Гидромеханическая передача Советский патент 1992 года по МПК F16H41/00 

На фиг. 1 показана гидрохимическая передача, общий вид; на фиг. 2 - разрез по А-А.

Гидромеханическая передача включает в себя два (большой и малый) замкнутых масляных контура, разделенных между собой приемной крльцевой камерой 5, расположенной по всей окружности картера под правой крышкой 4.

Малый замкнутый контур расположен на правой стороне картера (в правой крышке 4) и включает в себя приемную кольцевую камеру 5, соединенную сливными масляными каналами 6 с маслосборником 7. Масляные каналы расположены радиально в правой крышке 4, а маслосборник 7 находится под ней.

На стенках маслосборника 7 расположены направляющие лопатки реактора 8. Приемная кольцевая камера 5 дополнительно соединяется с маслосборником 7 через редукционный клапан 9, находящийся с наружной стороны на правой крышке 4,

В приемной кольцевой камере 5 установлено клапанное переключающее устройство. Клапанное переключающее устройство имеет вид беличьего колеса, состоящего из двух колец. Кольца соединены перемычками пластинчатых клапанов 10. имеющих проточные окна 11.

Клапанное переключающее устройство имеет механизм управления, содержащий зубчатый сектор 12 и зубчатый вал привода с рычагом 13. Зубчатый сектор 12 установлен на колесе клапанного переключающего устройства между пластинчатыми клапанами 10. Рычаг вала привода 13 шарнирно соединен с тягой акселератора. При вращении колеса клапанного переключающего устройства кольцевая приемная камера 5 поочередно соединяется с масляными каналами малого или большого контуров.

Большой замкнутый контур расположен на левой стороне картера и включает в себя приемную кольцевую камеру 5, последовательно соединенную переходными масляными каналами 14 .с распределительной кольцевой камерой 15. Маслянь1е каналы 14 расположены по окружности картера между кожухом 1 и рабочим цилиндром 2. Распределительная кольцевая камера 15 расположена по окружности картера под левой крышкой 3. Большой контур соединяется с масляными карманами 16, имеющими радиальные направляющие каналы 17. Каналы 17 расположены в левой крышке 3. В большой замкнутый контур включается все свободное пространство картера и маслосборник 7.

Планетарный механизм расположен в рабочем цилиндре 2 в зоне большого контура и содержит два соосно установленные вала - ведомый вал с солнечной шестерней

18 и ведущий вал 19 с водилом 20. Водило 20, имеющее форму колеса, содержит лопастной центробежный нагнетающий маслонасос 21. Он расположен по краям окружности на правой стороне водила 20.

0 Лопатки насоса располагаются под приемной кольцевой камерой 5. Водило 20 содержит также откачивающий прямоточный маслонасос 22 с радиальным расположением лопаток. Лопатки маслонасоса 22 расположены в колесе водила 20 вместо спиц. В левой части водило имеет специальный выступ в виде обоймы 23.

В правой части солнечной шестерни ведомого вала 18 находится наружная обойма

0 с лунками переменного сечения 25 и блокирующими роликами 26. Внутренняя обойма 23, блокирующие ролики 26, и наружная обойма с лунками переменного сечения 25 образуют муфту свободного хода. Муфта

5 свободного хода обеспечивает автоматическую блокировку ведомого вала 18 с ведущим валом 19 в момент движения транспорта по инерции.

На левой стороне водила 20 в специальных буксах 27 на осях 28 установлены три цилиндрические шестерни - сателлиты 29. Шестерни - сателлиты 29 с внутренней и внешней стороны замкнуты зацеплением между солнечной шестерней ведомого вала

5 1В и гидродинамически колесом, которое содержит коронную шестерню 30. С внешней стороны коронная шестерня 30 жестко соединена с прямоточной турбиной 31, имеющей радиальное расположение лопаток.

0 Гидродинамическое колесо свободно вращается на ведомом валу 18. При этом лопатки турбины 31 размещены напротив направляющих каналов 17.

Предлагаемая гидромеханическая передача передает вращающее усилие только в одном направлении. Для изменения направления вращения на выходе к левой крышке 3 подсоединяется механическое устройство - редуктор обратного вращения.

0 Гидромеханическая передача работает следующим образом. Ведущий вал 19 передает вращающее усилие двигателя водилу 20, которое несет на себе шестерни - сателлиты 29 планетарного механизма. Центральный нагнетающий маслонасос 21 постоянно подает масло из маслосборника 7 в приемную кольцевую камеру 5.

Одновременно откачивающий прямоточный маслонасос 22 постоянно откачивает масло из турбинного пространства в

маслосборник 7, уменьшая сопротивление масла при свободном вращении гидродинамического колеса. В момент рабочих нагрузок этим уменьшается сопротивление при протекании масла через турбину 31.

Дальнейшая работа гидромеханической передачи может быть условно разделена на шесть режимов:

1работа устройства на месте без движения транспорта с работающим двигателем;

2работа устройства в начале движения транспорта;

3работа устройства при переменных нагрузках;

4работа устройства на прямой передаче;

5работа устройства на повышенной передаче;

6работа устройства при движении транспорта по инерции.

Режим 1. Клапанное переключающее устройство всегда в момент остановки двигателя автоматически включает гидросистему на малый замкнутый контур. При запуске двигателя масло поступает от центробежного маслонасоса 21 в приемную кольцевую камеру 5 и свободно сливается посливным масляным каналам 6 в маслосборник 1,

В маслосборнике 7 из-за вращения ведущего вала 19, соединенного с водилом 20, масло закручивается и по направляющим лопаткам реактора 8 направляется к центробежному маслонасосу 21. В этом режиме масло циркулирует по малому :замкнутому контуру. В большой замкнутый контур масло не поступает. Его переходные масляные каналы 14 в это время закрыты левым клапаном 10клапанного переключающего устройства..

При работе устройства в. режиме 1 сателлиты 29, расположенные на осях 28 с левой стороны водила 20, совершают два разных вращательных движения. Во-первых, они свободно вращаются на водиле 20 по окружности солнечной шестерни ведомого вала 18. При этом ведомый вал на стоянках блокирован нагрузкой ведущих колес. Во-вторых, имея упор в зацеплении с солнечной шестерней, сателлиты 29 вращаются на осях 28. Таким образом, участвуя в двух совместных движ;ениях, сателлиты вращают гидродинамическое колесо. Гидродинамическое колесо свободно вращается на ведомом вала 18 в одну и ту же сторону с ведущим валом 19. При этом отношение частот вращения гидродинамического колеса и ведущего вала 19 определяется величиной передаточного числа планетарного механизма.

Ведомый и ведущий валы 18, 19 в комплексе с гидродинамическим колесом представляют собою трехзвенное устройство, в котором гидродинамическое колесо выпол5 няет роль гидротурбинного тормоза, управляющего обевым вращением сателлитов 29. При совместном круговом движении сателлитов 29 с водилом 20 ведущий и ведомый валы в режиме 1 не имеют жесткой

10 связи между собою. Такая связь появляется только после переключения гидросистемы с малого замкнутого контура на большой.

Режим 2. Механизм управления клапанным переключающим устройством, соединенный с помощью шарниров с тягой акселератора, установлен так, что одновременно с увеличением оборотов двигателя клапанное переключающее устройство перемещается в приемной кольцевой камере

0 5,1И его правый клапан 10 закрывает сливные масляные каналы 6 малого замкнутого контура. Одновременно левый клапан 10 открывает переходные масляные каналы 14 большого контура. По переходным каналам

5 14 масло последовательно поступает в распределительную кольцевую камеру 15 и распределяется по масляным карманам 16. Масляные карманы 16 имеют на выходе радиальные, наг1равляющие каналы 17, которые направляют масло активным потоком навстречу вращению гидродинамического колеса. Поток масла тормозит вращение гидродинамического колеса. Одновременно гидродинамическое колесо, содержащее коронную шестерню 30, замыкающую сателлиты 29 с внешней стороны, меняет частоту и направление вращения сателлитов 29 на осях 28. Между осевой и круговой частотами вращения сателлитов 29 нарушается синхронность. Частота вращения сателлитов 29 на осях 28 с момента начала торможения отстает от круговой частоты их вращения с водилом 20. В создавшихся условиях сател литы 29 совместным усилием с водилом 20

5 вынуждают вращаться солнечную шестерню с ведомым валом 18. При этом за счет скольжения масла на. лопатках турбины 31. достигается плавное трогание с места транспортного средства.

0 Режим 3. Скорости вращения ведущего и ведомого валов при переменных нагрузках резко и часто меняются по величину. В таких условиях планетарный механизм имеет возможность комплексно или раздельно

5 вращаться в обоих направлениях по внутреннему диаметру коренной шестерни 30, Кроме того, существует возможность вращения всего комплекса гидродинамическим колесом за счет скольжения масла втурбине

31, Управление мощностью, передаваемой

гидромеханической передачей от двигателя, осуществляется автоматически за счет автоматического изменения передаточного числа в плайетарном механизме. Это происходит из-за изменения соотношения между осевой и круговой скоростями вращения сателлитов 29,

Режим 4. В тот момент, когда частота вращения ведущего, ведомого валов и гидродинамического колеса уравняются, частота вращения сателлитов 29 на осях 28 становится равной нулю. При этом передача мощности автоматически продолжается на прямой передаче.

Режим 5. Также автоматически осуществляется передача мощности на ведущие колеса и на повышенной передаче. Это происходит, когда кинетическая мощность потока масла от нагнетающего насоса превышает мощность, необходимую для вращения ведомого вала 18с нагрузкой. В этом случае гидродинамическое колесо будет вращаться навстречу ведущему валу 19, а скорость вращения сателлитов 29 на осях 28 будет отлична от нуля. Гидродинамическое колесо совместно с сателлитами 29 будет вращать солнечную шестерню с ведомым валом 18. Гидродинамическое колесо и сателлиты превращаются в ведущее звено для ведомого вала 18. При этом частота вращения ведомого вала 18 становится больше частоты вращения ведущего вала 19.

Режим 6. Работа гидромеханической передачи в этом режиме обеспечивается двумяустройствами:клапаннымпереключающим устройством и муфтой свободного хода. В случае прекращения подачи мощности от двигателя на ведущий вал 19 клапанное переключающее устройство автоматически переключает г л рос лстему с большого замкнутого контура на малый контур. При этом гидродинамическое колесо совместно с сателлитами 29 разблокирует солнечную шестерню ведомого вала 18. Ведущий и ведомый валы 18 и 19 автоматически разьединяются. Ведомый вал 18 продолжает вращение от усилия ведущих колес. Его частота вращения больше частоты вращения ведущегоЁала 19. Блокирующие ролики 26, расположенные в лунках переменного сечения наружной обоймы 25, обгоном по внутренней обойме 23 на водила 20 перемещаются в лунках в сторону малого

диаметра и блокируют солнечную шестерню 18с водилом 20 на весь период движения транспорта по инерции. Отключение муфты свободного хода происходит автоматически

в обратном порядке. При этом блокирующие ролики 26 перемещаются в лунках в стороны большого диаметра, где находятся в свободном состоянии во время Движения. Формула изобретения

Гидромеханическая передача, содержащая корпус с установленным в нем входным и выходным валами, трехзвенным дифференциалом, состоящим из солнечного колеса эпицикла, водила и сателлитов, и

гидродинамической передачей с насосным, турбинным колесами, двумя направляющими аппаратами, клапанным переключающим устройством и маслосборником, образующими с корпусом два замкнутых

контура циркуляции - большой, включающий маслосборник, насосное колесо, установленное на водиле, первый направляющий аппарат, клапанное устройство, турбинное колесо, жестко соединенное с

эпициклом, и малый контур, включающий маслосборник, насосное колесо, переключающее устройство и второй направляющий аппарат, о т л и ч а ю щ и ее я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования передачи, она снабжена редуктором обратного вращения, соединяющим выходной вал с солнечным колесом, муфтой свободного хода, установленной между последним и входным валом, соединенным с водилом, и

обводным каналом, с установленным в нем редукционным клапаном, насосное колесо выполнено с двумя венцами лопастей - осевым и центробежным турбинное колесо выполнено осевым, расположено по ходу

потока за первым направляющим аппаратом перед осевым венцом насосного колеса, переключающее устройство выполнено в виде приемной кольцевой камеры, образованной корпусом и двумя кольцевымй дисками с осевыми отверстиями, установленными в корпусе между направляющими аппаратами перед их входами, сообщенными посредством отверстий с камерой, расположенной по ходу потока за

центробежным венцом насосного колеса, и дополнительно сообщенной посредством обводного канала с малым контуром циркуляции.. 37

фиг.1

(pu8.2

Изобретение позволяет расширитцдиа- пазон регулирования гидромеханической передачи. Редуктор обратного вращения соединяет выходной вал с солнечным колесом. Муфта свободного хода установлена между колесом и входным валом, соединенным с водилом. В обводном канале установлен редукционный клапан. Насосное колесо выполнено с двумя венцами лопастей - осевым и центробежным. Турбинное колесо выполнено осевым, расположено по ходу потока за первым направляющим аппаратом перед осевым венцом насосного колеса. Переключающее устр-во выполнено в виде приемной кольцевой камеры, образованной корпусом и двумя кольцевыми дисками с осевыми отверстиями, установленными в корпусе между направляющими аппаратами перед их входами, сообщенными, отверстиями с камерой, расположенной по ходу потока за центробежным венцом насосного колеса и сообщенной обводным каналом с малым контуром циркуляции. 2 ил., ti*^Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано как автоматическая бесступенчатая коробка передач для автомобилей различ-" ной грузоподъемности.Известна гидромеханическая передача, содержащая двухконтурную масляную систему. Первый контур обеспечивает работу устройства в режиме холостого хода,жогда усилие вращения ведущего вала не передается ведомому валу. Гидравлическая жидкость свободно циркулирует по первому контуру, В движение ее приводит лопастной насос, же,стко соединенный с валом, который через систему дифференциалов связан с ведущим и ведомым валами. Передачу мощности от ведущего вала к ведомому обеспечивает работа второго контура системы. Упомянутый рыше лопастной насос на^ гнетает жидкость во второй масляный контур и, тем самым, приводится в движение гидротурбина, жестко соединенная с ведомым валом.Однако эта гидррмеханическая передача автоматически не обеспечивает движение транспортного средства накатом, т.е. его движение по инерции после разгона. Для этих целей к ней дополнительно подключается механическая коробка передач, позволяющая отсоединить ведомый вал от ведущих колес транспортного средства. Кроме того указанная гидромеханическая передача в силу своих конструктивных особенностей не может обеспечить движение транспортного средства на повышенной передаче, когда скорость вращения ведомого вала превышает скорость вращения ведущего.Целью изобрете(;«ия является расширение диапазона регулирования передачи.fOXJ