Гидромеханический вариатор скорости Советский патент 1986 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к транспортиому машиностроению, а именно к гидромеханическим вариаторам скорости для самоходных машин.

Цель изобретения - повышение-КПД путем стабилизации скорости вращения выходного вала независимо от его нагрузки.

На фиг. 1 схематически показана кинематическая схема гидромеханического вариатора скорости; на фиг. 2 - гидравлическая принципиальная схема вариатора; на фиг. 3 - конструктивная схема вариатора; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Устройство состоит из планетарного зубчатого ряда, в котором солнечная шестерня 1 является ведущим звеном, а водило 2 - ведомым. Сателлитные шестерни 3 в зацеплении с солнечной шестерней 1 образуют секции шестеренчатого насоса. Эпицикл 4 жестко соединен с ведущей шестерней 5 многосекционного насоса, ведомые И1естерни б которого установлены на осях в неподвижном корпусе 7. В линии 8 нагнетания планетарного насоса, соединяющей полости А нагнетания насосных пар плестерен 1 и 3, установлена на выходном валу 9 поворотная дроссельная втулка 10. Выход дроссельной втулки 10 каналом 11 соединен с полостями Б на1 нетания многосекционного насоса 5 и 6.

В канале 11 установлен обратный клапан 12, препятствующий проходу рабочей жидкости к планетарному ряду 1-3, и дроссель 13 подпора со сливным каналом 14.

В канале 15 установлено дроссельное устройство 16, кинематически соединенное с педалью сцепления. Дроссель 13 подпора и последовательно с ним поворотная дроссель- пая втулка 10 кинематически соединены с педалью скорости. Полости всасывания из планетарного ряда 1-3 и многосекционного насоса 5 и 6 соединены с масляным баком соответственно каналами 17 и 18.

Устройство работает следуюшим образом.

Педали сцепления и скорости полностью отпущены, дроссельное устройство 16 и поворотная дроссельная втулка 10 с дросселем 13 подпора обеспечивают максимальное проходное сечение каналов нагнетания. При таком положении недалей происходит следующее. Врап1,ение привода солнечной шестерни 1 нередается через сателлиты 3 э 1ициклу 4 и далее ведущей П1естерне 5 и ведомым 6 многосекционпого насоса. Масло, поступающее по каналу 18 в насос, свободно перекачивается на слив через полностью открытое дроссельное устройство 16 в канале 15 и масло, поступаюи1ее по каналу 17 в планетарный ряд 1-3 из полости А нагнетания по каналу линии 8 нагнета1П1я, через поворотную дроссельную втулку 10, дроссель 13 подпора и канал 14 поступает

также на слив. Выходной вал 9 неподвижен, так как эпицикл 4 полностью разгружен, обеспечивается стоянка машины.

Педаль сцепления плавно выжимается до упора и фиксируется. При этом происходит запирание потока жидкости, выходящей из полости Ь нагнетания многосекционного насоса посредством дроссельного устройства 16. В полостях Ь нагнетания повышается давление, что приводит к юстепенному

торможению ведущей шестерни 5, а, следовательно, эпицикла 4. Одновременно с началом торможения эпицикла 4 начинается вращение водила 2, выполненного заодно с валом 9. Передаточное число вариатора постепенно начинает уменьшаться от i оо до in, определяе.мого геометрией шестерен планетарного ряда 1, 3 и 4 при полной остановке эпицикла 4. Происходит трогание машины с места и устанавливается равномерное движение.

Дополнительно частично выжимается педаль скорости. За счет кинематической связи происходит уменьшение проходного сечения дросселя 13 подпора, через которое происходил свободный слив рабочей жидкости из планетарного ряда 1, 3 и 4.

Уменьшение расхода жидкости через дроссель подпора вызывает увеличение давления в полостях А нагнетания и каналах 11 и линии 8 нагнетания. Увеличивающееся давление в полости А создает момент, ослабляющий реактивный .момент на эпицикле 4, и при достижении определенного уровня давления происходит размыкание зубьев эпицикла и сателлитов. При дальнейшем увеличении давления в этих каналах эпицикл начинает вращаться в обратную сторону, заодно с эпициклом вращается ведущая шестерня 5 многосекционного насоса. Если давление в полости Лив каналах 11 и линии 8 нагнетания превосходит давление в полости 5, насос начинает работать как гидромотор, так как поток жидкости из планетарного насосного ряда поступает в полость 5 через обратный клапан 12. Происходит дополнительное подкручивание эпицикла 4 в одну сторону с вращением водила. Передаточное число механизма еще больще уменьшится. При полностью закрытом дросселе 13 подпора весь расход из планетарного ряда 1, 3 и 4 пойдет через многосекционный насос (в данном случае гидромотор) и далее по каналу 18 в масляный бак. Во время

всего процесса действия дросселя 13 подпора коэффициент полезного действия передачи будет значительно выше, чем оно было бы без использования энергии потока жидкости на «подкрутку эпицикла, что особенно важно при работе машины с большими тяговыми усилиями.

Педаль скорости выжимается до отказа и фиксируется. В этом случае за счет кинематической связи начнет изменяться проходное сечение поворотной дроссельной втулки 10, что приведет к увеличению давления в полости А нагнетания планетарного насосного ряда 1 и 3, уменьшению окружной и увеличению переносной скоростей сателлитов, т.е. уменьшению передаточного числа механизма. При полностью закрытом проходном сечении дроссельной втулки 10 окружная скорость сателлитов станет близкой к нулю, а переносная близится к скорости вращения солнечной шестерни 1. В этом случае передаточное число механизма будет минимальным, близким к единице.

В устройстве, благодаря дополнительному каналу между гидромеханической муфтой сцепления и планетарным механизмом, возникает устойчивая обратная связь, поз- воляюшая стабилизировать скорость движения машины вне зависимости от величины преодолеваемого момента сопротивления. При неизменном положении всех дросселей уменьшение момента сопротивления вызывает поступление потока жидкости из планетарного механизма в полости нагнетания муфты сцепления и заввставляет посредством враш,ения в одну сторону с выходным валом «подкручивать эпицикл планетарного механизма.

При этом давление нагнетания в планетарном механизме будет определять ско

рость вращения выходного вала. При увеличении нагрузки на выходном валу эпицикл муфты затормозится вплоть до остановки и врашения в противоположную сторону от выходного вала. Обратный клапан не позволит жидкости из планетарного механизма поступать в канал нагнетания муфты сцепления из-за большой разности давлений. Естественно в канале нагнетания планетарного механизма повысится давление, возрастет скорость вращения сателлитов планетарного механизма, т.е. расход жидкости, и при неизменной степени дросселирования потока возрастет скорость вращения эпицикла от «подкрутки муфтой.

Следовательно, уменьшение или увеличение скорости и направление вращения эпицикла муфты сцепления вызовет перераспределение реакции от преодолеваемого момента сопротивления на эпицикл планетарного механизма, изменение давления нагнетания

в планетарном механизме и, как результат, вызовет изменение передаточного числа при этом, т.е. предлагаемое устройство является замкнутой системой.

Следует отметить, что механизм с рассмотренной выше гидравлической схемой устраняет известный недостаток гидропланетарных передач - зависимость скорости вращения выходного вала от передаваемого момента сопротивления.

фиг. 2

И

/7effcf(i cL{e/7/7ef i

Ъ 2

56 7 j

cffupcfc/nu

5- Б

rd

(pus.Aфиг. 6