(54) КОМБИНИРОВАННАЯ ПЕРЕДАЧА ИЗМЕНЯЕМЫМ ПЕРЕДАТОЧНЫМ С БЕССТУПЕНЧАТО ОТНОШЕНИЕМ
1
Изобретение относится к машиностроению, а именно к комбинированным передачам с изменяемым передаточным отношением, в частности для транспортных средств.
Известна комбинированная передача с бесступенчато изменяемым передаточным отношением, содержащая две механически связанные параллельные ветви, одна из которых выполнена в виде гидростатического вариатора 1.
Недостатком известной передачи является узкий диапазон изменения передаточного отношения при соблюдении высокого коэффициента полезного действия. Это ограничивает применение подобных передач, а также вынуждает использовать дополнительную ступенчатую коробку передач для расширения диапазона передаточных чисел.
Целью изобретения является увеличение рабочего диапазона изменения передаточного отношения.
Указанная цель достигается тем, что в комбинированной передаче с бесступенчато изменяемым передаточным отношением, содержащей две механически связанные параллельные ветви, одна из которых выполнена в виде гидростатического вариатора, вторая ветвь выполнена в виде гидродинамического трансформатора, а механическая связь параллельных ветвей на выходе передачи содержит разъединяемую муфту, например муфту свободного хода. Такое выполнение комбинированной передачи позволяет помимо увеличения диапазона изменения передаточного отношения, внутри которого сохраняется высокое значение коэффициента полезного действия, дополнительно уменьшить размеры агрегатов гид10ростатического вариатора - гидронасоса и гидромотора, так как высокие значения крутящего момента на выходе комбинированной передачи получаются путем сложения выходных моментов гидромотора и турбинного колеса гидродинамического трансформатора.
На фиг. 1 показана комбинированная передача; на фиг. 2 - зависимость основных параметров этой передачи в функции
2Q частоты вращения п ее выходного вала. При этом предполагается, что входной вал передачи вращается с постоянной частотой.
Комбинированная передача (фиг. 1) приводится во врашение двигателем 1, выходной вал 2 которого через входную передачу 3 связан с входным валом 4 передачи 5 с гидростатическим вариатором и входным валом 6 передачи 7 с гидродинамическим трансформатором. Их выходные валы 8 и 9 механически взаимно связаны посредством выходной передачи 10. Передача 5 состоит из регулируемого гидронасоса 11 с регулирующим органом (не изображено), который может быть установлен с переменным углом г, и из гидромотора 12 с выходным валом 8, соединенным с выходным валом 13 комбинированной передачи. Посредством ведущего колеса 14 и недомого колеса 15 двигатель 1 дополнительно связан с входным валом 6 передачи 7 с гидродинамическим трансформатором. Вал 6 соединен с насосным колесом 16 гидродинамического трансформатора, турбинное колесо 17 которого соединено с выходным валом 9. Реакторное колесо 18 трансформатора через муфту 19 свободного хода связано с корпусом 20 передачи 7. Выходной вал 9 связан с ведущим зубчатым колесом 21 выходной передачи 10 через муфту 22 свободного хода, зубчатое колесо 21 находится в зацеплеНИИ с ведомым колесом 23 выходной передачи 10. Колесо 23 постоянно соединено с выходным валом 13 комбинированной передачи. На фиг. 2 представлены в функции частоты вращения выходного вала 13 сплощными линиями давление рабочей жидкости в передаче 5 с гидростатическим вариатором, крутящий момент М на выходе комбинированной передачи, момент Mg на выходе комбинированной передачи от гидростатического вариатора и коэффициент г) полезного действия всей комбинированной передачи. Там же пунктирными линиями показаны коэффициент IJ5 полезного действия гидростатического вариатора, а также требуемое давление Р рабочей жидкости в том случае, если бы только гидростатический вариатор должен был бы обеспечивать увеличение крутящего момента на выходном валу 13. Комбинированная передача работает- следующим образом. Перед пуском угол У регулирующего органа равен нулю, поэтому частота вращения п выходного вала 13 также равна нулю. При этом давление Р и мо.мент Mg в гидростатическом вариаторе минимальны. Однако при этом же насосное колесо 16 через входную передачу 3 вращается от двигателя, а турбинное колесо 17 неподвижно, т. е. гидродинамический трансформатор работает в стоповом режиме, осуществляя максимальное увеличение входного момента.
Увеличение угла у приводит к вращению выходного вала 13 с увеличивающейся частотой, что уменьщает разницу в частотах вращения насосного и турбинного колес.
Формула изобретения
Комбинированная передача с бесступенчато изменяемым пеоедаточным отнощениуменьшая трансформацию входного момента в гидродинамической ветви. Одновременно растет давление Р в гидростатическом вариаторе, что увеличивает его момент MS и долю крутящего момента двигателя 1, передаваемую этим вариатором. При определенной частоте вращения По выходного вала 13 частоты вращения насосного и турбинного колес становятся равными друг другу, прекращается циркуляция рабочей жидкости между ними, и гидродинамический трансформатор перестает передавать момент. При дальнейщем увеличении угла v частота вращения п выходного вала 13 увеличивается до такой степени, что ведущее зубчатое колесо 21 выходной передачи 10 начинает вращаться быстрее выходного вала 9 гидродинамического трансформатора. При этом муфта 22 свободного хода отключает последний от выходной передачи и он вращается вхолостую с минимальными потерями. В этом случае весь крутящий момент двигателя 1 передается через гидростатический вариатор 5. Частота вращения По зависит от передаточных чисел входной и выходных передач и может быть выбрана таким образом, чтобы обеспечивалось высокое значение КПД Л комплексной передачи при ограниченном значении гидростатическом вариаторе. Кроме того, можно выбрать такие передаточные числа, чтобы По соответствовало максимальному значению п. В этом случае достигается постоянная совместная работа обеих ветвей комбинированной передачи. Вариаторная передача 5 вместо гидростатической может быть выполнена иной, конструктивно эквивалентной, например в виде механического вариатора. Выходная передача 10 может быть выполнена в виде ступенчатой коробки передач, например планетарной. В этом случае достигаются различные значения По и на разных передачах, что расщиряет функциональные свойства комплексной передачи. Муфта 22 свободного хода может быть заменена выключаемой муфтой другого типа, например пластинчатой или зубчатой, и может иметь механическое или электромагнитное включение в зависимости от частоты вращения выходного вала 13. Предлагаемая комбинированная передача предпочтительно может быть использована в транспортных мащинах, например грузовых и других автомобилях, тракторах, локомотивах, строительных и землеройных мащинах.
ем, в частности для транспортных средств, содержащая две механически связанные параллельные ветви, одна из которых выполнена в виде гидростатического вариатора, отличающаяся тем, что, с целью увеличения рабочего диапазона изменения передаточного отношения, вторая ветвь выполнена в виде гидродинамического трансформатора, а механическая связь параллельных ветвей на выходе передачи содержит разъединяемую муфту, например муфту свободного хода.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Волков Д. П., Крайнев А. Ф. Планетарные, волновые и комбинированные передачи строительных и. дорожных машин. М., «Машиностроение, 1968, с. 260, рис. 139 (прототип).
// 7 I 1 I I
ffn
wr f/
/:/
