Гидромеханическая тансмиссияТРАНСпОРТНОгО СРЕдСТВА Советский патент 1981 года по МПК B60K41/06 

(54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

I

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к гидромеханическим трансмиссиям транспортных средств.

Известна гидромеханическая трансмиссия транспортного средства, содержащая гидродинамический элемент с фрикционной муфтой его блокировки, коробку передач с ручным управлением и систему управления, имеющую источник рабочей жидкости клапан автоматического переключения и датчики скорости транспортного средства и нагрузки двигателя, подключенные к упомянутому клапану 1.

В известной гидромеханической трансмиссии в качестве гидродинамического элемента применяется гидротрансформатор, придающий трансмиссии ряд положительных качеств (возможность плавного трогания с места, сокращение качества переключений ступеней в коробке передач, повыщение долговечности силовой передачи и т. д.).

Однако его применение имеет существенный недостаток, заключающийся в ухудщении топливно-экономических показателей транспортного средства ввиду низких значений КПД гидротрансформатора на режимах, при которых обеспечивается высокая степень увеличения крутящего момента двигателя. Такие режимы характерны для трогания с места и движения с низкими скоростями движения при разблокированном гидротрансформаторе. Многоразовое использование преобразующих свойств гидротрансформатора при движении транспортного средства во многом зависит от действий водителя, поскольку в известных гидромеханических трансмиссиях предусматриваются устройства принудительной разблокировки гидротрансформатора. При разблокировке

10 нарущается жесткая связь двигателя с трансмиссией и выбор момента своевременного включения понижающей передачи очень затруднен. В результате гидротрансформатор может длительное время работать на режимах с низким КПД, что увеличи 5вает расход топлива, особенно в сложных условиях движения - при резкопеременном изменении сопротивления движению.

Цель изобретения - повыщение КПД гидромеханической трансмиссии при сохранении требуемого диапазона силового регу20лирования в трансмиссии.

Указанная цель достигается тем, что гидромеханическая трансмиссия снабжена двухступенчатым редуктором (делителем) с фрикционными муфтами управления, установленным между гидродинамическим элементом и коробкой передач, а система управления снабжена клапаном ручного управления, посредством которого источник рабочей жидкости связан через клапан автоматического переключения с фрикционными муфтами, клапаном блокировки гидродинамического элемента и клапаном задержки блокировки, соединенными между собой и связанными соответственно с фрикционной муфтой блокировки гидродинамического элемента и с фрикционными муфтами управления двухступенчатым редуктором, а гидродинамический элемент выполнен в виде гидромуфты. На чертеже изображена гидромеханическая трансмиссия и элементы системы управления. Гидромеханическая трансмиссия состоит из гидромуфты 1, имеющей насосное колесо 2, соединенное С валом 3 двигателя, турбинное колесо 4, соединенное с валом трансмиссии, муфты 5 блокировки, двухступенчатого редуктора - делителя 6 с фрикционными муфтами 7 и 8 переключения передач и коробки 9 передач. Система управления гидромеханической трансмиссией содержит насос 10, датчик И нагрузки двигателя, датчик 12 скорости, клапан 13 ручного управления фрикционными муфтами 7 и 8, клапан 14 автоматического управления переключением фрикционных муфт 7 и 8, клапан 15 задержки блокировки, клапан 16 блокировки гидромуфты, дроссели 17 и обратные -клапаны 18. Рабочая жидкость от насоса 10 подается к фрикционным муфтам 7 и 8 через клапан 13 ручного управления и клапан 14 автоматического управления.. Под торцы золотника 19 клапана 14 автоматического управления подведено давление от датчика 11 нагрузки двигателя и от датчика 12 скорости. В результате взаимо действия этих давлений золотник 19 может находиться в одном из крайних положений, направляя рабочую жидкость в полость соответствующей фрикционной муфты 7 или 8. К муфте 5 блокировки рабочая жидкость от насоса 10 подается через клапан 16 блокировки, правая торцовая полость которого связана с клапаном 15 задержки блокировки. При трогании с места или при переключении передач в коробке передач 9 водитель посредством органа управления (не показан) и кинематических связей воздействует на золотник 20 клапан 13 ручного управления (показан в положении движения транспортного средства). В результате силового воздействия золотник 20 переместится вправо, перекроет магистраль, связывающую насос 10 с клапаном 14 автоматического переключения передач делителя 6 и соединит со сливом датчик 12 скорости и правую торцовую полость клапана 14. Золотник 19 клапана 14 под действием пружины 21 переместится в крайнее правое положение, соединяя полость фрикционной муфты 7 делителя 6 со сливом, а полость муфты 8 со сливом через клапаны 14 и 13. Таким образом, осуществляется разъединение двигателя и трансмиссии. Связанные с полостями фрикционных муфт 7 и 8 торцовые полости клапана 15 задержки блокировкитакже соединяются со сливом. Золотник 22 этого клапана под действием пружин 23 и 24 займет среднее положение, соединяя правую торцовую полость клапана 16 блокировки со сливом. При этом под действием пружины 28 золотник 25 займет крайнее правое положение, соединит полость муфты 5 блокировки со, сливом и отключит ее от насоса 10. При этом произойдет разблокировка гидромуфты 1, и крутящий момент от двигателя к барабану фрикционных муфт 7 и 8 будет передаваться через нее. После переключения в коробке 9 передач силовое воздействие на золотник 20 клапана 13 ручного управления прекращается, и он возвращается в исходное, т. е. левое крайнее положение. При этом полость фрикционной муфты 8 соединится через клапаны 13 и 14 с насосом 10 и происходит включение понижающей передачи делителя. Одновременно рабочая жидкость от насоса 10 поступает через дроссель 17 и правую торцовую полость клапана 15 задержки блокировки в полость реле 26 времени клапана 15 под торец плунжера 27. Под дейст .. вием давления, возрастающего по мере включения муфты 8, плунжер 27 начинает перемещаться. При этом золотник 22 клапана 15 задержки блокировки переместится под действием давления, подведенного под его торец, в крайнее левое положение, т. е. подаст сигнал на блокировку гидромуфты только после того, как плунжер 27 дойдет до своего крайнего положения, так как при остановивщемся плунжере 27 давление в правой торцовой полости клапана 15 увеличится до величины, достаточной для преодоления усилия пружины 24, действующего на золотник с противоположной стороны. Переместивщись в крайнее левое положение, золотник 22 соединяет правую торцовую полость клапана 16 блокировки с насосом 10, золотник 25 клапана 16 блокировки перемещается в крайнее левое положение, и полость муфты 5 блокировки гидромуфты 1 соединяется с насосом 10. В результате происходит включение муфты 5, и гидромуфта 1 заблокируется. Крутящий момент двигателя в этом случае будет непосредственно передаваться к коробке передач, осуществляя жесткую связь двигателя и трансмиссии. Усилие пружин 23 и 24 и длина хода плунжера 27 реле времени подобраны таким образом, что клапан задержки блокировки подает сигнал на блокировку гидромуфты только после того, как произойдет полное включение фрикционных муфт делителя 6.

При увеличении скорости движения в какой-то момент времени золотник 19 клапана 14 автоматического переключения под действием давления датчика 12 скорости переместится в крайнее левое положение. При этом полость фрикционной муфты .8 соединится со сливом, а полость муфты 7 соединится с насосом. В результате этого произойдет выключение понижающей передачи и включение прямой передачи в делителе. Одновременно правая торцовая полость клапана 15 задержки блокировки через обратный клапан 18 и клапан 14 автоматического управления соединится со сливом, золотник 22 клапана 15 задержки блокировки переместится под действием пружины 23 в среднее положение, соединяя правую торцовую полость клапана 16 блокировки со сливом. Золотник 25 клапана 16 блокировки переместится под действием пружины 28 в крайнее правое положение, полость муфты 5 блокировки отключится от насоса 10 и соединится со сливом. Таким образом, будет обеспечена разблокировка гидромуфты, при которой вал двигателя и вал трансмиссии будут связаны между собой через гидромуфту. Под действием давления, возрастающего по мере включения иуфты 7, плунжер 27 начнет перемещаться. При крайнем положении плунжера 27 давление в левой торцовой полости клапана 15 поднимается до величины, достаточной для преодоления усилия пружины 23, действующего на золотник 22 с противоположной стороны. За время хода плунжера 27 произойдет полное включение фрикционной муф-, ты 7. Под действием этого давления золотник 22 переместится в крайнее правое положение и соединит правую торцовую полость клапана 16 блокировки с насосом 10. Золотник 25 клапана 16 блокировки переместится в крайнее левое положение и соединит полость муфты 5 блокировки с насосом 10. Фрикционная муфта 5 включится и заблокирует гидромуфту 1. Крутящий момент от вала двигателя к валу трансмиссии будет передаваться жестко, напрямую, минуя гидроэлемент.

Аналогичным образом происходит автоматическое включение понижающей передачи делителя в случае уменьшения скорости движения транспортного средства при увеличении сопротивления движению.

Автоматическое переключение передач делителя сокращает количество переключений в коробке передач, чем облегчает труд родителя и увеличивает среднюю скорость движения ввиду повыщения коэффициента использования мощности двигателя как при автоматических, так и ручных переключениях передач.

Применение в гидромеханической трансмиссии гидромуфты позволяет переключать передачи делителя без разрыва потока мощности, обеспечивает плавное трогание с места и снижает динамические нагрузки при

переключении передач за счет плавного изменения величин скольжения турбинного колеса относительно насосного. Соответствующим образом подобранные размеры гидромуфты позволяют свести к минимуму работу буксования фрикционных муфт во

время переключения передач и при трогании с места. Снижение динамических нагрузок и уменьшение работы буксования фрикционных муфт позволяет повысить долговечность трансмиссии и двигателя.

Обеспечение требуемого диапазона силового регулирования трансмиссии достигается введением в трансмиссию делителя (дополнительного редуктора) с меньщим, чем в коробке передач отношением между передачами и 1,22-1,35; соответствующей корректировкой передаточного числа низшей ступени в коробке передач.

Автоматизация делителя -позволяет повысить эффективность его использования, так как переключение передач в нем производится объективно, по заданньш программам.

Сочетание автоматического управляемого двухступенчатого редуктора и автоматичес си блокируемой гидромуфты, работающей кратковременно (только при трогапик с места и переключении передач), с механической ступенчатой коробкой передач, управляемой вручную, позволяет повысить КПД трансмиссии по сравнению с гидромеханической трансмиссией, состоящей из блокируе « ого гидротрансформатора и механической ступенчатой коробки передач, управляемой вручную.

Формула изобретения

40

Гидромеханическая трансмиссия транспортного средства, содержащая гидродинамический элемент с фрикционной муфтой его

блокировки, коробку передач с ручным управлением и систему управления, имеющую источник рабочей жидкости, клапан автоматического переключения и датчики скорости транспортного средства и нагрузки

двигателя, подключенные к упомянутому клапану, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД при сохранении требуемого диапазона силового регулирования, она снабжена двухступенчатым редуктором с фрикционными муфтами управления, установленным между гидродинамическим элементом и коробкой передач, а система управления снабжена клапаном ручного управления, посредством которого источник