СИСТЕМА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИЕЙ И МАШИНОЙ Российский патент 2020 года по МПК F16H61/4165 F16H61/38 

Настоящее изобретение относится к системе гидравлического управления трансмиссией и машиной.

Гидравлическая система силовой цепи рабочей машины, например погрузчика, обычно содержит фрикционные муфты и гидравлическую систему управления фрикционными муфтами. Обычно такая гидравлическая система содержит несколько фрикционных муфт. Например, гидравлическая система силовой цепи упомянутого погрузчика содержит от трех до шести и более фрикционных муфт, управляющих соответствующими передачами. Гидравлическая система такого типа обычно требует независимого управления каждой фрикционной муфтой.

Фрикционный диск муфты подвержен нагреву от двух разных источников тепла, например, нагреву при работе на малых оборотах и нагреву при работе муфты сцепления. Два разных источника тепла приводят к разной степени нагрева фрикционного диска. Тем не менее, в известной гидравлической системе, охлаждающая жидкость постоянно противодействует нагреву муфты сцепления, независимо от фактического рабочего состояния, позволяя избежать подгорания фрикционного диска. Таким образом, расход охлаждающей жидкости слишком велик для нагрева муфты сцепления на малых оборотах и, следовательно, нет необходимости в увеличении подачи жидкости.

Краткое изложение существа изобретения

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в обеспечении системы гидравлического управления и соответствующей ей машины простым и экономически эффективным способом охлаждения фрикционной муфты.

Для решения технической проблемы, система гидравлического управления, в соответствии с настоящим изобретением, содержит:

одну или несколько фрикционных муфт;

средства гидравлического управления сцеплением и расцеплением фрикционных муфт; средства гидравлического управления, соединенные с фрикционными муфтами каналами управления фрикционной муфтой; и

средства охлаждения фрикционной муфты, охлаждающие фрикционные муфты; указанные средства охлаждения фрикционной муфты, содержащие емкость с охлаждающей жидкостью и блок подачи охлаждающей жидкости;

узел управления охлаждением, предназначенный для управления расходом охлаждающей жидкости во фрикционных муфтах, автоматически регулирующий расход охлаждающей жидкости в соответствии с рабочим состоянием фрикционной муфты.

Техническое решение по настоящему изобретению приводит к следующим техническим эффектам:

(1) расход охлаждающей жидкости уменьшается в состоянии холостого хода фрикционной муфты и снижается потребляемая мощность;

(2) расход охлаждающей жидкости увеличивается при сцеплении муфты и улучшается охлаждение, исключающее, таким образом, перегрев фрикционного диска;

(3) система управления уменьшает общий расход охлаждающей жидкости и снижает, таким образом, потребляемую мощность насосом коробки передач.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 представлено схематическое изображение системы гидравлического управления согласно настоящему изобретению.

На фиг. 2 представлена управляющая логика охлаждения муфты согласно настоящему изобретению.

Подробное описание изобретения

Далее в описании изобретения приводится ссылка на пример системы гидравлического управления кинематической цепью рабочей машины, в частности погрузчика. Тем не менее, следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается этим примером.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение системы гидравлического управления согласно настоящему изобретению. На нем показаны средства гидравлического управления сцеплением и расцеплением фрикционных муфт и средства охлаждения фрикционной муфты, охлаждающие фрикционные муфты. В системе гидравлического управления, согласно настоящему изобретению, применены три фрикционные муфты С1, С2 и С3 (например, но не ограничиваясь этим, фрикционная муфта направления движения и/или муфта переключения передач в рабочей машине). Тем не менее, специалисту в данной области техники очевидна возможность использования любого числа фрикционных муфт в соответствии с фактическими потребностями.

Средства гидравлического управления фрикционными муфтами включают: емкость 1 с рабочей жидкостью, первый фильтр 2, насос 3 коробки передач, приводимый в действие двигателем 11, второй фильтр 4, гаситель колебаний 5D, тормозной узел 5C и узел переключения 5B, последовательно встроенные в линию подачи рабочей жидкости. Рабочая жидкость последовательно протекает через указанные выше компоненты. Фрикционные муфты C1, C2 и C3 подсоединены к управляющему отверстию узла переключения 5В собственными каналами управления L1, L2 и L3 соответственно. Фрикционные муфты C1, C2 и C3 управляются независимо друг от друга узлом переключения 5В. Такие функции, как переключение передач, управление передачами при торможении и гашение колебаний при переключении передач осуществляются средствами гидравлического управления.

Средства охлаждения фрикционной муфты, охлаждающие фрикционные муфты включают: емкость с охлаждающей жидкостью 1, первый фильтр 2, насос 3 коробки передач, второй фильтр 4, предохранительный клапан 6, гидротрансформатор 8, обратный клапан 9, охладитель 7 и узел управления охлаждением 5A, последовательно встроенные в линию подачи охлаждающей жидкости. Первый фильтр 2, насос 3 коробки передач, второй фильтр 4, предохранительный клапан 6, гидротрансформатор 8, обратный клапан 9 и охладитель 7 именуются "блоком подачи охлаждающей жидкости" во фрикционные муфты. Кроме того, охлаждающая жидкость используется в качестве смазывающих средств и может именоваться смазкой или смазывающей охлаждающей жидкостью.

В настоящем варианте осуществления емкость с охлаждающей жидкостью и емкость с рабочей жидкостью имеют общий масляный поддон 1. Таким образом, рабочая жидкость и охлаждающая жидкость снабжаются маслом, хранящимся в масляном поддоне 1. Также возможно, раздельное хранение рабочей жидкости и охлаждающей жидкости (т.е. смазывающей охлаждающей жидкости).

Узел управления охлаждением 5A имеет регулятор потока 11 для каждой муфты соответственно. Настоящий вариант осуществления, включает в себя три одинаковых механических регуляторов потока 11, соответственно используемых для управления охлаждением одной фрикционной муфты. Регулятор потока 11 на фиг. 1 представляет собой простой механический регулятор потока, содержащий сердечник клапана, пружину и корпус клапана. Сердечник клапан соединен с пружиной на одном конце, а с управляющим отверстием 11c каналом на другом конце. Таким образом, положение сердечника клапана зависит, как от гидравлического давления в управляющем отверстии 11c, так и от усилия пружины.

В частности, регулятор потока 11 содержит входное отверстие 11а, выходное отверстие 11b и управляющее отверстие 11с. Входное отверстие 11a каждого регулятора потока 11 соединено с выходным отверстием охладителя 7. Выходные отверстия 11b регуляторов потока 11 соответственно соединены входным отверстием для охлаждающей жидкости соответствующей фрикционной муфты C1, C2 и C3. Управляющие отверстия 11с регуляторов потока 11 соединены с соответствующими каналами управления L1, L2, и L3, соответствующих фрикционных муфт С1, С2 и С, и подают давление от средств гидравлического управления на управляющее отверстие 11с регулятора потока 11 для соответствующей фрикционной муфты.

В настоящем варианте осуществления, гаситель колебаний 5D, тормозной узел 5C (или узел штока тормозного клапана), узел переключения 5В и узел управления охлаждением 5A объединены в клапанный блок (5).

Промышленная применимость

Во время работы системы гидравлического управления, согласно настоящему изобретению, насос 3 коробки передач всасывает масло из масляного поддона 1 для управления переключением передач и охлаждением. Часть масла поступает в средства гидравлического управления, заполняя поршневые камеры фрикционной муфты, входящей в зацепление.

Часть масла, поданная насосом 3 коробки передач, поступает в гаситель колебаний 5D, а затем в узел переключения 5В через узел 5С штока тормозного клапана. С помощью узла переключения 5В, масло подается в поршневые камеры фрикционной муфты, входящей в зацепление. Другая часть масла, поданная насосом 3 коробки передач, поступает в средства охлаждения фрикционной муфты для охлаждения и смазки муфты. Данная часть масла, через предохранительный клапан 6 и гидротрансформатор 8, поступает в охладитель 7. Затем охлажденное масло подается в узел управления охлаждением 5A и распределяется на фрикционные диски различных фрикционных муфт в соответствии с логикой управления.

Далее, принцип работы узла 5A управления охлаждением описан на примере охлаждения третьей фрикционной муфты С3. Если третья фрикционная муфта С3 находится в расцепленном состоянии, то в канале управления L3 для третьей фрикционной муфты С3 отсутствует гидравлическое давление. Таким образом, отсутствует высокое давление в управляющем отверстии 11с регулятора потока 11 для третьей фрикционной муфты С3, регулятор потока 11 которой, соединен с каналом управления L3 муфты. Сердечник клапана смещается усилием предварительного сжатия пружины в полуоткрытое положение, в котором мал расход охлаждающей жидкости в третьей фрикционной муфте С3. Если третья фрикционная муфта С3 находится в расцепленном состоянии, то существует лишь незначительное трение, не дающее большого нагрева. Небольшой расход оборачивается меньшим энергопотреблением.

Если третья фрикционная муфта С3 находится в сцепленном состоянии, то часть масла, поданная насосом 3 коробки передач, передается в канал управления L3 третьей фрикционной муфты С3 через узел переключения 5В. Тогда, в канале управления L3 присутствует высокое давление. Таким образом, высокое давление подается на управляющее отверстие 11с и сдвигает сердечник клапана в положение полного открытия, преодолевая усилие предварительного сжатия пружины. Тогда, расход охлаждающей жидкости через регулятор потока 11 увеличивается, и увеличивается расход охлаждающей жидкости на третью фрикционную муфту С3. Поскольку во время сцепления третьей фрикционной муфты С3 выделяется большое количество тепла, то для охлаждения требуется большой расход гидравлического масла. В этот момент расход охлаждающей жидкости повышается за счет механического клапана с автоматическим управлением, автоматически распределяющим тепло от работы сцепления.

Если третья фрикционная муфта С3 находится вновь в расцепленном состоянии, то в канале управления L3 для третьей фрикционной муфты С3 исчезает высокое давление. Тогда отсутствует высокое давление в управляющем отверстии 11с регулятора потока 11. Сердечник клапан возвращается в полуоткрытое положение под воздействием усилия предварительного сжатия пружины, уменьшая расход через регулятор потока 11. Тогда расход охлаждающей жидкости на третью фрикционную муфту С3 уменьшается.

Таким образом, управление охлаждением фрикционной муфты может осуществляться автоматически, исходя из рабочего состояния муфты.

Процесс работы первой фрикционной муфты C1 и второй фрикционной муфты C2 аналогичен процессу работы третьей фрикционной муфты С3.

В соответствии с логикой управления фрикционным муфтам назначаются разные расходы. Логика управления фрикционной муфтой и управление охлаждением фрикционных муфт объясняется далее по фиг. 2.

При передаче F2, т.е. передаче движения с большой скоростью, только первая фрикционная муфта С1 находится в состоянии сцепления. Тогда регулятор потока 11 первой фрикционной муфты С1 находится в положении полного открытия, а регуляторы потока 11 двух других фрикционных муфт C2 и C3 находятся в полуоткрытом положении.

При передаче F1, т.е. передаче движения вперед, только вторая фрикционная муфта С2 находится в состоянии сцепления. Тогда регулятор потока 11 второй фрикционной муфты С2 находится в положении полного открытия, а регуляторы потока 11 двух других фрикционных муфт C1 и C3 находятся в полуоткрытом положении.

При передаче N, т.е. нейтральной передаче, все фрикционные муфты находятся в рассоединенном состоянии, а все регуляторы потока 11 находятся в полуоткрытом положении.

При передаче R, то есть передаче заднего хода, только третья фрикционная муфта C3, т.е. муфта реверса, находится в состоянии сцепления. Тогда регулятор потока 11 третьей фрикционной муфты С3 находится в положении полного открытия, а регуляторы потока 11 двух других фрикционных муфт C1 и C2 находятся в полуоткрытом положении.

Изобретение относится к системе гидравлического управления трансмиссией, Система содержит фрикционные муфты (С1, С2, С3), средства гидравлического управления фрикционными муфтами (C1, C2, C3), средства гидравлического управления, соединенные с фрикционными муфтами каналами управления фрикционной муфтой (L1, L2, L3) и средства охлаждения фрикционной муфты. Предусмотрен узел управления охлаждением (5A), управляющий расходом охлаждающей жидкости во фрикционных муфтах (C1, C2, C3) и автоматически регулирующий расход охлаждающей жидкости в соответствии с рабочим состоянием фрикционной муфты. Достигается упрощение конструкции и повышение надежности устройства. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система гидравлического управления трансмиссией, содержащая:

одну или несколько фрикционных муфт (C1, C2, C3);

средства гидравлического управления сцеплением и расцеплением фрикционных муфт (C1, C2, C3); средства гидравлического управления, соединенные с фрикционными муфтами каналами управления фрикционной муфтой (L1, L2, L3), соответственно; и

средства охлаждения фрикционной муфты, охлаждающие фрикционные муфты (C1, C2, C3); указанные средства охлаждения фрикционной муфты, содержащие емкость с охлаждающей жидкостью (1) и блок подачи охлаждающей жидкости;

отличающаяся тем, что:

узел управления охлаждением (5A) предназначен для управления расходом охлаждающей жидкости во фрикционных муфтах (C1, C2, C3), автоматически регулируя расход охлаждающей жидкости в соответствии с рабочим состоянием фрикционной муфты.

2. Система гидравлического управления по п. 1, отличающаяся тем, что узел управления охлаждением (5A) имеет один регулятор потока (11) для каждой фрикционной муфты (C1, C2, C3).

3. Система гидравлического управления по п. 2, отличающаяся тем, что регулятор потока (11) представляет собой механический регулятор потока.

4. Система гидравлического управления по п. 3, отличающаяся тем, что регулятор потока (11) содержит сердечник клапана, пружину и корпус клапана.

5. Система гидравлического управления по п. 4, отличающаяся тем, что регулятор потока (11) имеет: входное отверстие (11а), соединенное с блоком подачи охлаждающей жидкости; выходное отверстие (11b), соединенное с входным отверстием для охлаждающей жидкости соответствующей фрикционной муфты (C1, C2, C3); и управляющее отверстие (11с), соединенное с каналом управления (L1, L2, L3) соответствующей фрикционной муфты.

6. Система гидравлического управления по п. 1, отличающаяся тем, что блок подачи охлаждающей жидкости включает насос (3) коробки передач, предохранительный клапан (6) и обратный клапан (9), последовательно встроенные в линию подачи охлаждающей жидкости.

7. Система гидравлического управления по п. 1, отличающаяся тем, что блок подачи охлаждающей жидкости далее включает в себя охладитель (7) на стороне выхода обратного клапана (9).

8. Система гидравлического управления по п. 1, отличающаяся тем, что средства гидравлического управления содержат: емкость (1) с рабочей жидкостью, насос (3) коробки передач, фильтр (2, 4), гаситель колебаний (5D), тормозной узел (5С) и узел переключения (5В), последовательно встроенные в линию подачи охлаждающей жидкости.

9. Система гидравлического управления по п. 8, отличающаяся тем, что гаситель колебаний (5D), тормозной узел (5С), узел переключения (5В) и узел управления охлаждением (5A) объединены в клапанный блок (5).

10. Система гидравлического управления по п. 1, отличающаяся тем, что система гидравлического управления применяется на рабочей машине или сельскохозяйственном оборудовании.

11. Система гидравлического управления по п. 1, отличающаяся тем, что одна или несколько фрикционных муфт включают фрикционную муфту направления движения и/или муфту переключения передач.

12. Машина, содержащая систему гидравлического управления согласно любому из пп. 1-11.