ОБЪЕМНАЯ ГИДРОПЕРЕДАЧА Российский патент 1995 года по МПК F16H39/14 

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в конструкциях коробок передач на транспортных средствах.

Известна объемная гидропередача, содержащая неподвижный корпус, аксиально-поршневой насос и аксиально-поршневой гидромотор, имеющие наклонные шайбы, блоки цилиндров и общий торцевой распределитель, соединенный с выходным валом, а также систему контроля давления, связанную с механизмом управления гидромотора [1]
Техническими недостатками этой гидропередачи являются сложность системы контроля давления и конструкции распределителя.

Известна также объемная гидропередача, содержащая неподвижный корпус, аксиально-поршневой насос, блок цилиндров которого закреплен на входном валу гидропередачи, а наклонная шайба установлена на выходном валу гидропередачи, и аксиально-поршневой гидромотор, блок цилиндров которого размещен концентрично блоку цилиндров насоса, а поворотная наклонная шайба кинематически связана с толкателем механизма управления, подключенного к системе контроля давления, а также торцовой распределитель, имеющий соединенные внутренними каналами окна, опертый одной поверхностью на блоки цилиндров и жестко соединенный с полым выходным валом гидропередачи, охватывающим блок цилиндров насоса [2]
Техническими недостатками данной гидропередачи являются узость диапазона регулирования, так как регулируемой является только одна из гидромашин, сложность конструкции распределителя, имеющего окна на обоих торцевых поверхностях и взаимодействующего с одной стороны с блоками цилиндров, а с другой с плоским золотником, повышенные утечки по обеим сторонам распределителя, узость компановочных возможностей, так как выходной вал не может быть соединен с ведомым рабочим органом без промежуточной зубчатой передачи, повышенные нагрузки на блок цилиндров гидромотора, поскольку на него действуют центробежные силы при вращении, невозможность полной разгрузки от давления гидромашин при выравнивании скоростей входного и выходного валов.

Технической задачей изобретения является создание конструкции объемной гидропередачи, позволяющей получить технический результат в виде расширения регулировочных возможностей, улучшения компановочных свойств, упрощения конструкции, уменьшения утечек, разгрузки блока цилиндров гидромотора от центробежных сил, а также обеспечивающей разгрузку гидромашин от давления при выравнивании скоростей входного и выходного валов.

Для решения поставленной технической задачи объемная гидропередача, содержащая неподвижный корпус, аксиально-поршневой насос, блок цилиндров которого закреплен на входном валу гидропередачи, а наклонная шайба установлена на выходном валу гидропередачи, и аксиально-поршневой гидромотор, блок цилиндров которого размещен концентрично блоку цилиндров насоса, а поворотная наклонная шайба кинематически связана с толкателем механизма управления, подключенного к системе контроля давления, а также торцовой распределитель, имеющий соединенные внутренними каналами окна, опертый одной поверхностью на блоки цилиндров и жестко соединенный с полым выходным валом гидропередачи, охватывающим блок цилиндров насоса, снабжена управляемой фрикционной муфтой для периодического соединения входного и выходного валов, блок цилиндров гидромотора закреплен в корпусе, его наклонная шайба установлена на выходном валу, а наклонная шайба насоса установлена на последнем с возможностью поворота и снабжена механизмом управления с толкателем, подключенным к системе контроля давления, при этом толкатели обоих механизмов управления размещены на выходном валу с возможностью поступательного перемещения, а обе наклонные шайбы с возможностью поворота вокруг осей, лежащих в плоскостях, перпендикулярных оси выходного вала.

Кроме этой, необходимой во всех случаях совокупности признаков, в частных случаях использования изобретения элементы фрикционной муфты, связанные с входным валом, установлены на последнем, а элементы, связанные с выходным валом, соединены с распределителем, все окна распределителя выполнены на его поверхности, опертой на блоки цилиндров, а толкатели механизмов управления выполнены в виде гидроуправляемых плунжеров, размещенных в расточках, дополнительно выполненных в выходном валу параллельно оси последнего.

Причинно-следственная связь между признаками изобретения и достигаемым техническим результатом состоит в том, что регулировочные возможности расширены за счет управления углом поворота наклонной шайбы насоса, компановочные свойства улучшены в связи с тем, что обеспечена возможность выбора направления выходного вала, не требующего обязательного совместного применения с зубчатой передачей к ведомому рабочему органу, упрощена конструкция распределителя и уменьшены утечки за счет отсутствия окон со стороны, противоположной блокам цилиндров, и исключения соответствующего плоского золотника, улучшены условия работы гидромотора за счет разгрузки его блока цилиндров от центробежных сил, обеспечена возможность соединения входного и выходного валов с помощью фрикционной муфты с одновременной разгрузкой гидромашин от давления.

На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемой объемной гидропередачи.

Объемная гидропередача содержит неподвижный корпус 1, аксиально-поршневой насос, блок 11 цилиндров которого закреплен на входном валу 12 гидропередачи, а наклонная шайба 7 установлена с возможностью поворота на полом выходном валу 4 гидропередачи, и аксиально-поршневой гидромотор, блок 2 цилиндров которого жестко закреплен в корпусе 1 (например, выполнен за одно целое с последним) концентрично блоку 11, а поворотная наклонная шайба 9 установлена на валу 4. Торцовой распределитель 6, имеющий соединение внутренними каналами 17 окна оперт одной поверхностью на блоки 2 и 11 и жестко соединен с валом 4, охватывающим блок 11. Толкатели механизмов управления, кинематически связанные с шайбами 7 и 9, выполнены в виде гидроуправляемых плунжеров 8 и 10 соответственно, размещенных в расточках, дополнительно выполненных в выходном валу 4 и подключенных каналами 18 и 19 к системе контроля давления. Шайбы 7 и 9 размещены с возможностью поворота вокруг осей 20 и 21, лежащих в плоскостях, перпендикулярных оси вала 4. Элементы управляемой фрикционной муфты 15, связанные с валом 12, установлены непосредственно на последнем, а элементы, связанные с валом 4, соединены с распределителем 6. В блоках 2 и 11 размещены плунжеры 13 и 14, опирающиеся на шайбы 7 и 9 соответственно. Блок 11 и шайба 7 размещены в расточке 5 вала 4. Насос 16 управления подключен к каналам 18 и 19. Нижняя часть корпуса 1 образует картер 3, заполненный рабочей жидкостью. Вал 12 связан с валом двигателя, например двигателя транспортного средства.

Объемная гидропередача работает следующим образом.

При запуске двигателя транспортного средства подается давление от насоса 16 через канал 19 к плунжеру 8, поворачивающему шайбу 7 насоса. Из блока 11 цилиндров через каналы 17 распределителя 6 рабочая жидкость нагнетается в блок 2 цилиндров гидромотора при максимальном давлении, так как в исходном положении удельный объем гидромотора минимальный, при этом системой контроля давления формируется сигнал по каналу 18 на поворот шайбы 9. В результате давление устанавливается на заданном уровне, расход гидромотора увеличивается и одновременно растет крутящий момент последнего. По мере разгона транспортного средства, нагрузка на выходном валу 4 уменьшается, давление в каналах 17 снижается, угол наклона шайбы 9 уменьшается. При равенстве крутящих моментов на валах 4 и 12 шайба 9 возвращается в исходное нейтральное положение, т.е. расход гидромотора равен нулю, причем блок 11 цилиндров и шайба 7 вращаются с одинаковой скоростью и жидкость насосом не нагнетается. Для полной разгрузки гидропередачи подается сигнал на муфту 15, жестко соединяющую валы 4 и 12 при установившейся скорости их вращения. В процессе работы имеет место управление как насосом, так и гидромотором, блок 2 с плунжерами 14 не нагружен центробежными силами, а утечки возможны только по той стороне распределителя 6, которая взаимодействует с блоками 2 и 11.

Использование: в гидроавтоматике, в частности в коробках передач на транспортных средствах. Сущность изобретения: объемная гидропередача содержит аксиально-поршневой насос, блок цилиндров которого закреплен на входном валу, и аксиально-поршневой гидромотор, блок цилиндров которого закреплен в корпусе, при этом наклонные шайбы насоса и гидромотора установлены на выходном валу с возможностью поворота под воздействием толкателей, размещенных в расточках выходного вала, жестко соединенного с торцовым распределителем, имеющим соединенные внутренними каналами окна и опертым одной поверхностью на блоки цилиндров. Гидропередача снабжена управляемой фрикционной муфтой для периодического соединения входного и выходного валов. Все окна распределителя выполнены на его поверхности, опертой на блоки цилиндров. 3 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. ОБЪЕМНАЯ ГИДРОПЕРЕДАЧА, содержащая неподвижный корпус, аксиально-поршневой насос, блок цилиндров которого закреплен на входном валу гидропередачи, а наклонная шайба установлена на выходном валу гидропередачи, и аксиально-поршневой гидромотор, блок цилиндров которого размещен концентрично блоку цилиндров насоса, а поворотная наклонная шайба кинематически связана с толкателем механизма управления, подключенного к системе контроля давления, а также торцевой распределитель, имеющий соединенные внутренними каналами окна, опертый одной поверхностью на блоки цилиндров и жестко соединенный с полым выходным валом гидропередачи, охватывающим блок цилиндров насоса, отличающаяся тем, что она снабжена управляемой фрикционной муфтой для периодического соединения входного и выходного валов, блок цилиндров гидромотора закреплен в корпусе, его наклонная шайба установлена на выходном валу, а наклонная шайба насоса установлена на последнем с возможностью поворота и снабжена механизмом управления с толкателем, подключенным к системе контроля давления, при этом толкатели обоих механизмов управления размещены на выходном валу с возможностью поступательного перемещения, а обе наклонные шайбы с возможностью поворота вокруг осей, лежащих в плоскостях, перпендикулярных оси выходного вала. 2. Гидропередача по п.1, отличающаяся тем, что элементы фрикционной муфты, связанные с входным валом, установлены непосредственно на последнем, а элементы, связанные с выходным валом, соединены с распределителем. 3. Гидропередача по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что все окна распределителя выполнены на его поверхности, опертой на блоки цилиндров. 4. Гидропередача по п. 1, отличающаяся тем, что толкатели механизмов управления выполнены в виде гидроуправляемых плунжеров, размещенных в расточках, дополнительно выполненных в выходном валу параллельно оси последнего.