Способ управления гидромеханической передачей транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК B60K17/10 

W

С

фи&1 I Изобретение относится к средствам наземного транспорта и предназначено для использования в трансмиссиях автомобилей, тракторов, железнодорожны локомотивов и других подобных машимах, оборудованных гидромеханическим передачами определенного типа, а име но передачами, в которых предусмотрен режим шунтирования рабочих колес гидротрансформатора., Известен способ управления гидромеханической передачей транспортного средства, заключающийся в том, что гидротрансформато|1 шунтируют подключением механической редукторной связи между его насосным и турбинным;. колесами Q . Характерным для способа управления такой передачей является подключение механической редукторной связи между наносным и турбинным колесат ми гидротрансформатора. При работе передачи в тяговом режиме такое подключение редукторной связи повышает КПД передачи и улучшает тяговую характеристику в части рабочей зоны вследствие возникновени параллельного гидротрансформатору бо лее экономичного механического потока мощности при соответствующем умень шении потока, проходящего гидравлическим путем между насосным и турбинным колесами через рабочую жидкость. Недостатками известного способа управ ления является невозможность предельного повышения KFlfl и тягового усилия, создаваемого передачей, из-за сохра- . нения на рассматриваемом режиме гидравлической связи между названными колесами гидротрансформатора При работе передачи-в режиме торможения подключение редукторной связи между колесами гидротрансформатора существенно увеличивает тормозной эффект в результате использования как тормозных возможностей дви гателя .{поскольку обеспечена его механическая связь с выходным валом передачи) , так и в результате возникно вения торможения непосредственно .передачей из-за циркуляции мощности через редукторную связь между -колесами гидротрансформатора с потерями этой мощности за счет его КПД, Регулирование величины торможения при этом осу ществляется изменением подачи топлй,ва в двигатель, что изменяет его ropi мозные возможности, а тйкже величину циркулирующей мощности в передаче, 81 изменяя тем самым величину потерь этой мощности в гидротрансформаторе. Недостатком является необходимость воздействовать на двигатель с расходом топлива, хотя в ряде случаев было бы целесообразным изменять интенсивность торможения воздействием на . саму передачу без использования двигателя, что не обеспечивается в рассматриваемых передачах Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия и улучшение тягово-тормозных характеристик передачи. Указанная цель достигается согласно способу управления гидромеханической передачей транспортного средства, , заключающемуся в том, что. гидротрансформатор шунтируют подключением механической редукторной связи между его насосным и турбинным колесами, а режим шунтирования сопровождают, изменением степени заполнения гидротрансформатора рабочей жидкостью. На фиг. 1 изображена составная часть передачи с шунтированием колес гидротрансформатора для работы при управлении предлагаемым способом, общий вид; на фиг. 2- характеристика передачи в тяговом режиме работы; на фиго 3 - то же, в режиме торможения. Способ шунтирования осуществляется следующим образом Насосное 1 и турбинное 2 колеса гидротрансформатора (фиго 1), будучи связанными соответственно с ведущим 3 и выходным валами, передачи, одновременно связаны один с другим через механический редуктор 5 с постоянным передаточным числом посредством механизма 6 подключения этого редуктора. Ведущий вал 3 приводился от двигателя, а выходной вал k через кинематические связи приводит во вращение ведущие колеса ходовой части транспортного средства. На фиг. 2 изображены тяговая характеристика М4 на валу и.характеристика КПД гидропередачи в зависимости от скорости вращения У занного вала при совместной работе передачи с двигателем, В тяговом режиме работы передачи в диапазоне высоких значений КПД гидротрансформатора (кривая 7 на щью г еханизма 6 отключают, и переда-, ча энергии от ведущего 3 к выходному ,оалу k осуществляется последовательным nofoKOM от насосного колеса t 31 через рабочую х идкость к турбинному колесу 2. Соотоётстпующая тяговая характеристика изображена кривой 8 на Оиг. 2„ При стрегллении гидротранс форматора под олиянием возрастания нагрузки на валу выйти в зону низ ких значений КПД /кривая 9 на фиг.2) подключают редуктор 5 фиг. 1 с помоцью механизма 6,что является ре химом шунтирования. При этом гидротрансформатор фиксируется на некотором скольжении и на заданном и неиз менном в дальнейшем значении КПД. С Однако общий КПД передачи начинает. возрастать (кривая 10 вместо кривой на фиг. 2), поскольку мощность от ва ла ,3 к валу 4 (фиг. 1) начинает передаваться двумя потоками, эконрмич:ным механическим - от насосного колеса 1 через редуктор 5 и гидравлическим - от этого же насосного колеса через рабочую жидкость к турбинно му колесу 2 при интенсивном уменьшении этого потока с уменьшением ско рости вращения вала k. Тяговая харак теристика при этом вместо кривой 11. (фиг. 2) при низких значениях КПД изображается кривой 12 при их высоких значениях, чем обеспечивается расширение рабочего диапазона пере- дачи-i, ., , Предлагаемый способ управления пе редачей предусматривает при выходе на режим шунтирования (подключении р дуктора Б) уменьшать степень заполне ния гидротрансформатора рабочей жид I костью. При полностью опорожненном ; гидротрансформаторе мощность от 3 к валу i (фиг. 1) начинает пере даваться лишь одним механическим путем от насосного колеса 1 через редуктор 5 о {поскольку гидравлическое взаимодействие между насосным 1 и турбинным 2 колесами после опорожнения устранено с одновременным устранением потерь в гидротрансформаторе путем Исключения влияния КПД последнего, КПД передачи предельно возрастает, как показано характеристикой 13 на фиг. 2 вместо кривой 10. Соответственно улучшается тяговая характеристика на этом режиме, как показано кривой Ш вместо кривой 12. Аналогичные явления, но со значительно большим эффектом, обеспечиваю ся при работе передачи при частичных нагрузках двигателя Опорожнение гид ротрансформатора производят не ранее подключения редуктора 5, чтобы избе 81 жать разрыва потока мощности в передаче. Обратную операцию при отключении редуктора 5 и выхода передачи на режим работы непосредственно гидротрансформатору (кривые 7 и 8) сопровождают -заполнением последнего рабочей жидкостью. При этом Процессе заполнениепроизводят несколько ранее отключения редуктора, чтобы также избежать разрыва потока мощности. Работу передачи в режиме торможения осуществляют при постоянно подключенном редукторе 5 (фиго .1) с помощью механизма 6. На графиках фиг. 3 в зависимости от скорости- вращения выходного вала k передачи показано изменение тор-мозной мощности - N4 на этом валу, нак минус указывает противопЬложное направление передачи мощности на этом валу относительно рассмот-. ренного выше тягового режима Подаваемая к валу (фиг. 1) тормозная мощность со стороны ведущих колес движиГеля транспортного-средства через редуктор 5 прдается к насрсному колесу 1 гидротрансформатора „ Отсюда часть мощности через вал 3 подается к двигателю, находящемуся в режиме торможения, и поглощается . им, что характеризуется кривой 15 на фиг, 3 Другая часть мощности с насосного колеса 1 (фиг. Т) через рабочую жидкость Передается к турбинному колесу 2, попутно-частично теряясь за. счет КПД гидротрансформатора, откуда остатки этой моидности через механизм 6 и редуктор 5 вновь поступает к насоснрму колесу 1, перед этим суммируясь с указанной выше мощностью на валу , Таким образом, в контуре, образованном элементами передачи, постоянно, циркулирует мощность, частично поглощаемая гидротрансформатором, обеспечивая эффект торможения собственно передачей. Суммарная тормозная мощность двигателя и передачи изображена кривой 16 на фиг, 3. Изменение тормозной мощности при известном способе управления осуществляется изменением подачи топлива в двигатель. Повышение мощности двигателя при увеличении подачи топлиЕзга Риводит к уменьшению поглощаемой им тормозной мощности через вал 3, т.е. понижению и исчезновению кривой 15 на фиг, 3 при сохранении цирКуляции мощности в контуре передачи и тормоиении за счет нее. Таким образом, график суммарной тормозной мои4ности начинает занимать положение согласно кривой 17. Дальнейшее повышение мощности двигателя вследствие подачи топлива приводит к появлению на насосном колесе мощности со стороны двигателя при соответствующем уменьшении доли, приходящей на насосное колесо со стороны вала 4 через редуктор 5 и уменьшении тем самым эффекта торможения передачей, ка показано, например, кривой 18 на фиг. 3, при сохранении потерь в гидротрансформаторе. Некоторое предельное повышение мощности двигателя при водит к исчезновению мощности на насосном колесе 1 со стороны ведущего вала и через редуктор при полном исчезновении торможения передачей, хот на насосное колесо приходит полная мощность со стороны двигателя и теря ется в гидротранс юрматоре. Такой способ торможения экономически невыгоден, поскольку сопровождается неоправданными затратами топлива, а также постоянным предельным тепловыделением гидротрансформатора.. , В предлагаемом способе двигатель находится в тормозном режиме, а изменение суммарного эффекта торможения осуществляют путем изменения степени заполнения гидротрансформатора рабочей жидкостью. Так постепенное его опорожнение приводит к понижению кривой 16 (фиг. 3), занимающей теперь последовательно положение 17 и 18 и так далее в (эезультате уменьшения гидравлического взаимодействия между насосным 1 и турбинным 2 (фиг. 1) колесами гидротрансформатора. Соответственно снижается тепловыделение последнего. Предельной яв пяется кривая 15 (фиг. 3) которая может быть понижена до нуля повышением подачи топлива в двигатель, но в значительно меньшей степени, чем это было ранее .В этом случае затраты топлива компенсируют лишь потери в механических элементах передачи. Эффект от использования предлагаемого способа управления применительHO к режиму торможения позволяет практически полностью исключить нерациональные затраты топлива двигателем при регулировании интенсивности торможения и существенно снизить тепловыделение передачи.

-гя

Wi.

-Мц.

фие,