Реверсивная гидравлическая передача транспортного средства

Реверсивная гидравлическая передача транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И

ИЗОБРЕТЕНИЯ (ii>77497 9

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 140874 (21) 2053622/27-11 (5t)М. К . с присоединением заявки HP

В 60 К 17/10

F 16 Н 39/42

Государственный комитет

СССР яо делан изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 629,113-585 ° 2 (088 ° 8) Опубликовано 30.1080. Бюллетень НР40

Дата опубликования описания 30.10.80

И,И,Лобачев., А,Н,Кузнецов, Э.И,Нестеров, М.Г,Романенко, А.С,Синицын, Ю,П,,Тресков, A.Å,Ëÿùåíêî, A.B,Ãóäêîâ, A.Þ.Почт арь и С.И.Астапович

P2) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) PEREPСИВНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

TPAHCHOPTHOX O СРЕДСТВА

Изобретение относится к гидравлическим передачам транспортных средств и предназначается главным образом для маневровых и промышпенных тепловозов, Наиболее близким из известных тех» 5 нических решений является реверсивная гидравлическая передача транс- . портного средства, содержащая насос, кииематически связанный с валом.двигателя, и гидромотор, кинематически. Я связанный с движителем транспортного средства (11. основными недостатками известной гидравлической передачи являются . сложность KQHGTpÓÕßaa насосау боль» (5 шие габариты.и масса насоса вследствие поочередного использования его .секций, т.е ..из-эа его перераэмеренности. Кроме этого, прототип имеет прозрачную нагружающую характерно ги- 2О ку, s результате чего он не обеспечивает полной загрузки двигателя, что приводит к недоиспользованию мощности двигателя. Насос по прото» типу имеет элементы фрикционного тре- 25 ния, которые ограничивают. частоту

era вращения и тем саькм снижают .энергоемкость. Мотор и насос прототипа имеют скользящие рабочие пластины, снижающие их надежность н ре- . 3p

2 сурс и ограничивающие передаваемую передачей мадность.

Целью .изобретения является упрощение конструкции и снижение габаритов предлагаемой передачи.

Это достигается тем, что насос выполнен в виде центробежной .машины, а гидромотор — в виде машины гидростатического роторного типа.

На чертеже показана схема предлагаемой передачи» Она.состоит as цен-. тробежного насоса 1, связанного ва-. лом 2 с двигателем транспортного средства, Входная и нагнетательная полости насоса . 1 соединены . системой трубопроводов с холодильником 3 и ., через распределитель 4 для включения и выключения гидропередачи с резервуаром 5 и наполнительным насосом 6, а также через распределитель 7, имеющий позиции 8-11, с гидростатнческим. роторным мотором 12. Мотор состоит из секций 13 и 14, каждая иэ которых рассчитана на половину мощности на- . соса 1. В корпусе мотора 12 установлены параллельно валы 15 и 16, кото-. рые посредством шестерен 17 и 18 . сцеплены между собой, Вал 16 является выходным валом передачи. В усло-. виях тепловоза выходной вал кинемати»

774979 чески подключен к движителю (на чер-. теже не показан) . На валах 15.и 16 жестко установлены в секции 13 рабочие колеса 19 и 20, а в секции 14 .-.. рабочие колеса 21 и 22, Наружная поверхность колес выполнена.профилиро-. ванной с выступами .и выемками. В обеих секциях выступ одного колеса размещен в выемке другого.с гарантированным зазором. Синхронизацию .положения сопрягаемых рабочих. колес обеспечивают шестерни .17 и .3.8 которые .од-. о новременно служат для передачи мощности вала 15 на вал 16. Рабочие . колеса по отношению к корпусу мотораа размещены . с rap àêòèðîâàííûì з азорамм и разделяют внутреннюю . часть . 5 каждой секции на входную к выходную полости, Распределитель 4 имеет две позиции 23 и 24., На холостом ходу при неподвижном вале 16 распределитель 20

7 занимает позицию 11, а распределитель 4 - позицию 23 ° Прк этом замкнутый контур насос-мотор-насос сообщен с атмосферой резервуара 5 и опорожнен, Циркуляция воздуха по 25 замкнутому контуру насос-мотор-насос отсутствует .

На холостом ходу в движении тепловоза (режкм выбега) вал 16 имеет частоту вращения, пропорциональ-. ную скорости тепловоза, распределитель

7 занимает одну .из четырех рабочих позиций в зависимости от скорости .и направления движения тепловоза, распределитель 4 занимает позицию 23 °

При этом замкнутый контур .насос-мотор-насос.опорожнен, циркуляцию .воздуха по замкнутому. контуру обеспечи-. вает насос 1.

При включении передачи по сигналу машиниста с пульта управления теп-. I. 4ц ловоэа распределитель 4 занимает позицию 24 ° Одновременно распределитель 7 при включении передачи в момент трогания и на малых скоростях движения тепловоза устанавливается в позицию 11 при движении в одном направлении и позицию 9 в другом направлении, а при включении передачи . при скорости тепловоза, .превышающей примерно половину номинальной скорос- gg ти, распределитель.7 устанавливается в зависимости от направленкя .движения тепловоза соответственно в по-. зиции 10 и 8,.После установки рас-... пределителя 4 в позицию 24 замкнутый контур насос-мотор-.насос разобщается от атмосферы .резервуара 5 и .подключается к питательному насосу.б, который подает рабочую .жидкость из резер.вуара . 5 через распределитель 4 и заполняет замкнутый контур насос-мотор- 46 насос. После заполнения контура насос 1 загружает двигатель .тепловоза и подает под давлением рабочую жид-.. кость к распределителю 7 и далее в секции 13 и 14 мотора. Рабочая жкдкостьб5 создавая давление на рабочие .колеса

19-22, вызывает появление на валах

15 и 16 крутящего момента, .от действия которого валы приходят во врацение, При вращении рабочих колес мотора рабочая жидкость в каждой секции пере-. ходит иэ входной полости в выходную . и далее.по трубопроводам и распределителю 7 поступает .на вход насоса 1, Крутящий момент с вала 15 через синхронизирующие.силовые. шестерни 17 и 18 передается на выходной вал 16, на котором суммируется с.собственным.кру». тящим моментом вала 16, а затем ре- . .=.ультирующий крутящий момент с вала

16 передается на движитель.тепловоза, Охлаждение рабочей жидкости передачи осуществляет холодильник 3, циркуляцию жидкости через .холодильник выполняет насос 1. Суммарный расход жидкости через секции мотора. соответствует подачи насоса 1 за вычетом расхода на холо-. дильник.

При прямом. или обратном переключении ступеней скорости передача работает следующим образом.

В скоростном диапазоне тепловоза от нулевой до половины номинальной скорости (— 0,5Ч„ . } .секции 13 и 14 мотора подключенй параллельно к распределителю 7, при этом распределитель .

7 установлен э позицию 11 при движении тепловоза в одном. направлении и в позицию 9 при движении .в обратном направлении, В укаэанном диапазоне на«.. сос работает с переменным расходом, . причем величина расхода практически пропорциональна скорости тепловоза, При трогании тепловоза насос имеет нулевую подачу, а при скорости

0,5Ч„ развивае номинальную подачу Я„,„,) .. По достижении теплово« зом скорости, равной 0,5V„,„ ðàñпределитель 7 по сигналу датчика скорости переводится в позицию 10 при движении тепловоза в одном направлении и в позицию 8 при движении в обратном направлении, Перевод.распределителя в новое положение изменяет схему включения секций мотора с параллельного соединения на последовательное, Переключение секций изменяет режим работы насоса, а имен-. но при сохраненик частоты вращения. вала насоса его расход уменьшается с величины (),. до 0,5О„О... а раэвиваемюй напор увеличивается пример но в два раза, Дальнейший рост скорости тепловоза от 0,5 V„ äî VHö обеспечивается увеличением расхода ()ноидо (ном форма кривой измененйя крутящего момента выходного вала от частоты его вращения, а следовательно, и форма тяговой характеристики тепловоз а формируются как в зоне параллельного соединения секций мотора, так и в зоне последовательного соединения непосредственно насосом 1. Насос имеет гипербо774979 лическую зависимость развиваемого на- . пора от расхода жидкости, Обратный переход с последовательного на параллельное соединение секций мотора происходит по сигналу датчика скорости при скорости около 0,5V„q и выполняется распределителем 7 путем переключения его с позиции 10 на позицию 11 при движении в одном направлении и. с позиций 8 на 9 при движении в обратном направлении.

При переключении секций мотора с параллельного соединения на последовательное и обратно, т.е. при прямом и обратном переключении ступеней скорости, замкнутый рабочий контур.мо« тор-насос-мотор не опорожняется, бла- 15 годаря. этому переключение ступеней скорости выполняется практически мгновенно без снижения силы тяги.

Выключение передачи на стопе и в движении осуществляется по сигналу З1 машиниста распределителем 4 путем перевода его иэ позиции 24 в позицию

23. В результате замкнутый контур насос-мотор-насос отключается от питательного насоса 6 и сообщается с атмосферой резервуара S, происходит полное опорожнение замкнутого рабочего контура и переход передачи в режим холостого хода. При выключении передачи распределитель 7 занимает одну из рабочих позиций в зависимости от направления и скорости движения тепловоза.

На остановленном тепловозе (на стопе) реверсирование выходного вала

l6 осуществляется при опорожненном замкнутом контуре насос-мотор-насос путем переключения по команде машиниста распределителя 7 с позиции на позицию 9 либо наоборот в зависимос" ти от требуемого направления враще- ф) иия выходного вала.

В движении процесс реверсирования вала 16 включает два следующих этапа: торможение транспортной машины до нулевой скорости и сообщение машине движения в обратном направлении.

Реверсирование выходного вала в движении о суще ст вляетс я н а малых скорОс» тях тепловоза, т.е. при параллельно включенных секциях мотора, При реверсировании процесс реверсирования начинается с процесса торможения, который продолжается до достижения тепловозом нулевой скорости, а затем переходит в режим тяги, при котором тепловозу сообщается движение в обратном направлении. Начало движения тепловоза в обратном направлении соответствует окончанию процесса реверсировання, При реверсировании выходного вала 60 иэ режима выбега, т.е, при начально опорожненном замкнутом контуре насос-мотор-насос, по сигналу машиниста распределитель 4 переключается на позицию 24, а распределитель 7 пере- 65 ключается с позиции 11 на позицию 9 либо наоборот в зависимости от начального направления движения тепловоза, В результате питательный насос 6 подключается к замкнутому контуру насос-мотор-насос и заполняет его рабочей жидкостью, мотор 12 переходит в режим работы насоса, а насос 1 — в режим гидродинаьыческого тормоза. После этого передача переходит в тормозной режим, при котором кинетическая энергия поезда передается через движитель тепловоза на выходной вал 2, а затем рабочими колесаьы мотора 12 сообщается рабочей жидкости замкнутого контура насос-мотор-насос, Мотор 12, работая в режиме насоса, прокачивавт рабочую жидкость по замкнутому контуру, при этом жидкость в насосе 1 проходит из нагнетательной полости во входную, т.е. по каналам центробежного колеса насоса ) с периферии к центру. Центробежное колесо при реверсировании вращается двигателем тепловоза и создает сопротивление движению потока жидкости, в результате чего между выходной и входной полостями каждой секции мотора возникает. перепад давления рабочей жидкости, вызывающей появление момента сопротивления на выходном валу 16, равного по величине крутящему момейту получаемощ выходным залом от .движителя тепловоза. Величина момента сопротивления выходного вала 16 регулируется частотой вращения входного вала 2.

Центробежное колесо насоса 1, создавая гидравлическое сопротивление потоку, вызывает нагрев рабочей жидкости. Тепловыделение рабочей жидкости пропорционально суммарной мощности, воспринимаемой мотором 12 и подводимой от приводного двигателя к насосу

l. Отвод тепла от рабочей жидкости осуществляется в холодильник 3, циркуляцию рабочей жидкости через холо« дильник в процессе реверсирования на этапе торможения осуществляет мотор 12 ° Появление момента сопротивления на выходном валу 16 вызывает плавное торможение тепловоза до нулевой скорости, на этом этап торможения процесса реверсирования заканчивается. Прн нулевой скорости тепловоза насос 1 автоматически переходит иэ режима работы гидромотора в столовый режим работы центробежного насоса, а мотор 12 автоматически переходит иэ режима насоса в режим мотора, Насос 1 создает давление рабочей жидкости во входной полости каждой секции мотора, в результате на выходном валу 16 появляется крутящий момент, от действия которого тепловоз получает движение в обратном направлении.

На этом процесс реверсирования иэ режима выбега заканчивается.

Реверсирование выходного вала 16 в движении из режима тя ги, т. е. при .

774979

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 7635/24 Тираж 763 Подписное

Филиал ППП"Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 начально заполненном замкнутом контуре насос-мотор-насос и положении распределителя 4 в позиции 24, производится аналогично реверсированию из режима выбега по сигналу машиниста путем переключения распределителя 7 с позиции 11 на S позицию 9 либо наоборот в зависимости от начального направления движения тепловоза. После переключения распределителя 7 передача вначале переходит в тормозной режим, а по достиже- © нии тепловозом нулевой скорости автоматически переходит в режим тяги и сообщает тепловозу движение в обратном направлении.

Процесс реверсирования в движении обязательно включает этап торможения на котором двигатель тепловоза частично загружен и..расходует топливо, но, учитывая, что в процессе реверсирования этап торможения имеет небольшую продолжительность и пропесс выполняется беэ опорожнения и последующего заполнения насоса, в целом тепловоз с предлагаемой передачей характеризуется высокой маневрен» иост ью и хорошей To GJlH BH ой з кон оми ч но стью

Реверсивная гидравлическая переда ча .транспорного средства, содержащая насос, кинематически связанный с валом двигателя, и гидромотор, кинема тически связанный.. с движителем транспортного средства, о т л и ч а ю щ а= я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения габаритов и массы, насос выполнен в виде цеитробеж ной машины, а гидромотор - в виде машины гидростатического роторного типа, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Семичастнов И.Ф, Гидравлические передачи тепловозов. M. Машгиз, 1956, с, 18, фиг, 7 (прототип) °