ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B60K17/10 F16H47/02 

Изобретение относится к приводному устройству транспортного средства.

Исходным пунктом для создания изобретения являлось транспортное средство, в частности, легковой автомобиль описанного класса с приводным двигателем, мощность которого при величине около 200 кВт передается на приводную ветвь осей через автоматическую коробку передач с гидродинамическим преобразователем. Такие автоматические коробки передач отличаются определенными недостатками по сравнению с обычными коробками переключения передач. Они обусловливают худший коэффициент полезного действия в результате потерь буксировки в области гидродинамического преобразователя и присутствующих многодисковых муфт. Кроме того, они обусловлены более длительную по времени и интенсивную реализацию ступеней числа оборотов в приводном двигателе, а также преобразование части своей кинетической энергии в трение муфты при переключении, в результате чего достигаются сравнительно плохие параметры ускорения и обусловливаются высокий расход топлива. По этой причине должны быть проведены исследования того, каким образом при использовании автомобилей этого класса мощности с другой конструкцией коробки передачи можно исключить недостатки автоматической коробки передачи и одновременно обеспечить, по меньшей мере, тот же комфорт ветви привода и те же хорошие параметры ускорения, что и при использовании коробки передач с ручным переключением. Приоритет имело, в частности, сокращение времени реализации ступеней числа оборотов в двигателе при переключении передач или смене передаточного числа с целью улучшения параметров ускорения и уменьшения расхода топлива.

Известны коробки передач успешно испытанные при эксплуатации в составе городских пассажирских автобусов, а также новые еще не построенные, однако полностью разработанные альтернативные коробки передач, для которых уже известны их принцип действия и преимущества. При этом речь идет о бесступенчатой гидростатически механической коробке передач с разветвлением мощности с одним по меньшей мере, содержащим четыре вала планетарным дифференциалом и по меньшей мере двумя гидромашинами, которые могут эксплуатироваться с возможностью регулирования в качестве двигателя или насоса. Эта так называемая SHL-коробка передач сконструирована для экстремальной эксплуатации с использованием ускоряющей передачи с соотношением числа оборотов n₁/n₂ между расположенными на входной и выходной сторонах главными валами, которое больше 1,5, причем для переключения гидромашин в процессе эксплуатации на различные валы предусмотрены пять переключаемых муфт. На основании лишь гидромеханически предусмотренной работы использующиеся гидромашины выполнены применительно к угловой мощности, которая приблизительно на 50% выше мощности приводного двигателя.

Такие гидромашины, имеющие большую размерность, являются относительно дорогими, особенно, если необходимо свести к минимуму потери утечки, и вследствие своей высокой мощности отличаются также определенными конструктивными размерами, которые могут быть сопряжены с трудностями при размещении их относительно механической части коробки передач, в частности при встраивании в легковой автомобиль. Кроме того, столь высокопроизводительные гидромашины обусловливают в зависимости от эксплуатационного состояния в большей или меньшей мере высокое шумообразование, которое оказывается неприемлемым в случае из использования в составе легкового автомобиля. Кроме того в режиме с использованием ускоряющей передачи возникает определенная гидростатическая реактивная мощность, которая является по себе нежелательной.

Цель изобретения замена гидродинамической автоматической коробки передачи на лучшее альтернативное конструктивное исполнение. Для достижения этой цели должны быть выполнены следующие требования:
в условиях полной нагрузки на двигатель должна быть обеспечена возможность режима для непрерывного ускорения автомобиля в основном без возникновения гидростатических шумов;
должны использоваться по возможности компактные, во всяком случае меньшие по сравнению с обычными SHL-коробками передач гидромашины с существенно более низкой гидростатической мощностью;
должна быть обеспечена возможность исключения доли реактивной мощности по возможности во всех областях эксплуатации;
при переключении или при смене передаточного соотношения по сравнению с автомобилем с автоматической коробки передач должна быть обеспечена возможность уменьшения потерь кинетической энергии приводного двигателя применительно к существенно лучшим параметрам ускорения и расхода топлива;
в случае отказа гидравлики высокого давления должна быть обеспечена возможность режима аварийного движения без влияния гидромашины на механическую часть коробки передач;
должна быть обеспечена возможность использования точно дозируемого и высокоэффективного режима замедления вплоть до полной остановки автомобиля.

Предлагаемый привод с возможностью как плавной эксплуатации, так и механической эксплуатации с использованием нескольких передач обладает предпочтительными характеристиками снижения расхода топлива и эмиссии отработавших газов, дает более высокую способность автомобиля к ускорению при бесступенчатой эксплуатации, способствует уменьшению шумообразования при полной нагрузке и многоступенчатом режиме со следующими преимуществами: отпадение гидростатической реактивной мощности в последней зоне, расширение зоны ускоряющей передачи на существенную величину, приблизительно 50% уменьшение встроенной гидростатической мощности на существенную величину, приблизительно одну треть; повышенная готовность мощности; сокращение времени на процессы переключения.

На фиг. 1 показана форма исполнения предлагаемого приводного устройства; на фиг. 2 диаграмма, из которой вытекают условия эксплуатации предлагаемого приводного устройства применительно к числу оборотов, мощности и скорости при бесступенчатой работе и в четырехскоростном режиме включения нагрузки SHL-коробки передач; на фиг. 3 обобщенная таблица параметров при эксплуатации предлагаемого приводного устройства, причем те или иные соотношения должны быть перенесены от указаний диапазонов в первой строке вертикально вниз в те или иные поперечные столбцы.

Приводное устройство автомобиля (фиг. 1), например, легкового автомобиля описанного выше класса, содержит приводной двигатель 1 мощностью 200 кВт и SHL-коробкой передач, бесступенчатую гидростатически-механическую коробку 2 передач с разветвлением мощности для привода колес 3/4, 3/5, которые соединены с дифференциалом 3/3 через валы 3/1, 3/2 привода осей.

SHL-коробка 2 передач содержит в качестве механической части планетарный дифференциал 4 и в качестве гидростатической части, по меньшей мере, две гидромашины H1, H2, которые могут регулироваться, а также эксплуатироваться в обоих направлениях в качестве двигателя или насоса и соединяться между собой с помощью гидравлических линий 5 и 6, управляющих работой реверсивного блока U. Обе линии 5 и 6 соединены между собой с помощью по меньшей мере одной линии 7, в которую встроен клапан D ограничения давления. Последний служит для ограничения имеющегося в распоряжении гидростатического давления. Реверсивный блок U и клапан D ограничения давления, также как и узел регулировки угла поворота гидромашин H1, H2, система регулирования и система управления работой приводного двигателя 1 и муфты K1-Kn работают с управлением командами регулирования или управления, которые поступают от электронного управляющего устройства 8. Каждая из обеих гидромашин H1, H2 развивают мощность которая составляет приблизительно 50% или меньше мощности приводного двигателя 1.

С коленчатым валом приводного двигателя 1 кинематически соединен главный вал 9, а главный вал 10 коробки 2 передач посредством соединительного вала 11 связан с дифференциалом 3/3.

Планетный дифференциал 4 содержит в случае изображенного примера исполнения стационарно соединенное с расположенным на входной стороне главным валом 9 большое солнечное колесо 12, малое солнечное колесо 13, несколько двойных солнечных колес 15 и 16, которые укреплены с возможностью вращения на ребре 14, которое стационарно соединено с расположенным на выходной стороне главным валом 10, коаксиально и стационарно соединенный с ребром 14 полый вал 17, а также полое колесо 18. Последнее оснащено внутренним зубчатым венцом 19, в зацепление с которым входят зубчатые венцы планетарных колес 16. Малое солнечное колесо 13 расположено без возможности вращения на полом валу 20, который укреплен на расположенном на входной стороне главном валу 9, несет кроме того зубчатое колесо 21 и крепит полый вал 17.

Насаженное на полый вал 20 зубчатое колесо 21 входит в зацепление с зубчатым колесом 23, которое укреплено с возможностью вращения с осевой фиксацией также на вспомогательном валу 22. Это зубчатое колесо 23 может переводиться с помощью частей 24, 25, 26 второй переключаемой муфты K2 в состояние приводного соединения со вспомогательным валом 22 или выводиться их этого приводного соединения. При замкнутой муфте K2 вторая гидромашина H2 соединена таким образом, через второе передаточное устройство, образованное частями 23, 21, 20, с малым зубчатым колесом 13.

На полом валу 17 без возможности вращения укреплено зубчатое колесо 27, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 28, которое укреплено с возможностью вращения с осевой фиксацией на первом вспомогательном валу 22, соединенным в приводном отношении с гидромашиной H2. Зубчатое колесо 28 может с помощью частей 29, 30, 31 первой переключаемой муфты K1 переводиться с состояние приводного соединения со вспомогательным валом 33 или выводиться из этого состояния соединения. При замкнутой муфте K1 вторая гидромашина H2 соединена, таким образом, через первое передаточное устройство, образованное частями 28, 27, 17, 14 с расположенным на выходной стороне главным валом 10.

На полом колесе 18 с торцевой стороны закреплено зубчатое колесо 32, в зацепление с которым входит зубчатое колесо 34, укрепленное с возможностью вращения с осевой фиксацией на втором вспомогательном валу 33. Вспомогательный вал 33 соединен с приводом отношения с гидромашиной H1. Зубчатое колесо 34 может с помощью частей 35, 36, 37 третьей переключаемой передачи K3 переводиться в состояние приводного соединения со вспомогательным валом 33 или выводиться из этого состояния приводного соединения. При замкнутой муфте K3 гидромашина H1 в результате своего числа оборотов и направления вращения определяет число оборотов и направление вращения полого колеса 18. Число оборотов расположенного на выходной стороне главного вала суммируется в основном из величин числа оборотов большого солнечного колеса 12 и полого колеса 18, которые в свою очередь определяют окружную скорость планетарных колес 15 или ребра 14. Кроме того, на расположенном на входном стороне главном валу 9 предусмотрено стационарно укрепленное на нем зубчатое колесо 38, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 39, которые укреплено с возможностью вращения с осевой фиксацией на втором вспомогательном валу 33. Это зубчатое колесо 39 может с помощью частей 40, 41, 42 четвертой переключаемой муфты K4 переводиться в состояние исполнительного соединения со вспомогательным валом 33 или выводиться из этого состояния исполнительного соединения. При замкнутой муфте K4 гидромашина H1 через ветвь 39, 38 передачи соединена с расположенным на входной стороне главным валом 9, что обеспечивает возможность экстремального режима приводного устройства с использованием ускоряющей передачи.

В соответствии с этим полое колесо 18 может с помощью частей 43, 44. 45 пятой переключаемой муфты K5 переводиться в состояние исполнительного соединения с расположенным на ведомой стороне главным валом 10 или выводиться из этого исполнительного соединения. При замкнутой муфте K5 обеспечивается, таким образом, синхронное число оборотов между полым колесом 18 и расположенным на выходной стороне главным валом 10, причем это состояние также реализуется в диапазоне ускоряющей передачи.

Следует отметить то, что SHL-коробка 2 передач может также иметь конструкцию, отличную от изображенной на фиг. 1. Основное значение имеет лишь то, что с помощью муфты K1 может устанавливаться или вновь устраняться соединение между гидромашиной H2 и расположенным на выходной стороне главным валом 10: с помощью муфты K2 может устанавливаться и вновь устраняться соединение между гидромашиной H2 и малым солнечным колесом 13; с помощью муфты K2 может устанавливаться и вновь устраняться соединение между гидромашиной H1 и полым колесом 18; с помощью муфты K4 может устанавливаться и вновь устраняться соединение между гидромашиной H2 и расположенным на стороне входа главным валом, а также с помощью муфты K5 может обеспечивать и вновь устраняться блокировка планетарного дифференциала 4.

Возможно также объединение муфт K1 и K2 к виду меньшей в пространственном отношении переключательной муфты. Кроме того, при необходимости можно также отказаться от одного из двух вспомогательных валов в зависимости от расположения гидромашин H1 и H2 на корпусе механической части коробки 2 передач.

Воздействие на исполнительное устройство компонентов K1, K2, K3, K4, K5, H1, H2, D, U коробки 2 передач и компонентов приводного двигателя 1, например, топливного насоса, дроссельных клапанов осуществляется с помощью электронного управляющего устройства 8, а именно на базе сигналов, которые водитель инициирует нажатием на педаль 46 акселлератора, тормозную педаль 47 и рычаг 48 выбора движения вперед или назад, а также за счет использования положения холостого хода и программы аварийного движения, а также на базе внутренних рабочих данных, записанных в память системе управления. Из этих эталонных сигналов и рабочих данных в соответствии с записанной в память программой микропроцессор рассчитывает необходимые меры, которые затем передаются управляющим устройствам в форме соответствующих команд переключения, управления или регулирования на подключенные компоненты приводного устройства.

С помощью такой конфигурации SHL-коробки 2 передач обеспечивается возможность либо плавной гидромеханической передачи в пяти эксплуатационных диапазонах вплоть до входа в диапазон ускоряющей передачи, либо чисто механического четырехскоростного режима с переключением нагрузки.

На фиг. 2 диапазон плавной гидромеханической передачи усилий изображены заштрихованными. При этом эти особенности дополняются данными таблицы (фиг. 3), в которой те или иные отношения по столбцам должны переводиться сверху вниз.

Пример 1. HM первый гидромеханический диапазон с n₂/n₁ не более 0,5.

Условия следующие:
гидромашина H1 действует с обратным вращением в качестве насоса, а гидромашина H2 действует с вращением в прямом направлении в качестве двигателя, характеристики величин числа оборотов n_H1, n_H2 фиг. 3;
муфты K1 и K3 замкнуты, муфты K2 и K4 разомкнуты (фиг. 3), по этой причине гидромашина H1 соединена с полым колесом 18, а гидромашина H2 через ребро 14 соединена с расположенным на ведомой стороне главным валом 10;
характеристики давления ΔP_H1, ΔP_H2 и регулировки угла поворота α_H1, α_H2 представлены на диаграмме на фиг. 3;
регулировка реверсивного блока U на фиг. 3, в соответствии с этим обе линии 5 и 6 включены в режим параллельного пропускания;
гидростатическая доля мощности N_H или H1 и H2 на диаграмме на фиг. 3.

Пример 2. HM второй гидромеханический диапазон с n₂/n₁=0,5-0,8.

Условия следующие:
гидромашина H1 действуют с вращением в прямом направлении в качестве двигателя, а гидромашина H2 действует с вращением в прямом направлении в качестве насоса, характеристики скорости вращения n_H1, n_H2 на диаграмме на фиг. 3;
муфты K2, K3 замкнуты, муфты K1, K4, K5 открыты (фиг. 3), в соответствии с этим гидромашина H1 соединена с полым колесом 18, а гидромашина H2 с малым солнечным колесом 13;
характеристики давлений ΔP_H1, ΔP_H2 и регулировки угла поворота α_H1, α_H2 на диаграмме на фиг. 3;
регулировка реверсивного блока U на фиг. 3, в соответствии с этим обе и линии 5 и 6 включены перекрестным образом в режиме пропускания;
гидростатическая доля мощности N_H или H1 и H2 на диаграмме на фиг. 3.

Переключение гидромашин H2 из состояния первоначального соединения на ведомой стороне в диапазоне 1. HM осуществляется при соотношении числа оборотов n₂/n₁= 0,47 при нулевой подаче машиной H2 и синхронном числе оборотов при неподвижном полом колесе 18 за счет размыкания муфты K1 и замыкания муфты K2.

Пример 3. HM третий гидромеханический диапазон с n₂/n₁=0,8-1.

Условия следующие:
гидромашина H1 действует со вращением в прямом направлении в качестве двигателя, гидромашина H2 со вращением в прямом направлении в качестве насоса, соотношения чисел оборотов n_H1, n_H2 на диаграмме на фиг. 3;
муфты K2 и K4 замкнуты, муфты K1 и K3 разомкнуты (фиг. 3), в соответствии с этим гидромашина H1 соединена с расположенным на входной стороне главным валом 9, а гидромашина H2 с малым солнечным колесом 13;
характеристики давления ΔP_H1, ΔP_H2 и регулировки угла поворота α_H1, α_H2 на фиг. 3, при этом обе линии 5 и 6 перекрестным образом включены в состояние пропускания;
гидростатическая доля мощности N_H для H1 и H2 на диаграмме на фиг. 3.

Переключение гидромашины H1 из состояния ее первоначального соединения на стороне полого колеса в первом (1.HM) и втором (2.HM) диапазоне, т.е. в направлении от полого колеса 18 к ведомой стороне (малое солнечное колесо 13), осуществляется при соотношении числа оборотов n₂/n₂=0,72, а именно в полностью повернутом состоянии (α_H1=max), однако при синхронном числе оборотов и без смены между сторонами давления и всасывания, т.е. при весьма непродолжительных во времени (около 0,4 c) уравновешиваниях числа оборотов и давления за счет отпирания муфты K3 и замыкания муфты K4. Поскольку в момент переключения полностью повернута также гидромашина H2 (α_H2=max), при переходе в следующее состояние кратковременно возникает весьма высокая гидростатическая доля реактивной мощности, которая маркирована на диаграмме на фиг. 3 звездочкой. По этой причине этот диапазон следует проходить по возможности быстрее или заменять третьей механической передачей (3.M).2 Пример 4. HM четвертый гидромеханический диапазон (диапазон ускоряющей передачи) с n₂/n₁=1-1,5.

Условия следующие:
гидромашина H1 действует со вращением в прямом направлении в качестве двигателей, а гидромашина H2 действует при вращении в прямом направлении в качестве насоса, соотношение числе оборотов n_H1, n_H2 на диаграмме на фиг. 3;
муфты K2 и K4 замкнуты, муфты K1, K3 и K5 разомкнуты, (фиг. 3), в соответствии с этим гидромашина H1 соединена с расположенным на входной стороне главным валом 9, а гидромашина H2 соединена с малым солнечным колесом 13;
характеристики давления ΔP_H1, ΔP_H2 и регулировки угла поворота α_H1, α_H2 на диаграмме на фиг. 3;
регулировка реверсивного блока U на фиг. 3, в соответствии с этим обе линии 5 и 6 перекрестным образом включены в состояние пропускания;
гидростатическая доля мощности N_H или H1 и H2 на диаграмме 3.

Пример 5. HM пятый гидромеханический диапазон (экстремальный диапазон ускоряющей передачи) с n₂/n₁ 1,5-4.

Условия следующие:
гидромашина H1 при вращении в прямом направлении действует в качестве насоса, а гидромашина H2 действует при вращении в обратном направлении в качестве двигателя, соотношение чисел оборотов n_H1, n_H2 на диаграмме на фиг. 3;
муфты K2 и K4 замкнуты, муфты K3 и K5 разомкнуты (фиг. 3 ) в соответствии с этим гидромашина H1 соединена с расположенным на входной стороне главным валом 9, а гидромашина H2 соединена с малым солнечным колесом 13,
характеристика давления ΔP_H1, ΔP_H2 и регулировки угла поворота α_H1, α_H2 на диаграмме фиг. 3;
регулировка реверсивного блока U на фиг. 3, в соответствии с этим обе линии 5 и 6 параллельно включены в состояние пропускания;
гидростатическая доля мощности N_H или H1 и H2 на диаграмме на фиге. 3.

При работе в диапазонах с 1.HM по 5.HM на базе указанной SHL коробки 2 передач может быть достигнута бесступенчатая гидростатически механическая передача усилия при соотношении чисел оборотов n₂/n₁=0-4, т.е. также в диапазоне ускоряющей передачи (n₂/n₁=1-1,5 и в экстремальном диапазоне ускоряющей передачи (n₂/n₁=1,5-4) с малой гидростатической долей общей переданной мощности, причем гидростатическая реактивная мощность сохраняется относительно малой или вообще не возникает за исключением случая третьего диапазона (3.HM). При трогании с места с учетом мгновенного действия вентиля ограничения давления, начиная с состояния покоя автомобиля, при полностью повернутой гидромашине H2 (α_H2=max) и действующем в том же направлении моменте гидромашины H1, а также приводного двигателя 1, возникает приводной момент, который соответствует приблизительно четырехкратному максимальному моменту приводного двигателя 1.

R движение назад в гидромеханическом режиме при n₂/n₁=0-0,5.

Условия следующие:
гидромашина H1 действует в качестве насоса, а гидромашина H2 при вращении в обратном направлении действует в качестве двигателя. Соотношение чисел оборотов n_H1, n_H2 на диаграмме на фиг. 3;
муфты K1 и K3 или выборочно K4 замкнуты, муфты K2, K5 и K4 или выборочно K3 разомкнуты, (фиг. 3), в соответствии с этим гидромашина H1 либо соединена при вращении в обратном направлении с полым колесом 18, либо выборочно с расположенным на стороне входа главным валом 9, а гидромашина H2 соединена через ребро 14 с расположенным на выходной стороне главным валом 10;
характеристики давления ΔP_H1, ΔP_H2 и регулировки угла поворота α_H1, α_H2 на диаграмме на фиг. 3;
регулировка реверсивного блока U на фиг. 3, в соответствии с этим обе линии 5 и 6 перекрестно включены в состояние пропускания;
гидростатическая доля мощности N_H для H1 и H2 на диаграмме на фиг. 3.

Если для движения задним ходом предпочтительным является качание за счет бесступенчатого перехода между режимами движения вперед и назад без определенного состояния покоя автомобиля, то в этом случае как и прежде для перехода от движения вперед к движению назад сохраняется та же конфигурация подключения (K1, K3 замкнуты) гидромашин H1, H2 (H1 подключена к 18, H2 - через 14 к 10), что и при движении вперед.

С целью повышения заднего ведомого момента при переходе в режим движения задним ходом муфта K3 может размыкаться, а муфта K4 замыкаться в совокупности с соответствующим переключением реверсного блока U, для чего необходимо кратковременное нахождение автомобиля в неподвижном состоянии.

Первая и четвертая передача могут достигаться с помощью чисто механического режима SHL коробка 2 передач, причем в результате прерывания обеих соединительных линий 5 и 6 вследствие соответствующей регулировки реверсивного блока U (на фиг. 3, в столбцах 1.M S_1-2, 4.M с помощью соответствующих символов) полностью отклоненная гидромашина H1 при малом шумообразовании и с малыми потерями фиксирует полое колесо 18, или гидромашина H2 фиксирует малое солнечное колесо 13 при соответствующих, необходимых для этого состояниях размыкания и замыкания муфт K1, K2, K3, K4, K5. Вторая и третья механические передачи достигаются в смешанном гидростатически механическом режиме перехода SHL-коробка 2 передач, причем это осуществляется за счет переключения обеих соединительных линий 5 и 6 вследствие соответствующей регулировки реверсивного блока U (фиг. 3, в столбцах 2.M S _2-3, 3.M и 3-4 с помощью соответствующих символов), а также реализации необходимых состояний размыкания и замыкания муфт K1, K2, K3, K4, K5 и необходимых мер воздействия на гидромашины H1, H2.

В отдельности для непрерывного процесса ускорения из состояния медленного движения или состояния покоя автомобиля до достижения максимальной скорости (250 км/ч) возникают следующие условия:
1.M первая механическая передача.

Муфты K1 и K3 с самого начала замкнуты, муфты K2, K4, K5 разомкнуты. Гидравлические линии 5 и 6 заперты на стороне реверсивного блока (соответствующие символы на фиг. 3). Полое колесо 18 в соответствии с этим соединено с полностью отклоненной на α_max работающей в качестве насоса гидромашиной H1, а расположенный на ведомой стороне главный вал 10 соединен с нейтрализовано вращающейся (α_min) гидромашиной H2. При возрастании числа оборота приводного двигателя 1 в области n₂/n₁=0,2-0,5 достигается точка переключения 1-2 (переход от первой передачи к второй).

Переключение на вторую передачу (2.M) осуществляется за счет размыкания муфты K1 и запирания муфты K2. Муфта K3 остается замкнутой, муфты K4 и K5 остаются открытыми, линии 5 и 6 остаются запертыми на стороне реверсивного блока (фиг. 3). Соединенная теперь с малым солнечным колесом 13 гидромашина H2 кратковременно (0,14 с) полностью отклоняется на α_max что обусловливает реализацию числа оборотов в приводной двигателе 1 (спадающая ветвь характеристики числа оборотов n₁ после точки 1-2 переключения в поле 2.HM на фиг. 2).

2.M вторая механическая передача.

Конец упомянутой выше реализации числа оборотов достигается за счет нейтрализующей регулировки (α_min) обеих гидромашин H1, H2 и осуществляемого на стороне реверсивного блока короткого замыкания линий 5 и 6. За счет этого возникает синхронное число оборотов в механической части SHL-коробки 2 передач, т.е. одинаковые окружные скорости компонентов. Сразу же после достижения этого состояния происходит замыкание также и муфты K4, муфты K2 и K3 остаются замкнутыми, муфты K1 и K5 остаются разомкнутыми. В соответствии с этим гидромашина H1 соединена отныне также с расположенным на входной стороне главным валом 9. За счет этого число оборотов приводного двигателя 1 может вновь резко возрастать до максимума.

Для перехода от второй передачи к третьей при n₂/n₁=0,7, осуществляется размыкание муфты K3. Прочие муфты K1, K2, K4, K5 остаются в существующей позиции переключателя. После этого размыкания муфты K3 гидромашины H1, H2 кратковременно (0,4 с) отклоняются на α_max, что в свою очередь обусловливает реализацию числа оборотов в приводном двигателе 1 (спадающую ветвь характеристики числа оборотов n₁ в поле 3.HM на фиг. 2) и обусловливает в механической части SHL-коробки 2 передач синхронизацию компонентов в смысле реализации той же угловой скорости. После достижения этой синхронизации достигается точка S_2-3 переключения, осуществляется переключение от второй передачи к третьей (3. M), что обеспечивается посредством замыкания муфты K5 (муфты K2, K4 остаются замкнутыми, муфты K1, K3 разомкнуты).

3.M третья механическая передача.

После замыкания муфты K5 планетарный дифференциал 4 SHL-коробки 2 передач является заблокированным. Вследствие вновь нейтрализованной (α_min) теперь регулировки обеих гидромашин H1 и H2 число оборотов приводного двигателя 1 может быть вновь быстро увеличено до максимума. На этой стадии гидромашины H1 и H2 вновь кратковременно (0,4 с) отклоняются полностью на α_max, что в свою очередь обусловливает реализацию числа оборотов в приводном двигателе 1 (спадающая ветвь характеристики числа оборотов поля 4.HM на фиг. 2).

На этой стадии достигается точка S 3-4 переключения, т.е. момент переключения с третьей передачи на четвертую (4.M). Это переключение осуществляется путем размыкания муфты K5 (муфты K2 и K4 остаются замкнутыми, муфты K1 и K3 остаются разомкнутыми) и за счет нейтрализующей регулировки гидромашины H1 применительно к состоянию α_min и регулировки работающей в качестве насоса гидромашины H2 в направлении α_max
4.M четвертая механическая передача.

После названных выше процессов переключения гидромашины H1 вновь соединена с расположенным на входной стороне главным валом 9, а гидромашина 2 с малым солнечным колесом 13, в результате чего число оборотов приводного двигателя 1 может быть вновь быстро увеличено в направлении максимума. В конце четвертой передачи может достигаться максимальная скорость движения автомобиля.

После этой фазы ускорения в целях непрерывного дальнейшего движения можно перейти в пятый гидростатически-механический диапазон 5.HM, что соответствует экстремальному режиму ускоряющей передачи при низком числе оборотов двигателя в соотношении n₂/n₁= 1,5-4. Соответствующие этому режиму условия уже были описаны выше.

Следует указать на то, что за счет кратковременного частичного устранения нагрузки при переходе с одной механической передачи на другую, что обусловливается управляющим устройством 8 с помощью соответствующего воздействия на топливный насос и дроссельные заслонки приводного двигателя 1, даже при ускорении на полной нагрузке можно удерживать шумообразование гидромашин H1 и H2 в приемлемых границах.

С целью увеличения ускорения путем ввода функции "кикдаун", информация о которой передается на управляющее устройство 8 путем полного нажатия на педаль 46 акселератора от соответствующего чувствительного элемента, может выключаться, по меньшей мере первая механическая передача и в режиме полной нагрузки приводного двигателя 1 проходиться первый гидромеханический рабочий диапазон (1. HM), однако при этом следует считаться с усилением гидростатических шумов.

При торможении автомобиля происходит накачка гидромашин H1 и H2 во всех диапазонах в направлении против по меньшей мере одного клапана D ограничении давления, в результате чего может достигать особо эффективная функция торможения с использованием соответствующей изобретению концепции привода.

При использовании фрикционной муфты K3, которая изображена на фиг. 1 штриховыми линиями, можно за счет скользящей регулировки обеспечить поддержку гидромашины H1 управляющим устройством 8 в диапазоне трогания с места и, следовательно, добиться возможности режима аварийного движения автомобиля на первых трех передачах даже при отказе гидравлики высокого давления.

При использовании фрикционной муфты K6 и, возможно, одной следующей, изображенной штриховой линией на фиг. 1, многодисковой муфты 7, можно за счет соответствующей скользящей регулировки последней с помощью команд, поступающих от управляющего устройства 8, обеспечить синхронизацию нагрузки в момент переключения гидромашины H1 и H2 на другие части коробки передач, в результате чего муфты K1, K2, K3, K4 могут быть реализованы также не только в виде синхронизированных кулачковых муфт, но и в виде простых кулачковых муфт.

Использование: в приводных устройствах транспортных средств. Сущность изобретения: приводное устройство содержит приводной двигатель 1 и гидростатически механическую коробку передач 2 с разветвлением мощности доя привода колес 3, кинематически связанных с дифференциалом 4. Коробка 2 передач содержит в качестве механической части планетарный дифференциал 4, а в качестве гидростатической части, по меньшей мере две гидромашины H1 и H2, соединенные между собой гидравлическими линиями 5 и 6, управляющими работой реверсивного блока U. Линия 5 и 6, соединены по меньшей мере одной линией 7 со встроенным в нее клапаном D ограничения давления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Приводное устройство транспортного средства, содержащее расположенную между приводным двигателем (1) и ветвью (11) привода гидростатически-механическую разветвляющую мощность передачу (2), которая имеет по меньшей мере четырехвальный планетарный дифференциал (4) с по меньшей мере двумя рядами планетарных колес (15, 16), двумя солнечными колесами (12,13), одним водилом (14) и одним колесом (короной) (18) с внутренним зубчатым зацеплением, два главных вала (9,10), образующих вход или выход и соответственно присоединяемых к различным валам планетарного дифференциала (4), и по меньшей мере две гидростатические машины (Н1, Н2), которые попеременно могут работать в качестве двигателя или насоса, отличающееся тем, что разветвляющая мощность передачи (2), кроме того, имеет замыкаемую или прерываемую с помощью включаемого сцепления (К1) кинематическую цепь (28, 27, 17, 14 ) между гидростатической машиной (Н2) и выходным главным валом (10), замыкаемую и прерываемую с помощью включаемого сцепления (К2) кинематическую цепь (23, 21, 20) между гидростатической машиной (Н2) и меньшим (13) из двух солнечных колес (12, 13), замыкаемую и прерываемую с помощью включаемого сцепления (КЗ) кинематическую цепь (34, 32) между гидростатической машиной (Н1) и короной (18), замыкаемую и прерываемую с помощью включаемого сцепления (К4) кинематическую цепь (39, 38) между гидростатической машиной (Н1) и выходным главным валом (9), первый, соединяемый с гидростатической машиной (Н2) промежуточный вал (22), второй, соединяемый с гидростатической машины (Н1) промежуточный вал (33), причем на первом промежуточном валу (22) установлены узлы (23, 30, 31) первого сцепления (К1), с помощью которого может соединяться гидростатическая машина (Н2) через кинематическую цепь (28, 27) и водило (14) с выходным главным валом (10), и узлы (24, 25, 26) второго сцепления (К2), с помощью которого может соединяться гидростатическая машина (Н2) с меньшим (13) из двух солнечных колес (12, 13) через кинематическую цепь (23, 21), причем на втором промежуточном валу (33) установлены узлы (35, 36, 37) третьего сцепления (КЗ), с помощью которого гидростатическая машина (Н1) через шестерню (34) может соединяться с короной (19), а также детали (40, 41, 42) четвертого сцепления (К4), с помощью которого гидростатическая машина (Н1) через кинематическую цепь (39, 38) может соединяться с входным главным валом (9), на выходном главном валу (10) установлены узлы (43, 44, 45) пятого сцепления (К5), с помощью которого корона (18) может соединяться с выходным главным валом (10) для блокировки планетарной дифференциальной передачи (4). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что обе гидростатические машины (Н1, Н2) своими подсоединительными элементами соединены одна с другой с помощью двух гидравлических трубопроводов (5, 6), которые с помощью переключающего блока могут переключаться на параллельный и перекрещивающийся проход, могут полностью блокироваться или замыкаться накоротко, а также соединяться с управляемым ограничивающим давление клапаном через по меньшей мере один трубопровод (7).