Гидрообъемно-механическая передача планетарного типа трансмиссии транспортного средства

 

Использование: изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к бесступенчатому приводу хода. Сущность изобретения: гидрообъемно-механическая передача содержит три трехзвенных и один пятизвенный дифференциальные механизмы, три тормоза и две фрикционные муфты. Передача обеспечивает пять диапазонов переднего хода и один заднего. На каждом диапазоне включается один фрикционный элемент управления. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению.

Бесступенчатые гидрообъемно-механические передачи (ГОМП), применяемые в транспортной технике, должны обеспечивать высокие функциональные характеристики.

Известны бесступенчатые гидрообъемно-механические передачи, обеспечивающие несколько диапазонов регулирования за счет переключения соответствующих фрикционных элементов управления.

Например, центральная ГОМП трансмиссии гусеничной машины содержит входной и выходной валы, три управляемых тормоза, одну фрикционную муфту, гидрообъемную передачу (ГОП), состоящую из двух гидромашин, связанных между собой гидравлической связью, и пять трехзвенных дифференциальных механизмов [1] Входной вал ГОМП связан с первыми звеньями первого и второго дифференциальных механизмов и с валом первой гидромашины. Второе звено первого дифференциального механизма связано с первым звеном третьего дифференциального механизма, второе и третье звенья которого связаны с первыми и вторыми звеньями четвертого и пятого дифференциальных механизмов соответственно. Второе звено второго дифференциального механизма связано с третьим звеном четвертого дифференциального механизма. Первый тормоз связан с третьим звеном пятого дифференциального механизма, второй тормоз с третьим звеном второго, а третий с третьим звеном первого. Фрикционная муфта установлена между первым и третьим звеньями второго дифференциального механизма. Выходной вал связан с вторым звеном пятого дифференциального механизма, а его первое звено с второй гидромашиной.

ГОМП имеет четыре диапазона переднего хода. Передаточное число ГОП в каждом диапазоне изменяется от -1 до +1. Фрикционные элементы управления переключаются без скольжения. На первом диапазоне включен первый тормоз, на втором второй тормоз, на третьем третий тормоз, на четвертом фрикционная муфта. ГОМП обеспечивает изменение передаточного числа от ∞ до 0,57.

Недостатком передачи является неравномерная загрузка ГОП по диапазонам. Так, на IV диапазоне через ГОП проходит 0,143, на III 0,2, на II 0,333 мощности двигателя, а на I 100% Поэтому такие ГОМП можно применять только для быстроходных машин. При максимальной скорости 70 км/ч первый диапазон обеспечивает движение на скоростях 0-7 км/ч. Именно этот диапазон скоростей используется в инженерных машинах при бульдозерных работах и рыхлении грунта (3-5 км/ч). Следовательно, использование ГОМП в инженерных машинах требует повышенной установочной мощности ГОП.

Известна наиболее близкая к предлагаемой гидрообъемно-механическая передача, содержащая входной и выходной валы, ГОП, состоящую из одной регулируемой гидромашины и одной нерегулируемой, два тормоза и две фрикционные муфты, три дифференциальных механизма планетарного типа. Первое звено первого дифференциального механизма связано с входным звеном и валом регулируемой гидромашины, второе с валом нерегулируемой гидромашины, а третье с первым звеном второго дифференциального механизма. Второе звено второго и первое третьего дифференциального механизма связаны с выходным звеном, а соответственно третье и второе с первым и вторым тормозами. Второй дифференциальный механизм может блокироваться первой фрикционной муфтой, четвертое звено первого дифференциального механизма связано с третьим звеном третьего механизма. Пятое звено первого дифференциального механизма связано через вторую фрикционную муфту с выходным валом [2] ГОМП имеет четыре диапазона переднего хода. На первом диапазоне включен второй тормоз, на втором первый тормоз, на третьем вторая фрикционная муфта, а на четвертом первая. ГОМП имеет рациональную разбивку диапазонов, однако количество диапазонов (4) не позволяет реализовать высокую силу тяги, требуемую для инженерных режимов работы на первом диапазоне, без существенного увеличения установочной мощности ГОП.

Изобретение позволяет повысить тяговое усилие машины за счет увеличения числа диапазонов передачи до пяти.

Это достигается тем, что гидрообъемно-механическая передача, содержащая гидрообъемную передачу с регулируемой и нерегулируемой гидромашинами, первая из которых соединена с входным валом, три дифференциальных механизма, первое звено первого из которых соединено с валом регулируемой гидромашины, а третье звено с первым звеном второго дифференциального механизма, второе звено которого и первое звено третьего дифференциального механизма связаны с выходным звеном, тормоза, первый из которых установлен на третьем звене второго дифференциального механизма, а второй на втором звене третьего дифференциального механизма, и две фрикционные муфты, одна из которых установлена с возможностью блокировки второго дифференциального механизма, а через вторую фрикционную муфту четвертое звено первого дифференциального механизма соединено с выходным звеном, снабжена дополнительным дифференциальным механизмом, первое звено которого соединено с валом нерегулируемой гидромашины, а второе с выходным звеном, и дополнительным тормозом, соединенным с четвертым звеном первого дифференциального механизма, причем третье звено третьего дифференциального механизма соединено с четвертым звеном первого дифференциального механизма.

На чертеже приведена кинематическая схема передачи с ориентировочным соблюдением взаимного расположения ее составных элементов.

Гидрообъемно-механическая передача трансмиссии транспортного средства содержит входной вал 1, который связан с регулируемой гидромашиной 2 гидрообъемной передачи 3 и с водилом 4 четырехзвенного дифференциального механизма 5. Нерегулируемая гидромашина 6 связана с солнечной шестерней 7 трехзвенного дифференциального механизма 8 и с солнечной шестерней 9 четырехзвенного механизма 5. Эпициклическая шестерня 10 трехзвенного механизма 8 связана с тормозом 11, а его водило 12 с водилом 13 трехзвенного дифференциального механизма 14, с водилом 15 трехзвенного дифференциального механизма 16 и с выходным звеном 17. Эпициклическая шестерня 18 дифференциального механизма 14 связана с тормозом 19, а его солнечная шестерня 20 с эпициклической шестерней 21 дифференциального механизма 5 и через фрикционную муфту 22 с выходным звеном 17. Эпициклическая шестерня 23 дифференциального механизма 5 связана с солнечной шестерней 24 трехзвенного дифференциального механизма 16 и через фрикционную муфту 25 с выходным звеном 17. Эпициклическая шестерня 26 дифференциального механизма 16 связана с тормозом 27. Дифференциальный механизм 8 имеет блок сателлитов 29, дифференциальный механизм 14 блок сателлитов 30, а дифференциальный механизм 16 блок сателлитов 31.

Передача работает следующим образом.

Для получения первого диапазона необходимо включить тормоз 11. Поток мощности при этом передается через входной вал 1, связь между входным валом и гидромашиной 2, гидромашину 6, связь между гидромашиной 6 и солнечной шестерней 7, блок сателлитов 29 на водило 12 и далее на выходное звено 17. При положительном направлении вращения вала гидромашины 6 (по отношению к входному звену) на первом диапазоне получается передний ход, при отрицательном задний.

Для получения второго диапазона включается тормоз 19. Поток мощности с входного вала 1 передается на водило 4 дифференциального механизма 5 и через блок сателлитов 28 на эпициклическую шестерню 21. Направление потока через ГОП зависит от направления вращения вала гидромашины 6. При положительном направлении вращения вала гидромашины (по отношению к входному валу) поток мощности от входного вала 1 передается через связь между входным валом и гидромашиной 3, гидромашину 3, гидромашину 6, связь между гидромашиной 6 и солнечной шестерней 9 на шестерню 9, через блок сателлитов 28 на эпициклическую шестерню 21, сливаясь с первым потоком мощности. Далее поток через солнечную шестерню 20, блок сателлитов 29 и водило 13 передается на выходное звено 17.

При отрицательном направлении вращения в замкнутом контуре образуется циркулирующий поток мощности от блока сателлитов 28, проходящий через солнечную шестерню 9, через связь солнечной шестерни 9 с гидромашиной 6, через связь гидромашин 6 и 2 на входной вал 1, где сливается с входным потоком мощности и передается на водило 4. Часть общего потока через блок сателлитов передается на солнечную шестерню 9, а часть на эпициклическую шестерню 21 и далее через солнечную шестерню 20, блок сателлитов 30, водило 13 на выходное звено 17.

Для получения третьего диапазона включается тормоз 27. Поток мощности с входного вала 1 передается на водило 4 дифференциального механизма 5 и далее через блок сателлитов 28 на эпициклическую шестерню 23. Направление потока мощности через ГОП зависит от направления вращения вала гидромашины 6. При отрицательном направлении вращения (относительно входного вала) поток мощности от входного вала передается через связь гидромашины 2 с входным валом, через гидромашины 2 и 6, связь между гидромашиной 6 и солнечной шестерней 9 на солнечную шестерню 9 и далее через блок сателлитов 27 на эпициклическую шестерню 23 дифференциального механизма 5.

При положительном направлении вращения поток мощности от блока сателлитов 27 через солнечную шестерню 9, связь между солнечной шестерней 9 и гидромашиной 6, связь гидромашин 6 и 2 передается на входной вал 1, где сливается с входным потоком мощности и передается на водило 4. Часть общего потока через блок сателлитов передается на солнечную шестерню 9, а часть на эпициклическую шестерню 23 и далее через солнечную шестерню 24, блок сателлитов 31, водило 15 на выходное звено 17.

Для получения четвертого диапазона включается фрикционная муфта 22. Направление потоков мощности в передаче в основном совпадает с направлением потоков мощности на втором диапазоне, но с эпициклической шестерни 21 поток мощности передается через фрикционную муфту 22 непосредственно на выходное звено 17.

Для получения пятого диапазона включается фрикционная муфта 25. Направление потоков мощности в передаче в основном совпадает с направлением потоков мощности на втором диапазоне, но с эпициклической шестерни 23 мощность передается через фрикционную муфту 25 непосредственно на выходное звено 17.

Изменение связей между звеньями дифференциальных механизмов, снабжение передачи дополнительным дифференциальным механизмом с тормозом позволит получить пять диапазонов передач вместо четырех.

Гидрообъемная передача передает 50% мощности двигателя. В предлагаемой гидрообъемно-механической передаче на втором диапазоне на тех же скоростях движения гидрообъемная передача передает не больше 30% мощности двигателя. При одинаковых установочных мощностях гидрообъемной передачи изобретение обеспечит соответствующее увеличение силы тяги, что расширит возможности машины. Несмотря на то, что на первом диапазоне гидрообъемная передача передает 100% входной мощности, ее загрузка такая же, как в прототипе за счет уменьшения величины диапазона в два раза. Положительным свойством предлагаемой гидрообъемно-механической передачи является наличие заднего хода.

Формула изобретения

ГИДРООБЪЕМНО-МЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА ПЛАНЕТАРНОГО ТИПА ТРАНСМИССИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая гидрообъемную передачу с регулируемой и нерегулируемой гидромашинами, первая из которых соединена с входным валом, три дифференциальных механизма, первое звено первого из которых соединено с валом регулируемой гидромашины, второе звено с валом нерегулируемой гидромашины, а третье звено с первым звеном второго дифференциального механизма, второе звено которого и первое звено третьего дифференциального механизмов связаны с выходным звеном, тормоза, первый из которых установлен на третьем звене второго дифференциального механизма, а второй на втором звене третьего дифференциального механизма, и две фрикционные муфты, ода из которых установлена с возможностью блокировки второго дифференциального механизма, а через вторую фрикционную муфту четвертое звено первого дифференциального механизма соединено с выходным звеном, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным дифференциальным механизмом, первое звено которого соединено с валом нерегулируемой гидромашины, а второе с выходным звеном, и дополнительным тормозом, соединенным с четвертым звеном первого дифференциального механизма, причем третье звено третьего дифференциального механизма соединено с четвертым звеном первого дифференциального механизма.