокино соединяется с маслосборником 7 через рующими роликами 26. Внутренняя обойма редукционный клапан 9, находящийся с на- 23, блокирующие ролики 26, и наружная ружной стороны на правой крышке 4, обойма с лунками переменного сечения 5

В приемной кольцевой камере 5уста- образуют муфту свободного хода. Муфта новлено клапанное переключающее уст- 25 свободного хода обеспечивает автоматичеройство. Клапанное переключающее скую блокировку ведомого вала 18 с ведуустройство имеет вид беличьего колеса, со- щим валом 19 в момент движения стоящего иэ двух колец. Кольца соединены транспорта по инерции. перемычками пластинчатых клапанов 10, На левой стороне водила 20 в специальо ные окна 11. 30 ных буксах 27 на осях 28 установлены три

29.

К нное пе еключающее устройство цилиндрические шестерни — сателлиты — 9 вн т енней и имеет механизм управления, содержащий Шестерни — сателлиты 29 с внутр зубчатый сектор 12 и зубчатый вал привода внешней стороны замкнуты зацеплением с рычагом 13, Зубчатый сектор 12 установ- между солнечной шестерней ведомого вала лен на колесе клапанного переключающего 35 18 и гидродинамически колесом, которое соустройства между пластинчатыми клапана- держит коронную шестерню 30, С внешней ми 10. Рычаг вала привода 13 шарнирно стороны коронная шестерня 30 жестко соесоединен с тягой акселератора. При враще- динена с прямоточной турбиной 31, имеюнии колеса клапанного переключающего ус- щей радиальное расположение лопаток. тройства кольцевая приемная камера 5 40 Гидродинамическое колесо свободно врапоочередно соединяется с масляными кана- щается на ведомом валу 18. При этом лопат-лами малого или большого контуров. ки турбины 31 размещены напротив направляющих каналов 17, Большой замкнутый контур расположен Предлагаемая гидромеханическая пена левой стороне картера и включает в себя 45 редача передает вращающее усилие только приемную кольцевую камеру 5, последова- в одном направлении, Для изменения нательно соединенную переходными масля- правления вращения на выходе к левой ными каналами 14 .с распределительной крышке 3 подсоединяется механическое ускольцевой камерой 15. Масляные каналы 14 тройство — редуктор обратного вращения. расположены по окружности картера между 50 Гидромеханическая передача работает кожухом 1 и рабочим цилиндром 2. Распре- следующим образом. Ведущий вал 19 переделительная кольцевая камера 15 располо- дает вращающее усилие двигателя водилу жена по окружности картера под левой 20, которое несетнасебешестерни — сателкрышкой 3. Большой контур соединяется с литы 29 планетарного механизма. Центмасляными карманами 16, имеющими ради- 55 ральный нагнетающий маслонасос 21 альные направляющие каналы 17, Каналы постоянно подает масло из маслосборника

7 расположены в левой крышке 3. В 7в приемную кольцевую камеру 5. большой замкнутый контур включается Одновременно откачивающий прямовсе свободное пространство картера и мас- точный маслонасос 22 постоянно откачивалосборник б 7. ег масло из турбинного пространства в

1712711 маслосборник 7, уменьшая сопротивление масла при свободном вращении гидродинамического колеса. В момент рабочих нагрузок этим уменьшается сопротивление при протекании масла через турбину 31, Дальнейшая работа гидромеханической передачи может быть условно разделена на шесть режимов:

1 работа устройства на месте без движения транспорта с работающим двигателем;

2 работа устройства в начале движения транспорта;

3 работа устройства при переменных нагрузках;

4 работа устройства на прямой передаче;

5 работа устройства на повышенной передаче;

6 работа устройства при движении транспорта по инерции, Режим 1, Клапанное переключающее устройство всегда в момент остановки двигателя автоматически включает гидросистему на малый замкнутый контур. При запуске двигателя масло поступает от центробежного маслонасоса 21 в приемную кольцевую камеру 5 и свободно сливается по:сливным масляным каналам 6 в маслосборник 7.

В маслосборнике 7 из-за вращения ведущего вала 19, соединенного с водилом 20, масло закручивается и по направляющим лопаткам реактора 8 направляется к центробежному маслонасосу 21, В этом режиме масло циркулирует по малому:замкнутому контуру. В большой замкнутый контур масло не поступает. Его переходные масляные каналы 14 в это время закрыты левым клапаном 10 клапанного переключающего устройства.

При работе устройства в.режиме 1 сателлиты 29, расположенные на осях 28 с левой стороны водила 20, совершают два разных вращательных движения, Во-первых, они свободно вращаются на водиле 20 по окружности солнечной шестерни ведомого вала 18, При этом ведомый вал на стоянках блокирован нагрузкой ведущих колес.

Во-вторых, имея упор в зацеплении с солнечной шестерней, сателлиты 29 вращаются на осях 28. Таким образом, участвуя в двух совместных движениях, сателлиты вращают гидродинамическое колесо. Гидродинамическое колесо свободно вращается на ведомом вал 18 в одну и ту же сторону с ведущим валом 19. При этом отношение частот вращения гидродинамического колеса и ведущего вала 19 определяется величиной передаточного числа планетарного механизма.

Ведомый и ведущий валы 18, 19 в комплексе с гидродинамическим колесом представляют собою трехзвенное устройство, в котором гидродинамическое колесо выпол5. няет роль гидротурбинного тормоза, управляющего осевым вращением сателлитов 29.

При совместном круговом движении сателлитов 29 с водилом 20 ведущий и ведомый валы в режиме 1 не имеют жесткой

10 связи между собою. Такая связь появляется только после переключения гидросистемы с малого замкнутого контура на большой.

Режим 2. Механизм управления клапанным переключающим устройством, соеди15 ненный с помощью шарниров с тягой акселератора, установлен так, что одновременно с увеличением оборотов двигателя клапанное переключающее устройство перемещается в приемной кольцевой камере

20 5„и его правый клапан 10 закрывает. сливные масляные каналы 6 малого замкнутого контура, Одновременно левый клапан 10 от-. крывает переходные масляные каналы 14 большого контура, По переходным каналам

25 14 масло последовательно поступает в распределительную кольцевую камеру 15 и распределяется по масляным карманам 16.

Масляные карманы 16 имеют на выходе радиальные направляющие каналы 17, кото30 рые направляют масло активным потоком навстречу вращению гидродинамического колеса, Поток масла тормозит вращение гидродинамического колеса. Одновременно гидродинамичеСкое колесо, содержащее ко35 ронную шестерню 30, замыкающую сателлиты.29 с внешней стороны, меняет частоту и направление вращения сателлитов 29 на осях 28, Между осевой и круговой частотами вращения сателлитов 29 нарушается синх40 ронность. Частота вращения сателлитов 29 на осях 28 с момента начала торможения отстает от круговой частоты их вращения с водилом 20. В создавшихся условиях сателлиты 29 совместным усилием с водилам 20

45 вынуждают вращаться солнечную шестерню с ведомым валом 18. При этом за счет скольжения масла на,лопатках турбины 31 достигается плавное трогание с места транспортного средства.

50 Режим 3. Скорости вращения ведущего и ведомого валов при переменных нагрузках резко и часто меняются по величине, B таких условиях планетарный механизм имеет возможность комплексно или раздельно

55 вращаться в обоих направлениях по внутреннему диаметру коренной шестерни 30, Кроме того, существует возможность вращения всего комплекса гидродинамическим колесом за счет скольжения масла в турбине

31. Управление мощностью, передаваемой

1712711 гидромеханической передачей от двигателя, осуществляется автоматически за счет автоматического изменения передаточного числа в плайетарном механизме. Это происходит из-эа изменения соотношения между осевой и круговой скоростями вращения сателлитов 29, Режим 4. В тот момент, когда частота вращения ведущего, ведомого валов и гидродинамического колеса уравняются, частота вращения сателлитов 29 на осях 28 становится равной нулю. При этом передача мощности автоматически продолжается на прямой передаче.

Режим 5. Также автоматически осуществляется передача мощности на ведущие колеса и на повышенной передаче. Это происходит, когда кинетическая мощность потока масла от нагнетающего насоса превышает мощность, необходимую для вращения ведомого вала 18 с нагрузкой; B этом случае, гидродинамическое колесо будет вращаться навстречу ведущему валу 19, а скорость вращения сателлитов 29 на осях

28 будет отлична от нуля. Гидродинамическое колесо совместно с сателлитами 29 будет вращать солнечную шестерню с ведомым валом 18, Гидродинамическое колесо и сателлиты превращаются в ведущее звено для ведомого вала 18. При этом частота вращения ведомого вала 18 становится больше частоты вращения ведущего вала 19.

Режим 6. Работа гидромеханической передачи в этом режиме обеспечивается двумя устройствами: клапанным переключающим устройством и муфтой свободного хода. В случае прекращения подачи мощности от двигателя на ведущий вал 19 клапанное переключающее устройство автоматически переключает гидросистему с большого замкнутого контура на малый контур. При этом гидродинамическое колесо совместно с сателлитами 29 разблокирует солнечную шестерню ведомого вала

18. Ведущий и ведомый валы 18 и 19 автоматически разьединяются. Ведомый вал 18 продолжает вращение от усилия ведущих колес. его частота вращения больше частоты вращения ведущего вала 19. Блокирующие ролики 26, расположенные в лунках переменного сечения наружной обоймы 25, обгоном по внутренней обойме 23 на водиле

20 перемещаются в лунках в сторону малого диаметра и блокируют солнечную шестерню

18 с водилам 20 на весь период движения транспорта по инерции. Отключение муфты свободного хода происходит автоматически

5 в обратном порядке. При этом блокирующие ролики 26 перемещаются в лунках в стороны большого диаметра, где находятся в свободном состоянии во время движения.

Формула изобретения

10 Гидромеханическая передача, содержащая корпус с установленным в нем входным и выходным валами, трехзвенным дифференциалом, состоящим из солнечного колеса эпицикла, водила и сателлитов, и

15 гидродинамической передачей с насосным, турбинным колесами, двумя направляющими аппаратами, клапанным переключающим устройством и маслосборником, образующими с корпусом два замкнутых

20 контура циркуляции — большой, включающий маслосборник, насосное колесо, установленное на водиле, первый направляющий аппарат, клапанное устройство, турбинное колесо, жестко соединенное с

25 эпициклом, и малый контур, включающий маслосборник, насосное колесо, переключающее устройство и второй направляющий аппарат, о т л и ч а ю щ и е,с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирова3О ния передачи, она снабжена редуктором обратного вращения. соединяющим выходной вал с солнечным колесом, муфтой свободного хода, установленной между последним и входным валом, соединенным с водилам, и

35 обводным каналом; с установленным в нем редукционным клапаном, насосное колесо выполнено с двумя венцами лопастей — осевым и центробежным турбинное колесо выполнено осевым, расположено по ходу

40 потока эа первым направляющим аппаратом перед осевым венцом насосного колеса, переключающее устройство выполнено в виде приемной кольцевой камеры, образованной корпусом и двумя кольце45 выми дисками с осевыми отверстиями, установленными в корпусе между направляющими аппаратами перед их входами, сообщенными посредством отверстий с камерой, расположенной по ходу потока за

50 центробежным венцом насосного колеса, и дополнительно сообщенной посредством обводного канала с малым контуром циркуляции.. 1712711

1712711 фиг. 2

Составитель А,Кабакова

Редактор M.Âàñèëüåâà Техред M.Moðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 525 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101