ГИДРООБЪЕМНАЯ ТРАНСМИССИЯ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к гидроприводам транспортных средств и в первую очередь может быть использовано в качестве гидропривода шасси погрузчика с двигателем внутреннего сгорания.

Известна гидрообъемная трансмиссия колесного транспортного средства [1] содержащая гидронасос и реверсивный гидромотор, связанный с колесами транспортного средства. Гидронасос и гидромотор соединены между собой гидролиниями через трехпозиционный распределитель, управляемый с помощью рукоятки. На участке между гидронасосом и трехпозиционным распределителем напорная и сливная гидролинии соединены между собой через запорный клапан, управляемый от педали тормозного устройства.

Предлагаемая гидрообъемная трансмиссия теоретически может быть использована для торможения транспортного средства. Для этого необходимо открыть запорный клапан и переместить золотник трехпозиционного распределителя из крайнего в нейтральное положение. Однако, если это перемещение делается достаточно быстро /что нельзя исключить даже если его производит высококвалифицированный водитель/, то внутренние каналы трехпозиционного распределителя быстро перекрывается, при этом прекращается вращение гидромотора, а следовательно, и колес транспортного средства, т.е. колеса блокируются. Блокировка колес вызывает резкое и нестабильное торможение транспортного средства, что во многих случаях недопустимо. Поэтому описанную гидросъемную трансмиссию реально нельзя использовать в качестве главной тормозной системы транспортного средства, что является ее недостатком.

Изобретение направлено на решение задачи безопасного торможения транспортного средства с помощью гидрообъемной трансмиссии этого средства.

Поставленная задача решается тем, что в известную гидрообъемную трансмиссию транспортного средства, содержащую гидронасос и кинематически связанный с колесами транспортного средства реверсивный гидромотор, сообщенные между собой гидролиниями через трехпозиционный распределитель, при этом на участке между гидронасосом и трехпозиционным распределителем напорная и сливная гидролинии соединены между собой через управляемый запорный клапан, введены следующие новые элементы:
трехпозиционный распределитель имеет подпружиненный с обоих торцев золотник и две полости управления;
первая полость управления соединена первой гидролинией управления с первым источником давления управления, а вторая полость управления соединена второй гидролинией управления с вторым источником давления управления;
в первой гидролинии управления установлен первый двухпозиционный распределитель, а во второй гидролинии управления установлен двухпозиционный распределитель;
первый и второй двухпозиционные распределители имеют на своих торцах полости управления, а золотники этих распределителей подпружинены с одного торца;
полости управления двухпозиционных распределителей, выполненные со стороны подпружиненных торцев золотников этих распределителей, соединены с напорной гидролинией гидронасоса;
другая полость управления первого двухпозиционного распределителя соединена с гидролинией слива гидромотора при положении золотника трехпозиционного распределителя у второй полости управления этого распределителя;
другая полость управления второго двухпозиционного распределителя соединена с гидролинией слива гидромотора при положении золотника трехпозиционного распределителя у первой полости управления этого распределителя.

В изобретении исключается блокировка колес и обеспечивается стабильное торможение транспортного средства с помощью гидрообъемной трансмиссии этого средства.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой гидрообъемной трансмиссии колесного транспортного средства; на фиг.2 зависимость силы торможения /x/ от скорости обнуления давления источника давления управления /W/.

Гидрообъемная трансмиссия колесного транспортного средства содержит гидронасос 1, который соединен напорной гидролинией 2 и сливной гидролинией 3 с трехпозиционным распределителем 4, золотник которого подпружинен с обоих торцев, напорная гидролиния 2 соединена со сливной гидролинией 3 через управляемый запорный клапан 5. Сливная гидролиния 3 соединена с баком 6. Трехпозиционный распределитель 4 связан с гидромотором 7 посредством гидролиний 8 и 9. Первая полость управления 10 /на чертеже эта полость условно изображена в виде линии, совпадающей с верхним торцем трехпозиционного распределителя 4, соединена с двухпозиционным распределителем 11 гидролинией управления 12, а вторая полость управления 13 /на чертеже эта полость совпадает с нижним торцем трехпозиционного распределителя 4/ трехпозиционного распределителя 4 соединена с двухпозиционным распределителем 14 гидролинией управления 15. Двухпозиционный распределитель 11 связан с источником давления управления 16 с помощью гидролинии управления 17, а двухпозиционный распределитель 14 связан с источником давления управления 18 с помощью гидролинии управления 19. Двухпозиционные распределители 11 и 14 имеют на своих торцах полости управления, а золотники этих распределителей подпружинены с одного торца /на чертеже со стороны левых торцев/. Полости управления двухпозиционных распределителей 11 и 14, выполненные со стороны подпружиненных торцев золотников, соединены с напорной гидролинией 2 посредством гидролиний 20 и 21. Правая полость управления двухпозиционного распределителя 11 соединена гидролинией 22 с гидролинией 9 /эта гидролиния является сливной гидролинией для гидромотора 7 при расположении золотника трехпозиционного распределителя 4 в нижнем положении, т. е. у полости управления 13/, а правая полость управления двухпозиционного распределителя 14 соединена с гидролинией 8 /эта гидролиния является сливной гидролинией для гидромотора 7 при расположении золотника трехпозиционного распределителя 4 в верхнем положении, т.е. у полости управления 10/.

Гидрообъемная трансмиссия работает следующим образом.

Перед началом движения транспортного средства работает гидронасос 1, управляемый запорный клапан 5 находится в открытом состоянии, трехпозиционный распределитель 4 в нейтральном положении, давление в гидролиниях управления 12,17, 15 и 19 отсутствует, двухпозиционные распределители 11 и 14 находятся в открытом состоянии /т.е. золотники этих распределителей расположены в правом положении/. Рабочая жидкость, нагнетаемая гидронасосом 1 в напорную гидролинию 2, возвращается на вход этого гидронасоса через управляемый запорный клапан 5 и сливную гидролинию 3.

Для обеспечения движения транспортного средства вперед необходимо закрыть управляемый запорный клапан 5 и включить источник давления управления 16. Рабочая жидкость от источника давления управления 16 попадает в первую полость управления 10 трехпозиционного распределителя 4 и перемещает золотник этого распределителя к второй полости управления 13 /на чертеже в нижнее положение/. При этом рабочая жидкость, нагнетаемая гидронасосом 1, поступает через напорную гидролинию 2, трехпозиционный распределитель 4, гидролинию 8 в гидромотор 7, который приводит в движение транспортное средство.

Для остановки транспортного средства, движущегося вперед, необходимо открыть управляемый запорный клапан и обнулить давление источника управления 16. В зависимости от скорости обнуления /W/ указанного давления возможны два варианта работы гидрообъемной трансмиссии в процессе торможения транспортного средства.

Если W меньше некоторого значения W_о, то гидрообъемная трансмиссия работает следующим образом.

По мере уменьшения давления источника давления управления 16 золотник трехпозиционного распределителя 4 начинает перемещаться к нейтральному положению /на чертеже вверх/, что вызывает частичное перекрытие внутренних каналов трехпозиционного распределителя 4. Перекрытие этих каналов приводит к увеличению давления в гидролинии 9, что вызывает торможение гидромотора 7, а следовательно, и транспортного средства. Величина силы торможения, действующая на транспортное средство, прямопропорциональна разности давлений в гидролиниях 9 и 3. Максимальное значение давления в гидролинии 9 непрерывно возрастает при увеличении W от 0 до W_о, а при W=W_о это давление равно
,
где F усилие воздействия пружины на золотник двухпозиционного распределителя 11;
P_с давление в гидролинии 20 /оно равно давлению в сливной гидролинии 3, т.к. управляемый запорный клапан 5 открыт/;
S площадь поперечного сечения золотника двухпозиционного распределителя 11.

При W<W_о полное перекрытие внутренних каналов трехпозиционного распределителя 4 происходит после остановки транспортного средства.

Если W больше W_о, то гидрообъемная трансмиссия работает следующим образом.

По мере уменьшения давления источника давления управления 16 золотник трехпозиционного распределителя 4 перемещается к нейтральному положению, что вызывает частичное перекрытие внутренних каналов трехпозиционного распределителя 4. Давление в гидролинии 9 возрастает, но как только оно достигает величины F +P_c•S/S, золотник двухпозиционного распределителя 11 начинает перемещаться влево и частично перекрывает слив рабочей жидкости из полости управления 10, в результате чего скорость перемещения золотника трехпозиционного распределителя 4 уменьшается и устанавливается такой, что давление в гидролинии 9 поддерживается /с точностью до перерегулирования/ равным F+P_c•S/S, до момента полной остановки транспортного средства, при этом гидромотор, а следовательно, и колеса имеют возможность вращаться. После остановки транспортного средства давление к гидролинии 9 падает до 0. Золотник двухпозиционного распределителя 11 возвращается в исходное /правое/ положение, а золотник трехпозиционного распределителя 4 устанавливается в нейтральное положение.

Т. к. при W>W_о давление в гидролинии 9 поддерживается постоянным, то постоянной остается и сила торможения, действующая и на транспортное средство. Величина этой силы прямопропорциональна
F+P_c•S/S-P_C
и не зависит от W, т.е. если W>W_о, то при любом значении W обеспечивается постоянная сила торможения, требуемую величину которой легко обеспечить за счет силы F /т.е. жесткости пружины двухпозиционного распределителя/.

Зависимость силы торможения /X/, действующей на транспортное средство, от скорости обнуления давления источника давления управления /W/ при изменении W от 0 до ∞ приведена на фиг.2.

Для обеспечения движения транспортного средства назад необходимо закрыть управляемый запорный клапан 5 и включить источник давления управления 18. При этом золотник трехпозиционного распределителя 4 перемещается в верхнее положение, а рабочая жидкость от гидронасоса 1 поступает через напорную гидролинию 2, трехпозиционный распределитель 4 и гидролинию 9 в гидромотор 7.

Для остановки транспортного средства, движущегося назад, необходимо открыть управляемый запорный клапан 5 и обнулить давление источника давления управления 18. В процессе торможения транспортного средства, движущегося назад, источник давления управления 18, двухпозиционный распределитель 14 и гидролиния 8 работает точно так же, как источник давления управления 16, двухпозиционный распределитель 11 и гидролинии 9 при торможении транспортного средства, движущегося вперед.

Из этого следует, что рассматриваемый гидрообъемная трансмиссия исключает блокировку колес транспортного средства при использовании ее в качестве главной тормозной системы обеспечивает стабильное торможение транспортного средства /т.е. с постоянной силой торможения/, при этом водителю транспортного средства не требуется выдерживать скорость изменения давления управления.

Использование: в гидроприводах транспортных средств. Сущность: гидрообъемная трансмиссия колесного транспортного средства содержит гидронасос и кинематически связанный с колесами транспортного средства реверсивный гидромотор. Гидромотор и гидронасос соединены между собой гидролиниями через трехпозиционный распределитель. На участке между гидронасосом и трехпозиционным распределителем напорная и сливная гидролинии соединены между собой через управляемый запорный клапан. 2 ил.

Гидрообъемная трансмиссия колесного транспортного средства, содержащая гидронасос и кинематически связанный с колесами транспортного средства реверсивный гидромотор, сообщенные между собой гидролиниями через трехпозиционный распределитель, при этом на участке между гидронасосом и трехпозиционным распределителем напорная и сливная гидролинии сообщены между собой через управляемый запорный клапан, отличающаяся тем, что трехпозиционный распределитель имеет подпружиненный с обоих торцов золотник и две полости управления, первая из которых сообщена первой гидролинией управления с первым источником давления управления, а вторая полость управления сообщена второй гидролинией управления с вторым источником давления управления, при этом в первой гидролинии управления установлен первый двухпозиционный распределитель, а во второй гидролинии управления установлен двухпозиционный распределитель, причем первый и второй двухпозиционные распределители имеют на своих торцах полости управления, а золотники этих распределителей подпружинены с одного торца, при этом полости управления, выполненные со стороны подпружиненных торцов золотника, сообщены с напорной гидролинией гидронасоса, причем другая полость управления первого двухпозиционного распределителя сообщена с гидролинией слива гидромотора при положении золотника трехпозиционного распределителя у второй полости управления этого распределителя, а другая полость управления второго двухпозиционного распределителя сообщена с гидролинией слива гидромотора при положении золотника трехпозиционного распределителя у первой полости управления этого распределителя.