Гидромеханическая передача Советский патент 1983 года по МПК B60K17/10 

2,Гидромеханическая передача по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительная муфта установлена в гидротранс, форматоре.

3.Гидромеханическая передача по п. 1, отличающаяся тем, что. упомянутая кинематическая связь представляет собой пару связанных между.собой зацеплением зубчатых колес, расположенных на дополнительном и вторичном валах, при этом одно из колес жестко св55зано

с одним из валов, а другое связано с другим валом посредством указанной дополнительной муфты.

4.Гидромеханическ-ая передача по п. 1, отличающаяся тем, что упомянутая кинематическая связь представ- ляет собой пару зубчатых колес, одно из которых закреплено на дополнительном валу, а другое свободно установлено на первичном валу и связано с ним посредством указанной дополнительной муфты.

5.Гидромеханическая передача по п. 1, отличающаяся тем, что все зубчатые муфты механической коробки передач установлены на первичном валу.

1.гаДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА, содержащая гидротрансформатор, турбинное колесо которого связано с первичным валом механггческой коробки пере№Sf:Sj:r;., . дач, состоящей из аубчлтах колес, через которые первичный вал связан с вторичным ъепом, зубчатых муфт и фрикционного узла для подтормаищвания первичного вала, отличаюшая.ся тем, что с цепью аовыаения надежности и КПД гидромеханической передачи, фрикционный узел выполнен в виде допопннтельной мтФты, через которую кинематяческн связаны первичный и вторичный валы коробки передач, при этом передаточное oTHfHue ние между упомянутыми валами при включённой муфте меньше п ередаточного числа высшей ступени в коробке передач.

Изобретение относится к гидромеханическим передачам транспортных среХютв, содержащим гидротрансформатор и механическую ступенчатую коробку передач.

Известна гидромеханическая передача, содержащая гидротрансформатор, турбинное колесо которого связано с первичным валом механической коробки передач, состоящей из зубчатых колес, через которые первичный вал связан со вторичным валом, зубчатых муфт и фрикционного узла для подтормаживания первичного вала Cil

Недостатком известной гидромехани- ческой передачи являются -сравнительно большие потери энергии при замедлении тормозом первичного вала коробки передач в процессе включения каждой после,дующей ступени во время движения авто- .мобиля, так как крутящий момент трения тормоза замыкается на корпус гидропередачи.

На тормозе известаой гидромеханической передачи выделяется больщая энергия буксования, так как относительная скорость проскальзывания его фрикционных элементов всегда равна угловой скорости первичного вала. Из-за этого габариты и металлоемкость тормоза с сухими фрикционными элементами получается большой.

При использовании тормоза с фрикционными дисками, работающими в масле, габариты его уменьшаются, однако наличие ведения между дисками приводит к доподнительным потерям энергии при движении транспортного средства. Величина этих потерь энергии пропорциональна скорости вращения первичного вала.

Целью изобретения является повышение надежности и коэффициента полезного действия гидромеханической передачи.

Указанная цель достигается тем, что в гидромеханической передаче, содержащей гидротрансформатор, турбинное колесо которого связано с первичным валом, механической коробки передач, состоящей из зубчатых кспес, через которые первичный вал связан со вторичным валом, зубчатых муф|Т и фрикционного узла для подтормаживания первичного вала, фрикционный узел выполнен в виде дополнительной муфты, через которую кинематически связаны первичный и вторичный валы коробки передач, при этом передаточное отношение между упомянутыми валами при включенной муфте меньше передаточного числа высшей ступени в коробке передач.

Кроме того, упомянутая дополнитель. ная .муфта установлена в гидротрансформаторе.Кроме того, упомянутая кинематическая связь представляет собой пару связанных между собой зацеплением зубчаты колес, расположенных на дополнительном и вторичном валах, при этом одно из упомянутых колес жестко связано с одним из упомянутых валов, а другое связано с другим валом посредством упомянутой дополнительной муфты.

Кроме того, упомянутая кинематическая связь представляет собой пару зуб- чатых колес, одно из которых закреплено на доголнительном валу, а другое свободно установлено на первичном валу и связано с ним посредством упомянутой дополнительной муфты, Кроме того, все зубчатые муфты механической коробки передачи установлены на первичном валу. На фиг. 1 представлена схема, гидромеханической передачи с фрикционной муфтой, расположенной на,выходном валу и связывающей во включенном положении первичный и вторичный . валы коробки передач; на фиг. 2 - гидромеханическая передача, в которой фрикционная муфта установлена на промежуточном валу; на фиг. 3 - гидромеханическая передача, в. которой фрикционная муфта установлена между перн1чным и вторичным валами коробки передач; на фиг. 4 - гидромеханическая передача, в которой фрик-г ционная муфта установлен а на турбинном колесе ;гидротрансформатора; на фиг.5гидромеханическая передача, в которой фрикционный диск соединен с турбинным колесом через упругий элемент; на фиг. 6 - гидромеханическая передача, в которой фрикционная муфта установлена на -первичном валу коробки передач. Гидромеханическая передача (фиг 1) содержит гидротрансформатор 1, имеющий насосное колесо 2, приводимое во вращение от .двигателя транспортной машины, турбинное колесо 3 и реактор 4. Турбинное колесо 3 жестко соединено с первичным валом 5 механической короб ки 6 передач, имеющей вторичный .вал 7 кинематически связанный с ведущими колесами транспортной машины. На конце первичного вала 5 закреплено зубчатое колесо 8, соединенное с зубчатым колесом 9, закрепленным на промежуточном валу 1О. На промежуточном валу 1О так же закреплены зубчатые колеса 11-13. Указанные колеса сцеплены соответственно с зубчатыми колесами 1416, установленными -.на вторичном валу .7 с возможностью вращения .относительно вторичного вала 7. Зубчатое колесо 8 или 14 может соединяться с вторичным валом 7 с помощью перемещаемой в осевом направлении зубчатой муфты 17, ступица которой жес ко закреплена на валу 7. Зубчатые колеса 15 или 16 могут со диняться с вторичным валом 7 с помоои ю перемещаемой в осевом направлении зубчатой муфты 18, ступица которой также закреплена на валу. 7, Каждая упомянутая муфта 17 и 18 имеет блокировочный синхронизатор для предотвращения ее включения до выравнивания угловых скоростей соединяемых между собой зубчатого колеса и вала. На вторичном валу установлена фрик-. дионная муфта 19, например, даскового типа с внещним управлением, которой жестко соединен . с вторичным валом 7. Внешнее управлякшее воздействие на муфту 19 показано стрелкой. Фрикционный диск 20 муфты 19 через зубчатые колеса 21 и 22 соединен с промежуточным валом 1О. При включенном положении муфты 19 кинематическое передаточное число между первичным валом 5 и вторичным валом 7 равно передаточному числу высше:й ступени коробки передач или меньше его, т. е. UI. где и/ - угловая скорость вращения первичного вала (5); Ып- угловая скорость вращения вторичного вала; Лог- - передаточное число высшей стуouпени в коробке передач, включаемой зубчатой муфтой. При работе двигателя тpaнcпqE)тнoй машины на режиме холостого хода (минимальная скорость вращения) и нейтральном положении зубчатых муфт 17 и 18 (фиг. 1) турбинное колесо 3 гидротрансформатора вращается с угловой скоростью, близкой к угловой скорости вращения насосного колеса. Для включения низшей ступени в механической коробке передач 6 необходимо включить фрикционную муфту 19, которая соединяет первичный вал 5 с выходным валом 7. В результате этого турбинное колесо 3 затормаживается и останавливается. При этом останавливается и зубчатое колесо 16 низшей ступени в механической коробке 6 передач. Таким образом, происходит выравнивание угловых скоростей зубчатой муфты 18 и зубчатого колеса. Зубчатая муфта 18 .перемещается вправо и жестко соединяет вторичный вал 7 с зубчатым колесом 16. Фрикционная муфта 19 В1 ключаетс5и Водитель транспортной машины увеличивает скорость вращения двигателя и происходит трогание транспортной машины с места. Крутящий момент на вторичный вал 7 от турбинного колеса 3 при этом пере510дается через зубчатые колеса 8, 9, 13 и 16. При включении следующей ступени зубчатая муфта 18 выводится в нейтральное положение, после чего опять В1шючается фрикционная муфта 19, притормаживающая первичный вал 5 и, следовательно, снижающая скорость вращения зубчатого колеса 15. Как только угловые скорости . вращения зубчатого колеса 15 и муфты 18 ср)авняются, муфта 18 переводится влево и соединяет зубчатое колесо 15 с вторичным валом 7, После этого фрикционная муфта 19 выключается. Водитель увеличивает скорость вращения двигателя и происходит дальнейший разгон транспорт ной машины на вновь включенной ступени в коробке 6 передач. Аналогично включаются и последующие ступени при вводе зубчатой муфты 17 в зацепление с зубчатым колесом 14 или 8. При этом, при включении высшей ступени зубчатая муфта 17 перемещается влево, соединяя зубчатое колесо 8, закрепленное на первичном валу 5, с вторичным валом 7. Описанное выравнивание углов|з1Х скоростей зубчатых колес 16, 15, 14 и 8 с угловой скоростью вторичного вала 7, необхошмое для переключения ступеней (от низшей - к высшей)tl обеспечивается за счет того, -что при включенном положении фрикционной муфты-19 кинематическое передаточное число между первичным и вторичным валами равно передаточному числу высшей ступени коробки передач или меньше его. В гидромеханической передаче (фиг.1) передаточное число высшей ступени равно единице. Поэтому упомянутое кинематическое передаточное число при включенной фрикционной муфте 19 должно быть равно. , -t.O. В процессе каждого включения более высокой ступени в коробке 6 передач кру тящий момент трения, развиваемый фрикционной муфтой 19, передается на вто вторичный вал 7, что приводит к уменьщению потерь энергии. Таким образом, несмотря на наличие зубчатых муфт, процесс включи ия высших ступеней происходит практически без разрыва потока мощности, В гидромеханической передаче работа буксования при включении фрикционной муфты 19 и мощность потерь от наличия остаточного мсмента трения (ведения) при выключенном ее состоянии невелики 25 за счет того, что разность угловых скоростей фрикционных дисков муфты ограничена передаточными числами ступеней коробки передач, Если то на высщей передаче мощность потерь от наличия остаточного момента трения (ведения) равна нулю. Если ,TO в гидромеханической передаче получается повыщакшая передача, включаемая только муфтой 19, при нейтральном положении зубчатых муфт 17 и 18. Поэтому в гидромеханической передаче фрикционная муфта, обеспечивающая притормаживание первичного вала 5 коробки передач, в процессе включения ступеней используется также и для увеличения числа ступеней, что улучшает эксплуатацию характеристики транспортной машины, Включение низших ступеней в коробке б передач при движении транспортной машины осуществляется муфтой 17 или 18 После выравнивания их и соответствующих зубчатыхколес (8, 14, 15 и 16) угловых скоростей, проводимого путем увеличения скорости вращения вала дви1 ателя. В гидромеханической передаче {фиг.2) фрикционная муфта 19 установлена на промежуточном валу 10. При этом на выходном валу закреплено .зубчатое колесо 23, зацепленное с зубчатым колесом 24, свободное установленным на промежуточном валу 10 и соединяемым с этmvf валом муфтой 19. Установка фрикционной муфты на промежуточном валу 10 позволяет уменьшить осевые габариты гидромеханической .передачи. Работа гидромеханической передачи (фиг. 2) осуществляется аналогично с работой гидромеханической передачи (см. описанной выше. В гидромеханической передаче (фиг. 3) Фрикционная муфта 19 расположена между первичным валом 5 и вторичным валсы 7. Фрикционный диск 20 муфты 10 соединей с первичным валом 5. В коробке 6 передач имеется ступень заднего хода, включаемая с помощью зубчатых колес 25-27. Работа гидромеханической передачи, изображенной на фиг. 3, осущест&яяется аналогично с работой гидромеханической передачи, изображенной на фиг. 1. Включение передачи заднего хода происходит при остановленном транспортном средстве так же, как включается любая низкая ступень коробки передач. Гидромеханичесжая передача (фиг. 3) не имеет дополнигепьных зубчатых колес 23 и 24 )фиг. 1) в приводе муфты 19, что существенно упрощает ее конструкцщо. В гидромеханической передаче (фиг, 4 фрикционная муфта 19 установлена в гид ротрансформаторе 1 и закреплена на турбинном колесе 3 гидротрансформатора. Фрикционный диск 20 муфты 19 соедннен с вторичньтм валом 7 с помощью упругого элемента 28, например торсион размещенного внутри первичного вала 5. Работа гидромеханической передачи (фиг. 4) аналогична с работой гидрсщ ханической передачи (фиг. 1). Упругий элемент 28 позволяет улучшить включение передачи при стоящей транспортной машине за счет того, что после затормаживания первичного вала между первичным валсж и вторичным валом возникают относительные угловые колебания, что облегчает включение зубчатых муфт 17 и 18. Установка фрикционной муфты 19 в гидротрансформаторе 1 позволяет упростить конструкцию гидрсыеханической передачи, так как из механической коробки 6 передач удается вынести гидравлически элементы для управления муфтой 19. В гидромеханической передаче (фиг.5 фрикционная муфта 19 расположена межд лервичным валом 5 и вторичным валом 7 коробки 6 передач. Фрикционный диск 20 . муфты 19с помощью упругого элемента 29, например торсиона, расположенного внутри первичного вала 5 коробки 6 передач, соединен с турбинным колесе 3. Гидромеханическая передача (фиг. 5) работает аналогично описанным вариа - там гидромеханической передачи. Конструкция гидрсж еханической передачи (фиг. 5) позволяет облегчить вклк чение ступеней в коробке 6 передач при остановленном транспортном средстве (автсядобиле) и уменьшает момент. HHejyцив, приведенный к первичному валу 5 коробки передач. Это сокращает время синхронизации пра переключении ступеней и улучшает динамические показатели транс1юртной машины. Гидромеханическая передача (фуг, 6) содержит фрикционную муфту 19, свободно установленную на пв ювчном валу 5. Фрикционный диск 20 муфт 19 установлен на валу 5 с воэмож{й стью передачи крутящего момента. Промежуточный вал 10 коробки 6 передач соединен с вторичным валом 7 посредством зубчатых колес 23 и 30. С корпусом фршигаонной муфты 19 жестко соединено зубчатое колесо 31, зацепленное с зубчатым колесом 9. Зубчатые колеса 32, 33 и 34 установлены tra первичнсяк( валу 5 с возможностью вращения относитепьво этого вала. Зубчатое колесо 32 находится в за- . цепленни с зубчатым колесом 11. Аналогично зубчатое колесо 33 находится в зацеплении с зубчатым колесом 12, а зубчатое колесо 34 - с колесом 13. Зубчатые колеса 32 и 33 могут соединяться с первичным валом 5 с помощью перемещаемой в осевом ваправлении зубчатой муфты 35, ступида которой жестко соединена с валом 5. Зубчатое колесо 34 или вт(Чичныв вал 7 могут соединяться с валом 5 с помощью перемещаемой зубчатой муфты j36, ступица которой также жестко связана с валом 5. Работает гидромеханическая передача (фиг. 6) также, как опнсаввая ранее гидрсмеханическая передача (фвг. 1). Благодаря размещению зубчатых муфт . 35 и 36 на первичном валу 5 нагруз1ЕВ на их зубья получаются мннимальвыми н равными. Это позволяет облегчить упраьление указанными зубчатыми муфтамн. Описанная гидромеханическая передача во всех приведенных примерах ее выпол-, нения имеет небольшие потери энергии и сравнительно малую работу буксования фрикционного элемента, что позволяет повысить долговечность передачи. При этом использование фрикционного элеме та в виде муфты позволяет получить дополнительную ступень в коробке передач. Последовательное включение высших ступеней зубчатыми муфтами практически происходит без разрьгва потока мощности, что ведет к повышению - тягово. динамических показателей транспортвой машины н улучшает ее проходимость.

С(

i&

-k

/

ч

«41

fN

tV4

Ч

Ча N

/

г

«S,

7

1 /

Щ

-Ч

N

ts.

«V

tvj