Двухпоточная электромеханическая передача Советский патент 1989 года по МПК B60K17/12 

Изобретение относится к сельскоозяйственному машиностроению, в ; астности к сельскохозяйственным и ромышленным тракторам, самоходным асси, машинно-тракторным агрегатам другим самоходным машинам сельскоозяйственного, промышленного, строиельно-дорожного и специального назачения.1Q

Целью изобретения является расшиение скоростного диапазона при соханении неизменных характеристик электрического канала передачи мощности путем перевода ее а однопоточ- ный режим работы и увел1 чение функ- циональных возможностей передачи путем переключения режимов автоматически и на ходу.

На фиг. 1 приведена принципиаль- ная схема транспортного средства с двухпоточной электромеханической передачей; на фиг. 2 - схема планетарного механизма; на фиг. 3 - принципиальная схема устройства автомати- ческого управления перемещением.

Двухпоточная электромеханическая передача 1, связанная с первичным двигателем 2 и движителями 3, содержит трехзвенный планетарный диференциальный механизм 4 и две элект- 30 рические машины: генератор 5 и двига- тель- генератор б. Электрический генератор 5 связан посредством зубчатой передачи 7 с первичным двигателем 2, с валом которого связан также вал 8 35 первого входного звена планетарного механизма k - солнечной шестерни 9. Второе входное звено планетарного механизма - коронная шестерня 10 - связано посредством зубчатой передачи 40 11 с электрическим двигателем 6. Выходное звено планетарного механизма k водило 12 с укрепленными на нем сателлитами 13 - связано с движителями 3.45 I

Солнечная шестерня 9 (фиг. 2) связана с валом О шлицевым соединением с возможностью перемещения вдоль оси вала 8, при этом шестерня может вый- „ ти из зацепления с сателлитами 13. Водило 12 выполнено с зубчатым венцом внутреннего зацепления, причем число зубьев венца k и диаметр их делительной окружности равны числу зубьев и диаметру делительной окружности солнечной шестерни 9. Перемещение шестерни 9 вдоль оси вала 8 обеспечивает устройство 15 перемещения.

55

0 5 0 5

„

5

Статорнь1е обмотки электрического двигателя 6 связаны со статорными o6sTOT- ками электрического генератора 5 посредством регулятора 1б частоты вращения .

Вал 8 механизма связан с двигателем 2 посредством муфты 17 сцепления ,

Устройство 15 перемещения шестерни 9 и муфта 17 сцепления оборудованы позиционными датчиками 18 и 19, связанными с устройством 20 управления переключением передачи 1, связанным также с тумблером 21 переключения и С- системой 22 управления регулятора 1б частоты вращения двигателя 6.

Устройство 15 перемещения может быть выполнено механическим, электромеханическим, гидравлическим, пневматическим и т.п. (на фиг. 1 изображено электрогидравлическое устройство) ,

Столь же разнообразным по исполнению может быть устройство 20 управления переключением, структура которого определяется алгоритмом его функционирования и исполнением устройства 15.

Устройство 15 перемещения имеет две. позиции, соответствующие двум замкнутым состояниям механизма : первая соответствует дифференциальному положению (фиг. 1), вторая - положению, когда солнечная шестерня , 9 выведена из соединения с сателлитами 13 и соединена с водилом 12, а механизм h превращен в прямую передачу между двигателем 2 и движителями 3.

Замыкающие контакты позиционного датчика 19 замкнуты, когда муфта сцепления разъединяет валы О и вал двигателя 2,

Замыкающие контакты позиционного датчика 18 замкнуты, когда устройство 15 перемещения находится в первой позиции.

Устройство 20 управления переключением соединяет (фиг, З) катушки 23 и 2k управления устройством 15 с напряжением питания посредством контактов датчика 19 и тумблера 21. Катушка 23 обеспечивает перемещение устройства 15 во вторую позицию, катушка - из второй в первую. Сигнал на блок 22 на отключение двигателя подается с

152

контакта 21, на включение и разгон - с контакта 18,

Передача работает следующим образом.

После запуска первичного двигателя 2 вращение его вала передается посред ством зубчатой передачи 7 валу электрического генератора 5 и входному ва- лу 8 трехзвенного планетарного дифференциального суммирующего механизма 4 и посредством последнего - валу электрического двигателя 6. Пока отсутствует электрическая связь между генератором 5 и двигателем 6, водило 12 планетарного механизма k неподвижно и вращение двигателя 2 на движители не передается. Двигатель 6, таким образом, перед пуском трактора разгоняется до максимальной частоты вращения, соответствующей частоте вращения теплового двигателя.

После того, как двигатель 6 электрически соединяют с генератором 5, он начинает развивать крутящий момент. Скорость вращения двигателя 6 начинает меняться, и водило 12 приходит во вращение, передавая его движителям 3. По мере уменьшения до нуля, реверса и затем разгона двигателя 6 скорость трактора меняется от нулевой до максимальной. Зубчатое колесо 9 механизма k При этом находится в зацеплении с сателлитами 13.

При скорости движителей 3 трактора, соответствующей частоте вращения теплового двигателя 2, мощность в электрической ветви двухпоточной передачи падает до нуля. При изменении же скорости вверх и вниз от этого значения мощность, передаваемая электрической ветвью передачи, растет до максимальных значений на границах диапазона устойчивых скоростей, причем при росте скорости потоки мощности складываются и скорость движения соответствует сумме скоростей теплового и электрического двигателей, а .при уменьшении - разности их скоростей.

Устройство 15 перемещения и, следовательно, солнечная шестерня 9 находятся в первой позиции, когда шестерня 9 сцеплена с сателлитами 13 и механизм k обладает суммирующим свойством.

Для дальнейшего увеличения скорости движения устройство 15 перемещения переводят во вторую позицию, его

26

шток перемещает шестерню 9, выводя

ее из зацепления с сателлитами 13. При

этом механизм ( расцепляется. Выходной вал водила 12 теряет связь с валом О и с первичным двигателем 2.

Затем шток устройства 15 перемещения перемещает шестерню 9 дальше по валу 8, вводя его в зацепление с

зубчатым венцом 1 водила 12, Механизм i превращается в прямую передачу между первичным двигателем 2 и движителями 3.

Дальнейшее увеличение скорости

трактора достигается путем изменения частоты вращения двигателя 2, Двухпоточная электромеханическая передача превращается при этом в од- нопотсчную механическую нерегулируемую передачу, а трактор переходит в режим транспортной скорости.

При уменьшении скорости движения описанные операции производят в обратном порядке, переключая передаму из однопоточной механической в двух- поточную электромеханическую регулируемую передачу и переводя трактор из режима повышенной транспортной скорости в обычный режим.

Процесс переключения начинается включением тумблера 21 управления в положение Транспорт и выключением муфты 17 сцепления. В результате этих переключений запитыеается катушка 23

и открывает клапан управления устройства 15. Устройство 15 перемещает солнечную шестерню 9 вдоль оси вала, выводя ее из зацепления с сателлитами 23 и вводя в зацепление с венцом И водила 12. tja систему 22 управления подается сигнал, по которому она отключает двигатель 6 от напряжения генератора 5.

Дальнейшая работа передачи в режиме ходоуменьшения протекает при выключенной электрической ветви передачи.

Обратное переключение осуществляется включением контактов 21 в положение Норма. Катушка 2 открывает клапан, и устройство 15 сразу переключает шестерню 8 в исходное положение, включившийся контакт 18 подает питание системе 22 управления, а тз включает двигатель 6, после чего начинается нормальная работа передачи в двухпоточном режиме.

Формула изобретения

Даухпоточная электромеханическая передача, содержащая планетар -1ый дифференциальный механизм, связанный кинематически с первичным двигателем, оборудованным регулятором частоты вращения, и с движителями, с входными солнечной и коронной шестернями которого связаны две электрические машины с соединенными между собой якорными обмотками, отличающая с я тем, что, с целью расширения скоростного диапазона при сохранении неизменными характеристик электрического канала передачи мощности путем перевода в однопоточный режим работы и увеличения функциональных возмо)иностей передачи путем переключения режимов автоматически и на ходу, водило планетарного механизма снабже но зубчатым венцом внутреннего зацепления , а солнечная шестерня установлена на валу подвижно с возможностью перемещения вдоль оси вала для кинематической связи с сателлитами и с венцом водила соответственно и снабнсена двухпозиционным устройством перемещения, а передача дополнительно оборудована муфтой сцепления, снабженной вместе с устройством переме- позиционными датчиками, и устройством управления переключением, связанным с позиционными датчиками, с устройством пе ремеш,ения и с регулятором частоты вращения электрического двигателя.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к тракторам, самоходным шасси, машинно-тракторным агрегатам и другим самоходным машинам сельскохозяйственного, промышленного, строительно-дорожного и специального назначения. Цель изобретения - расширение скоростного диапазона и автоматическое переключение на ходу при сохранении характеристик электрических машин трансмиссии. Двухпоточная электромеханическая передача содержит трехзвенный планетарный дифференциальный механизм 4 и две электрические машины 5, 6. Водило 12 планетарного механизма снабжено зубчатым венцом 14, а солнечная шестерня 9 выполнена с возможностью перемещения вдоль оси вала 8 и входа в зацепление с этим венцом, что позволяет превратить электромеханическую трансмиссию в механическую на период работы в режиме транспортной скорости. 3 ил.

fe,2

fi

i

Т|

LL.J

иг З