Трансмиссия транспортного средства Советский патент 1988 года по МПК B60K17/08 

16

4 го

00

О5

Изобретение относится к транспортному Мсининостроению и может быть использовано в силовых приводах с циклическим характером работы (карьерных самосвалов, бульдозеров, скреперов, городских автобусов).

Целью изобретения является увеличение числа скоростных и силовых режимов работы при одновременном снижении расхода топ.лива на них.

На фиг. I изображена кинематическая схема трансмиссии; на фиг. 2 - графики совместной работы двух двигателей установки; на фиг. 3 - характеристики двигателей; на фиг. 4 - выходные характеристики предлагаемой трансмиссии.

Трансмиссия транспортного средства содержит двигатель 1, связанный с солнечной Н1естерней 2 дифференциального механизма. Для отключения двигателя I от солнечной 1пестерни 2 служит муфта 3, для остановки солнечной шестерни - тормоз 4.

Коронная шестерня 5 дифференциально- | о механизма через муфту б связана с дви- г ателем 7. Для остановки коронной шестерни 5 служит тормоз 8. С двигателями 1 и 7 через зубчатые колеса 9, 10 и 11 - 13 взаимодействует механический энергоак- кумулнтор 14. Для обеспечения совместной работы двигателей 1 и 7 с энергоаккумулятором 14 служат муфта 15 и обгонные муфты 16. С помощью муфты 17 осу- П1ествляется блокировка дифференциального механизма. Муфта 15 необходима только ,г-1я улучшения приемистости силовой .установки при динамических режимах. Трансмиссия транспортного средства имеет девять возможных длительных режимов работы: включены двигатель 1, муфта 3, тормоз 8 (режим I); включены двигатель 7, муфта 6, тормоз 4 (режим П); включены двигатели 1 и 7, муфты 3 и б (режим III); включены двигатель 1 муфты 3 и 17 (режим IV); включены двигатели 7, муфты б и 17 (режим V); включены двигатель 1, муфты 18 и б, тормоз 4 (режим VI); включены двигатель 7, муфты 18 и 3, тормоз 8 (режим VII); включены двигатели I и 7, муфты 18 и 3, тормоз 8 (режим VIII); включены д,вигатели I и 7, муфты 18 и б, тормоз 4 (режим IX).

Кратковременные режимы: подключение предварительно заряженного аккумулятора 14 для преодоления кратковременных нересрч зок при работе двигателей на одном из д.штельных режимов и кратковременное неред1и1жение (маневрирование) с помощью одного предварительно заряженного энергоаккумулятора.

I. Включены двигатель 1, муфта 3, тормоз 8. Крутящий момент от двигателя I передается на солнечную шестерню 2. На выходном звене-водиле 19 крутящий момент Мм Moi(K-fl) (К - параметр планетарного ряда) при соответствующей частоте вращения.

Режим II. Включены двигатель 7, муфта б, тормоз 4. Крутящий момент от двигателя 7.через зубчатые колеса 13, 12 и 11 передается на коронную шестерню 5. На выходном звене - водиле 19 крутящий мо1 I I

мент равен Мн при соответ1

-ствующей частоте вращения.

0 Режим III. Включены двигатели 1 и 7, муфты 3 и б. Муфта 18 выключена. Крутящие моменты, подводимые к солнечному 2 и коронному 5 колесам, суммируются в соответствии с К ряда дифференциального механизма, поэтому мощность двигателей должна выбираться в соответствии с К ряда Мн 4- Мд7.

Режим IV. Включены двигатель 1, муфты 3 и 17. Силовая установка работает при заблокированном дифференциале. На

0 выходном звене - водиле 19 крутящий момент равен моменту двигателя Мн Режим V. Включены двигатель 7, муфты б и 17. Силовая установка работает при заблокированном дифференциале. На выходном звене - водиле 19 крутящий мо мент равен моменту двигателя Мн Мд/. Режим VI. Включены двигатель 1, муфты 18 и б, тормоз 4. Крутящий момент от двигателя 1 передается через зубчатые колеса 9, 10, 12, 11 на коронную щестерню 5. На выходном звене момент Мн

К I 1

при соответствующем изменении частоты вращения.

0

Режим VII. Включены двигатель 7, муф- ты 18 и 3, тормоз 8. Крутящий момент от двигателя 7 через зубчатые колеса 13, 12, 10, 9 передается на солнечную шестерню 2. На выходном звене момент jj/ln Мд7(К+1) при соответствующем изменении частоты вращения.

Режим VIII. Включены двигатели 1 и 7. муфты 18 и 3. Крутящий момент от двигателя 7 передается через зубчатые колеса 13, 12, 10, 9 на солнечную шестерню 2, туда же передается крутящий мо

мент от двигателя I. На выходном звене водиле 19 крутящий момент Мн

(Мд, .) (к+ 1 ).

Режим IX. Включены двигатели 1 и 7, муфты 18 и б, тормоз 4. Крутящий момент от Q двигателя I передается через зубчатые колеса 9, 10, 11, 12 на коронную шестерню 5. Туда же через зубчатые колеса 13, 12, 11 передается крутящий момент от двигателя 7. На выходном звене - водиле 19 момент

Мн (Мд1 + Мд7) Режимы 8 и 9 имеют более низкий КПД вследствие нестационарной нагрузки и различия настройки регуляторов. В целом КПД силовой установки выше за счет -использования энергоаккумулятора.

Главные потери энергии обусловлены нестационарной нагрузкой на двигатель и необходимостью обеспечения запаса мощности при трогании с места и при обгонах. Если- энергию от двигателя передавать на колеса транспортного средства через промежуточный накопитель энергии, то двигатель работает, как бы в стендовых условиях, только для запитки накопителя. При наличии накопителя транспортное средство расходует для движения с переменными нагрузками такую же энергию, как если бы его скорость была постоянной. При это.м возможно пятикратное сокращение расхода топлива.

На фиг. 2 обозначены: Mei - крутящий момент одного двигателя 1; Me - крутящий момент второго двигателя 7; А - кривая совместной работы двигателей 1 и 7 в соответствии с К планетарного ряда; С - область накопления избыточной энергии двигателя в энергоаккумуляторе; В - область использования энергии, накопленной в энергоаккумуляторе.

Наличие энергоаккумулятора 14 позволяет получить кратковременные режимы работы трансмиссии как совместно с двигателями 1 и 7, так и отдельно при выключенных двигателях 1.и 7.

Пример. Техническая характеристика двигателя 7: NMSKC 360 л.с.; со 2100 об/мин; Ммакс 135 кгм; ым 1500 об/мин. Техническая характеристика двигателя 1: Nwaxc - 180 л.с.; ш, - 2100 об/мин; Ммакс - 67 кгм; сом - 1500 об/мин; Кпл ряда 2.

Для проведения силового и кинематического расчета используют зависимости между угловыми скоростями и моментами звеньев дифференциального механизма.

W2Ы|9

Ю5 Ш|9

К;

0

MoOJo + Мд(05 + Mig(0|9 0.

Результаты расчетов изображены Е; виде графиков (на фиг. 4). Момент измеряется в относительных единицах. В качестве единицы принят крутящий момент двигателя I (фиг. 1). Нумерациия кривых соответствует нумерации режимов работы установки. Анализ результатов расчетов показывает, что трансмиссия транспортного средства может иметь девять режимов работы с крутящим моментом на выходном звене 19 в относительных единицах (режимы обозначены точкой, соответствующей минимальному расходу топлива): 9,0; 6,0; 3,0 при пч

5 700об/мин; 4,5; 3,0; 1,5 при nil 1400об/мии; 3,0; 2,0, 1,0 при пп 2100 об/мин.

Трансмиссия (фиг. 4) значительно расширяет кинематические и силовые возможности традиционных силовых установок и по ino- ляет использовать дифференциальный меха

0 низм в качестве коробки передач. Кроме того, двигатели силовой установки могут иметь общие механизмы (механизм ra:io- распределения, блок цилиндров с головкой и системы (системы охлаждения, питания,

5 смазки), что может существенно уменьншть ее стоимость.

Формула изобретения

Трансмиссия транспортного средства, со- 0 держащая два входных вала, связанных с источниками энергии дифференциала, два входных звена которого связаны с входными валами, а третье соединено с выходным валом, отличающаяся тем, что. с целью расширения кинематического диапазона пу- 5 тем увеличения числа скоростных и тяговых режимов при одновременном снижении расхода топлива на них, трансмиссия снабжена муфтами для связи входных валов с входными звеньями дифференциала, при этом последние снабжены тормозами.

Изобретение относится к силовым приводам машин с циклическим характером работы. Цель изобретения - расширение кинематического диапазона путем увеличения числа скоростных и тяговых режимов при одновременном снижении расхода топлива на них. Трансмиссия транспортного средства содержит двигатели 1 и 7, связанные с зубчатыми колесами 2 и 5 дифференциала через муфты 3 и 6 соответственно. Указанные зубчатые колеса могут останавливаться с помош.ью тормозов 4 и 8. Стабилизация режимов работы двигателей осуществляется посредством механического энергоаккумулятор а 14, связанного с входными элементами дифференциала посредством муфты 18 и зубчатых колес 11, 12 и 10, 9. С по- мошью муфты 17 осуществляется блокировка дифференциального механизма. 4 ил.