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

ел

ND

О

to

со

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к сельскохозяйственным и промышленным тракторам, трубоукладчикам, самоходным шасси, бульдозерам, машинно-тракторным агрегатам и другим самоходным машинам сельскохозяйственного, промышленного, строитель- но-дорожного и специального назначе- ния, работающим в широком диапазоне изменения скорости, в том числе и при очень низких скоростях.

Цель изобретения - снижение массо- габаритных показателей электрических машин, повышение КПД на низких скоростях в.режиме ходоуменьшения и улучшение функциональных характеристик путем превращения передачи в однопо- точную электромеханическую и обратно с автоматическим переключением на ходу.

На фиг. 1 показана принципиальная схема транспортного средства с двухпоточной электромеханической передачей; на фиг, 2 - планетарный суммирующий механизм, разрез; на фиг. 3 - принципиальная схема устройства перемещения центрального зубчатого колеса вдоль оси его вала; на фиг. - принципиальная электри- ческая схема системы автоматического управления переключением.

Двухпоточная электромеханическая передача 1, связанная с первичным двигателем 2 и движителями 3, содер- жит трехзвенный планетарный дифференциальный суммирующий механизм и две электрические машины: генератор 5 и двигатель-генератор 6. I

Электрический генератор 5 связан посредством зубчатой передачи 7 с первичным двигателем 2, с валом которого связан также вал 8 первого входного звена планетарного механизма 4 с центральным зубчатым колесом 9 - солнечной шестерней. Второе входное звено планетарного механизма - коронная шестерня 10 - связано посредство зубчатой передачи 11 с электрическим двигателем 6. Выходное звено планетарного механизма - водило 12с укрепленными на нем сателлитами 13 - связано с движителями 3 посредством межкоЬесного дифференциала И,

Колесо 9 (фиг. 2) соединяется с валом 8 при помощи шлицев 15 и выполнено с возможностью перемещения вдол оси вала 8.

Вал 8 выполнен со щлицами 1б и гладким Хвостовиком 17, диаметр котп- рого равен диаметру окружности вые- тупов шлицев 15 колеса 9. Водило 12 выполнено с зубчатым венцом 10 внутреннего зацепления , причем зубья колеса 9 могут войти в зацепление с зубьями венца 18, Перемещение колеса 9 вдоль оси вала 8 обеспечивает устройство 19 перемещения, шток 20 которого связан с колесом 9 посредством элемента 21.

Устройство 19 перемещения выполнено имеющим три фиксированные позиции: в первой позиции зубчатое колесо 9 соединено шлицами 15 и 1б с валом 8 (фиг, 1 и 2); во второй колесо 9 сдвинуто в сторону водила 12. так, что шлицы 15 колеса 9 выходят из контакта со щлицами 1б вала 8 и колесо 9 может свободно вращаться относительно зала 8; в третьи позиции колесо 9 сдвинуто еще дальше и его зубья находятся в зацеплении с зубья ми венца 18 водила 12.

Во всех трех позициях колесо 9 находится в зацеплении с сателлитами 1 3 .

На фиг. 3 показана принципиальная схеме устройства 19 перемещения колеса 9 вдоль вала 8, Ит.ок 20 может перемещаться, замыкая контакты позиционного датчика 23, под действием пружины 2Ц в одну сторону и катушки 25 электромагнита - в другую, причем в первой позиции он удерживается стопором 2б, управляемым катущкой 27, во второй - стопором 28, управля емым катушкой 29, а в третьей - пружиной 2k, Стопор 2б пропускает шток 20 в первую позицию свободно.

Устройство 19 снабжено позиционным датчиком 23, один размыкающий контакт 30 которого (фиг, А) разомкнут, а дру гой замыкающий 31 замкнут, когда шток 20 и, следовательно, колесо 9 находят ся в первой, позиции и механизм k - в исходном положении, суммирующем. Контакт 32 замкнут, когда они находят ся в промежуточной позиции и механизм 4 расцеплен: контакт 33 замкнут, когда шток 20 и колесо 9 находятся в третьей позиции.

Электрический двигатель 6 соединен с генератором 5 посредством регулятора частоты вращения, имеющего систему 35 управления в виде блока, которая связана с устройством Зб автома5; 1

тического управления переключением в виде блока. Последнее соединено с устройством 19 перемещения шестерни 9 и с органом управления переключением - командоаппаратом 37, в простейшем виде представляющим собой тумблер.

Устройство Зб управления (фиг. А) включает в себя катушки 25 и 27, под ключенные к питанию посредством контактов 30 и 31 позиционного датчика 23 и контактов ключа командоаппарата 37, катушку 29, подключенную контактами 32 и ЗВ, и сигнальную лампу 39, подключенную к напряжению питания контактами 33.

Двухпоточная электромеханическая передача работает следующим образом.

В первой позиции устройства 19 пе ремещения центральное зубчатое колесо 9 планетарного механизма 4 связано с валом 8 и механизм представляет собой элемент перелечи 1, сумми рующий на выходном валу водила 12 частоты вращения теплового двигателя 2 и электрического двигателя 6. Передача 1 работает в двухпоточном режиме, и изменение частоты вращения движителей 3 достигается путем регулирования частоты вращения электрического двигателя 6.

Во второй (промежуточной) позиции колесо 9 утрачивает связь с валом О, сохраняя центровку относительно него.

, Механизм оказывается оасцеплен- biM, и мощность на вал водила 12 не ередается. Позиция используется для ереключения передачи 1.

В,третьей позиции колесо 9 входит в зацепление с венцом 18 водила 12, не выходя из зацепления с сателлитами 13. Механизм превращается в одноступенчатый редуктор, связывающий двигатель 6 с валом водила 12, Передача Т превращается в однопоточную эпектромеханическую, обеспечивающую работу транспортного средства в режиме ходоуменьшения. При этом регулирование скорости вниз осуществляется вплоть до нулевого значения с малым потреблением мощности и малыми потерями, так как регулирование выполняется в отсутствие циркуляции мощности, как это имеет место в двухпоточной передаче на низких скоростях.

10

216236

Переключение передачи 1 из двух- поточного режима в однопоточный осуществляется автоматически после переключения ключа в положение Ходо- уменьшение. Катушка 27 освобождает стопор 26, и шток 20 под действием пружины 2k перемещает в промежуточную позицию зубчатое колесо 9, выводя его из связи с валом 8. Замкнувшийся контакт 32 подает напряжение на систему 35 управления регулятрра 3 частоты вращения двигателя б, вследствие чего система 35 управлений осуществляет затормаживание, реверс и разгон двигателя 6, по мере которого частота вращения зубчатого колеса 9 сближается с частотой вращения водила 12. После разгона двигателя б система 35 управления включает контакт ЗВ блока Зб, катушка 29 освобождает стопор 28 и шток 20 переходит в третью позицию, вводя колесо 9 в зацепление с зубчатым венцом 18 водила 12. Катушки 27 25 и 29 обесточиваются, и стопоры 2б и .28 восстанавливают свое положение, а сигнал на блок 35 пропадает.

Переключение передачи 1 из однопо- точного в двухпоточный режим осуществляется после переключения ключа в

15

20

30

35

положение Норма. При замкнутом контакте 30 позиционного датчика 23 катушка 25 переводит шток 20 из третьей позиции в промежуточную, расцепляя зубчатое колесо 9 и водило 12. Контакт 3. замыкается и подает сигнал тему 35 управления, осуществляюи1ую затормаживание, реверс и разгон двигателя б

следовательно, колеса 9,

частота вращения которого сближается с частотой вращения вала 8. В момент окончания разгона блок 35 включает контакт 38 блока Зб, катушка 29 освобождает стопор 28 и шток 20 переходит в первую позицию, вводя колесо 9 в шлицевое зацепление с валом 8, после чего катушки 25 и 29 обесточиваются и устройства 19 и Зб возвращаются в первоначальное состояние.

. Шток 20 перемещается о крайние положения только после завершения перемещения колеса 9, после чего на пуль - те водителя загорается сигнальная лампа 39, сигнализирующая о том, что передача находится в режиме ходоуменьшения.

Переключение может быть осуществлено и вручную с отключенной автоматикой.

Ф о р м у л а

р е т е м и я

1, Двухпоточная электромехеянмес- кая передача тягового средства, содер м-ащая кинематически связанные с валом 1ерБИ1-|ного двигателя электрический генератор и первое входное звено трехзвенного планетарного дифференциального механизма в виде центрального зубчатого колеса с внешним зацеплением, электрически связанный с генератором электрический двигатель, кинематически связанный с аторым входным звеном указанного механизма в виде Коронной шестерни, с выходным Звеном в виде водила которого кинематически связаны движители, и систему управления частотой вращения электрического двигателя, о т л и - чающаяся тем, что, с целью снижения массогабаритных показателей электрических машин, повышение КПД на низких скоростях в режиме ходо- уменьшений и улучшения функциональных характеристик путем, преобразования передачи в однопоточную электромеханическую и обратно с автоматическим переключением на ходу, водило снабжено зубчатым венцом внутреннего за - цепления, центральное зубчатое колесо выполнено с возможностью перемещения вдоль оси вала, связанного с ва

0

5

5 :,Q

0

лом первичного двигателя и выполненного с гладким хвостовиком свободь:с- - го конца, и с возможностью входа в : зацепление Q упомянутым зубчатым венцом водила и свободного вращения относительно упомянутого вала, а передача дополнительно снабжена устройством перемещения центрального зубчатого колеса и устройством автоматического управления переключением, которое включает блок переключения и связано с дополнительно введенным органом управления переключением и с системой управления частотой вращения электрического двигателя, причем устройство перемещения выполнено трех- позиционным.

2.Электромеханическая передача по п. 1 , о т л и ч а ю щ а я с я тем, что диаметр хвостовика входного вала дифференциального планетарного механизма, связанного с центральным зубчатым колесом, равен диаметру окружности выступов шлицев колеса.

3.Электромеханическая передача по п, 1 , о т л и ч а ю щ а я с я тем, что устройство перемещения снабжено позиционным датчиком, контакты которого связаны с элементами управления устройства управления переключением.

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 - повышение КПД, снижение массы и габаритов электрических машин и обеспечение переключения на ходу передачи мощности. Двухпоточная электромеханическая передача тягового средства содержит планетарный дифференциальный механизм 4 и две электрические машины 5,6. Водило 12 планетарного механизма снабжено зубчатым венцом 18, а солнечная шестерня 9 выполнена с возможностью перемещения вдоль оси вала 8 и входа в зацепление с этим венцом, причем диаметр хвостовика вала равен диаметру окружности впадин шлицев солнечной шестерни, что позволяет превратить электромеханическую трансмиссию в электрическую на период работы в режиме ходоуменьшения. Передача снабжена также устройством автоматического переключения. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

/ prrL.

п

20

25

27

29

38

9

JZ Л

у

/ 5/70му 35

Ъ ма инмвн « « J

(ригЛ

29

26

2В

2

И

фааЗ

„ Норма

Ходоум.

I