Вариационно-реверсивный автомат управления мощностью трансмиссии Советский патент 1988 года по МПК B60K41/04 B60K41/06 

43

If8

//V6/ 0 so S5 5Ь

M1UJ.

If8

V6/ 0 so S5 5Ь

M1UJ.

867

J

тГ

Изобретение относится к транспортному маршностроению, в частности к устройствам для работы в приводах, требующих плавного набора скорости.

Ы та

X

j

57

59 / д6

W

/

.|Н

(Л

та

29 2

26

16

24

iX

/J

14 х

15

/

74

77 78

-3Z

Ь35

и

I/

4 N)

О 00 05

sj

27

хг

8 Зв

гз

Шиг.1

плавного реверсирования с включением двигателя на холостом ходу без связи с приводным механизмом. Цель изобретения - экономия топливно-экономичес- ких ресурсов. Вариационно-реверсивный автомат управления мощностью трансмиссии (ВРАУМТ) содержит устройство 1 реверсирования, включающее в себя центральную коническую шестерню 2, планетарный реверсивный редуктор 3 с двумя коническими шестернями 4, размещенными на одних концах валов 5. Валы 5 установлены с возможностью вращения в водиле 9, связанном с выходным валом 10. На центральном колесе 8 закреплена шестерня 17, в зацеплении с которой находится шестерня 12, установленная на валу устройства 14 гидростатического управления реакцией сателлитов (ГСУРС),имеющего вход 15 и выход 16. Дбигатель

1

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам дпя работы в приводах, требующих плавного набора скорости, плавного реверсирования с включени-. ем двигателя на холостом ходу без связи с приводимым механизмом.

Цель изобретения -- экономир топ- ливно-экономических ресурсов.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема вариационно-реверсивного автомата (ВРАУМТ) для работы с двигателем внутреннего сгорания (ДВС); на фиг. 2 - то же, для работы с электродвигателем с гидростатической стабилизацией угловой скорости выходного вала; на фиг. 3 - то же, для работы от вала турбины реактивного двигателя (РД); на фиг. 4 - винтовой насос устройства гидростатического управления реакции сателлитов (ГСУРС) продольный разрез; на фиг. ,5 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - кинематическая схема привода колес тепловоза, вид сбоку; на фиг. 7 - то же, вид сверху; на фиг, 8 - привод колес тепловоза, поперечный разрез.

35 внутреннего сгорания связан с основным источником 36 давления рабочей жидкости, выполненным в виде устройства 37 ГСУРС, посредством конической, передачи, одна из шестерен 38 которой установлена на валу 39 устройства 37 ГСУРС, а шестерня 40 закреплена на центральном колесе 41, связанном с планетарными рядами трансмиссии. Устройство 37 ГСУРС входом 42 сообщено гидролинией с гидробаком. Планетарный редуктор-ускоритель 43 включает в себя входной вал 44, кинематически связанный с двигателем. ВРАУМТ также содержит планетарный редуктор 50 с балансной передачей. Редукторы приводятся во вращение общим входным валом для суммирования их на выходном валу планетарного редуктора 50. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

ВРАУМТ содержит устройство 1 ре- вер сир ования, включающее в себя центральную коническую шестерню 2, планетарный реверсивный редуктор 3 с дву- мя коническими шестернями 4, связанными с центральной конической шестерней 2, размещенными на одних концах валов 5, на других концах которых размещены сателлиты 6. Сателлиты 6 свя- заны с первыми 7 и вторыми 8 центральными колесами. Валы 5 установлены с возможностью вращения в водиле 9, связанном с выходным валом 10.

На центральном колесе 7 закреплена шестерня 11, в зацеплении с кото рой находится шестерня 12, установленная на валу 13 устройства 14 ГСУРС, имеющего вход 15 и выход 16.

На центральном колесе 8 закрепле- на щестерня 17, в зацеплении с которой находится шестерня 18, установленная на валу 19 устройства 20 ГСУРС, имеющего вход 21 и выход 22. Входы 15 и 21 устройств 14 и 20 ГСУРС сообщены гидролиниями с гидро- баком 23. Выходы 16 и 22 гидролиниями сообщены с входами 24 и 25 управляемого золотникового распреде5

5

3U

лителя 26, выходы 27 и 28 которого сообпены с гидробаком 23. Гндрорас- пределитель 26 состоит из корпуса 29, в котором подвижно размещен золотник 30 с тремя поясками 31-33. Золотник связан с рукояткой 34 управления .

Двигатель 35 внутреннего сгорания связан с основным источником 36 давления рабочей жидкости, вьтолненным в виде устройства 37 ГСУРС, посредством конической передачи,, одна из шестерен 38 которой установлена на валу 39 устройства 37 ГСУРС, а другая шестерня 40 закреплена на цент

,ральном колесе 41, связанном с пла- нетарными рядами трансмиссии. Устрой ство 37 ГСУРС входом 42 сообщено гидролинией с гидробаком.

Планетарный редуктор-ускоритель 43 включает в себя входной вал 44, кинематически связанный с двигателем. На входном валу закреплена первая дополнительная центральная коническая шестерня 45, связанная с первыми дополнительными коническими шестернями 46. Каждая из последних установлена на одном конце дополнительного радиального вала 47, на другом конце каждого из которых закреплены первые дополнительные сателлиты 48, связанные с шестерней 40. Первые дополнительные радиальные валы размещены в поводках 49 с возможностью вращения. Планетарный редуктор 50 с балансной передачей включает в себя вторую дополнительную центральную коническую шестерню 51, связанную с втрыми дополнительными коническими шестернями 52, закрепленными на одних концах дополнительных радиальных валов 53, размещенных в поводковой коробке 54. На других концах вторых дополнительных радиальных валов размещены вторые дополнительные сателлиты 55, связанные с второй дополнительной центральной шестерней 56. В средней части вторых дополнительных радиальных валов 53 установлены зуб- чатьте шестерни 57, связанные с зубчатыми шестернями 58, установленными в средней части третьих дополнительных радиальных валов 59, одним концом установленных в поводковой коробке 54 соосно вторым дополнительным поводковым валам. Поводковая коробка установлена с возможностью вращения. На других концах третьих до-

полнитель{п 1х радиальных валов установлены третьи дополнительные сателлиты 60 связанные с третьей дополнительной кон1гческой шестерней 61, На вариантах, показанных на фиг. 1 и 2, третья дополнительная коническая шестерня связана с поводками 49.Вторая дополнительная центральная шестерня 56 установлена на валу 62, связанном с шестерней 2.

Двигатель внутреннего сгорания снабжен устройством 63 управления, включающим в себя гидроцилиндр 64,

5 двухлинейный основной распределитель (гидроклапан) 65, трехлинейный дополнительный распределитель (золотник) 66, первая линия 67 дополнительного распределителя сообщена с

0 полостью основного источника давления рабочей жидкости, образованной шейками винтов с возможностью сообщения с второй линией 68, третья линия 69 дополнительного распределите5 ля сообщена с полостью гидроцилиндра 64 устройства управления.

Вторая линия дополнительного распределителя сообщена с первой линией 70 основного распределителя с возможностью сообщения через вторую линию 7 основного распределителя с гидробаком 23.

Орган 72 управления дополнительного распределителя связан с золотником 73, подпружиненным относительно корпуса распределителя 66 пружиной 74. Орган 75 управления основного распределителя связан с золотником, выполненным с двумя поясками 76, 77, подпружиненным относительно / корпуса распределителя пружиной 78.

На фиг. 2 представлен вариант ВРАУМТ для работы с электродвигателем 79. Золотник 80 гидростабилиза5 тора 81 имеет два поршня 82 и 83, различные по дкяметру. Поршни пбджа- ты в исходное положение пружиной 84, Первая линия 85 гидростабклизатора 81 связана с выходом устройства

Q ГСУРС, а вторая линия 86 сообщена с входом 87 вентиля 88, управляемого рукояткой 89. Выход вентиля 90 сообщен с гидробаком 23.

Реактивный двигатель 91 (фиг, 3) связан валом 44 с второй дополнительной центральной конической шестерней 51, которая через вторые дополнительные конические шестерни 52, зубчатые шестерни 57, 58, третьи дополнитель0

5

0

5

51

иые сателлиты 60 и третью дополнительную коническую mecTepfflo 61 связана с шестерней 92. Шестерня 92 за- крепдена на третьей дополнительной : конической шестерне 61 и связана с (шестерней 93, которая установлена на валу 94 устройства ГСУРС 95. Вход 96 I устройства ГСУРС 95 сообщен с гидро- ; баком 23. Выход 97 устройства ГСУРС i сообщен с первой линией дополнитель- I ного распределителя, выполненного : аналогично распределителю 66, показанному на фиг. . Третья линия до

полнительного распределителя сообщена 15 нями 4 через центральную коническую с полостью гидроцилиндра 98, шток ко- шестерню 2 удерживают в неподвижном

торого связан с устройством 99 уп- : равления двигателем. Валы 13, 19, 39, 94 (фиг. 3, 4) 1 установлены в корпусах устройств ГСУРС с возможностью вращения. Валы I выполнены с правыми и левыми винтовы- i ми нарезками на одной оси и сцеплены : с ведомыми валами. Устройства ГСУРС имеют входы 15, 21, 42 и 96, сообщенные с полостью торцов винтовых на- : резок, и выходы 16, 22, 43 и 97, сообщенными с полостями шеек винтовых : нарезок.

Привод колесных пар тепловоза сое- зо водковой коробки 54 и передает вращение на поводок 49.

При вращении вала 44

тоит из реактивного двигателя, выходной вал которого 100 (фиг. 6, 7) связан с ВРАУМТ 101, имеющим регулятор 102 скорости ГСУРС и реверсирующие устройства ГСУРС 103 и 04. На выходном валу 105 ВРАУМТ 101 установлена шестерня 105, в зацеплении с которой находится шестерня 107, закрепленная на валу 108 трансмиссии. На валу 108 также закреплены шестерни 109, связанные с щестерня- ми 110, закрепленными на входных валах 111 дифференциальных механизмов 112. Выходные валы дифференциальных

35

40

дополнительная центральная коническая шестерня 45 через дополнительные конические шестерни 46, через дополнительный радиальный вал 47 передает вращение на центральное колесо 41, которое получает вращение в CTOpoijy вращения вала 44. Через шестерни 40, 38 вращается устройство 37 ГСУРС. iT по цепочке гидробак 23, вход 42 и выход устройства ГСУРС, первая 67 и вторая 68 линии дополнительного распределителя, первая и вторая линии основного расмеханизмов оснащены тяговыми тестер- 45 предепителя свободно перекачивает

нями. 113, связанными с шестернями 114, закрепленными на колесах 115. Колеса имеют по два роликоподшипника 116, закрепленные на осях 117. Hs последние через балансирную подвеску опирается рама 118 тепловоза.

ВРАУМТ работает следующим образом.

При работе двигателя автомобиля на холостых оборотах органы 72 и 75 управления дополнительного и основного распределителей находятся в исходт ном положении, рукоятка 34 управления гидрораспределителя 26 находится

жидкость в гидробак. При воздействии на орган 75 управления основно го распределителя на выходе устрой ва 37 ГСУРС начинает увеличиваться

gQ давление, которое воздействует на роцилиндр 64 устройства управления который увеличивает подачу топлива две. Момент сопротивления устройст 37 ГСУРС растет и при помощи шесте

gg рен 38, 40 притормаживается центра ное колесо 41. Реакция первых допо нительных сателлитов 48 увеличивае ся. Приведенный момент сопротивле- йия от трансмиссии и вала 10 через

в положении переднего хода. При этом ГСУРС 14 закрыт, так как выход 16 и вход 24 управляемого золотникового распределителя 26 перекрыты пояском 33. Вход 25 управляемого золотникового распределителя 26 и выход 22 устройства 20 ГСУРС открыты, но под действием момента сопротивления на выходном валу 10 он неподвижен, первое центральное колесо 7 под действием закрытого устройства ГСУРС 14 и шестерен 11 и 12 также неподвижно. Сателлиты 6, валы 5 коническими шестерсостоянии вал 62 и вторую дополнительную центральную коническую щестерню 56. Под действием вращающегося ва20 ла 44 через вторую дополнительную центральную коническую шестерню 51 и вторую дополнительную коническую ще- стерню 52 вращение передается на радиальные валы 53 и вторые дополнитель25 ные сателлиты 55. Поводковая коробка 54 вращается против вращения вала 44. Балансной передачей шестернями 57 и 58 тр(тье дополнительное центральное колесо 61 направлено по вращению поПри вращении вала 44

5

0

дополнительная центральная коническая шестерня 45 через дополнительные конические шестерни 46, через дополнительный радиальный вал 47 передает вращение на центральное колесо 41, которое получает вращение в CTOpoijy вращения вала 44. Через шестерни 40, 38 вращается устройство 37 ГСУРС. iT по цепочке гидробак 23, вход 42 и выход устройства ГСУРС, первая 67 и вторая 68 линии дополнительного распределителя, первая и вторая линии основного расжидкость в гидробак. При воздействии на орган 75 управления основного распределителя на выходе устройства 37 ГСУРС начинает увеличиваться

gQ давление, которое воздействует на гидроцилиндр 64 устройства управления, который увеличивает подачу топлива в две. Момент сопротивления устройства 37 ГСУРС растет и при помощи шестеgg рен 38, 40 притормаживается центральное колесо 41. Реакция первых дополнительных сателлитов 48 увеличивается. Приведенный момент сопротивле- йия от трансмиссии и вала 10 через

71

сателлиты 6, центральную коническую шестерню 2, конические шестерни 4, вторую дополнитель гуто центральную шестерню 56, вторые дополнительные сателлиты 55, шестерни 57, 58, третьи дополнительные сателлиты 60, третью дополнительную коническую шестерню 61 через поводок 49 будет приложен к первым дополнительным сателлитам 48, Момент сопротивления на валу 10, приведенный к второй дополнительной центральной конической шестерне 56, будет сопоставляться с моментом от вала 44 через центральную коническую шестерню 51, вторые дополнительные конические шестерни 52 на вторых дополнительных сателлитах 55, который будет действовать через шестерни 57, 58 на третьи дополнительные сателлиты 60. Под действием их реакции будет вращаться третья дополнительная коническая шестерня 61 и поводок 49 в обратном направлении по отношению к вращению вала 44, первой дополнительной центральной конической шестерни 45 и первыми дополнительными коническими шестернями 46 и первыми дополнительными сателлитами 48. Их реакция на центральном колесе 41 заставляет вращаться поводок 49 по вращению вала А4. При определенном снижении расхода устройства 37 ГСУРС поводок 49 останавливается, центральное колесо 41, снизив угловую ско- ,рость, продолжает вращаться. Это случай баланса момента сопротивлений на валу 10 и реакции первых дополнительных сателлитов 48. Это условие трогания с места. При дальнейшем воздействии на орган 75 управления центральное колесо 41 сократит .угловую скорость, а поводок 49 и третья дополнительная коническая шестерня 61 увеличат угловую скорость и выходной вал увеличит угловую скорость.

В этом положении можно произвести реверсирование, т.е. перевести рукоят icy 34 управления гидрораспределителя 26 в положение заднего хода. Направление реакции сателлитов 6 не изменится и неподвижным будет центральное колесо 8, а не центральное колесо 7. При реверсировании преодолевается инерция автомобиля, это отразится на давлении выхода устройства 37 ГСУРС и топлива для гаи1ения инерции автомобиля будет подано больше.

68678

При движении на спуске перед последующим подъемйм сопротивление на трансмиссии и выходном валу 10 снизится и сократится подача топлива в две. При преодолении подъема за счет предварительного разгона автомобиля воздействуют на орган 72 управления дополнительного распределителя, за0 крывая тем самым первую линию дополнительного распределителя и выход устройства 37 ГСУРС. В этом случае подача топлива осуществляется независимо от профиля пути. После разго15 на водитель снова воздействует на орган 75 управления основного распределителя.

При работе ВРАУМТ в станочном оборудовании электродвигатель 79 вклю20 чается кнопкой Пуск. Рукояткой 34 управления гидрораспределитель 26 ставится в положение переднего хода. Рукояткой 89 выбирается нужньй режим вала 10. При этом давление на выходе

25 устройства 37 ГСУРС действует на поршень 83, поршни 82, 83 сдвигаются в сторону пружины 84. Поршень 82 перекрывает первую линию гидростабилизатора 81, момент сопротивления уст30 ройства ГСУРС увеличивается и соответствует выбранному режиму на шпинделе, который не остается постоянным. При увеличении момента сопротивления на валу 10 давление на выходе устрой35 ства ГСУРС также увеличивается и еще больше сжимает пружину 84, а поршень 82 еще больше перекроет первую линию гидростабилизатора 81. Момент сопротивления устройства 37 ГСУРС увели-

0 чится, обороты выходного вала 10 восстановятся.

При работе ВРАУМТ от реактивного двигателя водитель включает и ставит рукоятку 34 управления гидрораспреде45 лителем 26 в переднее положение. Вход 24 управляемого золотникового распределителя пер екрыт, выход 97 устройства 95 ГСУРС закрыт. Вал 10, шестерни 11, 12 неподвижны. Действующий момент

0 сопротивления на трансмиссии и валу 10 удерживают водило 9 в неподвижном состоянии. Сателлиты 6 через валы 5 и центральную коническую шестерню 2 и конические шестерни 4 удерживают в

е неподвижном состоянии вал 62 и вторую дополнительную центральную коническую шестерню 56. Вал 44 вращает вторую дополнительную центральную коническую шестерню 51 и вторую допол9:

.нительную коническую шестерню 52 и вторые дополнительные сателлиты 55, Они обкатываются по неподвижному венцу дополнительной центральной кони- ческой шестерни 56 и вращают поводковую коробку 54. Одновременно шестерни 57 вращают шестерни 58 и третьи дополнительные сателлиты 60, они вращаются быстрее, чем сателлиты 55. Третья дополнительная центральная шестерня вращается по направлению вала 44. Шестернями 92 и 93 приводится во вращение устройство 95 ГСУРС, которое свободно перекачивает рабочую жидкость. При воздействии на орган управления основного распределителя на выходе 97 устройства 95 ГСУРС возникает давление, которое увеличива

ет подачу топлива в РД через устройство 99 управления двигателем. Дальнейшая работа аналогична работе ВРАУМТ при работе двигателя автомобиля.

Формула изобретения

g1026867

ей сят еллитрв, включающими в себя до пол- нительные источники давления рабочей жид- жидкости и дополнительный управляемьй реверсивный распределитель, каждый из дополнительных источников давления рабочей жидкости кинематически связан с соответствующей шестерней конической передачи и гидравлически - со сливом непосредственно и через соответствующую полость управляемого реверсивного распределителя, кинематическая связь двигателя с основньм источником давления рабочей жидкости включает в себя дополнительную коническую передачу, одна из шестерен которой кинематически связана с основным источником давления рабочей жидкости, а другая - с планетарными рядами трансмиссии, при этом основной источник рабочей жидкости сообщен со сливом непосредственно и через основной распределитель, каждь1Й из основного и дополнительного источников давления рабочей жидкости включает в

15

20

25

себя корпус с крышками, в осевых отверстиях которых размещен центра.ль- ный вал с правой и левой винтовыми нарезками, а также боковые валы с правой и левой винтовыми нарезками, выполненными с возможностью контактирования с нарезками центрального вала, при этом полости между торцами всех винтовых нарезок сообщены между собой и со сливом, а полость, образованная щейками винтовых нарезок, сообщена с соответствующим распределителем.

Фиг.г

Г,

95

95

9

98

LJ

95

т

vwflbH

Фиг.З

s ///////////////////////////7X

Фиг.

8 55 56 887

/.

19

t//3

2/

22 16

у41

/5

U

J

гз

25

26

IN

гц

/

л

27

ж

2В

hr

106-IQif 10J Ю2 100

105 I

ери г. 5

Фиг.6

п

Ц

Фиг. 7

Фиг.8