Гидрообъемная трансмиссия самоходной машины Советский патент 1976 года по МПК B60K17/10 F16H39/02 

(54) ГИДРСЮБЪЕМНАЯ ТрА 1СМИеейЯ САМОХОДНОЙ МАШИНЫ

35

i-ппромоторам обоих мостов самоходной машины.

Кроме того, для обеспечения независимого включения переднего и заднего мостовj самоходной машины при дифференциальном соединении одновременно включенных МОСТОЕ С возможностью блокировки этого соединения, органы управления содержат две рукоятки, одна из которых посредством профилированных элементов соединена с золотни камн распределителей заднего моста, а вторая - с золотниками распределителя I переднего моста и шунтирующего крана, при этом золот;ник указанного крана связан с подпружиненной педал-ью

На (чертеже изображена схема онисываемой гидрообъемной трансмиссии самоходной машины,

:Йз бака 1 всасывают рабочую жидкость два одинаковых регулируемых насоса 2 и 3, имеющих общую систему автоматического ут1равпения их рабочими объемами и обычные предохранительные клапаны (на черт, не, показаны). Насос 2 соединен напорным, трубопроводом 4 с входом первого распределителя 5, золотник 6 которого имеет три основные проточки. При среднем жении золотника 6 |жидкость от насоса 2 может свободно проходить через среднюю проточку к центральному выходу распределителя 5. При этом две крайние проточки обеспечивают соединени-э трубопроводов 7 и 8, идущих к гидромоторам, с баком 1, выполняя функции шунтируюшего распределителя. Насос 3 и центральный выход распределителя 5 соединены с входом : второго распределителя 9, золотник 10 которого аналогичен золотнику 6, т.е.в среднем поупожении золотник 10 соединяет трубопроН воды 11 и 12, идущие к гидромоторам, с баком. Центральный выход распределителя 9 соединен с входом третьего распределителя 13, крайние уплотняющие пояски золотника 14 которого шире соответствуюших поясков золотников: 6 и 10. Поэтому в среднем положении золотник 14. запирает выходы из трубопроводов 15 и 16 в бак. Центральный выход распределителя 13 соединен со сливной магтютралью 17, под™ ключенной через фильтр 18 к баку 1. Все; триI распределителя 5,9,13 являются позиционными реверсивными.. При смещении их золотников из среднего положения центральные зыходы распределителей перекрываются. Тогда слив.жидкости производится индивидуштьно; из каждого распредепителя через дополнительные выходы (на I чертеже; эти выходы показаны в нижних частях распределителей).:

83 87

Напорные трубопроводы 4 и 19 насосов .2 и 3 соединены трубопроводами 20 и 21 с двугодовым краном 22, золотник которого разъединяет или соединяет напорные магкстрали насосов.

Управляются золотники 6, 10, 14 распределителей 5,&,13 и крана 22 рукоятками 23 .и 24 и педалью 25 с пру хиной 26, С каждой рукояткой соединено по два профилированных элемента, выполненных в виде пластин 27,28,29,30, имеющих профильные пазы, с которыми; взаимодействуюя по- водки рычажных передач, связанных с золотниками. Рукоятка 23 предназначена включения заднего ведущего моста и-имеет

6 по два положения в обе стороны от среднего положения. Первое смещенное положение дает включение первой (пониженной) передачи, а второе - повышенной. Рукоятка 24 предназначена для включения переднего ведущего моста и имеет по одному положению в обе строны от среднего положения. Поворот рукояток вперед от среднего положения обеспечивает.движение передним ходом, а назад - задним ходом.

Вместо пластин 27,28,29,30 могут быть применены любые другие программные устройства, обеспечивающие требуемую схему управления четырьмя., золотниками от двух рукояток.

СамоходНа-1 машина четыре одинаковых колеса 31,32,33,34, каждое из которых может быть ведущим и ведомым. Колеса 31 и 32 принадлежат переднему управляемому мосту, а колеса 33 и 34 заднему неуправляемому. В каждом колесе смонтирован планетарный ступичный редуктор 35, солнечная шестерня которого закреплена на муфте 36, соединенной с валом колесного гидромотора. Муфта 36 может смещаться в осевом направлении, обеспечивая соединение вала гидромотора через солнечную шестерню либо с сателлитами, тогда поток мощности идет к колесу через редуктор, либо с корпусом редуктора, в этом случае осуществляется прямая переда- : ча мощности с вала гидромотора к колесу и редуктор бездействует. Кроме того, возможно отключение вала гидромотора от колеса, что получается при некотором среднем папожении муфты 36.

Это положение -используется при движении машины на буксире. Управление перемещением муфт 36 может быть местным или дистанционным,, из кабины водителя.

S

В примененных радиально-поршневых гиаромоторах 37 и 38 постоянный контакт верхних головок, шатунов с поршнями обес.печивается девлением жидкости, поступаюиюй в гидромоторы, Лоэтому дня отключения со:ОтьетстБуюшеговеиу.щего моста достаточно прекратить подачу жидкости к гидромоторам а их сливные трубопроводы оставиаъ откры тыми. Тогда: при вращении роторов гидро- моторов от колес шатуны задвигают поршни в вёр:шие мертвы точки и оставляют их

: там. Мри этом прокачивание жидкости через гидромоторы прекращается, и момент српро- тивпения вращению роторов гидромоторой становится минимальным, что весьма желательно для уменьшения неоправданных энергии в случае превращения данного моста в ведомый.

Гндромоторы 37 и 38 каждого ведущего jMOCTa соединены между собой параллельно, обеспечивая дифференциальную связь между .колесами, т.е. от гидромоторов каждого ведущего моста отходит по два магистральных трубопровода 39 и 40 от переднего моста, 41 и 42 - от заднего и по одному дренажному трубопроводу 43. Трубопроводы 41 и 42 соединены через специальные напорные к,-;апаны 44 и 45 с трубопроводами 7 и 8 распределителя Бис трубопроводами 15 и 16 распределителя 13, а грубопроводы 39 и 40 - через такие же напорные клапаны 46 и 47 с трубопроводами 11 и 12 распределителя 9.

Каждый И3|4ет 1рех клапанов44,45,46, 47 имеет пружину 48 и золотник 49 с

I трема-1 гидравлически нёуравновешеннь1мн изолированными торцовыми поверхностями 50,51,52. Полость поверхности 50 соединена с распределителем, например, в случае клапана 44 - через трубопровод 7. с рас пределителем 5. Полость поверхности 51 соединена с гидромоторами в случае клапана 44 - через трубопровод 41 с гидромоторами 38 заднего ведущего моста. Полость поверхности 52 соединена с аналогичной полостью напорного клапан, установленного на проводящем жидкое гь в том же направлении трубопроводе другого ведущего моста, например, клапан 44, установленный на трубопроводе 41 гидромоторов 38 задне- го ведущего моста, соединен с клапаном 47, установленнЬ1м на трубопроводе 40 гищ)омоторов 37 переднего ведущего моста; причем в обоих трубопроводах 40 и 41 жидкость течет в одном и том же направлении, в част1ностй, при переднем ходе машины - к гадромоторам. Кроме того, полость поверхности 52 соединена через обратные клапаны, i пропускающие жидкость к этой полости, с вторыми трубопроводами, проводящими жидкость между гидромоторами и напорными клапанами в .обратном направлении, например, полость поверхности 5Р, клапана 44 соединена, через обратные клапаны 53 с трубопроводами 39 и 42, по которым при

;перед гем ходе машины хсидкость течет ot |гидромоторов; аналогично соответствующие (пачости клапанов 45 и 46 соединены чорез

;обратные клапаны 54 с трубопроводак1ц 4 О |и 41.

I Соотношение усилия пружины 48 и площадей неуравновешенных торцовых поверхностей 50, 51 и 52 должно быть таким, чтобы проход жидкости между распределителями и гидромоторами через клапаны 44,45,46, 47 открывался при следующих давлениях жидкости;

В полостях поверхностей 50 и 52 давле« ние жидкости должно заведомо превысить возможный подпор давления в сливнь х трубопроводах трансмиссии; ориентировочно это давление быть принято равным 2030 кгс/см :

В полости поверхности 51 давление :жихх- кости должно достигать макси1ч1ального зна- чения, допустимого в трансмиссии при торможении машины перекрытием слива жидкости из гидромоторов. Ориентировочно это давление может быть принято равным максимальному давлению, ограниченному клапанами насоса, или меньшими этого давления на величину к.п.д. трансмиссии, i примем это дав|ление равным 150 кгс/см ..

При меньших давлениях клапаны 44, 45, 46 и 47 должны быть закрыты, что обес- 1 печивает автоматическое торможение машиш т,

Jliia ис|Ц1ЮЧения автокслебаний клапанов 44,45,46,47 золотники их должны быть . задемпфированы любыми известными средствами. Например, могут быть использованы дроссели, объединенные с обратными клапанами 53 и54 и уменьшающие скорость ;закрытия клапанов 44,45,46,47 (на черт. не показаны), При переднем ходе машины трансмиссия работает следующим образом.

При двин.ении в тяжелих дорожных условиях муфты 36 смещают в осевом направлеI НИИ так, чтобы солнечные шестерни плане;тарных редукторов, соединенные с валами гидромоторов и введенные в зацеппенне с са-. теллитами, обеспечили передачу крутящего момента гидромоторов к колесам через редукторы. Рукоятки 23, и 24 одновременно поворачивают вперед до упора. При этом происходит следующее. Профильный тгаз пластины 29 перемещает вниз золотник 6, который закрывает центральный выход -распределите- ля 5, связанный с входом распределителя ;9. Тогда жидкость от насоса-2 по трубо- ;проводам 4 и 7 поступает к полости по|вер-. хности 50 клапана 44, смещает золотник ,49 влево, преодолевая усилие пружигпЛ 48

и ч.ер€зз nwiocib поверхности 51 поступает Б трубопровод 41 и далее к гидромоторам

38 заднего ведущего моста Из полости поверхности 51 через обратный клапан 54 жидкость поступает под давлением к полостям клапанов 45 и 46, аналогичным полости поверхности 52. клапана 44, При этом золотники клапанов 45 и 46 также смещаются на сжатие пружин, обеспечивая сяив жидкости в бак яз задних гищюмоторов по трубопроводам 42 и 8 через распределитель 5, а из передних гидромоторов по трубопроводам 42 и 8 через распределитель 9

Профильный паз пластины 27 перемещав вверх золотник 10, который закрывает по ступление жидкости из распределителя 9 в распределитель 13. При этом жидкость от насоса 3 по трубопроводам 19,12 и 40 поступает к гидромоторам переднего моста, а из них по трубопроводам 39, 11 и 17 в бак, проходя через клапаны 46 и 47 аналогично движению жидкости через клапаны 44 и 45 от насоса 2,

Профильный паз пластины 30 перемещает золотник 14 вверх. При этом открывается дополнительный слив жидкости из гидромоторов заднего вег,ущего моста через трубопровод 16, а остальные полости эолот1шка . 14 бездействуют, поскольку питание распределителя 13 отсечено золотником 10. В данном случа з движение золот ника 13 принципиального значения не имеет

Профильный паз пластины 28 и пружина 26 обеспечивают;движение золотника крана 22 вниз. При этом нагнетательные трубопроводы 4 и 19 насосов 2 и 3 Оказываются соединенными между собой,т.е. между передним и задним ведущими .мостами устанавливается дифференциальная гидравлическая связь. Если машина двигается пО малосвязному гр|унту и возможно буксование колес, нажатием на педаль 25 смещают золотник крана 22 вверх и разрывают гидравлическую, связь между насосами 2 и 3, обеспечивая раздельное питание ведущих М .стов, что способствует i повышению про ходимости машины. При этом движении золотника крана 22 вверх рукоятка 24 и связанные с ней пластины 27 и 28 остаются неподвижными, что обеспечивается соответстбующей формой профильного паза в пластине 28.

Описанные выше положения золотников дают максимальное тяГовое усилие и минимальную скорость движения машины, что соответствует первой пониженной передаче.

В случае уменьщения сопротивления дви,жению1 машины можно вдвое увеличить скорость движения, и,соответственно, вдвое уменьшить тяговое усилие машины,;вер-1ув

одну из рукояток 23 или 24 с среднее ni ложение. При этом получается вторая пониженная передача.

Если в средеее положение возвращена рукоятка 23, золотник 6, вернутиись в сренее положение, открывает сквозной проход

ЖИДКОСТИ от насоса 2 через распределитель 5 к входу распределителя 9. Тогда к гидромоторам 37 j переднег о ведущего моста через распределиЛль 9 по трубопроводам 12 и 40 через открытый напорный клапан 47 поступает жидкость от обоих насосов 2 и 3, что и обеспечивает увеличение вдвое скорости движения машины. Давление жидкости, имеющееся в трубопроводах 12 и 40

через соответствующую полость клапана 47 и обратный клапан 54 продолжает удерживать открытыми клапанами 45 и 46, обеспечивая свободный слив жидкости из гидромоторов переднего и заднего мостов. Клапан же 44 закрывается, поскольку все гидравлически неуравновешенные торцовые поверхности его оказываются соединенными со сливом, и поступление жидкости к гидромоторам. 38 заднего моста перекрывается. Так как. роторы гидромоторов 38 связаны с колесами и продолжают вращаться, опорожняются рабочие полости этих гидромоторов, поршни отходят от верхнил головок шатунов и застывают в своих верхних мертвых точ1ках. Задний jviocT становится ведомым при минимальном моменте сопротивления вращедшю колес. Возвращение золотника 14 в среднее положение, что происходит при установке рукоятки 23 в среднее положение, ничего из .описанного не меняют.

Если в среднее положение возвращена рукоятка 24, золотник 10 направляет поток жидкости от насоса 3 к смещенному золотнику 14, Потоки жидкости от насосов 2 и 3 после; трубопроводов 7 и 15 встречаются в трубо.проводо и направляются к гидромоторам 38 заднего веду1цего моста.

Передний же мост становится j .как .это бьшо с задним мостом при юзвреь|щении в среднее положение рукоятки 23, Использование двух рукояток 23 и 24 для независимого управления передним и задним ведущими мостами машины расширяет возможности водителя, который, в зави- симости от условий движения, может прергпочитать ехать с приводом к какому-то о/ьному определенному мосту, а также позволяет сохранить работоспособность машины при поломках в одном из ведущих мостов.

При двиченни на транспортных перёгонах по усовершенствованным дорогам 36 смё.1цают в осевом направлении так, чтобы соединить валы гидромоторов с корпусами редукторов, Б этом случао осущесTRTifleiCH прямая передача крутящего момен та гидромоторов к колесам, минуя редукторы Движение совершается в основном прв одном ведущем заднем мостеня одной из двух ускоренных передач, получаемых еледующим образом Первая ускоренная передача получается при повороте рукоятки 23 на половину ее полного угла поворота до первого смещенного положения. Рукоятка 24 остается в среднем положении. При этом золотник 6 пропускает поток жидкости от насоса 2 к гидромоторам 38 заднего ведущего моста, а золотник 14 остается в среднем положжении, пропуская поток жидкости от насо са 3 на слив, Вторая ускоренная передача получается |при установке рукоятки 23 ; во второе смёиШНнДе прдржение (до упора). Рукоятка 24 по-прежнему должна оставаться в среднем положении. При этом к потоку жидкости от насоса 2 прибавляется поток жидкости от насоса 3, направляемый через смещенныйзолотник 14 к гидромоторам 3 что позволяет удвоить скорость движения машины. При движении на подъем с включенным одним задним мостом можно вдвое увели|Чить тяговое усилие на ведущих колесах; : 1машины. путем подключения перецнего веаущ го моста рукояткой 24. Если перед этим рукоятка 23 была повернута на половину, ее полного угла поворота,-тр подключение переднего ведущего моста не изменяет сХо рости движения машины, а д№т только уве личение тягового усилия, Если рукоятки 23 была повернута до упора, включение переднего ведущего моста вьгзывает снижение скорости со второй ускоренной на первую в два Если принять передаточное число планетарнь1Х редукторов равным 5, а максимал ную скорость движения машины равной, например, 40 км/час, то промежуточные ско рости движения оудут равны; на перврй по- вышенной передаче - 20 км/час, н& второй пониженной - 8 км/час и на первой пониженнсй - 4 км/час, т.е, диапазон изменения скорости (передаточного числа трансмиссии) за счет переключения гидромот: ров и редукторов будет равсл. 10, Диапазон автоматического изменения производительности насосов в режиме пгююяиной мощно- стй двигателя tipn этих д-чнных желательна иметь/не менее 2,5. Тогда при увеличении сопротивления движению машины снижение скорости движения /па игзкоторой повьщхен ной передаче буде; пгюьсходить до уровня роседней пониженной иоредачи, и ;, характеристика, машины не будет иметь провалов,, С . учетом .допапнителышго снижения скорости,ВРзможногспри автолчотическом уменьшении производительности нассхов, полный диапазон изменения передаточного числа трансмиссии в режиме постоянной дМрдшости двигателя оказывается равным 25, что вполне достаточно для самых высоких требований, которые могут быть предъявлены к пюиым самоходным машинам. , Включая прямую передачу не во всех редукторах, можно получить пескгшько дополнительных промежуточных скоростей и тяговых усилий машины. Например, имея прямые передачи в редукторах только заднего моста можно, сохраняя высокие TpaircrfopTНые скорости ма1пины, получить повышенные тяговые усилия для преодопения больших местных сопротивлений, Такая схема включения редукторов целесообразна также, например, дая экскаватора или погрузчика, двигающегося с заполненным ковшом, заметно догружающим передний мост. Применяя раэ личнЬе включение редукторов в колесах одного и того же моста, можно повысить проходимсють машины, двигающейся с боковым Наклоном.. : Включение крана 22 одновреь енно с подключением переднего ведущего моста при упомянутых различных включениях редукто-у tooB исключает возможность циркуляции па разитной мощности между ведущими мостами. Однако блокировать дифференциальную связь между мостами Нажатием педали 25 в этом случае нельзя, так как получатся существенно различные утловые скорости колес и циркуляция большой паразитной мо-« ЩНОСТИ,.: При движении машины накатом по инерции или под уклон, когда, гидромоторы пере ходят на режим насосов, клапаны 44,45, 46,47 начинают выполнять функцию автоматич :ских дросселей, препятствующих разры-« ву потока жидкости между насосами и гидромоторами,, Например при включении только одного заднего моста и вследствие движения под уклон в трубопроводе 39 падает давление жидкости, обратные клапаны fe4, закрываясь и отсасывая жидкрсть из полостей по|верхности 52, обеспечивают движение зрлотников клапаноБ 45 ч 46 в сторону дросселирования слива жидкости из всех гидромоторЬв по трубопроводам 39 и 42. , При этом клапан 47 Открывается давлени-, ем жидкости, развиваемым дрЬеоёлировани- ем слива из гидромоторов 30. .(до перехода машины, двигающегося с одннм задним веду- щим мостом, на режим аката этот клйпан закрыт). На вход передних гидромоторов через находящийся в среднем положении зо-дотник 10 и трубопровод 12 начинает поступать жидкость под давлением, поддерживаемым в сливных трубопроводах из за сопротивления в фильтре 18. Этого давления достаточно для заполнения рабочих цолостей гидромоторов. Таким образом, независимо от того, сколько гй;фомоторов было ведущими до перехода на режим наката, все гкдромоторы в нйкате начинают качать жидкость Через прикрытые, клапаны 45 и 46, которые Препятст вуют пониженшо -давления в трубопроводе 41 определённого значения. Этим обеспечивается неразрывность потока жидкое ТИЕ-Между насосами и гидромоторами и тор- Мйжение машины, стремящейся двигаться со скоростью, большей заданной, П|зи переводе обеих рукояток 23 и 24 в Среднее т сйшсение) все полости гидравлически неуравновешенных торцовых поверхностей клапанов 44,45,46,47, равно как и насосы, соединяются со сливом. Золотники клапанов 44,45,46,47 закрываются, перекрывая слив жидкости из гидррмоторов, начинаетсяjpe3 кое торможение колес машины Если тормоэtoiie крутящие моменты, нагружающие гидро Моторы, вызывают цаЁагеше) жидкости, бопьше 150 кгс/см два эопотника к/шпанов 48,46,47, поцкпюченных попостями поверх- Нбстн 51 к трубопроводам с этим высоким а влением, приоткрываются, зашищая гицромоторты от перегрузок, и цают возможность роторам. гидромоторов повернуться. Запопнемие рабочих попостей гидромоторов жидкость при этом обеспечивается через другие два золотника клапанов 44,4.5,46,47, которые попностью открываются давлением жидкости, развиваемым гидромоторами. Ф р м у л а и 3 р е т е н и я 1. Гидрообъемная трансмиссия самохо.5ной машины, содержащая два регул1фуемых насоса, гидромоторы, установленйЫе в перед нем и заднем мостах самоходной машины и имеющие силовое замьшани§1| поршней с щатунами, а также оборудованные органами управления шунтирующий кран:, лодключешо А к напорным магистралям насосов, пва проточных реверсивных золотниковьк распределй еля-заднего моста и одиа проточный реверсивный золотниковый распределитель переднег й моста, при этом вход одного из распределителей заднего моста соединен с одним нас осом, вход второго распределитбля заднего моста - с выходом из распределителя переднего моста, вход распределителя переднего мое-; та подключевГко второму насосу и к выходу nepJBoro распределителя заднего моста, а ; каждый распределитель дополнительно сое динен через фильтр с баком, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона скоростей движения; самоходной машины и сохранения неразрывности потока жидкости между насосами и гидромоторами при работе гидромоторов в режи- ме насоса, золотники первого упомянутого распределителя заднего моста и распределителя переднего моста выполнены с отрицательным перекрытием окон, золотник второ го распредели1 елЯ Езднего моста - с положительным перекрь1тием окон, а сами paicпределители соединены с гидромоторами посредством четырех напорных клапанов с задемпфированными подпружвдюнными золотниками, имеющими три гидравлически неуравновешенные поверхности, прилегающие к соответствующим полостям клапана, одна из которых подключена к распределителю, другая к гидромоторам одного из мостов,; а третья - к аналогичной полости таког;о же клапана, но связанного с гидро.моторами ррутого моста, и через два обратнзых клапана - к /фугим трубопроводам, идущим, р.гйдромоторам Обоих мостов самоходной машины.; 2 ГидррОбъейная; трансмиссия самоход-ной машинь по п 1, от л и ч а ю щ а - . я с я тем, что, с целью обеспечения .ge-i зависимого включения переднего и заднего мостов самоходной машины,при дифференциальном соединении одновременно включенных мостов с возможностью блокировки этого соединения, органь управления содержат две рукоятки, одна из которых посредством профилированных элементов соединена с золотниками распределителей заднего моста, а вторая - с золотниками раопределйтепя: переднего моста и шунтирующего крана при этом золотник указанного крана свйаан: с подпружиненной педалью. ; с™рт О..,., S ---Lo-...- --«-J . .. -trri- ) Ч...У