Гидромеханическая трансмиссия Советский патент 1981 года по МПК B60K17/10 

1

Изобретение относится к малншостроению, в частности к трансмиссиям с гидрообъемными и дифференциальными передачами.

Известна гидромеханическая трансмиссия, содержащая регулируем и нерегулируемую гидромашины, гидравлически связанные между собой, планетарный редуктор, коронная шестерня которого соединена с входшл валом, а водило - с выходным валом, первую управляемую муфту для связи регулируемой гидромашины соответственно с коронной шестерней и водилом, вал отбора мощности, кинематически связанный посредством второй управляемой муфты с солнечной шестерней и посредством третьей управляемой муфты соответственно с нерегулируемой гидромашиной и выходным валом, и систему управления упомянутыми муфтами I 3Недостатком известной трансмиссии является то, что она замкнута на

выходной вал трансмиссии и подключение вала отбора мощности возможно только синхронное с входным, управляющим или выходным звеньями планетарного ряда. Такая зависимость не позволяет стабилизировать или регулировать в необходимом диапазоне скорость вращения вала отбора мощности, что особенно велено для энергонасьщенных машин. К тому же при гидравлическом

10 приводе вала отбора мощности гидромашишл рассчитываются на максимальный момент, что ведет к увеличению установочной мощности гидромашин и при использовании гидропривода выходного

ts вала трансмиссии уменьшает КПД всей трансмиссии, так как гидромашины в этом случае работают на частичных режимах.

Цель изобретения - повышение КПД.

я

Указанная цель достигается тем, что тра1Гсмиссия снабжена механизмом переключения, размещенным на валу нерегулируемой гидромашины для евязи последней соответственно с солнечной шестерней и валом отбора мощности и вьтолненным в виде дополнительной управляемой муфты, при этом механизм блокировки солнечной шестерни планетарного редуктора кинематически связан с наклонной шайбой ре-гулируемой гидромапшны.

Кроме того, система управления упомянутыми муфтами выполнена в виде двух двуплечих рычагов, один из которых плечами связан соответственно с первой муфтой и механизмом переключения, а другой - соответственно со второй и третьей муфт.ами

На фиг. показана кинематическая схема предлагаемой трансмиссииJ на фиг. 2 - узел I на фиг. 5 .

Трансмиссия содержит входной вал

I,жестко связанный с коронной шес7 терней 2, которая входит в зацепление с сателлитами 3 и шестерней 4, вращающейся -свободно на валу 5 регулируемой гидромашины 6, солнечную шестерню 7, связанную через шестерню 8 с шестерней 9, свободно вращающейся на валу IО нерегулируемой гидромашины П, и шестерней 12, свободно вращающейся на валу 13 отбора мощности, тормоз 14, установленный на солнечной шестерне 7 и включаемый подключающим устройством 15, выходной вал 16, жестко соединенный с водилом 17 и шестерней 18, входящей

в зацепление с шестерней 19, которая свободно вращается на валу 5, и с шестерней 20, кинематически связанной с шестерней 21, свободно вращающейся на валу 13 отбора мощности, шестерню 22, установленную свободно на валу 13 отбора мощности и входящую в зацепление с шестерней 23, свободно вращающейся на в.алу 10, механизмы 24 и 25 переключения вала 13 отбора мощности, сблокированные между собой блокирзпощим устройством 26, соединительную муфту 27, установленную на валу 5 и сблокированную с регулирзкщим органом регулируемой гидромашины бис соединительной муфтой 28, установленной на валу 10 нерегулируемой гидромашины

II,блокирующее устройство 29, установленное на муфтах 27 и 28 и имеющее блокируемый шарнир 30, магистрали 31-33, соединяющие гидромашины

6 и 1 1 между собой, и со сливным, баком 34.

93603 . 4

Трансмиссия работает следуюпщм образом.

В режиме гидромеханического привода выходного вала 16 и синхронного J вращения вала 13 отбора мощности механизм 25 переключгения соединяет вал 13 отбора мощности с шестерней 21, связанной с шестерней 20, закрепленной на выходном валу 16. В этом

10 случае вращение выходного вала 16 трансмиссии вызывает синхронное вращение вала 13 отбора мощности и момент распределяется между выходным валом 16 и валом 13 отбора мощности.

15 Частота вращения выходного вала 16 трансмиссии бесступенчато регулируется в зависимости от суммарного момента сопротивления. При максимальном моменте сопротивления муфта 27 2Q подключена к шестерне 19, которая приводится во вращение через вал 5 регулируемой гидромашины 6, работающей в этом случае в режиме гидромотора и именяцей максимальный рабочий

25 объем, а муфта 28 подключена к шестерне 9, соединяя таким образом вал 10 нерегулируемой гидромашины, работающей в качестве гидронасоса, с щестернями 8 и 7 кинематически, при

30 этом часть потока мощности передается механической ветвью трансмиссии, т.е. через водило 17, а часть потока - гидравлической ветвью, которая является задающей. В вьш1еупомянут(М4 режиме механизмы переключения 25 и 24 сблокированы, чтобы предотвратить включение шестерни 12 на привод вала 13 отбора мощности, а блокируемый шарнир застопорен, чтобы предотвратить отключение вала 10 нерегулируемой гидромашины П от шестерни 9 и переключение его к шестерне 23. По мере уменьшения момента сопротивления уменьшается рабочий объем гидромашины 6, частота вращения водила 17 yBejm4HBaeTcH, а шестерен 9 и 8 уменьшается до полной остановки гидромашины 11. При остановке последней регулирующий орган гидромашииы 6 устанавливается на нулевой рабочий объем, включающий тормоз 14, останавливающий солнечную шестерню 7 а весь поток мощности передается через механическую ветвь трансмиссии. При дальнейшем уменьшении момента

сопротивления регулирующий орган гидромашииы 6 проходит через нуль рабочего объема, что вызьшает автоматическое срабатывание блокирзпоще5го устройства регулируемой гидромашины, перемещающего муфту 27 в зацеп ление с шестерней 4, т.е. гидромаши на 6 переключается к входному звену планетарного ряда в качестве гидронасоса регулируемого рабочего объема а блокируемый шарнир 30 освобождается от стопор ения устройством 29 и муфта 28 получает возможность подключать вал 10 нерегулируемой гидромашины 11 к шестерне 9, если необходимо дальнейшее уменьшение крутящего момента и згвеличение частоты вращени на выходном валу 16 трансмиссии, или к шестерне 23, если необходимо регулирование или стабилизация частоты вращения и момента вала 13 отбора мощности. При необходимости регулиро вания или стабилизации частоты вращения и момента вала 13 отбора мощности механизм 25 переключения отклю чается от шестерни 21 и подключается к шестерне 22, а механизм 24 переключения .разблокируется и получает возможность подключать к валу 13 шестерню 12. В этом случае возможны следующие режимы при соединении муф ты 28 с шестерней 23, а механизма24 переключения с шестерней 12 мощности на вал 13 отбора мощности передается механической ветвью через шестерни 8, 9 и 12 и гидравлической ветвью - через шестерни 4, 23, 22, гйдромашину 6 (гидронасос) и гидромашину I 1 (гидромотор), на выходной вал 16 трансмиссии мощность передается механической ветвью через водило 17, при этом регулирование или стабилизация частот вращения и моментов вала 13 отбора мощности и выходного вала 16 осуществляется управлением через гидравлическую задающую ветвь. При отключении механизма 24 переключения от шестерни 12 включается тормоз 14 и гидравлический поток мощности направляется через шестерни 4, 23, 22, гидромашину 6 (гидронасос) и гидромашину П (гидромотор) для привода отбора мощности, а механический поток - через водило 17 к выходному валу 16; если тормоз 14 отключен, то вьрсодной вал 16 трансмиссии не вращается, при соединении муфты 28 с шестерней 9, а механизма 24 переключения с шестерней 12 вал отбора мощности вращается в обратном направлении, т.е. таким образом осуществляется реверс вала 13 отбора мощности че3рез шестерни 4, 9, 12, гидромашину 6 (гидронасос) и гидромашину 11 (гидромотор) . Таким образом, дифференциальная связь гидромашин для привода выходного вала трансмиссии и вала отбора мощности без циркуляции мощности позволяет повысить КПД во всем диапазоне регулирования передаточного отношения, а также позволяет стабилизировать или регулировать частоту вращения выходного вала трансмиссии и вала отбора мощности благодаря регулируемой гидрообъемной ветви, при наличии двигателей с широким диапазоном изменения частоты вращения (например, двигатель постоянной мощности). Такой привод выходного вала трансмиссии и вала отбора мощности позволяет использовать гидромашины с меньшей установочной мощностью, по сравнению с полнопоточной гидрообъемной передачей, т.е. уменьшается масса гидроагрегатов, а поток мощности может передаваться полным как через вал отбора мощности, так и через выходной вал трансмиссии. Необходимо отметить, что привод вала отбора мощности, по предлагаемому решению, можно использовать для передачи мощности направляющим движителям тяговой машины, а также можно использовать полный отбор гидравлического потока для активных рабочих органов. Формула изобретения 1. Гидромеханическая трансмиссия, содержащая регулируемую и нерегулируемую гидромашины, гидравлически связанные между собой, планетарный редуктор, коронная шестерня которого соединена с входным валом, а водило - с выходным валом, первую управляющую муфту для связи регулируемой гидромашины соответственно с коронной шестерней и водилом, вал отбора мощности, кинематически связанный посредством второй управляемой муфты с солнечной шестерней и посредством третьей управляемой муфты соответственно с нерегулируемой гидромашиной и выходным валом, и систему управления упомянутыми муфтами, о т л и-ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена механизмом переключения, размещенным