Гидравлическая система управления трансмиссией

Гидравлическая система управления трансмиссией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

U ГВДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИЕЙ, содержащая ведущий и ведомый валы, связанные между собой параллельными механическими передачами с различными передаточными отношениями, имеющими по одному гидродинамическому устройству не менее чем в двух из указанных параллельных передач, содержащая нагнетающую насосную установку, распределитель-преобразователь гидродинамических устройств, золотниковая часть которого связана с рычагом управления ч имеет по крайней мере два фиксированных положения, гидромагистрали соединяющие насосную установку с распределителем-переключателем , а последний - с полостями гидродинамических устройств, емкость для рабочей жидкости, с которой сообщен слив из системы, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности трансмиссии и улучшения параметров системы, в одном из фиксированных положений упомянутой золотниковой части пара гидродинамических устройств двух передач постоянно сообщена через распределительпереключатель с нагнетающей насосной установкой, а гидродинамические устройства двух передач - со сливом системы 2о Система по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена откачивающей насосной установкой, входная полость которой через.распределитель-переключатель сообщена с выключаемыми гидродинамическими устройствами, а выходная полость откачивающей насосной установки со сливом системы. 3. Система по п. 1, отличающаяся темз что упомянутая золотниковая часть и ее рычаг управления выполнены с дополнительными фиксированными положениями, в одних из которых с нагнетающей насосной установкой сообщено через распределитель-переключатель по крайней мере одно гидродинамическое устройство, . а другие гидродинамические устройства сообщены со сливом, в другом из упомя1чЭ нутых дополнительных по,1гожений с нагнетающей насосной установкой сообще ны через распределитель-переключатель все гидродинамические устройства параллельных передач, а в третьем все гидродинамические устройства сообщены со сливом системы с разобщением от нагнетательной насоснсм установки.

gyp В 60 К 41/22

ГООХЦЮ СТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ОООЙ

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЙиПЪЙ

t>

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3537944/27-11 (22) 10.01 ° 83 (46) 07.09.84. Бюл. М- 33 (72) К.Я. Львовский, Н.А. Щельцын, В„С. Захаров, С.Г, Борисов, Ф.А. Черпак, В,Л, Довжик, В.Г, Карлов, N,Ã. Розеноер и В,Г, Новиков (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению "НАТИ" (53) 629.113-585.2(088,8) (56) 1. Патент ФРГ У 30-11-668, кл. В 60 К 41/22, 1981. (54) (57) 1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИЕЙ, содержащая ведущий и ведомый валы, связанные между собой параллельными механическими передачами с различными передаточными отношениями, имеющими по одному гидродинамическому устройству не менее чем в двух из указанных параллельных передач, содержащая нагнетающую насосную установку, распределитель-преобразователь гидродинамических устройств, золотниковая часть которого связана с рычагом управления и имеет по крайней мере два фиксированных положения, гидромагистрали, соединяющие насосную установку с распределителем-переключат елем, а последний — с поло стями гидродинамических устройств, емкость для рабочей жидкости, с которой сообщен слив из системы, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности трансмиссии и улучшения параметров системы, в одном из фиксированных положений упомянутой золотниковой части пара гидродинамических устройств двух передач постоянно сообщена через распределительпереключатель с нагнетающей насосной установкой, а гидродинамические устройства двух передач — со сливом системы.

2: Система по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена откачивающей насосной установкой, входная полость кото. рой через. распределитель-переключатель сообщена с выключаемыми гидродинамическими устройствами, а выходная р полость откачивающей насосной уста- @ ковки — со сливом системы.

3. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что упомянутая ( золотниковая часть и ее рычаг управления выполнены с дополнительными фиксированными положениями, в одних из которых с нагнетающей насосной

jerk установкой сообщено через распределитель-переключатель по крайней мере одно гидродинамическое устройство, а другие гидродинамические устройства сообщены со сливом, в другом из упомянутых дополнительных положений с нагнетающей насосной установкой сообщены через распределитель-переключатель все гидродинамические устройства параллельных передач. а в третьем все гидродинамические устройства сообще- 4," ны со сливом системы с разобщением от нагнетательной насосной установки.

1902

1 111

Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к гидравлическим системам управления трансмиссией транспортных средств.

Известна гидравлическая система управления трансмиссией, включающая ведущие и ведомые валы, связанные между собой параллельными механическими передачами с различными передаточными отношениями, имею1цими по од- 1О ному гидродинамическому устройству не менее, чем в двух иэ указанных параллельных передач, содержащая нагнетающую насосную установку, распределитель-переключатель гидродинамических устройств, золотниковая часть которого связана с рычагом управления и имеет по крайней мере два фиксированных положения, гидромагистрали, соединяющие насосную установку с распределителем -переключателем, а последний — с полостями гидродинамических устройств, емкость для рабочей жидкости, с которой сообщен слив из системы Е13.

Однако известная система обеспечивает лишь поочередную работу всех гндродинамических устройств, т.е, трансмиссия является однопоточной.

Это приводит к увеличению габаритов

3О каждого гидродинамического устройства, повышению нагрузки на ше терни включенной передачи, Целью изобретения является повышение надежности трансмиссии и улучшение параметров системы, Указанная цель достигается тем„ что в гидравлической системе управления трансмиссией, в одном из фиксированных положений золотниковой части пара гидродинамических устройств

4О двух передач постоянно сообщена через распределитель-переключатель с нагнетающей насосной установкой, а гидродинамические устройства других параллельных передач — со сливом системы.

При этом система дополнительно снабжена откачивающей насосной установкой, входная полость которой че-. рез распределитель-переключатель со- 50 общена с выключаемыми гидродинамическими устройствами, а выходная полость откачивающей насосной установки "- со сливом системы.

Кроме того, золотниковая часть распределителя-переключателя и ее ры-чаг управления выполнены с дополнительными фикс11рованными положениями,.

2 в одних из которых с нагнетающей насосной установкой сообщено через распределитель-переключатель по крайней мере одно гидродинамическое устройство, а другие гидродинамические устройства сообщены со сливом„ в другом иэ упомянутых дополнительных положений с нагнетающей установкой сообщены через распределитель-переключатель все гидродинамические устройства параллельных передач, а в третьем, все гидродинамические устройства сообщены со сливом с разобщением от нагнетательной насосной установки.

На фиг. 1 показана трансмиссия с поперечными валами с двумя гидропреобразователями момента и одной гидромуфтой для гусеничного и колесного транспортного средства; на фиг, 2 — то же, (вариант); на фиг.3— трансмиссия с тремя гидропреобразо-вателями момента; на фиг, ч — трансмиссия с продольным расположением валов; на фиг. 5 — схема соединения перек.пючателя-распределителя с насосными установками, с гидропреобразователями и с гидромуфтами, Двигатель 1 через главную коничес-кую передачу 2 {фиг. 1) связи,-. с вe--дущим валом 3 коробки передач (КП) 4.

На ведущем валу 3 (фиг. 1) установлены гидропреобразователи 5 I--ой передачи и 6 II-ой передачи,, а также ведущие шестерни параллельных механических передач: шестерня 7, связанная с турбинным колесом гидропреобразователя 5, шестер-. ня 8 турбины гидропреобразователя б, и шестерня 9, жестко связанная с ведущим валом 3 и являющаяся ведущей шестерней Ш-ей параллельной переда.-;и.

С увеличением номера механической передачи умьньшается ее передаточное число„, На. промежуточном вату 10 жест-ко установлены насосное колесо гидромуфты 11 Ш-гй параллельной переца -:,:: и шестерня 12,, а на подшипниках— шестерни l3 и 14. На втсричном ràëó

15 КП закреплены ведомые шестерни параллельных передач 16--18, Вал i5 воспринимает крутящие моменты от двух включенных :;,eðeäà÷, Он же являет".. ведущим по cr»orrrerrnc к правому 19 и левому 2Ь механизмам реверса, поворотов и торможения гусеничного -:.ра::спортвого сргдства. К ним,1одключе»ы правая 21 и левая 22 конечные »гр:-,=.а-ч -r связанпь!е с r- л"" 11ими коле ". 1ã.- . г, ceHhD 23 и 24 о Пока >а»с ь1г на 02их ягханизмь1 19 и 20 соотвгпс1-8,»,, 3 1111 меняемым механизмам реверса трактора

Т-330, т.е. являются планетарными механизмами внешнего зацепления с двумя рядами сателлитов 25, водилом 26, фрикционной муфтой 27 переднего хода, тормозом 28 заднего хода ч остановочным тормозом 29. На фиг. 2 показан вариант ведомого вала 15 КП колесного транспортного средства, оснащенного дифференциалом 30 и, соответственно, полуосями 31 и 32, конечными передачами, Вал 15 является в данном случае трубчатым и жестко связан с корпусом дифференциала 30.

На фиг. 3 также показана схема трансмиссии с поперечными валами, но в ней имеется три гидропреобразователя момента 5, 6 и 33, а гидромуфты нет. Реверс обеспечивается гидронреобразователем 33, зубчатой муфтой 34, 2б зубчатой передачей заднего хода с шестернями 35-.37, а также переднего хода (шестерни 38 и 39; упразднив паразитную шестерню 36, можно преобразовать реверс в ускоряющий и замед-2 ляющий редуктор с зубчатой муфтой 34).

В связи с этим может применяться фрикционная муфта 40, а механизмами поворота служат бортовые фрикционы

41 и 42, 902 4 механическими передачами, оснащенными гидродинамическими устройства ми, могут быть различными (например, с гидропреобразователем в высшей передаче и гидромуфтами в низших передачах).

Гидравлическая система управления (фиг. 5) такой трансмиссии 53 содержит нагнетающую насосную установку 54, распределитель-переключатель 55, емкость 56 для рабочей жидкости, в которую осуществляется ее слив из узлов трансмиссии и системы управления, соединительные гидромагистрали. Кроме того, система может иметь клапаны 57 опорожнения гидродинамических устройств, клапаны 58 отключения гидродинамических устройств параллельных передач, датчики 59 режима работы гидродинамических устройств; она также имеет тривиальные узлы гидросистемы: фильтры, редукционные и предохранительные клапаны и другие, которые не показаны на схеме.

Распределитель-переключатель 55 (фиг. 5), имеет корпус 60 и поворотный золотник 61, связанный, например, с помощью закрепленной на золотнике шестерни 62, зубчатой рейки 63 и тяги 64 с рычагом управления 65. По наружной поверхности золотника 61 выполнены сообщенные между собой кольцевая канавка 66 и выходной паз 67, которые связаны гидромагистралью 68 с нагнетающей насосной установкой 54.

В корпусе 60 распределителя-переключателя имеются каналы 69, с которыми при повороте золотника сообщается выходной паз 67. Выходы из каналов

69 сообщены с магистралями 70-72 с гидропреобразователями 5, 6 и гидромуфтой 11, на которых установлены клапаны опорожнения 57, датчики 59.

На магистрали 71 смонтирован клапан

58 отключения гидропреобразователя 6.

В том случае, если в системе дог олнительно предусмотрена откачивающая насосная установка 73, в средней части поворотного золотника 61 выполнен осевой канал 74 и сообщенные с ним радиальное сверление 75 и проточка 76. Осевой канал 74 с помощью гидромагистрали 7? связан с полостью всасывания отка гивающей насосной установки 7 3 и через нее со сливом системы. Слева от паза 67 в корпусе распределителя и1казан каНа фиг. 4 показана трансмиссия с продольными валами. Здесь на веду :. щем валу 3 КП 4 кроме гидропреобразователей 5 и 6 гидромуфты 11 установлена гидромуфта 43 для обеспечения движения задним ходом. Промежуточного вала нет, а ведомых валов 44 и 45 два, так же как и главных конических передач 2 и 46, бортовых фрикционов 41 и 42 и конечных передач 40

47 и 48. Тут же показана дополнительная чисто механическая передача (фрикционная муфта 49, шестерни 5052). Возможен вариант с одним ведомым валом (например,44) и одной об- 45 щей для двух бортов конической передачей 2. Трансмиссия с предлагаемой системой может быть установлена последовательно с механическим удвоителем или утроителем передач, что gO увеличивает полное число ступеней трансмиссии. Например, коробка пере.— дач с двумя гидродинамическими устройствами переднего хода и одним заднего хода, установленная последова- у тельно с удвоителем передач (всего

4 передачи вперед, 2 назад). Виды схем трансмиссий с параллельными

1111902

Обозначим:

9 нал 78, который может быть выполнеь для сообщения с гидродинамическим устройством заднего хода {применительно к фиг. 4). Возможно применение распределителя-переключателя, в котором золотник не поворотный, а с поступательным перемещением. Возможмых к валу 15 передачами I и II

M — момент сопротивления, приведенный к валу 15 (фиг, 1). где M

M + H- — алгебраическая

Т сумма крутящих моментов, подиon, ны и другие варианты схем гидросисте иы, например с применением кулачкового валика, связанного с рычагом уп- 10 равления 65. К кулачкам прижаты пружинами золотники, каждый из которых в зависимости от положения кулачкового валика сообщает свое гидродинамическое устройство с нагнетающей насос-15 ной установкой или со сливом„

При нейтральном положении коробки передач золотник 61 устанавливается рычагом 65 в положение, при котором вертикальный паз 67 золотника закрыт стенкой корпуса 60 (положение Л).

При этом гидродинамические устройства 5, 6 и 11 освобождены от рабочей жидкости через клапаны 57 и через зазоры в уплотнениях, При наличии отка-25 чивающей насосной установки гицродинамические устройства 5, 6 и 11 через гидромагистрали 70-72, каналы 69, проточку 76, сверление 75, осевой ка— нал 74 золотника и сливную магистраль1<

77 сообщены со всасывающей полостью откачивающей установки 73 и далее со сливом. Фиксация обеспечена фиксатором 78.

Для включения 1-ой передачи золотник 61 с помощью рычага 65 поворачи35 вают по часовой стрелке, т.е. переводят в фиксированное положение Б, при котором паз 6? сообщает нагнетающую насосную установку 54 с гидропреобразователями 5 и 6, а гидромуфта 11 через клапан 57 или одно из сверлений

69 остается связанной со сливом. Происходит заполнение обоих гидропреобразователей 5 и 6 рабочей жидкостью,, ) клапаны 57 закрываются и начинается разгон вала 15 (фиг. I) и транспортного средства до скорости, соответствующей равенству действующих моментов. Иначе говоря, при совместной раQQ боте двух параллельных передач на установившемся режиме движения транспортного средства имеет место равенство (1)

55 (» — угловая скорость элемента, Ю ч

1 = — — кинематическое передаточИМОЕ ное отношение преобразователя 5;

ЙЬ EiN

Т " ль а передаточное отношение

1-ой передачи (здесь число зубьев соответствующей шестерни); силовое передаточное отношение гидропреобразовате=ля 5.

Для других гидродинамических устройств и других передач обозначения такие же, но с соответствующими индексами, Ввиду кинематической связи между турбинами преобразователей 5 и 6, а также между их насосными колесами, имеет место соотношение (2) где ts, 7-6 кинематические о ношения гидропреобразова"::елей

5и6; передаточные числа механических передач I u II.;; отношение передаточных чисел совместно 1>аботаюш.-, передач I u II (<1. - i u

>-ь >-5) р, д

При расчетной величине - омепта

Мс значение Ц должно быть близким к единице (>Б = 0,95-1}: То::да из (2) i< = (О 95-1) 1/с . При 2 = 1.". величина i<-0, 68-0, 71 . Такт-:: образом, при расчетной нагрузке гидродинамическое устройство 5 работает на наиболее экономичном режиме для гид-ромуфты (.5 =. Ор95--1), v. гидропреобразователь 6 — также на наи .;олее э:<с-номичном режиме, но для гицропреобра-зователя момента (1 = О,?), Если оба гидродинамических устройства являют" ся комплексными Гидротрансфор11атора ми, то зона их экономичной работы достаточно широка (> =- О, >.-1), Это обеспечивает з, ;аектив.г>е :с пользование обоих (-.>др->ò",,:;::>ô;,: ато7 1111 ров при совместной работе в параллельных передачах и при изменении величины момента M в определенных пределах. Режим движения при совместной работе 1-й и II-й параллельных

5 передач является первым скоростным режимом. Наибольшая скорость транспортного средства на этом режиме определяется в основном передаточным числом I-й механической передачи.

При значительном снижении М> ведомый вал 15 начнет разгоняться, э станет больше единицы, т.е, Ищ . станет больше, чем ld„„ . Тогда по сигналу от датчика 59 этого гидропреобразова-15 теля или по инициативе водителя происходит (автоматическое или ручное) переключение с первого на второй скоростной режим. При ручном переключении с помощью рычага 65 (фиг. 5) переводят золотник 61 в следующее фиксированное положение, обеспечивающее подачу рабочей жидкости в гидродинамические устройства 6 и 11, а также сообщение гидродинамического устрой- 5 ства 5 со сливом.(или через клапан

57, или через соответствующее сверление 69, канал 74, магистраль 77 и откачивающую насосную установку).

Поскольку гидропреобразователь-6 бып заполнен при работе на первом режиме, то при переключении на второй режим разрыва потока мощности не будет (одна параллельная передача с гидропреобразователем 6 будет продолжать работать при переходном процессе). После заполнения гидродинамического устройства 11 произойдет разгон вала 15 до скорости, соответствующей равенству моментов М и-N, 40 но ограниченной в основном передаточным числом II-й механической передачи. Если гидродинамическое устройство

11 является гидропреобразователем момента, то работа на втором режиме

45 . аналогична работе на первом режиме (совместная работа II u III параллельных передач с гидропреобразователями

6 и 11). Если гидродинамическое устройство 11, входящее в высшую III-ю параллельную передачу, является гидромуфтой, то для работы на втором и третьем скоростных режимах целесообразно использовать только по одному гидродинамическому устройству: гидропреобразователь 6 на втором режиме (рабочая II-я передача) и гидромуфта

i1 на третьем режиме (работает III-я параллельная передача). В этом случае

902 8 одновременная работа,на двух гидродинамических устройствах используется только при работе на первом режиме переднего хода, т.е. в наиболее тяжелых условиях (при максимальных величинах момента Мс), а также на заднем .ходу (фиг. 1). В принципе при работе на первом режиме целесообразны два варианта двухпоточной работы: в I-й параллельной передаче — гидромуфта, а во II-й — гидропреобразователь момента; в I-й и II-параллель-. ных передачах — гидропреобразователи момента.

Выбор варианта зависит от требований к транспортному средству (на фиг., показан второй иэ этих вариантов).

Если все три гидродинамических устройства — гидропреобразователи момента (фиг. 3), то совместная .работа двух преобразователей возможна как на первом скоростном режиме (преобразователи 5 и 6), так и на втором (преобразователи 6 и 33), т.е. при больших и средних нагрузках.

При малых нагрузках на транспортных работах (третий режим) и на заднем ходу используется один гидропреобразователь 33. Переход на третий режим (с второго) может осуществляться без разрыва потока мощности sa счет срабатывания клапана 58, который отключает преобразователь 6 после заполнения преобразователя 33.

Для трансмиссии (фиг. 4), где для заднего хода предусмотрена отдельная гицромуфта 43, в распределителе-переключателе имеются каналы для ее сообщения с обеими насосными установками и соответствующее фиксированное положение золотника (канал 78 на фиг. 5).

Таким образом, на наиболее тяжелых режимах трансмиссия с предлагаемой системой управления работает как двухпоточная, что снижает нагрузки на узлы и детали. Возможность подбора параметров двух гидродинамических устройств позволяет в большей мере удовлетворить требованиям, вытекающим из типа и назначения транспортного средства. Передача мощности через два гидродинамических устройства .позволяет уменьшить их диаметр, а также диаметр шестерен, что благоприятно скажется на компоновке, габаритах трансмиссии и условиях ра9 i 111 боты деталей. Разгон с места посредством заполнения гидропреобраэователей I-й и II-й передач, а также безраэрывное переключение передач позволяет обеспечить высокую плавность переходных процессов, снижение динамических НЯГрузОк, Для ОсОбО плЯннОГО трогания на первом режиме можно, медленно перемещая рычаг 65 из нейтрального положения в первое, заполнять по=10 следовательно сначала один 5, а затем и второй 6 гидропреобразователи.

Подача рабочей жидкости одновременно н два гидродинамических устройства обеспечивается тем, что пп риня 15 вертикального паза 67 достаточна для

ТОГО, чтОбы ОхвЯтить сразу UBB канала 69 корпуса золотника. При медленном перемещении рычага 65 пяз 67 сначала подает рабочую жидкость в канал 69 гидропреобразователя 5 (фиг, 1), а затем начинает ее подавать и в соседний канал 69, т,е. к преобраэонаYes% 6.

В случае необходимости дальнейшего расширения дияпязОня энергоемкОсти трансмиссии в предлагаемой системе управления может быть предусмотрено дополнительное положение рычага управления, при котором - нагнетающей на= сосной установкой сообщены через рас-пределитель-переключатель однонремен=

НО ТРИ ГИДРОДИНЯМИЧЕСКИХ УСТРОИСТНЯ т,,е,. Трансмиссия станонгтся ня этом режиме трехпОтОчнОЙ, Экономический эффект от .рименения предлаГаемОй систpNbl,öoñTè1 яется зя счет повышения надежности трансмиссии, -1

1111902

3 11902

p2

ff (/

1111902

Х 59.8И Х751 1f

Составитель В, мамедов

Редактор А. Шандор Техрер N,Ka òелевнн Корректор Л, Пилипенко

Заказ 6382/11 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"„ г. Ужгород,. ул. Прсектная, 4