ТРАНСМИССИЯ И СПОСОБ ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F16H47/02 F16H37/06 B60W10/02 B60W10/10 

Настоящее изобретение относится к трансмиссии, а более конкретно к гибридной трансмиссии для транспортного средства, посредством которой привод может передаваться через посредство кинематической цепи механического привода к кинематической цепи транспортного средства, входящей в контактное взаимодействие с грунтом, для приведения транспортного средства в движение, или привод может передаваться благодаря функционированию гидростатического привода.

В патенте US 5946983 предложена гибридная трансмиссия, в которой кинематическая цепь механического привода устанавливается посредством шестерен, постоянно находящихся в зацеплении между собой и избирательно поддающихся вхождению в сцепление муфт выбора передаточного отношения, или из кинематической цепи гидростатического привода, которая включает в себя гидравлический двигатель. Однако кинематическая цепь гидростатического привода не отличается от устройства выбора передаточного отношения, то есть, по меньшей мере, одно устройство муфты выбора передаточного отношения должна находиться в сцеплении так, чтобы гидростатический привод мог передаваться от двигателя к выходному рабочему органу трансмиссии.

В патенте US 4242922 также описывается гибридная трансмиссия с кинематической цепью механического привода, установленной посредством постоянно находящихся в зацеплении шестерен при избирательном сцеплении муфты сцепления. Кинематическая цепь гидростатического привода и в этом случае не отличается от устройства выбора передаточного отношения, но является сквозным соединением ведущего вала, который проходит через выбираемые (не находящиеся в сцеплении) муфты сцепления устройства выбора передаточного отношения.

Для устройства выбора передаточного отношения желательно, чтобы, по меньшей мере, кинематическая цепь механического привода и компоненты привода, устанавливаемые благодаря функционированию гидравлического двигателя, отличались так, чтобы, например, существующее удачное устройство выбора передаточного отношения могло легко использоваться как часть гибридной трансмиссии.

В патенте DE 102006038093 описана трансмиссия, в которой кинематическая цепь механического привода, включающая в себя устройство выбора передаточного отношения, отличается от гидростатического привода от гидравлического двигателя. Транспортное средство с такой трансмиссией может приводиться в движение в режиме механического привода, например, на автомагистрали, или в режиме гидростатического привода во время рабочих операций, где требуются небольшие точно регулируемые скорости. Однако в этом предложении, соответствующем предшествующему уровню техники, транспортному средство необходимо быть неподвижным при выполнении перехода от одного режима привода к другому, например, для обеспечения возможности сцепления и расцепления, как требуется, скользящих (подвижных) кулачковых соединений.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения мы обеспечиваем получение трансмиссии для транспортного средства, которая включает в себя конструкцию, входящую в контактное взаимодействие с грунтом, приводимую в движение от выходного рабочего органа трансмиссии, причем трансмиссия включает в себя первый входной рабочий орган, соединенный с первичным двигателем, и второй входной рабочий орган, приводимый в движение благодаря функционированию гидравлического приводного двигателя, а трансмиссия является оперативной для передачи привода от первого входного рабочего органа к выходному рабочему органу в режиме механического привода, и от второго входного рабочего органа к выходному рабочему органу в режиме гидростатического привода, при этом первый входной рабочий орган обеспечивает подводимую мощность привода от первичного двигателя к кинематической цепи механического привода, которая включает в себя устройство выбора передаточного отношения, и для режима механического привода устройство выбора передаточного отношения обеспечивающего выбор одного из множества альтернативных передаточных отношений путем введения в сцепление и/или вывода из сцепления, по меньшей мере, одного устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, а второй входной рабочий орган соединяется через посредство привода с выходным рабочим органом, и имеется устройство муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем и вторым входным рабочим органом, который является оперативным, когда трансмиссия находится в режиме гидростатического привода, для передачи привода, установленного посредством функционирования гидравлического приводного двигателя, ко второму входному рабочему органу.

Устройство, соответствующее настоящему изобретению, обеспечивает усовершенствованную гибридную трансмиссию, в которой при низких скоростях, когда максимальный контроль требуется для маневров, например, когда транспортное средство является рабочей машиной, во время рабочих технологических операций, привод для приводной конструкции, входящей в контактное взаимодействие с грунтом, осуществляется посредством функционирования гидравлического приводного двигателя, тогда как при более высоких скоростях, например, в случае рабочей машины, при скоростях на дороге, привод может осуществляться через посредство кинематической цепи механического привода с выбранным передаточным отношением. Благодаря использованию устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении трансмиссия может изменяться между режимами механического привода и гидростатического привода, в то время как транспортное средство движется, например, при пороговой скорости.

Под устройствами муфты «переключения передачи при невыключенном сцеплении» мы имеет в виду устройства, которые включают в себя исполнительный механизм для движения входных и выходных частей во фрикционное сцепление и из фрикционного сцепления для передачи или прерывания привода соответственно. Очевидно, что обычно используется фрикционный материал, который разрешает проскальзывание между входными и выходными частями, будучи в переходном состоянии между полным фрикционным сцеплением и полным выходом из сцепления. Таким образом, привод может непрерывно быть в работе во время перехода между режимами механического привода и гидростатического привода благодаря одновременному вхождению в сцепление и выхождению из сцепления различных устройств муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении через их переходные состояния.

Функционирование трансмиссии может регулироваться контроллером. Контроллер может управляться устройством или устройствами муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении кинематической цепи механического привода для выбора передаточного отношения, например, автоматически, в зависимости от скорости транспортных средств и нагрузки, и/или контроллер может управлять устройствами муфты муфтой или муфтами переключения передачи при невыключенном сцеплении кинематической цепи механического привода для выбора передаточного отношения в ответ на входной сигнал от оператора.

В каждом случае контроллер может управлять устройством или устройствами муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении кинематической цепи механического привода и устройством муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем со вторым входным рабочим органом, для перехода (изменения) между режимами механического привода и гидростатического привода в ответ на определение состояния транспортного средства, как движущегося при пороговой скорости, и в зависимости от того, ускоряется ли транспортное средство или замедляется.

Гидравлический приводной двигатель трансмиссии, по меньшей мере, когда трансмиссия находится в режиме гидростатического привода, может обеспечиваться рабочей жидкостью (гидравлической системы) повышенного давления для приведения в действие двигателя от гидравлического насоса, который приводится в действие посредством первичного двигателя.

Двигатель и насос каждый предпочтительно являются регулируемыми устройствами, например, устройствами с наклонным диском. Насос предпочтительно постоянно соединен с первичным двигателем, то есть насос приводится в действие независимо от того, передается ли привод через кинематическую цепь механического привода или устанавливается посредством функционирования гидравлического приводного двигателя. Например, гидравлический насос может быть постоянно соединен с первым входным рабочим органом, например, посредством постоянного сцепления шестерен трансмиссии.

Выходной рабочий орган трансмиссии может быть соединен с колесами и/или гусеницами приводной конструкции, входящей в контактное взаимодействие с грунтом, при необходимости непосредственно или через посредство одного или более дополнительных компонентов трансмиссии.

В одном примере кинематическая цепь механического привода включает в себя шестерню, фиксированную для вращения с первым входным рабочим органом, и которая находится в постоянном зацеплении с шестерней, фиксированной для вращения с первым промежуточным валом, первое устройство муфты переключения передачи при невыкпюченном сцеплении, поддающееся сцеплению для соединения первого промежуточного вала с ведущим валом, и ведущий вал, имеющий шестерню, фиксированную для вращения с ведущим валом и в постоянном зацеплении с шестерней, фиксированной для вращения со вторым промежуточным валом, и второе устройство муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, поддающееся сцеплению для соединения второго промежуточного вала с первым входным рабочим органом.

Таким образом, такая трансмиссия может иметь, по меньшей мере, два передаточных отношения, поддающихся выбору благодаря сцеплению и выходу из сцепления, например, в тандеме, первого и второго устройств муфты переключения передачи при невыкпюченном сцеплении кинематическая цепь механического привода, а предпочтительно, по меньшей мере, три передаточных отношения механического привода с соответствующим числом устройств муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении кинематическая цепь механического привода, для ряда выбираемых передаточных отношений.

Ведущий вал может приводить в движение выходной рабочий орган через посредство шестерен, постоянно находящихся в зацеплении, с ведущим валом и выходным рабочим органом в линии. Например, ведущий вал и выходной рабочий орган могут быть одним элементом.

Приводной механизм, вдоль которого движение передается от второго входного рабочего органа к выходному рабочему органу, может включать в себя, по меньшей мере, пару шестерен, постоянно находящихся в зацеплении.

В одном варианте осуществления гидравлический приводной двигатель включает в себя ведущий вал двигателя, который, когда устройство муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении находится в сцеплении между гидравлическим приводным двигателем и вторым входным рабочим органом, соединяется непосредственно со вторым входным рабочим органом, который может, таким образом, быть на одной линии с гидравлическим приводным двигателем. В другом примере, хотя может иметься кинематическая цепь гидростатического привода, которая включает в себя шестерню, которая расположена на ведущем валу двигателя гидравлического приводного двигателя, и шестерня является фиксированной для вращения с ведущим валом двигателя, шестерня соединена через посредство, по меньшей мере, одной шестерни, находящейся постоянно в зацеплении, кинематической цепи гидравлического привода с промежуточным валом кинематической цепи гидравлического привода, устройство муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем и вторым входным рабочим органом, когда находится в сцеплении, соединяет промежуточный вал кинематической цепи гидравлического привода со вторым входным рабочим органом для осуществления гидростатического привода.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения мы обеспечиваем способ работы трансмиссии для транспортного средства, которое включает в себя конструкцию, входящую в контактное взаимодействие с грунтом, приводимую в движение от выходного рабочего органа трансмиссии, причем трансмиссия включает в себя первый входной рабочий орган, соединенный с первичным двигателем, и второй входной рабочий орган, приводимый в действие благодаря функционированию гидравлического приводного двигателя, и трансмиссия служащая для передачи привода от первого входного рабочего органа к выходному рабочему органу в режиме механического привода, и от второго входного рабочего органа к выходному рабочему органу в режиме гидростатического привода, первый входной рабочий орган обеспечивает подводимую мощность привода от первичного двигателя к кинематической цепи механического привода, которая включает в себя устройство выбора передаточного отношения, и для режима механического привода устройства выбора передаточного отношения обеспечивает для выбора одно из множества альтернативных передаточных отношений посредством введения в сцепление и/или выведения из сцепления, по меньшей мере, одного устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, а второй входной рабочий орган соединен через посредство приводного контура с выходным рабочим органом, и имеется устройство муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем и вторым входным рабочим органом, которая работает, когда трансмиссия находится в режиме гидростатического двигателя, для передачи привода, устанавливаемого благодаря функционированию гидравлического приводного двигателя, ко второму входному рабочему органу, при этом способ предусматривает функционирование трансмиссии в режиме гидростатического привода с устройством муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, находящимся в сцеплении и без выбора передаточного отношения посредством аппарата выбора передаточного отношения, и в то время как транспортное средство еще движется, обеспечивает выбор передаточного отношения кинематической цепи механического привода посредством введения в сцепление или выведения из сцепления, по меньшей мере, одного устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении устройства выбора передаточного отношения и выведения из сцепления устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении гидростатического привода и продолжает приводить в движение транспортное средство в режиме механического привода.

Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны со ссылкой на сопроводительные чертежи, где

фиг.1 - иллюстративная принципиальная схема трансмиссии, соответствующей настоящему изобретению, показывающая первичный двигатель и ведомую конструкцию транспортного средства, входящую в контактное взаимодействие с грунтом;

фиг.2 - иллюстративная принципиальная схема другой трансмиссии, соответствующей настоящему изобретению.

Как показано на фиг.1, трансмиссия 10 предусмотрена для передачи привода (приводного усилия) к ведомой конструкции 12, входящей в контактное взаимодействие с грунтом, которая может быть колесами и/или гусеницами транспортного средства. В этом примере транспортное средство является рабочей машиной, которая приводится в движение от местоположения к местоположению на ведомой конструкции 12, входящей в контактное взаимодействие с грунтом, и которая может выполнять рабочие технологические операции, например, подъем, погрузку и перемещение земли, сельскохозяйственных и других материалов в таком местоположении.

Транспортное средство включает в себя первичный двигатель 13, как правило, дизельный двигатель, ведущий выходной вал которого соединен (или интегрирован) с первым входным рабочим органом 15 трансмиссии 10. В этом примере первым входным рабочим органом является первый ведущий вал 15 трансмиссии 10.

Первый ведущий вал 15 несет ведущую подающую шестерню 16, которая является скоростной и вращается с валом 15, причем ведущая подающая шестерня 16 находится в постоянном зацеплении с ведомой шестерней 17, которая является скоростной с входным валом 19 гидравлического насоса. Таким образом, всякий раз, когда первичный двигатель 13 вращает первый входной рабочий орган 15, то есть всякий раз, когда работает двигатель 13, будет приводиться в действие гидравлический насос 18.

Однако насос 18 является регулируемым устройством, например, насосом с наклонным диском (аксиально-поршневым насосом), выход которого может изменяться между максимальным выходом, когда его наклонный диск 20 находится при максимальном угле, и минимальным или нулевым выходом, когда наклонный диск 20, в общем, перпендикулярен оси А насоса.

Трансмиссия 10 включает в себя кинематическую цепь механического привода, посредством которой привод может передаваться от первичного двигателя 13 к выходному рабочему органу 25, который соединен с ведомой конструкцией 12, входящей в контактное взаимодействие с грунтом, и приводной механизм для осуществления привода, когда функционирует гидравлический приводной двигатель 40.

Кинематическая цепь механического привода включает в себя аппарат C выбора передаточного отношения, посредством которого могут быть выбраны альтернативные передаточные отношения между первым входным рабочим органом/первым ведущим валом 15 и выходным рабочим органом 25.

Устройство C выбора передаточного отношения включает в себя первую шестерню 22, расположенную и закрепленную на первом входном рабочем органе 15 для вращения с первым входным рабочим органом 15, и первый промежуточный вал 30, переносимый на втором ведущем валу 29. Второй промежуточный вал 23, соединенный с первым входным рабочим органом 15, может быть соединен для вращения вместе с первым входным рабочим органом/первым ведущим валом 15, когда сцепляется механизм 24 муфты переключения передачи при невыкпюченном сцеплении, но когда механизм 24 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении не сцепляется, второй промежуточный вал 23 свободен для вращения на первом ведущем валу 15.

Второй ведущий вал 29 устройства C выбора передаточного отношения является, в общем, параллельным первому ведущему валу 15. Первый промежуточный вал 30, переносимый на втором ведущем валу 29, соединяется для вращения со вторым ведущим валом 29, когда сцепляется дополнительное устройство 32 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении. Когда дополнительное устройство 32 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении не сцепляется, первый промежуточный вал 30 свободен для вращения на втором ведущем валу 29.

Первый промежуточный вал 30 несет вторую шестерню 34, которая находится в постоянном зацеплении с первой шестерней 22, переносимой первым ведущим валом 15, и обеспечивает одно, поддающееся выбору, передаточное отношение. Второй промежуточный вал 23 несет третью шестерню 35, которая находится в постоянном зацеплении с четвертой шестерней 36, которая является скоростной, со вторым приводным валом 29 и обеспечивает другое, выбираемое, передаточное отношение.

Таким образом, механический привод от входного рабочего органа/первого ведущего вала 15 к выходному рабочему органу 25 осуществляется, когда аппарат C выбора передаточного отношения находится в оперативном состоянии, а трансмиссия находится в режиме механического привода, либо посредством сцепления устройства 32 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, когда привод будет осуществляться через посредство первой и второй, постоянно находящихся в зацеплении шестерен 22, 34, или альтернативно посредством сцепления устройства 24 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, когда привод будет осуществляться через посредство третьей и четвертной, постоянно находящихся в зацеплении, шестерен 35, 36. Соответствующие устройства 24, 32 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении никогда одновременно полностью не сцепляются, но оба могут быть в переходном состоянии между полностью сцепленным и полностью несцепленным, для обеспечения возможности плавного перехода между различными передаточными отношениями так, чтобы привод не прерывался во время изменений передаточного отношения.

Если ни одно из устройств 24, 32 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении не сцепляется и, таким образом, устройство C выбора передаточного отношения не находится в оперативном (работающем) состоянии, то привод не передается от первого входного рабочего органа/первого ведущего вала 15 к выходному рабочему органу 25. Тем не менее, второй ведущий вал 29 будет приводиться во вращение, когда привод передается к выходному рабочему органу 25 в режиме гидростатического двигателя благодаря работе гидравлического приводного двигателя 40.

Независимо от того, сцепляются ли или нет устройства 24, 32 муфт переключения передачи при невыключенном сцеплении устройства C выбора передаточного отношения, гидравлический насос 18 постоянно приводится в действие через посредство первого ведущего вала 15, шестерен 16, 17, постоянно находящихся в зацеплении, и входного вала 19 насоса.

Гидравлический приводной двигатель 40 является регулируемым устройством, подобно насосу 18, и в этом примере также является устройством с наклонным диском с поддающимся изменению углом. Двигатель 40 приводится в действие при использовании рабочей жидкости (гидравлической системы) повышенного давления, нагнетаемой насосом 18, причем скорость вращения выходного вала 41 двигателя является зависимой от объема нагнетаемой жидкости и угла наклонного диска 42.

Выходной вал 41 двигателя соединен с входной частью 41а дополнительного устройства 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении. Выходная часть соединена со вторым входным рабочим органом 45 трансмиссии 10. Когда устройство муфты переключения передачи при невыкпюченном сцеплении не сцеплена, от выходного вала 41 двигателя не передается привод за дополнительное устройство 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении. Однако когда устройство 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении сцеплено, привод передается вторым входным рабочим органом 45 к трансмиссии 10, причем вторым входным рабочим органом 45 в этом примере является шестерня на валу, при этом шестерня находится в постоянном зацеплении с дополнительной шестерней 46, переносимой на втором ведущем валу 29. Второй входной рабочий орган 45 отделен от аппарата C выбора передаточного отношения и отличен от аппарата С выбора передаточного отношения, так как является приводным контуром к выходному рабочему органу 25.

Гидростатический привод, устройство 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении работает только для передачи привода ко второму входному рабочему органу 45 трансмиссии 10, когда оба устройства 24, 32 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении устройства C выбора передаточного отношения не являются сцепленными, то есть устройство C выбора передаточного отношения находится в нерабочем состоянии. При небольших скоростях транспортного средства, когда требуется максимальный контроль скорости, например, в то время как транспортное средство/рабочая машина выполняет рабочие операции, аппарат C выбора передаточного отношения регулируется, как описано ниже, так, чтобы быть в его нерабочем состоянии, и привод к ведомой конструкции 12, входящей в контактное взаимодействие с грунтом, единственно осуществляется сцеплением гидростатического привода, 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении и работающего приводного двигателя 40. При высоких скоростях транспортного средства, например, когда транспортное средство управляется на дороге между рабочими местоположениями, привод может осуществляться через посредство кинематической цепи механического привода оператором или контроллером автоматической трансмиссии, отключающим режим гидростатического привода и выбирающим соответствующее передаточное отношение для скорости транспортного средства. Изменение скорости транспортного средства при управлении посредством кинематической цепи механического привода может осуществляться выбором передаточного отношения и регулировки скорости двигателя 13 или выбором передаточного отношения или регулировки скорости двигателя 13.

Как правило, во время гидростатического привода посредством гидростатического двигателя 40 двигатель 13 или другой первичный двигатель работает, в общем, при постоянной скорости, оптимальной для крутящего момента и коэффициента полезного действия, для приведения в действие насоса 18. Изменение приводной скорости транспортного средства может достигаться путем регулировки угла одного или другого наклонных дисков 20, 42 насоса 18 и/или двигателя 40.

Во время гидростатического привода, когда устройство C выбора передаточного отношения не работает, тем не менее, привод передается к выходному рабочему органу 25 через посредство приводного контура, который включает в себя второй приводной вал 29, который несет четвертую, постоянно находящуюся в зацеплении шестерню 36 кинематической цепи механического привода, и через четвертую шестерню 36, которая в этом примере является конечной шестерней кинематической цепи механического привода. Однако гидростатический привод осуществляется независимо от устройства C выбора передаточного отношения, которое не работает, то есть не является передающим какой-либо привод от первого входного рабочего органа/первого проводного вала 15 к выходному рабочему органу 25.

В примере, иллюстрируемом на фиг.1, устройство C выбора передаточного отношения имеет только два альтернативных передаточных отношения, которые могут быть выбраны, то есть через посредство первой и второй шестерен 22, 34 и через посредство третьей и четвертой шестерен 35, 36. В другом примере более чем два поддающихся выбору передаточных отношения могут быть обеспечены посредством соответствующих пар шестерен, постоянно находящихся в зацеплении, например, с шестерней каждой такой дополнительной пары, закрепленной для вращения с первым или вторым ведущим валом 15, 29 или другим ведущим валом, а другая шестерня дополнительной пары, находящейся в зацеплении, закреплена для вращения с дополнительным промежуточным валом.

Насос 18 не обязательно размещен там, где показано, но для узла трансмиссии 10 альтернативной геометрии насос 18 может быть иначе размещен, но предпочтительно насос 18 постоянно приводится в действие посредством первичного двигателя 13. Например, насос 18 может приводиться в действие от ведущей подающей шестерни, предусмотренной на входном рабочем органе 15 ближе к первичному двигателю 13, например, между первичным двигателем 13 и первой шестерней 22.

Гидравлический приводной двигатель 40 не обязательно размещается, как показано, но может иначе быть соединен для передачи привода через посредство второго входного рабочего органа 45 к выходному рабочему органу 25, когда гидростатический привод, устройство 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении находится в сцеплении. В частности, там, где устройство C выбора передаточного отношения имеет одну или более дополнительных пар шестерен, постоянно находящихся в зацеплении, второй входной рабочий орган 45 не может приводить в действие выходной рабочий орган 25 через четвертую шестерню 36, но может быть предусмотрен альтернативный приводной механизм. Однако конечная шестерня кинематической цепи механического привода предпочтительно всегда будет вращаться благодаря работе гидравлического приводного двигателя 40, как могут компоненты устройства C выбора передаточного отношения, хотя не будет передаваться привод к входному рабочему органу/первому ведущему валу 15 вследствие отсутствия сцепления 24, 32 муфт переключения передачи при невыкпюченном сцеплении кинематической цепи механического привода.

На фиг.2 иллюстрируется альтернативная трансмиссия 10 для транспортного средства. Детали, подобные тем, которые иллюстрируются на фиг.1, указаны подобными ссылочными номерами.

В этом примере устройство C выбора передаточного отношения способно выбирать три альтернативных передаточных отношения, когда трансмиссия 10 работает в режиме механического привода.

Первое передаточное отношение поддается выбору посредством сцепления первого устройства 32 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, так что привод передается от первого входного рабочего органа 15, через первую и вторую шестерни 22, 34, постоянно находящиеся в зацеплении, переносимые, соответственно, для вращения с первым входным рабочим органом 15 и первым промежуточным валом 30, к первому ведущему валу 29. Первый ведущий вал 29 находится в линии с выходным рабочим органом 25 и фактически одним с выходным рабочим органом 25.

Второе передаточное отношение поддается выбору посредством альтернативного сцепления второго устройства 24 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении кинематической цепи механического привода, так что привод передается от первого входного рабочего органа 15, через третью и четвертую шестерни 35, 36, постоянно находящиеся в зацеплении, переносимые, соответственно, для вращения со вторым промежуточным валом 23 и первым ведущим валом 29, к первому ведущему валу 29.

Третье передаточное отношение поддается выбору посредством альтернативного сцепления третьего устройства МЗ муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении кинематической цепи механического привода, так что привод передается от первого входного рабочего органа 15, через посредство шестерен 16, 17, постоянно находящихся в сцеплении, которые передают привод к гидравлическому насосу 18 и которые переносятся соответственно для вращения с первым входным рабочим органом 15 и валом 19 насоса, и третьему промежуточному валу 33 кинематической цепи механического привода. Третий промежуточный вал 33 несет пятую шестерню 38, которая находится в постоянном зацеплении с третьей шестерней 35, переносимой на втором промежуточном валу 23.

В этом примере первый входной рабочий орган 15 приводится во вращение через посредство зубчатой передачи Т1 от двигателя 13, который смонтирован поперечно транспортному средству. Выходной рабочий орган 25 трансмиссии 10 соединен через посредство ведущих валов S и дополнительной зубчатой передачи Т2 для приведения во вращение оси F, несущей передние колеса W1, W2 ведомой конструкции 12, входящей в контактное взаимодействие с грунтом.

Четвертая шестерня 36 кинематической цепи механического привода, которая переносится для вращения с первым ведущим валом 29 и, следовательно, выходным рабочим органом 25, находится в постоянном зацеплении с седьмой шестерней 50, которая переносится на четвертом промежуточном валу 51. Предусмотрено четвертое устройство М4 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, которое, когда сцепляется, соединяет четвертый промежуточный вал 51 с приводом четырех колес, второй выходной рабочий орган 55, которые связан, в свою очередь, через посредство вала S' и еще дополнительной зубчатой передачи ТЗ с задней осью R, которая несет задние колеса W3, W4. Таким образом, привод двух или четырех колес может быть выбран при сцеплении устройства М4 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении независимо от того, находится ли трансмиссия 10 в режиме механического привода, и с любым выбранным передаточным отношением или в режиме гидростатического двигателя, как будет описано ниже.

Когда все первое, второе и третье устройства 32, 24 и М3 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении находятся в несцепленном состоянии, так что привод не передается от первого входного рабочего органа 15 к выходному рабочему органу 25 (хотя первая и вторая шестерни 22, 34 могут приводиться в движение паразитно), гидростатический привод может быть сцеплен посредством сцепления устройства 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении гидростатического привода, которое предусмотрено между гидравлическим двигателем 40 и вторым входным рабочим органом 45, который и в этом случае является неподвижной шестерней, переносимой на коротком валу.

В этом примере гидравлический насос 18 и гидравлический двигатель 40 предусмотрены как совмещенный узел, но при необходимости они могут быть отдельными устройствами.

В этом примере имеется зубчатая передача шестерен, находящихся в постоянном зацеплении, между выходным валом 41 двигателя и выходным рабочим органом 25. Это включает в себя выходную шестерню 58 двигателя, которая переносится для вращения с валом 41 двигателя, промежуточное зубчатое колесо 59, которое в этом примере смонтировано на коротком валу, параллельном выходному рабочему органу 25, но, при необходимости, может быть смонтировано свободно для вращения на выходном рабочем органе 25, и ведущую шестерню 60, которая переносится на пятом промежуточном валу 62, который обеспечивает входную часть к гидростатическому приводу, устройству 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении.

Второй входной рабочий орган 45 соединен для вращения с пятым промежуточным валом 62, когда гидростатический привод, устройство 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении находятся в сцеплении. Второй входной рабочий орган 45 находится в постоянном зацеплении с седьмой шестерней 50, которая, в свою очередь, находится в постоянном зацеплении с четвертой шестерней 36, которая вращается с первым ведущим валом 29/выходным рабочим органом 25.

Все различные устройства 32, 24, М3, М4 и 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении контролируются контроллером 65. Каждое устройство муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении будет иметь исполнительный механизм, который в этом примере, когда возбужден, например, электрическим или предпочтительно гидравлическим сигналом, контроллером 65 сцепляется с соответствующим устройством муфты, как правило, против противодействующей силы сжатия пружины, которое обеспечивает расцепление соответствующего устройства муфты сцепления, при снятии возбуждения (при отключении питания).

Как указано выше, устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении контролируются так, чтобы каждое выбранное одно из устройств 24, 32, М3 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении находилось в сцеплении во время механического привода, тогда как гидростатический привод, устройство 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении не находилось в сцеплении, или все устройства 24, 32, М3 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении не находились в сцеплении, когда гидростатический двигатель, устройство 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении находится в сцеплении для осуществления гидростатического привода.

Устройство М4 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении привода четырех колес может находиться в сцеплении, когда требуется осуществлять привод четырех колес.

При наличии устройств 24, 32, М3, М4 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении нет необходимости прерывания привода при переходе между режимами привода и/или передаточными отношениями, когда каждое такое устройство муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении будет иметь переходное состояние, в котором разрешается проскальзывание между соответствующими входными и выходными деталями устройства муфты сцепления при переходе между состоянием полного сцепления и состоянием полного расцепления, как хорошо известно на предшествующем уровне техники.

Контроллер 65 может реагировать на входной сигнал 70 для сцепления/расцепления соответствующих устройств муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении.

В одном примере входной сигнал 70 может вручную генерироваться оператором, управляющим органами управления трансмиссией транспортного средства, или входной сигнал 70 может свидетельствовать о скорости транспортного средства, так что может быть автоматически изменен режим привода между режимом механического привода и режимом гидростатического привода при пороговой скорости транспортного средства, например, скорости, составляющей несколько километров в час.

Например, когда транспортное средство ускоряется из состояния покоя, скорость транспортного средства будет ниже пороговой скорости и контроллер 65 может выбрать режим гидростатического привода путем сцепления с гидростатическим приводом, устройством 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении и выведения из сцепления или сохранения состояния отсутствия сцепления с устройствами 24, 32, М3 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении выбора передаточного отношения кинематической цепи механического привода. Входной сигнал 70 может быть непрерывным входным сигналом, например, от датчика скорости, а когда транспортное средство ускоряется до пороговой скорости, этот контроллер 65 может реагировать на достигнутую пороговую скорость путем изменения режима привода на режим механического привода, путем выхода из сцепления устройства 44 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении режима гидростатического привода и введения в сцепление устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении выбранного передаточного отношения (передаточного отношения, соответствующего наименьшей скорости), например, первого устройства 32 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении.

Когда транспортное средство продолжает ускоряться, контроллер 65 может осуществить изменение выбранного передаточного отношения путем введения в сцепление устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении выбора другого передаточного отношения кинематической цепи механического привода и в таком случае выведения из сцепления, находящегося в сцеплении устройства муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении.

Когда транспортное средство замедляется, например, от крейсерской (эксплуатационной) скорости, например, при движении по дороге, контроллер 65 может выбрать меньшее передаточное отношение при достижении более низкой пороговой скорости, а когда транспортное средство замедлилось значительно, ниже пороговой скорости изменения режима привода, снова может быть реализован режим гидростатического привода и приостановлен режим механического привода.

В другом примере входной сигнал 70 к контроллеру 65 для изменения режима привода или передаточного отношения может быть осуществлен посредством интеллектуального датчика скорости только при достижении пороговой скорости и в зависимости от того, ускоряется или замедляется ли транспортное средство.

В каждом случае оператор может выбрать привод двух колес или четырех колес посредством выведения из сцепления/введения в сцепление устройства М4 муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, или это тоже может быть выбрано автоматически контроллером 65 в соответствии с программируемой логикой.

Особенности, изложенные в описании, приведенном выше, или в следующей формуле изобретения, или в сопроводительных чертежах, выраженные в их специальных формах или в терминах средств для выполнения описанной функции, или способ или технологический процесс для достижения описанного результата соответственно могут отдельно или в любой комбинации таких особенностей быть использованы для реализации настоящего изобретения в его различных конфигурациях.

Изобретение относится к гидромеханической трансмиссии для транспортного средства. Трансмиссия (10) включает в себя конструкцию (12), первый входной рабочий орган (15), соединенный с первичным двигателем (13), и второй входной рабочий орган (45), поддающийся приведению в действие благодаря функционированию гидравлического приводного двигателя (40). Трансмиссия (10) является оперативной для передачи привода от первого входного рабочего органа (15) к выходному рабочему органу (25) в режиме механического привода и от второго входного рабочего органа (45) к выходному рабочему органу (25) в режиме гидростатического привода. При этом первый входной рабочий орган (15) обеспечивает подводимую мощность привода от первичного двигателя (13) к кинематической цепи (36) механического привода, которая включает в себя устройство (С) выбора передаточного отношения, и для режима механического привода устройство (С) выбора передаточного отношения обеспечивает выбор одного из множества альтернативных передаточных отношений путем введения в сцепление и/или вывода из сцепления одного устройства (24, 32; МЗ) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, а второй входной рабочий орган (45) соединяется через посредство приводного контура с выходным рабочим органом (25). Также имеется устройство (44) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем (40) и вторым входным рабочим органом (45), который является оперативным, когда трансмиссия находится в режиме гидростатического привода, для передачи привода, установленного посредством функционирования гидравлического приводного двигателя (40), ко второму входному рабочему органу (45). Достигается повышение надежности устройства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Трансмиссия (10) для транспортного средства, которая включает в себя конструкцию (12), входящую в контактное взаимодействие с грунтом, приводимую в движение от выходного рабочего органа (25) трансмиссии (10), причем трансмиссия (10) включает в себя первый входной рабочий орган (15), соединенный с первичным двигателем (13), и второй входной рабочий орган (45), поддающийся приведению в действие благодаря функционированию гидравлического приводного двигателя (40), и трансмиссия (10) является оперативной для передачи привода от первого входного рабочего органа (15) к выходному рабочему органу (25) в режиме механического привода и от второго входного рабочего органа (45) к выходному рабочему органу (25) в режиме гидростатического привода, при этом первый входной рабочий орган (15) обеспечивает подводимую мощность привода от первичного двигателя (13) к кинематической цепи механического привода, которая включает в себя устройство (С) выбора передаточного отношения, и для режима механического привода устройство (С) выбора передаточного отношения обеспечивает выбор одного из множества альтернативных передаточных отношений путем введения в сцепление и/или вывода из сцепления каждого из по меньшей мере одного устройства или устройств (24, 32; М3) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, а второй входной рабочий орган (45) соединяется через посредство приводного контура с выходным рабочим органом (25), и имеется дополнительное устройство (44) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем (40) и вторым входным рабочим органом (45), который является оперативным, когда трансмиссия находится в режиме гидростатического привода, для передачи привода, установленного посредством функционирования гидравлического приводного двигателя (40), ко второму входному рабочему органу (45), при этом кинематическая цепь механического привода включает в себя шестерню (22), фиксированную для вращения с первым входным рабочим органом (15), и которая находится в постоянном зацеплении с шестерней (34), фиксированной для вращения с первым промежуточным валом (30), первое устройство (32) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, которое поддается сцеплению для соединения первого промежуточного вала (30) с ведущим валом (29), и ведущий вал (29), имеющий шестерню (36), фиксированную для вращения с ведущим валом (29), и в постоянном зацеплении с шестерней (35), фиксированной для вращения со вторым промежуточным валом (23), и второе устройство (24) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, которое поддается сцеплению для соединения второго промежуточного вала (23) с первым входным рабочим органом (15), причем гидравлический приводной двигатель (40) трансмиссии (10), по меньшей мере, когда трансмиссия (10) находится в режиме гидростатического привода, обеспечивается рабочей жидкостью гидравлической системы повышенного давления для приведения в действие двигателя от гидравлического насоса (18), который приводится в действие посредством первичного двигателя (13), отличающаяся тем, что двигатель (40) и насос (18) каждый являются регулируемыми объемными устройствами.

2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что функционирование трансмиссии (10) регулируется контроллером (65), который управляет устройством или устройствами (24, 32, М3) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении кинематической цепи механического привода для выбора передаточного отношения.

3. Трансмиссия по п.2, отличающаяся тем, что контроллер (65) управляет устройством или устройствами (24, 32, М3) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении кинематической цепи механического привода и устройством (44) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем (40) и вторым входным рабочим органом (45) для перехода между режимами механического привода и гидростатического привода в ответ на определения транспортного средства как движущегося с пороговой скоростью и в зависимости от того, ускоряется ли транспортное средство или замедляется.

4. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что насос постоянно соединен с первичным двигателем.

5. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что выходной рабочий орган (25) трансмиссии (10) соединен с колесами (W1, W2, W3, W4) и/или гусеницами ведомой конструкции, входящей в контактное взаимодействие с грунтом, непосредственно или через посредство одного или более дополнительных элементов (Т2, Т3) трансмиссии.

6. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что ведущий вал (26) приводит в действие выходной рабочий орган (25) через посредство шестерен (36, 35), находящихся в постоянном зацеплении.

7. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что ведущий вал (26) и выходной рабочий орган (25) находятся на одной линии.

8. Трансмиссия по п.7, отличающаяся тем, что ведущий вал (26) и выходной рабочий орган (25) являются одним элементом.

9. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что приводной механизм, вдоль которого привод передается от второго входного рабочего органа (45) к выходному рабочему органу (25), включает в себя, по меньшей мере, одну пару шестерен (45, 46; 50, 36), постоянно находящихся в зацеплении.

10. Трансмиссия по п.9, отличающаяся тем, что гидравлический приводной двигатель (40) включает в себя ведущий вал (41) двигателя, который, когда устройство (44) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении находится в сцеплении между гидравлическим приводным двигателем (40) и вторым входным рабочим органом (45), соединяется непосредственно со вторым входным рабочим органом (45).

11. Трансмиссия по п.9, в которой имеется кинематическая цепь гидростатического привода, которая включает в себя шестерню (58), которая переносится ведущим валом (41) двигателя гидравлического приводного двигателя (40), причем шестерня (58) является фиксированной для вращения с ведущим валом (41) двигателя, шестерня соединена через посредство, по меньшей мере, одной шестерни (59, 60), находящейся постоянно в зацеплении, кинематической цепи гидростатического привода с промежуточным валом (62) кинематической цепи гидростатического привода, устройство (44) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем (40) и вторым входным рабочим органом (45), когда находится в сцеплении, соединяет промежуточный вал (62) кинематической цепи гидростатического привода со вторым входным рабочим органом (45) для осуществления гидростатического привода.

12. Способ функционирования трансмиссии (10) для транспортного средства, которое включает в себя конструкцию (12), входящую в контактное взаимодействие с грунтом, приводимого в движение от выходного рабочего органа (25) трансмиссии (10), причем трансмиссия (10) включает в себя первый входной рабочий орган (25), соединенный с первичным двигателем (13), и второй входной рабочий орган (45), поддающийся приведению в действие благодаря функционированию гидравлического приводного двигателя (40), причем трансмиссия (10) является оперативной для передачи привода от первого входного рабочего органа (15) к выходному рабочему органу (25) в режиме механического привода и от второго входного рабочего органа (45) к выходному рабочему органу (25) в режиме гидростатического привода, при этом
первый входной рабочий орган (15) обеспечивает подводимую мощность от первичного двигателя (13) к кинематической цепи механического привода, которая включает в себя устройство (С) выбора передаточного отношения, и для режима механического привода, устройство (С) выбора передаточного отношения обеспечивает для выбора одно из множества альтернативных передаточных отношений посредством введения в сцепление и/или выведения из сцепления каждого из по меньшей мере одного устройства или устройств (24, 32, М3) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении,
а второй входной рабочий орган (45) соединен через посредство приводного контура с выходным рабочим органом (25), и имеется дополнительное устройство (44) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении между гидравлическим приводным двигателем (40) и вторым входным рабочим органом (45), которое является оперативным, когда трансмиссия (10) находится в режиме гидростатического двигателя, для передачи привода, устанавливаемого благодаря функционированию гидравлического приводного двигателя (40), ко второму входному рабочему органу (45),
при этом кинематическая цепь механического привода включает в себя шестерню (22), фиксированную для вращения с первым входным рабочим органом (15) и которая находится в постоянном зацеплении с шестерней (34), фиксированной для вращения с первым промежуточным валом (30), первое устройство (32) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, которое поддается сцеплению для соединения первого промежуточного вала (30) с ведущим валом (29), и ведущий вал (29), имеющий шестерню (36), фиксированную для вращения с ведущим валом (29), и в постоянном зацеплении с шестерней (35), фиксированной для вращения со вторым промежуточным валом (23), и второе устройство (24) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении, которое поддается сцеплению для соединения второго промежуточного вала (23) с первым входным рабочим органом (15), причем гидравлический приводной двигатель (40) трансмиссии (10), по меньшей мере, когда трансмиссия (10) находится в режиме гидростатического привода, обеспечивается рабочей жидкостью гидравлической системы повышенного давления для приведения в действие двигателя от гидравлического насоса (18), который приводится в действие посредством первичного двигателя (13), а двигатель (40) и насос (18) каждый являются регулируемыми объемными устройствами, причем
способ включает в себя функционирование трансмиссии (10) в режиме гидростатического привода с устройством (44) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении гидростатического привода, находящимся в сцеплении и без выбора передаточного отношения посредством устройства (С) выбора передаточного отношения, и в то время как транспортное средство еще движется, обеспечивает выбор передаточного отношения кинематической цепи механического привода посредством введения в сцепление или выведения из сцепления, по меньшей мере, одного устройства (24, 32, М3) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении устройства (С) выбора передаточного отношения и выведения из сцепления устройства (44) муфты переключения передачи при невыключенном сцеплении гидростатического привода, и продолжает приводить в движение транспортное средство в режиме механического привода.