Система управления гидромеханической трансмиссией Советский патент 1990 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных и тяговых машин и, в частности ,тракторов.

Цель изобретения повышение надежности и долговечности путем сни- жения динамических нагрузок, действующих на фрикционные элементы трансмиссии.

На фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема системы уп- равления гидромеханической трансмиссией при работе трансмиссии с включенной передачей; на фиг. 2 - то же, в момент переключения передач.

Система управления содержит гидро- бак 1, насос 2, подключенный напорной гидролинией 3 через гидравлически управляемый двухпозиционный четырехлинейный распределитель 4 с пружинным возвратом, гидролинию 5, через управ- ляемый гидрораспределитель 6 переключения передач к гидроцилиндрам 7 и 8 управления фрикционными муфтами коробки передач я через клапанное устройство 9 к гидроаккумулятору 10. Гидроаккумулятор 10 обеспечивает перекрытие при переключении передач. Длительность перекрытия устанавливается дросселем 11 на сливе жидкости из гидрораспределителя 6, через который происходит разрядка гидроаккумулятора 10. Гидролиния 12 с гидроклапаном 13 связывает гидролинию 5 с входом гидротрансформатора 14, слив

Q

,

о 5 Q

5

ная гидролиния 15 которого сообщена с гидробаком 1 посредством подпорного клапана 16 Для ограничения давления в гидролинии 12 предусмотрен предохранительный клапан 17, связанный с гидробаком гидролинией 18. Гидротрансформатор 14 содержит насосное колесо 19, закрепленный на нем корпус 20, турбинное колесо 21 и реактор 22. Насосное, турбинное и реакторное колеса образуют рабочую полость 23, сообщенную с атмосферой сапуном 24.

Гидротрансформатор снабжен устройством принудительного опорожнения и наполнения, включающим установленный в корпусе 20 ступенчатый поршень 25. один из торцов которого образует с корпусом полость А, сообщенную каналами 26 с рабочей полостью 23, и полость Б, образованную другим торцом подвижного поршня, выполненную для обеспечения гидроуправленья поршнем. Поршень 25 установлен подвижно в осевом направлении и поджимается пружинами 27, запирая рабочую полость 23. Полость Б для гидроуправления поршнем сообщена каналом 28 и гидролини- ей 29 через гидрораспределитель 4 с гидробаком 1. Гидрорасиределитель 4 в зависимости от положения его золотника соединяет напорную гидролинию 3 или с гидролинией 5 - для обеспечения работы коробки передач и питания гидротрансформатора, или с гидролини-1 ей 29 - для регулирования характе5Ч

риСтики гидротрансформатора. Управ- ляющая полость гидрораспределителя 4 сообщена с гидролинией 5, соединяющей его с гидрораспределителем 6 переключения передач, при этом пружина гидрораспределителя 4 настраивается на падение давления Б гидролинии 5. Гидролиния 30 с клапаном 31 давления соединяет мёжДу собой гидролинии 29 и 5, а управляющая полость клапана сообщена с гидролинией 29. Клапан 31 настраивается на давление, при котором обеспечивается требуемое опорожнение гидротрансформатора 14. Клапан срабатывает после опорожнения гидротрансформатора и направляет рабочую жидкость в гидролинию 5.

Система управления гидромеханической трансмиссией работает следующим образом.

При включенной передаче (фиг.1) насос 2 нагнетает рабочую жидкость из гидробака 1 по напорной гидролинии 3 через гидрораспределитель 4, по гидролинии 5 через гидрораспределитель 6 переключения передач в гидроцилиндр 7 включенной фрикционной муфты коробки передач и через клапанное устройство 9 к гидроаккумулятору 10, заряжая его. Клапанное устройство 9 обеспечивает соединение гидроаккумулятора 10 с тем из гидроцилиндров, в котором давление рабочей жидкости „выше, чем в других. Переливной гидроклапан 13 ограничивает давление в гидролинии 5, а, следовательно, в гидроцилиндре 7 и в гидроаккумуляторе 10, поддерживая его постоянным. Это давление отжимает пружину 4 распределителя с гидроуправлением, обеспечивая пропуск рабочей жидкости от насоса 2 в гидролинию 5. Гидрокла- пан 13 отводит рабочую жидкость в гидролинию 12 и далее в гидротрансформатор 14, осуществляя его подпитку и охлаждение, а подпорный гидроклапан 16 по мере повышения давления в нем направляет рабочую жидкость по сливной гидролинии 15 в гидробак 1. В случае повышения давления в гидролинии 12 срабатывает предохранительный клапан 17, сливая рабочую жидгг кость по гидролинии 18 в гидробак. Поршень 25 поджат усилием пружин 27 до упора и вращается совместно с корпусом 20 относительно оси гидротрансформатора 14, обеспечивая его работу с заполненной рабочей полостью 23.

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

666

Трактор движется на включенной пере-

даче.

Передачи переключают перемещением золотника гидрораспределителя 6 переключения передач (фиг. 2), направляя рабочую жидкость в гидроцилиндр 8. При этом гидроцнлиндр 7 и гидроаккумулятор 10 через дроссель 11 сообщаются со сливом. Разря жаясь, гидроак- кумулятор задерживает выключение муфты, управляемой гидроцилиндром 7, так как поддерживат давление в ее гидроцилиндре. Давление в гидроци- линдре 7 снижается соответственно перемещению поршня гидроаккумулятора 10 и характеристике его пружины. Размеры дросселя 11 подобраны таким образом, чтобы в конце разрядки гид- роаккумулятора выключаемая муфта еще не буксовала, т.е. величина давления в ее гидроцилиндре в этот момент была бы достаточной для передачи полного крутящего момента двигателя, В момент переключения передач за счет подключения дополнительного объема в виде поршневой полости гидроцилинд- ра 8 в напорной гидролинии 3 системы н в гидролинии 5 происходит кратковременное падение давления. Закрывается переливной гидроклэпан 13, перекрывая питание гидротрансформатора. Закрывается подпорный гидроклапан 16 на выходе из гидротрансформатора. Пружина гидрораспределителя 4 перемещает золотник. Рабочая жидкость направляется от насоса 2 по гидролинии 29 в полость В управления поршнем 25 гидротрансформатора 14. Гидролиния 5 запирается. Поршень 25 быстро перемещается, сжимая пружины 27, осуществляя динамичное опорожнение гидротрансформатора: под действием разряжения в полости Л и центробежных сил в рабочей полости жидкость по каналам 26 интенсивно поступает из ра-с бочей полости 23 в полость А. Сапун 24 сообщает рабочую полость гидротрансформатора с атмосферой. Существенно интенсифицирует процесс опорожнения также то, что фрикционная муф-, та, управляемая гидроцилиндром 7, еще включена, а следовательно, выходной вал гидротрансформатора находится под нагрузкой. Давление в полости Бив гидролиниях 29 и 3 возрастает соответственно перемещению поршня и характеристике его пружин. Когда давление в этих гидролиниях достигает давле-

i1

ния срабатывания клапана 31 давления он открывается и нагнетает рабочую жидкость в гидролинию 5 в обход гидрораспределителя 4. Клапан 31 позволяет регулировать величину опорожнения гидротрансформатора 14, изменяя давление срабатывания клапана, можно остановить поршень 25 в промежуточном положении или переместить его до упора. Положение поршня определяется равновесием сил давления в полости Б гидроуправления поршнем, избыточного давления от действия центробежных сил жидкости в полости А и упругих сип пружин 27. При опорожненном гидротрансформаторе и еще включенной муфте, управляемой гидроцилиндром 7, осуществляется заполнение гидроци™ линдра 8 включаемой фрикционной муф- ты коробки передач. Давление в гидроцилиндре 8, а значит и в гидролинии 5 быстро возрастает. Когда оно превысит давление настройки пружины гидрораспределителя 4, гидрораслреде- литель 4 срабатывает и соединит напорную гидролинию 3 с гидролинией.5, а жидкость из полости Б гидроуправле ния поршнем 25 направит на слив в . гидробак 1 о Давление в гицролиниях 29 и 3 упадет, В напорной гидролинии 3 оно упадет до давления в гидролинии 5 s а в гидролинии 29 будет определяться гидравлическим сопротивлением сливу жидкости из полости Б поршня. Клапан 31 давления закроется Пружины 27 возвращают поршень 25 в исходное положение, впрыскивая рабочую жидкость по каналам 26 из полости А в рабочую полость 23. Сапун 24 сообщает рабочую полость гидротрансформатора с атмосферой. Суммарная площадь поперечного сечения каналов 26 обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление, поэтому осуществляется быстрое наполнение гидротрансформатора 14е Когда давление в гидроцилинцре 8 станет выше, чем давление, поддерживаемой гидроаккумуля

тором 10 в гидроцилиндре 7, срабатывает клапанное устройство 9, переключающее гидроаккумулятор от выключаемого гидроцилиндра на включаемый. Поскольку этот момент времени практически совпадает с началом заполнения гидротрансформатора 14 поршнем 23«, то переключение передач происходит при опорожненном гидротрансформаторе, а следовательно, при значи

8

тельно уменьшенном моменте, подводимом к фрикционам гидромеханической трансмиссии, что существенно снижает динамические нагрузки и суммарную работу буксования фрикционных муфт, повышая надежность работы узлов трансмиссии. Далее давление в гидроцилиндре 7 быстро снижается, а давление в гидроцилиндре 8 плавно возрастает, что соответствует процессу дозарядки гидроаккз мулятора 10. Когда давление в гидроцилиндре 8 включенной фрикционной муфты коробки передач в гидроаккумуляторе 10 и в .гидролинии 5 достигает номинального значения, открывается переливной гидроклапан 13 и отводит жидкость в гидролинию 12 и далее в гидротрансформатор 14. Начинается подпитка его рабочей полости 23. При .наполнении гидротрансформатора плавно растет крутящий момент на его выходном валу, трактор разгоняется. С остановкой поршня 25 заканчивается наполнение гидротрансформатора 14, заканчивает- ся процесс переключения передач. После компенсации всех утечек подпиткой и повышения давления в рабочей полости 23 открывается подпорный гидроклапан 16, направляя жидкость в гидробак 1. Обеспечивается движение трактора на выбранной передане.

Формула изобретения

1. Система управления гидромеханической трансмиссией, содержащая насос, напорная линия которого подключена через з правляемый гидрораспределитель переключения передач к гидроцилиндрам управления фрикционными муфтами коробки передач, через клапанное устройство к гидроаккумулятор и через гидроклапан к входу гидротрансформатора, снабженного устройством принудительного опорожнения и наполнения, включающим подвижно установленный в корпусе гидротрансформатора в осевом направлении поршень, один из торцов которого образует с корпусом первую полость, сообщенную с- рабочей полостью гидротрансформатора, другой торец поршня образует вторую полость, выполненную с воз- можностью обеспечения гидроуправления поршнем, при этом сливная гидролиния сообщена с гидротрансформатором и с гидробаком посредством подпорного гидроклапана, управляемого рабочим давлением, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности путем снижения динамических нагрузок, действующих на фрикционные элементы трансмиссии, она снабжена клапаном давления, двух- позиционным четырехлинейным распределителем, линия управления которым постоянно соединена с первой линией распределителя в первой его позиции, причем первая линия сообщена с распределителем переключения передач, вторая линия соединена с напорной линией и с первой линией распределителя, третья линия одновременно сооб-

5

щена с второй полостью поршня и с четвертой линией, связанной со слив- ной гидролинией, во второй, позиции распределителя первая и четвертая его линии заперты, а вторая соединена с третьей, причем упомянутый клапан давления сообщен с первой и третьей линиями распределителя в первой его позиции, при этом управляющая полость клапана давления сообщена с третьей линией распределителя.

2. Система по п. 1, отличающая с я тем, что поршень гидротрансформатора снабжен пружиной возврата, подпружинивающей порцень в осевом направлении.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных и тяговых машин, в частности тракторов. Цель изобретения - повышение надежности и долговечности путем снижения динамических нагрузок, действующих на фрикционные элементы трансмиссии. Система управления гидромеханической трансмиссией с гидротрансформатором 14 снабжена устройством принудительного опорожнения и наполнения, включающим установленный в корпусе 20 подвижно в осевом направлении поршень 25, один из торцов которого образует с корпусом полость А, сообщенную с рабочей полостью 23 гидротрансформатора, и полость Б, образованную другим торцом подвижного поршня, выполненную для обеспечения гидроуправления поршнем. Поршень 25 гидротрансформатора 14 подпружинен пружиной 27 и управляется насосом 2 системы управления трансмиссией, для чего полость для гидроуправления поршнем 25 сообщена гидролинией 29 через гидравлически управляемый двухпозиционный четырехлинейный распределитель 4 с пружинным возвратом, установленный в напорной гидролинии 3, с гидробаком 1. Система управления так же содержит управляемый рабочим давлением в гидролинии 29 клапан 31 давления. Переключение передач осуществляют перемещением золотника гидрораспределителя 6 переключения передач, направляя рабочую жидкость в гидроцилиндр 8. При этом гидроцилиндр 7 и гидроаккумулятор 10 через дроссель 11 сообщаются со сливом. Гидроаккумулятор задерживает выключение муфты, снижая динамические нагрузки во фрикционных элементах трансмиссии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.