ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА Российский патент 1995 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к гидромеханическим передачам и средствам регулирования скорости.

Известна гидромеханическая передача, преимущественно трактора, содержащая входной и выходной валы, смонтированные в корпусе две гидромашины для работы в режиме насоса и мотора и орган управления производительностью гидромашин.

Недостатком известной передачи является сложность конструкции и высокая металлоемкость.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что гидромашины выполнены шестеренного типа, одна из шестерен каждой из которых связана с соответствующим валом, а другая шестерня каждой из гидромашин установлена в корпусе свободно в кольцевых проставках. Смежные концы осей последних из упомянутых шестерен размещены в общей центральной проставке корпуса, смонтированного поворотно и с возможностью осевого перемещения от органа управления для изменения величины зоны зацепления шестерен обеих гидромашин.

На фиг. 1 изображена схема гидромеханической передачи - трансформатора крутящего момента и скорости; на фиг. 2 - схема выполнения выточки на поверхности гидроподжимной проставки-втулки; на фиг. 3 - схема расположения шестерен и изменения их положения при изменении скорости в зависимости от нагрузки; на фиг. 4 - зависимость частоты вращения выходного вала от перемещения Х корпуса органом управления.

Гидромеханическая передача содержит входной вал 1, втулку 2, ведущую шестерню 3 в проставке поворотного корпуса 4 с втулками-проставками 5 и шестернями 6 одной гидромашины, втулки 7 и шестерни 8 механической связи с шестерней 9, установленной между гидроподжимными втулками-проставками 10 выходного вала 11 второй гидромашины с возможностью вращения и перемещения вилкой 12 и рычагом 13 при регулировании скорости выходного вала в пределах, допускаемых пустотами 14.

Проставка корпуса имеет крышки 15 и уплотнение 16. Выточки 17 и отверстия 18 для цапф допускают перемещение проставки корпуса для синхронного изменения рабочих объемов 19, гидравлической связи 20, шестерен 3 и 6 с рабочих полостей 21 около шестерен 8 и 9 пружинами 22 и поршнями 23 в полостях 24, соединенных с напорной линией. При этом положение проставки корпуса 4 можно определить соотношением сил пружин 22 и поршней 23 без участия человека рычагом 13 и датчиком режима.

Входной вал 1, шестерни 3 и 6 гидромашины в проставке корпуса 4 и шестерни 8 и 9 гидромашины выходного вала 11 составляют гидромеханический преобразователь и механическую передачу. Шестерни 3 и 9 валов 1 и 11 связаны шестернями 6 и 8 в кольцевой проставке корпуса 4, установленной поворотно с возможностью перемещения, изменения зон зацепления шестерен обеих гидромашин, каждая из которых может работать в режимах насоса, мотора, муфты и корректировать механическую передачу.

Таким образом, гидромеханическая передача образована из шестерен, составляющих одновременно механическую и гидрообъемную передачи. При этом взаимодействие шестерен с жидкостью и между собой может совместить функции объемной и механической передач, а синхронное взаимно-противоположное изменение зон зацепления шестерен обеих гидромашин допускает управление по нагрузке.

Гидромеханическая передача трактора работает следующим образом.

При вращении шестерни 3, 6 и 9 впадинами переносят жидкость из входной линии в напорную. Избыточное давление жидкости во входной линии воспринимается зубьями в моторном режиме и преобразует во вращение. В каждом режиме обеих гидромашин поток механической энергии корректируется в зависимости от величины зоны зацепления шестерен. Для машинного регулирования подачи и расхода обеих гидромашин величины зон зацепления шестерен регулируются перемещением проставки корпуса 4 относительно валов 1 и 11 в пределах, допускаемых полостями 14. По мере относительного перемещения шестерен органами 12 и 13 управления синхронно изменяется активная длина, величины зон зацепления шестерен и соотношение режимов насоса, мотора, муфты и механической передачи одновременно. Часть объемов около выточек 17 выключается, так как порции жидкости из впадин не вытесняются. Синхронное противоположное изменение зон зацепления шестерен, т.е. подачи и расходы обеих гидромашин перемещением Х, корпуса определяет частоту вращения выходного вала 11. При перемещении органами управления корпуса на Х относительно валов 1 и 11 влево выходной вал вращается относительно корпуса 4 быстро, т.е. "скольжение" увеличивается, а при перемещении вправо - уменьшается. Такое перемещение разностью сил пружин 22 и поршней 23 снижает участие человека в управлении. Если давление жидкости (нагрузка) увеличивается, то пружина сжимается, корпус реактивной силой поршня 23 в полости 24 перемещается влево и увеличивает частоту вращения выходного вала относительно корпуса 4, наоборот, при уменьшении давления пружина перемещает корпус в другую сторону, уменьшает частоту вращения вала 11 относительно корпуса 4, отнимается от частоты вращения вала 1, то остаточная частота вращения вала 11 снижается с увеличением частоты вращения вала в противоположную сторону, т.е. частота вращения вала 1 с вычетом скоростей гидропреобразования насоса-муфты и мотора, и мотора-муфты-насоса дает результирующую, зависящую от разности сил давления жидкости и пружин. В итоге сила пружин 22 повышает остаточную частоту вращения вала 11, а сила давления жидкости снижает ее. Упругую силу пружин 22, нагрузку можно регулировать при настройке известными способами.

Бесступенчатое и главное регулирование зоны зацепления шестерен подачи и расхода, момента нагрузки и частоты отражает взаимовлияние механического и объемного потоков. Частота вращения выходного вала П изменяется относительно частоты вращения входного вала П₁насосом-мотором-муфтой П_н, мотором-насосом-муфтой П_м в зависимости от их рабочих объемов Q_н, Q_м, КПД η гидромеханического преобразования потока энергии
П = П₁- П_н- П_м; П_н= Qη/Q_н; П_м=
В зависимости от потока мощности, нагрузки и пределов изменения скорости передачу можно использовать для управления коробкой скоростей планетарной передачей.

Возможность работы в качестве муфты сцепления гидромеханического трансформатора, регулятора скорости, увеличителя крутящего момента, ходоуменьшителя, датчика нагрузки и объемного привода расширяет область использования и функциональные возможности гидромеханической передачи.

Использование: изобретение относится к гидромеханическим передачам тракторов и может быть использовано для бесступенчатого регулирования скорости движения. Сущность изобретения: входной и выходной валы снабжены шестернями механической и гидравлической связей с шестернями корпуса. Корпус установлен подвижно и содержит механизм перемещения, гидромеханический трансформатор силовой передачи образован из синхронно управляемых пар шестерен. Гидромеханическая передача передает основной поток энергии без двойного преобразования. Изменение скорости и момент нагрузки обеспечивается гидравлическими потоками и работой шестерен в качестве насоса, мотора и муфты. Относительное вращение шестерен и валов во вращающемся и перемещающемся относительно входного и выходного валов корпусе обеспечивает регулирование выходной скорости. 4 ил.

ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА преимущественно трактора, содержащая входной и выходной валы, смонтированные в корпусе две гидромашины для работы в режиме насоса и мотора и орган управления производительностью гидромашин, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, гидромашины выполнены шестеренчатого типа, одна из шестерен каждой из которых связана с соответствующим валом, а другая шестерня каждой из гидромашин установлена в корпусе свободно в кольцевых проставках, при этом смежные концы осей последних из упомянутых шестерен размещены в общей центральной проставке корпуса, смонтированного поворотно и с возможностью осевого перемещения от органа управления для изменения величины зоны зацепления шестерен обеих гидромашин.