ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ Российский патент 2002 года по МПК F16H47/04 F16H47/08 

Изобретение относится к многодиапазонным гидромеханическим передачам и может быть использовано в транспортном машиностроении в качестве центральной коробки передач в трансмиссиях гусеничных транспортно-тяговых машин, двухзвенных гусеничных машин, гусеничных шасси лесопромышленных машин, гусеничных промышленных и сельскохозяйственных тракторов, коробок передач колесных тягачей большегрузных автопоездов, землеройно-транспортных машин, грейдеров, погрузчиков и др.

Из патентной литературы известна коробка передач транспортного средства, содержащая входной и выходной валы, связанные между собой шестернями постоянного зацепления, и два планетарных механизма с фрикционными элементами управления, расположенных соосно друг другу, гидротрансформатор и механизм реверсирования (см. Авторское свидетельство 903226 от 23.05.80).

Известен также опоражниваемый гидротрансформатор, содержащий корпус, установленные в нем с образованием замкнутой полости насосное и турбинное колеса и реактор с неподвижной опорой (см. Авторское свидетельство 1455100 от 01.10.88).

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является гидромеханическая трансмиссия, содержащая ведущий и ведомый валы, гидрообъемную передачу, включающую две гидромашины, из которых по крайней мере одна выполнена регулируемой, механическую передачу, включающую дифференциал, выполненный в виде планетарных механизмов, образующий с гидрообъемной передачей замкнутый контур, а также переключающее устройство, выполненное в виде трехзвенного планетарного механизма (см. Патент 209672 от 12.07.93).

Однако такие передачи имеют узкие диапазоны изменения передаточного числа трансмиссии, узкие интервалы бесступенчатого регулирования скорости машины и сложную конструкцию.

Задача изобретения состоит в расширении функциональных возможностей коробок передач, снижении динамических нагрузок, упрощении конструкции за счет того, что в гидромеханической трансмиссии от ведущего вала до эпициклической шестерни одного из дифференциалов установлен опоражниваемый гидродинамический трансформатор.

Технический результат выражается:
- в уменьшении числа диапазонов гидромеханической трансмиссии до двух;
- в получении широких интервалов бесступенчатого регулирования скорости машины и удельных сил тяги;
- в использовании качеств гидротрансформатора: автоматичность, бесступенчатость, снижение динамических нагрузок, обеспечение устойчивой работы двигателя;
- в упрощении конструкции за счет исключения муфты одного из диапазонов, муфты свободного хода и блокировочного фрикциона гидротрансформатора;
- в повышении надежности трансмиссии и снижении ее стоимости.

Указанная задача достигается за счет того, что в гидромеханической трансмиссии, содержащей ведущий и ведомый валы, гидрообъемную передачу, включающую две гидромашины, из которых по крайней мере одна выполнена регулируемой, механическую передачу, включающую согласующие передачи и дифференциалы, выполненные в виде планетарных механизмов, образующие с гидрообъемной передачей замкнутые контуры, в кинематическую цепь от ведущего вала до эпициклической шестерни одного из дифференциалов установлен опоражниваемый гидродинамический трансформатор.

Новым является то, что в кинематическую цепь гидромеханической трансмиссии от ведущего вала до эпициклической шестерни одного из дифференциалов установлен опоражниваемый гидродинамический трансформатор.

Установка в гидромеханической трансмиссии опоражниваемого гидродинамического трансформатора позволяет уменьшить число диапазонов гидромеханической трансмиссии до двух; получить широкие интервалы бесступенчатого регулирования скорости машины и удельных сил тяги; использовать качества гидротрансформатора: автоматичность, бесступенчатость, снижение динамических нагрузок, обеспечение устойчивой работы двигателя; упростить конструкцию за счет исключения муфты одного из диапазонов, муфты свободного хода и блокировочного фрикциона гидротрансформатора; повысить надежность трансмиссии и снизить ее стоимость.

На чертеже представлена кинематическая схема гидромеханической трансмиссии.

Гидромеханическая трансмиссии содержит ведущий 1 и ведомый 2 валы, входной редуктор 3, опоражниваемый гидродинамический трансформатор 4, гидрообъемную передачу 5, дифференциал 6 первого диапазона и дополнительной передачи, дифференциал 7 второго диапазона, согласующую передачу 8 первого диапазона; согласующую передачу 9 второго диапазона; привод объемного насоса 10, привод гидромотора 11 первого диапазона и дополнительной передачи; привод 12 второго диапазона; управляющие элементы: тормоз 13 дополнительной передачи и муфту 14 второго диапазона.

Входной редуктор 3 представляет собой цилиндрическую зубчатую передачу, состоящую из шестерен 15 и 16, и соединяет ведущий вал 1 с гидротрансформатором 4.

Опоражниваемый гидродинамический трансформатор 4 состоит из насосного колеса 17, турбинного колеса 18, колеса реактора 19.

Гидрообъемная передача 5 включает две гидромашины: объемный насос 20 и гидромотор 21. Насос 20 является регулируемым и связан с ведущим валом 1 через привод насоса 10.

Дифференциал 6 выполнен в виде планетарного механизма, состоящего из эпициклической шестерни 22, водила 23 с сателлитами 24 и солнечной шестерни 25. Эпициклическая шестерня 22 через согласующую передачу 8, состоящую из шестерен 26 и 27 соединена с турбинным колесом 18 гидротрансформатора 4. Солнечная шестерня 25 через привод гидромотора 11, состоящий из ряда цилиндрических передач с шестернями 28, 29 и 30, соединена с гидромотором 21. Водило 23 соединено с ведомым валом 2.

Дифференциал 7 выполнен в виде планетарного механизма, состоящего из эпициклической шестерни 31, водила 32 с сателлитами 33 и солнечной шестерни 34. Водило 32 через согласующую передачу 9, состоящую из шестерен 35 и 36, и муфту 14 соединено с турбинным колесом 18 гидротрансформатора 4. Солнечная шестерня 34 через привод гидромотора 12, состоящий из ряда цилиндрических передач с шестернями 37, 38 и 39, соединена с гидромотором 21. Эпициклическая шестерня 31 соединена с ведомым валом 2.

Привод насоса 10 состоит из шестерен 40 и 41. Шестерня 40 соединена с ведущим валом 1, а шестерня 41 с насосом 20.

Управляющие элементы: тормоз 13 дополнительной передачи и муфта 14 второго диапазона.

Гидромеханическая трансмиссия имеет два диапазона и дополнительную передачу:
- первый двухпоточный диапазон с гидротрансформатором и гидрообъемной передачей, когда происходит разветвление потоков мощности и гидротрансформатор заполнен; диапазон используется при трогании машины с места и разгоне;
- второй двухпоточный объемный гидромеханический диапазон, когда в механизмах происходит циркуляция или разветвление потоков мощности, а гидротрансформатор опорожнен; на диапазоне выполняется основное движение машины;
- дополнительная передача - полнопоточный объемный гидромеханический диапазон - когда вся мощность передается через объемный гидропривод.

Первый двухпоточный диапазон образуется при заполненном гидротрансформаторе 4, муфта 14 и тормоз 13 выключены.

Мощность передается в режиме разветвления двумя потоками: от ведущего вала 1 через входной редуктор 3, гидротрансформатор 4, согласующую передачу 8 к эпициклической шестерне 22 дифференциала 6; от ведущего вала 1 через привод насоса 10, гидрообъемную передачу 5, привод гидромотора 11 к солнечной шестерне 25, и от водила 23 к ведомому валу 2. Параметр регулирования насоса изменяется в пределах 0...-1, а передаточное отношение гидротрансформатора изменяется в пределах 0...1.

Второй двухпоточный объемный гидромеханический диапазон образуется при включении муфты 14, тормоз 13 выключен, гидротрансформатор 4 опорожнен.

Мощность передается в двух режимах: в режиме циркуляции и в режиме разветвления.

Мощность в режиме циркуляции передается по замкнутому контуру передач: от ведущего вала 1 через входной редуктор 3, муфту 14, согласующую передачу 9 к водилу) 32 дифференциала 7, в котором мощность разделяется на два потока: от эпициклической шестерни 31 к ведомому валу 2 и в противоположном направлении - от солнечной шестерни 34 через привод гидромотора 12, гидрообъемную передачу 5, привод насоса 10 к ведущему валу 1. Параметр регулирования насоса изменяется в пределах -1...0.

Мощность в режиме разветвления передается двумя потоками: от ведущего вала 1 через входной редуктор 3, муфту 14, согласующую передачу 9 к водилу 32 дифференциала 7; от ведущего вала 1 через привод насоса 10, гидрообъемную передачу 5, привод гидромотора второго диапазона 12 к солнечной шестерне 34 дифференциала 7, в котором мощность суммируется и от эпициклической шестерни 31 передается к ведомому валу 2. Параметр регулирования насоса изменяется в пределах 0...+1.

Дополнительная передача - полнопоточный объемный гидромеханический диапазон - образуется при включении тормоза 13. Муфта 14 выключена, гидротрансформатор 4 опорожнен. Мощность передается от ведущего вала 1 через привод насоса 10, регулируемый насос 20, гидромотор 21, привод гидромотора 11 к солнечной шестерне 25 и при остановленной эпициклической шестерне 22 через водило 23 к ведомому валу 2. Параметр регулирования насоса изменяется в пределах 0...+1 или 0...-1, при этом движение машины обеспечивается как передним, так и задним ходом.

Трансмиссия предназначена для трансмиссий транспортных машин. Трансмиссия содержит ведущий и ведомый валы, гидрообъемную передачу, включающую две гидромашины, из которых по крайней мере одна выполнена регулируемой, механическую передачу, включающую согласующие передачи и дифференциалы, выполненные в виде планетарных механизмов, образующие с гидрообъемной передачей замкнутые контуры, при этом в кинематическую цепь от ведущего вала до эпициклической шестерни одного из дифференциалов установлен опоражниваемый гидродинамический трансформатор. Технический результат: повышение надежности. 1 ил.

Гидромеханическая трансмиссия, содержащая ведущий и ведомый валы, гидрообъемную передачу, включающую две гидромашины, из которых по крайней мере одна выполнена регулируемой, механическую передачу, включающую согласующие передачи и дифференциалы, выполненные в виде планетарных механизмов, образующие с гидрообъемной передачей замкнутые контуры, отличающаяся тем, что в кинематическую цепь от ведущего вала до эпициклической шестерни одного из дифференциалов установлен опоражниваемый гидродинамический трансформатор.