Гидромеханическая трансмиссия транспортного средства

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств, преимущественно легковых автомобилей. Сущность изобретения: гидромеханическая трансмиссия транспортного средства содержит гидротрансформатор, состоящий из насосного, турбинного колес и реактора, а также демпфера крутильных колебаний и муфты свободного хода. Планетарный редуктор содержит три многодисковых сцепления, ленточный тормоз, муфту свободного хода, многодисковый тормоз и гидравлическую систему управления. Последняя состоит из гидравлического насоса 6, редукционного клапана 23, клапана 25 ручного управления, дроссельного клапана 28, клапана 30 центробежного давления, трех клапанов 22, 26 и 27 автоматического переключения передач, клапана 35 блокировки, распределительного клапана 37 и ограничительного клапана 36. Распределительный клапан 37 позволяет осуществлять синхронизацию включения и выключения многодисковых сцеплений и ленточного тормоза. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные качества транспортного средства за счет введения дополнительного диапазона на третьей передаче. Кроме того, повышается надежность работы трансмиссии. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств, преимущественно легковых автомобилей.

Известна гидромеханическая трансмиссия транспортного средства, содержащая гидротрансформатор, планетарный редуктор выполненный по схеме "Ravigneauх", при многодисковых сцепления, два ленточных тормоза муфту свободного хода, гидравлическую систему, включающую масляный насос, клапаны автоматического переключения передач, и позволяет получить четыре передачи вперед и одну передачу заднего хода. Синхронизация переключения передач обеспечивается управлением ленточного тормоза 2-й и 4-й передачи двумя гидравлическими цилиндрами, имеющие две полости управления, при этом одна из полостей соединена с питающей магистралью одного и многодисковых сцеплений, согласуя тем самым время включения сцепления и выключения ленточного тормоза. Недостатком данной схемы является введение дополнительного цилиндра и неполная блокировка гидротрансформатора на 3-й передачи, что ухудшает топливную экономичность транспортного средства.

Цель изобретения улучшение транспортного средства на 3-й передачи путем введения дополнительного диапазона и повышение надежности работы гидромеханической трансмиссии путем обеспечения работы ленточного тормоза на 2-й и 4-й передачах с помощью одного исполнительного цилиндра и распределительного клапана.

Цель достигается тем, что исполнительный цилиндр имеет три управляющие полости, две из них имеют возможность соединения через клапаны автоматического переключения 1-2 и 3-4 с источником давления жидкости, а третья через распределительный клапан с полостями многодисковых сцеплений, кроме того, с помощью клапана блокировки имеется возможность полной блокировки гидротрансформатора на 3-й передачи, при этом насосное колесо гидротрансформатора соединено с приводом гидравлического насоса и через демпфер крутильных колебаний с входным валом планетарного редуктора, турбинное колесо гидротрансформатора соединено с турбинным валом планетарного редуктора, а реактор через муфту свободного хода имеет возможность соединения с картером коробки передач, причем турбинный вал планетарного редуктора соединен с ведущими дисками двух многодисковых сцеплений, ведомые диски которых соединены с солнечными шестернями планетарного редуктора, входной вал соединен с ведущими дисками третьего сцепления, ведомые диски которого соединены с кареткой сателлитов планетарного редуктора, которая имеет возможность соединения через муфту свободного хода и многодисковый тормоз с картером, при этом коронная шестерня планетарного редуктора соединена с выходным валом коробки передач.

Совокупность признаков заявленного технического решения ранее использовалась для решения поставленной задачи, а отличительные признаки ранее не использовались для достижения поставленной цели, что дает основание считать заявленное техническое решение удовлетворяющим критерию "существенные отличия".

На фиг.1 показана кинематическая схема гидромеханической трансмиссии; на фиг. 2 показана гидравлическая система управления гидромеханической трансмиссии.

Гидромеханическая трансмиссия содержит гидротрансформатор, состоящий из насосного колеса 1, турбинного колеса 2, реактора 3 и демпфера 4 крутильных колебаний, ведомый диск которого соединен с входным валом 5 планетарного редуктора. Насосное колесо гидротрансформатора связано с гидравлическим насосом 6 системы управления и ведущим диском демпфера 4 крутильных колебаний, а реактор 3 через муфту 7 свободного хода имеет возможность соединения с картером 8. Турбинное колесо 2 через турбинный вал 2 соединено с ведущими дисками многодисковых сцеплений 10 и 11, ведомые диски которых соединены с солнечными шестернями 12 и 13 планетарного редуктора. Входной вал 5 соединен с ведущими дисками многодискового сцепления 14, ведомые диски которого соединены с кареткой 15 сателлитов, которая соединена с ведущим элементом муфты 16 свободного хода и ведущими дисками многодискового тормоза 17, при этом ведомый элемент муфты 16 свободного хода и ведомые диски тормоза 17 соединены с картером 8. Исполнительный цилиндр ленточного тормоза 18 имеет три управляющие полости 19, 20 и 21. Управляющая полость 19 соединена с двухпозиционным клапаном 22 автоматического переключения гидравлической системы управления, в состав которой входят гидравлический насос 6, редукционный клапан 23, клапан 24 подпитки гидротрансформатора, многопозиционный клапан 25 ручного управления, три двухпозиционных клапана 22, 26 и 27 автоматического переключения передач переднего хода, датчик нагрузки двигателя дроссельный клапан 28, связанный кинематически с педалью управления двигателем, датчик скорости вращения выходного вала 29 клапан 30 центробежного давления, аккумуляторы 31-34, обеспечивающие плавное включение сцеплений и ленточного тормоза, клапан 35 блокировки гидротрансформатора, ограничительный клапан 36, распределительный клапан 37 и клапаны ИЛИ 38 и 39. Выходной момент снимается коронной шестерней 40, которая соединена с выходным валом 29.

Гидромеханическая трансмиссия работает следующим образом: При установке клапана 25 в положение D жидкость, подаваемая гидравлическим насосом 6, поступает в дроссельный клапан 28, в клапан 30 центробежного давления, через клапан 27 автоматического переключения передач в полость управления сцепления 11, при этом распределительный клапан 37 занимает левое крайнее положение, соединяя управляющую полость 21 ленточного тормоза 18 с полостью сцепления 14. Многодисковое сцепление 11 передает крутящий момент турбины 2 к солнечной шестерне 13 планетарного механизма, каретка 15 сателлитов которого блокирована муфтой 16 свободного хода. Происходит включение 1-й передачи, при этом на клапан 22 автоматического переключения передач "1-2" воздействуют сигналы от дроссельного клапана 28 и клапана 30 центробежного давления. При заданном соотношении центробежного давления и дроссельного давления происходит переключение клапана 22, в результате чего жидкость, подаваемая насосом 6 поступает в управляющую полость 19 ленточного тормоза 18. Происходят блокирование солнечной шестерни 12 и разблокирование каретки сателлитов 15, в результате чего включается вторая понижающая передача. При дальнейшем увеличении скорости вращения выходного клапана 29 происходит дальнейшее увеличение центробежного давления, вследствие чего при определенном соотношении центробежного и дроссельного давлений происходит переключение клапана 26 автоматического переключения "2-3". При этом жидкость поступает через распределительный клапан 37 в управляющую полость 21 ленточного тормоза 18 и полость многодискового сцепления 14, т.е. одновременно происходит включение сцепления 14 и выключение тормоза 18, чем достигается необходимая плавность процесса переключения. Кроме того, жидкость подводится к одной из управляющих полостей распределительного клапана 37, и по мере увеличения давления в ней до некоторого значения происходит переключение распределительного клапана 37, при этом управляющая полость 21 ленточного тормоза 18 соединяется с управляющей полостью сцепления 11. Многодисковое сцепление 14 соединено через входной вал 5 и демпфер 4 с насосным колесом 1 гидротрансформатора, поэтому при его включении одновременно происходит частичная блокировка гидротрансформатора и планетарного механизма, т. е. входной момент передается двумя потоками. Первый поток имеет следующий путь насосное колесо 1, демпфер 4, входной вал 5, сцепление 14 и каретку сателлитов 15. Второй поток от насосного колеса 1 через гидравлическую связь к турбинному колесу 2, от него через турбинный вал 9, сцепление 11 к солнечной шестерне 13. Кинематическое передаточное число гидромеханической передачи приближается к 1 и отличается от него лишь за счет проскальзывания турбинного колеса относительно насосного. По мере дальнейшего возрастания скорости движения происходит переключение ограничительного клапана 36 и становится возможным переключение "3-4". В результате переключения клапана 27 автоматического переключения управляющая полость сцепления 11 и синхронизирующая полость 21 ленточного тормоза соединяются со сливом, а дополнительная управляющая полость 20 ленточного тормоза 18 через клапан 27 с гидравлическим насосом. В результате происходит блокировка солнечной шестерни 12, т.е. включается четвертая повышающая передача. Включение ленточного тормоза и включение многодискового сцепления 11 происходит синхронно за счет того, что их управляющие полости соединяются со сливом через общую магистраль. При обратном переключении "4-3" опять же наблюдается полная синхронизация включения сцепления 11 и выключения ленточного тормоза 18 за счет одновременного подвода давления от гидравлического насоса.

При установке клапана 25 ручного управления в положение "3", предназначенного для движения в городских условиях, клапан 27 автоматического переключения передач блокируется давлением жидкости от клапана 25 ручного переключения. В данном диапазоне на третьей передаче возможна полная блокировка гидротрансформатора за счет включения сцепления 10. Это происходит на третьей передаче на скорости несколько большей, чем скорость переключения "2-3". Клапан 35 блокировки под действием центробежного давления переключается и соединяет управляющую полость сцепления 10 через клапан 38 и клапан 25 ручного управления с гидравлическим насосом 6.

При установке клапана 25 ручного управления в положение "2" клапан 26 автоматического управления и клапан 35 блокировки гидротрансформатора блокируются, делая невозможным включение 3-й передачи.

При установке клапана 25 в положение "1" блокируется клапан 22 автоматического переключения, тем самым делая невозможным включение какой-либо передачи, кроме первой. Кроме того, давление от гидравлического насоса 6 подается к дисковому тормозу 17, который блокирует муфту 16 свободного хода, что позволяет осуществить торможение двигателем.

При установке клапана 25 в положение R жидкость, подаваемая гидравлическим насосом 6, поступает через клапан 39 к дисковому тормозу 17 и через клапан 38 к многодисковому сцеплению 10. При этом происходит блокировка каретки сателлитов 15, а сцепление 10 соединяет турбинное колесо гидротрансформатора с солнечной шестерней 12, которая, обкатывая сателлиты планетарного ряда вокруг неподвижной каретки 15 сателлитов, приводит в действие коронную шестерню 40. Таким образом происходит включение заднего хода.

В таблице приведена последовательность включения муфт и тормозов.

Формула изобретения

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая гидротрансформатор, включающий в себя насосное и турбиное колеса, реактор, муфту свободного хода, планетарный редуктор, расположенный в картере, три многодисковых сцепления, два тормоза, муфту свободного хода, гидравлическую систему управления, причем два многодисковых сцепления с одной стороны связаны через турбинный вал с турбиным колесом, а с другой стороны - с солнечными шестернями планетарного редуктора, третье сцепление связано с кареткой сателлитов планетарного редуктора, выполненной с возможностью соединения с картером, коронная шестерня связана с выходным валом, а гидравлическая система управления включает в себя гидравлический насос, нагнетательная магистраль которого сообщена с клапаном ручного переключения, сообщенным с тремя клапанами автоматического переключения передач, а через один из них - с исполнительным цилиндром тормоза, а также клапан центробежного давления, отличающаяся тем, что гидротрансформатор выполнен с демпфером крутильных колебаний, один из тормозов выполнен многодисковым, а гидравлическая система управления снабжена подпружиненным двухпозиционным трехлинейным с двумя полостями управления клапаном блокировки, подпружиненным двухпозиционным с двумя полостями управления распределительным клапаном, подпружиненным двухпозиционным трехлинейным с одной полостью управления ограничительным клапаном, при этом исполнительный цилиндр выполнен с тремя управляющими полостями, насосное колесо гидротрансформатора через демпфер крутильных колебаний связано с одним из многодисковых сцеплений, многодисковый тормоз с одной стороны связан с кареткой сателлитов планетарного редуктора, а с другой стороны - с картером, первая линия клапана блокировки сообщена гидравлически с многодисковым сцеплением, вторая - со сливом, а третья сообщена через клапан ручного управления с гидравлическим насосом, первая полость управления сообщена с клапаном центробежного давления, вторая - с клапаном ручного управления, первая линия распределительного клапана сообщена с одной из полостей исполнительного цилиндра тормоза, вторая - с первой полостью управления, с клапаном автоматического управления режимов второй и третьей передач и многодисковым сцеплением, третья сообщена с второй полостью управления, с клапаном автоматического управления режимов третьей и четвертой передач и многодисковым сцеплением, первая линия ограничительного клапана сообщена с клапаном автоматического управления режимов третьей и четвертой передач, вторая - с сливом, третья - с клапаном центробежного давления и с полостью управления, причем в первой позиции клапана блокировки первая линия сообщена с второй, а во второй позиции первая линия сообщена с третьей, в первой позиции распределительного клапана первая линия сообщена, с второй, во второй позиции - с третьей, а в первой позиции ограничительного клапана первая линия сообщена с второй, а во второй позиции - с третьей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3