СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ ПРИ ИСПЫТАНИИ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ Российский патент 2024 года по МПК F16H59/00 G01M13/02 

Изобретение относится к стендовым испытаниям коробок перемены передач тракторов и других транспортных средств, в частности к обкатке коробок передач.

Из уровня техники известен Способ обкатки коробки перемены передач транспортных средств [патент RU 2500996, МПК G01M 13/02, Опубликовано: 10.12.2013 Бюл. № 34], включающий циклическое нагружение коробки перемены передач знакопеременной нагрузкой с изменением скорости вращения коробки перемены передач от минимальной до максимальной для данного цикла нагружения, при этом каждый цикл нагружения включает в себя разгон коробки перемены передач до максимальной для данного цикла нагружения скорости вращения с приложением заданного крутящего момента от стендового электродвигателя, перевод этого стендового электродвигателя в режим электрического торможения по достижении максимальной для данного цикла скорости вращения коробки перемены передач, торможение коробки перемены передач до минимальной для данного цикла нагружения скорости вращения коробки перемены передач в режиме электрического торможения и многократное повторение этого цикла нагружения до достижения заданного времени обкатки коробки перемены передач в данном режиме.

Недостатком данного способа является возможность превышения значений предельного эксплуатационного момента для испытываемого изделия в связи с отсутствием контроля мощности на входном валу коробки передач и как следствие возникновение сверхнормированных динамических нагрузок на приводе стенда приводящее к снижению его долговечности.

Также из уровня техники известен способ переключения ступеней многоступенчатой коробки передач с перекрытием во время включения и выключения фрикционных муфт [патент SU 925690, МПК B60W 10/10, Опубликовано: 07.05.1982 Бюл. № 17] заключающийся в постепенном увеличении давления в гидроцилиндре включаемой муфты и согласованном с ним постепенном понижении давления в гидроцилиндре выключаемой муфты путем кратковременного сообщения ее с источником переменного давления, при этом кратковременно сообщают с источником переменного давления одновременно гидроцилиндры всех муфт коробки передач, кроме вновь включаемых, при этом ограничивают объем жидкости, поступающей в каждый из гидроцилиндров от источника переменного давления за время переключения до величины, меньшей рабочего объема соответствующего гидроцилиндра.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатком данного способа является усложнение конструкции за счет дополнительного использования источника переменного давления и механизмов плавного включения. Также недостаток заключается в том, что, повышая надежность, при использовании дросселей в линиях слива и источника переменного давления препятствующего снижению давления в отключаемых фрикционах, время переключения не снижается.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение заключается в создании способа переключения передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением обеспечивающего, не превышая динамических нагрузок на привод испытательного стенда, уменьшить время на переключение передач и снизить трудоёмкость испытания изделия.

Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в уменьшение времени, затрачиваемом на переключение передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, позволяющем исключить превышение предельных эксплуатационных значений крутящего момента на входном валу испытываемого изделия и пускового момента привода стенда, что соответственно обеспечивает повышение его долговечности и в целом снижение трудоёмкости испытания коробок передач.

Задача решается, а указанный технический результат достигается тем, что способ переключения передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи, заключается в постепенном увеличении давления в фрикционах подключаемой передачи и согласованном с ним постепенном понижении давления в фрикционах отключаемой передачи, при котором подача давления к фрикционам подключаемой передачи производиться при достижении максимально возможного значения остаточного давления во фрикционах отключаемой передачи, при котором изменения крутящего момента на входном валу испытываемого изделия вызванные циркуляцией мощности и инерции вращающихся частей не превысят значений предельного эксплуатационного момента для испытываемого изделия и пускового момента стендового приводного двигателя.

При наличии в комбинации фрикционов отключаемой передачи и комбинации фрикционов подключаемой передачи повторяющегося фрикциона, переключение на следующую передачу производится без сбрасывания давления с повторяющегося фрикциона.

Сущность заявляемого изобретения поясняется графическим материалом:

Фиг. 1 - Гидравлическая схема при испытании коробки передач с гидравлическим управлением;

Фиг. 2 - Сравнительная схема параметров при переключении передач с минимальным значением остаточного давления P₀ и максимальным P'₀;

Фиг. 3 - Сравнительная схема параметров при переключении передач с минимальным значением остаточного давления P₀ и максимальным P'₀ без сбрасывания давления с повторяющегося фрикциона.

На фигуре 1 представлена гидравлическая схема стенда для проведения испытании коробки передач с гидравлическим управлением, на которой обозначено:

1 - стендовый приводной двигатель;

2 - датчик крутящего момента стендового приводного двигателя;

3 - входной вал коробки передач 4;

4 - коробка передач (испытываемое изделие);

5, 6, 7, 8, 9, 10 - фрикционы;

11 - выходной вал коробки передач 4;

12, 13, 14, 15, 16, 17 - датчики давления;

18 - гидравлические линии;

19, 20, 21, 22, 23, 24 - распределители.

Испытываемое изделие (фиг.1) представляет собой коробку передач 4 планетарного типа с фрикционным включением и гидравлическим управлением, предназначенную для изменения скорости движения и тяговых усилий на ведущих колесах, поворота и торможения машины, отключения двигателя от ведущих колес.

Режимы работы (нейтральная передача, передачи переднего хода, торможение, передача заднего хода) коробки передач 4 обеспечиваются включением и выключением определенных комбинаций фрикционов 5, 6, 7, 8, 9, 10 в коробке передач 4. На любом режиме работы в коробке передач 4 одновременно включены по два (например, фрикцион 8 и фрикцион 7 для включения первой передачи, фрикцион 10 и фрикцион 8 для включения второй передачи, фрикцион 10 и фрикцион 7 для включения третьей передачи, фрикцион 5 и фрикцион 8 для включения четвертой передачи, фрикцион 5 и фрикцион 7 для включения пятой передачи, фрикцион 6 и фрикцион 8 для включения шестой передачи, фрикцион 6 и фрикцион 7 для включения седьмой передачи, фрикцион 9 и фрикцион 8 для включения тормоза, фрикцион 9 и фрикцион 7 для включения заднего хода) или другое количество фрикционов (например, фрикцион 8 для включения нейтральной передачи) и работают определенные планетарные ряды коробки передач 4. Используя сочетание включенных фрикционов и работающих планетарных рядов на каждой передаче, обеспечивается определённое передаточное отношение между входным 3 и выходным 11 валами коробки передач 4.

Входной вал 3 коробки передач 4 вращается стендовым приводным двигателем 1 через датчик крутящего момента 2, предназначенный для измерения приводного крутящего момент М_пр.

По гидравлическим линиям 18 рабочая жидкость подается к фрикционам 5, 6, 7, 8, 9, 10 испытываемой коробки передач 4. Включение передачи производится с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи подачей рабочей жидкости к необходимой комбинации фрикционов 5, 6, 7, 8, 9, 10 путем включения соответствующих распределителей 19, 20, 21, 22, 23, 24. Давление рабочей жидкости во фрикционах 5, 6, 7, 8, 9, 10 измеряется и контролируется соответствующими датчиками давления 12, 13, 14, 15, 16, 17.

Для выключения текущей передачи и включения следующей, во время проведения испытания коробки передач 4, необходимо понизить давление в комбинации фрикционов текущей передачи до остаточного давления P'₀ соответствующего текущей передаче и подать давление в комбинацию фрикционов, соответствующую следующей передаче.

На фигуре 2 представлена сравнительная схема параметров при переключении передач с минимальным значением остаточного давления P₀ и максимальным P'₀ в фрикционах.

Так, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи, при переключении текущей передачи (например, третья передача с подключенными фрикционами 10 и 7) в них понижается давление до остаточного давления P'₀, и подается давление в комбинацию фрикционов (например, четвертой передачи с подключаемыми фрикционами 5 и 8), соответствующих подключаемой передаче, при этом подача давления к фрикционам подключаемой передачи начинает производиться при достижении такого максимально возможного значения остаточного давления P'₀ во фрикционах отключаемой передачи, при котором изменения крутящего момента M'_пр на входном валу 3 коробки передач 4 вызванные циркуляцией мощности и инерцией вращающихся частей не превысят значений предельного эксплуатационного крутящего момента M_{мах экспл} для испытываемого изделия и пускового момента M_{мах прив} стендового приводного двигателя 1.

Заявителем под циркуляцией мощности понимается явление, возникающее при наличии замкнутого силового контура в кинематической цепи обусловленное, в данном случае, одновременной передачей крутящего момента через отключаемые и подключаемые фрикционы, соответственно отключаемой и подключаемой передачи, приводящее к тому, что силовые факторы, вызывающие деформации отдельных звеньев, превышают силовые факторы, вызывающие движение звеньев. Приводит к потерям мощности, повышенному износу деталей и т.д. Является вредным, паразитным явлением. В рассматриваемом случае имеет кратковременный эффект, пока давление во фрикционах отключаемой передачи не упадет до значения, позволяющего им расцепиться.

Таким образом, повышение величины остаточного давления P₀ во фрикционах отключаемой передачи при котором будут включаться фрикционы подключаемой передачи до величины P'₀ позволит ускорить процесс переключения каждой передачи на время (Т_пер - Т'_пер), снизив трудоемкость испытания, при этом крутящий момент М'_пр на входном валу 3 коробки передач 4 не превысит предельного эксплуатационного значения крутящего момента M_{мах экспл} на входном валу 3 коробки передач 4 и максимального пускового момента M_{мах прив} стендового приводного двигателя 1, исключив сверхнормированные динамические нагрузки на привод испытательного стенда, и повысив соответственно его долговечность.

Примером осуществления заявляемого способа переключения передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи, может быть процесс переключение с третьей передачи (подключены фрикционы 10 и 7) на четвертую передачу (подключаемые фрикционы 5 и 8).

В ходе проведение экспериментов заявителем установлено, что время Т_пер на переключение передач до применения заявляемого способа переключения передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи составляло 23 сек., а крутящий приводной момент М_пр на входном валу 3 коробки передач 4 составлял порядка 200 Нм.

Применение заявляемого способа переключения передач при испытаниях коробок передач с гидравлическим управлением, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи, показало что время на переключение передач Т'_пер стало составлять всего 8 сек., а величина приводного крутящего момента М'_пр на входном валу 3 коробки передач 4 увеличилась до 250 Нм, не превысив при этом предельного эксплуатационного значения крутящего момента M_{мах экспл} составляющего 300 Нм на входном валу 3 коробки передач 4 и максимального пускового момента M_{мах прив} равного 350 Нм стендового приводного двигателя 1.

В свою очередь в ходе проведенных экспериментов было установлено, что при наличии в комбинации фрикционов отключаемой передачи и комбинации фрикционов подключаемой передачи повторяющегося фрикциона, переключение на следующую передачу возможно осуществить без сбрасывания давления с повторяющегося фрикциона.

В данном случае примером осуществления заявляемого способа переключения передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи, может быть переключение с первой передачи (включены фрикционы 7 и 8) на вторую передачу (включаемые фрикционы 8 и 10). При этом переключении давление с фрикциона 8, который имеется в обеих комбинациях не сбрасывается, а момент начала подачи давления во фрикцион 10 подключаемой второй передачи, подбирается такой, при котором увеличивающийся от этого крутящий момент M'_пр не превысит предельного эксплуатационного значения крутящего момента M_{мах экспл} и максимального пускового момента M_{мах прив}.

Заявляемый способ переключения передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи, показал свою эффективность при проведении испытаний бортовых коробок передач изделий спецтехники.

Изобретение относится к стендовым испытаниям коробок перемены передач тракторов. Заявлен способ переключения передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи. Способ заключается в постепенном увеличении давления во фрикционах подключаемой передачи и согласованном с ним постепенном понижении давления во фрикционах отключаемой передачи. Подача давления к фрикционам подключаемой передачи производится при достижении максимально возможного значения остаточного давления во фрикционах отключаемой передачи. При этом изменения крутящего момента на входном валу испытываемого изделия, вызванные циркуляцией мощности и инерции вращающихся частей, не превысят значений предельного эксплуатационного момента для испытываемого изделия и пускового момента стендового приводного двигателя. Достигается уменьшение времени на переключение передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, позволяющим исключить превышение предельных эксплуатационных значений крутящего момента на входном валу испытываемого изделия и пускового момента привода стенда. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ переключения передач при испытании коробки передач с гидравлическим управлением, с перекрытием во времени включения комбинаций фрикционов подключаемой передачи и выключения комбинаций фрикционов отключаемой передачи, заключающийся в постепенном увеличении давления во фрикционах подключаемой передачи и согласованном с ним постепенном понижении давления во фрикционах отключаемой передачи, при котором подача давления к фрикционам подключаемой передачи производится при достижении максимально возможного значения остаточного давления во фрикционах отключаемой передачи, при котором изменения крутящего момента на входном валу испытываемого изделия, вызванные циркуляцией мощности и инерцией вращающихся частей, не превысят значений предельного эксплуатационного момента для испытываемого изделия и пускового момента стендового приводного двигателя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии в комбинации фрикционов отключаемой передачи и комбинации фрикционов подключаемой передачи повторяющегося фрикциона переключение на следующую передачу производится без сбрасывания давления с повторяющегося фрикциона.