Силовая установка Советский патент 1983 года по МПК F16H33/02 

(54) СИЛОВАЯ УСТАЕЮБКА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве силовой установки с рекуперацией энергии.

Известна силовая установка, содержащая накопитель энергии, двигатель, дифференциальный механизм и фрикционный вариатор, соединенный с двигателем, один входной вал дифференциального механизма соединен с двигателем, другой входной вал - с ведомым валом вариатора, а выходной его вал соединен с накопителем энергии 1 .

Недоста.тками этой установки являются повышенные потери в соединительных элементах и фрикционном вариаторе, связанные снебольшим диапазоном регулирования передаточного отношения вариатора.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является силовая установка, содержащая двигатель, механическую передачу, две гидравлически связанные гидромашины, одна из которых соединена с двигателем, и накопитель энергии. В этой установке связь двигателя с механической передачей, выполненной в виде зубчатых колес, осуществлена двумя кинематическими цепями, одна из которых включает зубчатые колеса с нерегулируемым передаточным отношением, а друтая представляет собой управляемую гидрообъемную передачу {2.

Недостатком этой установки является неэкономичная работа гидромашин, также обусловленная небольшим диапазоном регулирования передаточ10ного отношения между накопителем энергии и двигателем.

Цель изобретения - повышение экономичности установки.

Указанная цель достигается т&л,

15 что в силовой установке, содержащей двигатель, механическую передачу, две гидравлически связанные гидромашины, одна из которых соединена с двигателем, и накопительэнергии,

20 механическая передача выполнена в виде планетарной коробки передач, включающей управляемые тормоз, две муфты и два планетарных ряда, из которых первый содержит водило с

25 сателлитами и два центральных колеса соответственно с наружными и внутренними зубьяли, из которых первое соединено с накопителем энергии., а второе связано с тормозом, а второй

30 ряд содержит соединенное с двигателем водило с двухвенцовыми сателлитами и три центральных колеса, из которых первое соединено с другой гидромашиной, второе связано посредством муфты с накопителем энергии, а третье соединено с водился первого ряда и посредством другой муфты также связано с накопителем энергии.

На фиг. 1, изображена кинёмати,ческая схема силовой установки с накопителем энергии; на фиг. 2 другой вариант выполнения планетарной коробки передач силовой установки.

Силовая установка содержит двигатель 1, механическую передачу 2, накопитель 3 энергии, гидравлически св занные гидромашины 4 и 5, из КОТОЕЫХ гидромашина 4 кинематически связана с двигателем, механическая передача выполнена в виде планетарной коробки передач, включающей управляемый тормоз 6, две управляекые муфты 7 и 8 и два планетарных ряда, из -которых первый содержит водило 9 с сателлиTciMH 10, центральное колесо 11 с наружными зубьями, соединенное с накопителем 3 энергии, и центральное колесо 12 с внутренними зубьями, которое связано с тормозом б, а второй ряд содержит соединенное с двигате лем водило 13 с двухвенцовыми сателлитами 14 и три центральных колеса 15, 16 и 17, из которых колесо 15 связано с гидромашиной 5, колесо 16 посредством муфты 7 с накопителем 3 энергии, а колесо 17 соединено с вод лом 9 и посредством муфты 8 связано с накопителем 3 энергии.

Выполнение предлагаемой установки возможно с применением одной гидромашины 5, работающей в режиме мотора, приводимого в действие от накопителя 3 энергии, выполненного в виде электрохимического или гидропневмоаккумулятора.

Возможен также другой вариант выполнения механической передачи 2, например в виде планетарной коробки передач, показанной на фиг. 2, о тл и чающейся от описанной коробки тем, что сателлиты 10 первого ряда вь1полнены двухвенцовыми, а сателлиты 14 второго ряда трехвенцовыми и второй ряд дополнен четвертым центральным колесом 18, которое соединено с водилом 9 первого ряда, а колесо 17 связано посредством муф ты 8 с накопителем 3 энергии.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

При аккумулировании энергии в на копителе энергии гидромашина 4 работает в режиме насоса, а гидромашина 5 - в режиме мотора. В первоначальный момент запуска энергия в накопителе может отсутствовать, поэтому передаточное отношение между двигателем 1 и накопителем 3 энергии может изменяться от до требуемо величины, что обеспечивается регулированием оборотоЕ с помощью гидромашин 4 и 5 и коробкой передач при вращении двигателя 1 с постоянной скоростью. Вращение двигателя 1 пёредается водилу 13 и через гидромашины 4 и 5 центральному колесу 15. При - увеличении оборотов колеса 15 и достижении им скорости, соответствующей оптимальному режиму работы гидромашины 5 по экономичности (КПД) центральное колесо 17 останавливается и муфта 8 включается без проскальзывания, что обеспечивается соответствующим выбором размеров колес 15, 16 и 17. Далее при уменьшении оборотов колеса 15 до нуля, перемене направления его вращения и последующем увеличении его оборотов до величины, равной оборотам водила 13, все центральные колеса второго ряда имеют одинаковые обороты. На этом режиме включается муфта 7 и выключается муфта 8, причем без проскальзывания. Дальнейшее изменение оборотов колеса 1.5 на равное и противоположное по направлению вызывает возрастание оборотов центрального колеса 11 и связанного с ним накопителя 3 энергии. При .достижении накопителем 3 энергии определенных оборотов (при включенной муфте 8) и соответствующем выборе размеров центральных колес коробки передач центральное колесо 12 останавливается, что обеспечивает включение тормоза 6 и выключение муфты 8 без проскальзывания. Дальнейшее увеличение оборотов накопителя 3 энергии осуществляется в результате увеличения оборотов колес 17 и 15 при заторможенном колесе 12 при соответствующем передаточном отношении коробки передач.

Работа силовой установки в режиме потребления энергии от накопителя 3 энергии осуществляется аналогичньП11 образом, но при обратном порядке. выключения и включения тормоза 6 и муфт 7 и 8, при этом гидромашина 5 работает в режиме насоса, а гидромашина 4 - в режиме мотора.

Работа силовой установки с коробкой передач, пока;занной . на фиг. 2, осуществляется однотипно с описанной и отличается более оптимальной работой гидромашин 4 и 5 на начальном этапе режима и накопления энергии в накопителе.

Такое выполнение силовой установки позволяет повысить ее экономичность и габаритную мощность за счет увеличения диапазона регулирования передаточного отношения между накопителем энергии и двигателем. изобретения Силовая установка содержащая, двигатель, механическую передачу, две гидравлически связанные гидромашины, одна из которих соединена с двигателем, и накопитель энергии, отл и ч а ю ш аяся тем, что, с целью повьвиения экономичности установки, механическая передача, выполнена в виде планетарной коробки передач, включающей управляемые тормоз две муфты и два планетарных ряда, из которых первый содержит водило с сателлитами и два центральных колеса Ъоответственно с наружными и внутрен ними зубьями, из которых первое соединено с накопителем энергии, а второе авяэано с тормозом, а второй ряд содержит соединенное с двигателем нодило с двухвенцовыми сателлитами и трицентральных колеса, на которых первое соединено с другой гидромашиной, второе связано посредством муфты с накопителем энергии, а третье соединено с водилом первого ряда и посредством другой муфты также свя-. зано с накопителем энергии. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе i.. 1..Патент США 3886810, кл. 74-751, 1975. 2.Патент Великобритании 1348797, кл. В 7 Н, 1973 (прототип).