Трансмиссия транспортного средства

Трансмиссия транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТ ЕЛЬ СТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 897600 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.06.79 (21) 2784549/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01.82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15.01.82 (51) М. Кл.э

В 60 К 17/10

Государственный комитет по делам иэобретений и открытий (53) УДК 629.113-585.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Антонов, А. В. Зимин, В. А. Коле ив

В. Т. Никитин и В. И. Разжигаев

I

) (71) Заявитель (54) ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к средствам наземного транспорта и предназначено для использования в трансмиссиях колесных и гусеничных машин, таких как автомобили тракторы, тягачи и другие подобные машины.

Известна трансмиссия транспортного средства, содержащая регулируемую передачу, состоящую из объемных гидронасоса и гидромотора, элементы вращения которых связаны соответственно с ведущим и ведомым валами передачи, а одна из управляющих полостей одного связана с управляющей полостью другого гидромагистралью, систему управления передачей и инерционный аккумулятор энергии в виде маховика с приводом, состоящим из гидрообъемной машины, кинематически связанной с упомянутой передачей. Трансмиссия присоответствующем управлении регулируемыми передачами обеспечивает движение транспортного средства с использованием маховика в режимах постоянной скорости, разгона, торможения, а также зарядку аккумулятора энергии на стоянке. В трансмиссии в качестве регулируемых передач применены тороидные передачи, не обладающие при жестких требованиях к габаритам и весу, достаточной надежностью и долговечностью

К тому же тороидальные передачи являются передачами механического типа, что затрудняет размещение инерционного аккумулятора энергии в любом удобном месте транспортного средства. В качестве регулируемых передач могут быть применены регулируемые передачи любого типа, например объемные, применение которых предусмотрено в предлагаемом изобретении.

Это позволяет обеспечить повышение надежности, компактности конструкции по сравнению с тороидными передачами, а также расширяет компоновочные возможности трансмиссии (1).

Недостатками известной трансмиссии являются большие габариты, обусловленные тем, что гидропривод маховика имеет минимум две объемные гидромашины; трудности в компоновке трансмиссии, связанные с тем, что одна из двух гидромашин инерционного аккумулятора энергии связана с ведущим валом зубчатым редуктором, а, следовательно, не имеет гибких возможностей по размещению в любом удобном месте трансмиссии.

897600

5 о

3

Цель изобретения — уменьшение габаритов при сохранении функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что каждая из управляющих полостей гидрообъемной машины привода маховика связана гидромагистралью соответственно со второй из упомянутых полостей объемных. гидронасоса и гидромотора.

Кроме того, с целью облегчения работы инерционного аккумулятора в режиме остановки ведомого вала упомянутой передачи, упомянутая система управления выполнена в виде двухпозиционного управляемого гидрораспределителя для обеспечения отсоединения гидромотора и для соединения упомянутой гидрообъемной машины с гидронасосом регулируемой передачи.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой трансмиссии с инерционным аккумулятором энергии; на фиг. 2 — график тяговой характеристики транспортного средства в координатах давление — производительность основных гидромашин; на фиг. 3 вариант исполнения схемы предлагаемой трансмиссии с двухпозиционным золотниковым устройством.

Предлагаемая трансмиссия содержит ведущий 1 и выходной 2 валы, первый из которых соединен с двигателем, а второй с ведущими колесами транспортного средства.

Оба вала связаны через регулируемую гидропередачу из двух основных объемных гидромашин 3 и 4, соединенных между собой двумя гидромагистралями, одна из которых соединяет гидромашины 3 и 4 непосредственно. Другая гидромагистраль 5 соединения основных гидромашин, состоящая из участков 6 и 7, осуществлена через гидрообъемный привод маховика 8, выполненный в виде дополнительной регулируемой гидромашины 9.

Работа трансмиссии на различных режuмах происходит следующим образом.

В режиме активного движения транспортного средства двигатель приводит во врагцение ведущий вал 1, а, следовательно, и связанную с ним основную гидромашину 3, работающую в данном режиме как насос с производительностью, которая определяется положением органа управления этой гидромашиной. Рабочая жидкость от насоса иод давлением поступает в магистраль

5 и далее во вторую основную гидромашину 4, работающую как гидромотор. Частота вращение выходного вала 2 основной гидромашины 4 при ее постоянном рабочем объеме определяется производительностью гидромашины 3, а . момент пропорционален разности давлений в магистралях высокого

5 и низкого 7 давлений. Если производительность гидромашины 9 равна, с учетом

КПД и частоты вращения маховика, производительности основной гидрома шины 3, го

25 зо

4 то гидромашина 9 не оказывает существенного сопротивления движению жидкости по замкнутому контуру и работает как расходомер в магистралях низкого давления 6 и 7, перепуская жидкость, расход которой определяется производительностью гидромашины 3. Изменение скорости движения транспортного средства осуществляется синхронным регулированием рабочих объемов основной 3 и дополнительной 9 гидромашин при обеспечении их равной производительности. При этом частота вращения вала дополнительной гидромашины 9, а, следовательно, и связанного с ним маховика 8 не меняется. Предельная тяговая характеристика транспортного средства ограничена кривой максимальной мощности двигателя (линия N на фиг. 2) .

В режиме торможения транспортного средства основная гидромашина 4 работает как насос, осуществляющий подачу рабочей жидкости с высоким давлением в магистраль 7. При этом поглощение тормозной мощности можно обеспечить как маховиком

8, так и двигателем транспортного средства путем соответствующего регулирования основной 3 и дополнительной 9 гидромашин.

При поглощении тормозной мощности транспортного средства маховиком 8 рабочие объемы основной 3 и дополнительной 9 гидромашин уменьшаются, но с условием опережающего уменьшения производительности гидромашины 9. При этом уменьшение произ водительности гидромашины 3 соответствует уменьшающейся за счет падения скорости транспортного средства производительности гидромашины 4, а разность в производительностях гидромашин 3 и 9 обеспечивает принудительное увеличение частоты вращения маховика 8, на которое расходуется тормозная мощность транспортного средства. Двигатель в данном случае не воспринимает тормозной мощности и может работать либо в оптимальном с точки зрения топливной экономичности режиме, либо, как и прежде, в активном режиме. В первом случае гидромашина 3 работает как расходомер в магистралях низкого давления 6 и 5, двигатель свободен от нагрузки. Во втором случае гидромашина 3, работающая в активном режиме, развивает в магистрали 5 повышенное давление, которое передается через гидромашину 4 и суммируется с высоким давлением в магистрали 7, передающей тормозную мощность транспортного средства. Разность давлений в магистралях 7 и 6 увеличивается, а следовательно, растет и момент на валу гидромашины 9, что, при соответствующем регулировании гидромашины 9, приводит к более интенсивному процессу увеличения кинетической энергии в маховике за счет использования активной мощности двигателя.

897600

При поглощении тормозной мощности транспортного средства двигателем рабочие объемы основной 3 и дополнительной 9 гидромашин уменьшаются синхронно при обеспечении их равной производительности с учетом КПД и частоты вращения маховика. В этом случае гидромашина 9 работает как расходомер, а основная гидромашина 4 как насос, осуществляющий подачу рабочей жидкости с высоким давлением в гидромагистрали 7 и 6 (в гидромагистрали 5 низкое давление) .

Процесс использования энергии, запасенной маховиком, выглядит следующим образом.

Если сила сопротивления движению становится больше, чем может преодолеть двигатель при работе в заданной рациональной точке внешней характеристики без изменения скорости движения транспортного средства за счет изменения передаточного числа трансмиссии, частота вращения вала двигателя в соответствии с его приспособляемостью начинает уменьшаться. Следовательно, уменьшается и производительность кинематнчески связанной с двигателем основной гидромашнны 3. В силу того, что положение регулирующих органов гидромашин 3 и 9 остается неизменным, а частота вращения вала гидромашины 9 определяется частотой вращения маховика 8, имеющего большой запас кинетической энергии, наступает рассогласование в их производительностях. При этом в магистрали 6 возникает повышенное давление, которое через гидромашину 3 и магистраль 5 передается на основную гидромашину 4. Разность давлений в магистралях 5 и 7 возрастает, что приводит к росту момента на валу гидромашины 4, а, следовательно, и на связанных с ним ведущим колесах движителя транспортного средства при сохранении скорости его движения. По мере падения запаса кинетической энергии в маховике 8 рабочий объем гидромашины 9 увеличивается для компенсации рассогласования производительностей гидромашины 3 и 9.

Следует отметить, что повышенное давление, возникающее в магистралях 5 и 6, не приводит к дополнительной загрузке двигателя, так как разность давлений остается величиной постоянной и равной разности давлений при движении без использования инерционного аккумулятора энергии.

Поэтому двигатель возвращается на режим работы в заданной точке внешней характеристики. Если тяжелый участок дороги не преодолен, процесс использования энергии, запасенной маховиком, не прекращается, поддерживая постоянной скорость транспортного средства.

Предельная тяговая характеристика транспортного средства с инерционным аккумулятором энергии может быть представ1О

15 зо гз зо

6 лена кривой N (фиг. 2), на которой положение каждой текущей точки определяется техническими характеристиками дополнительной гидромашины 9 (фиг. 1) и ее совместной работой с основными гидромашинами3и4.

Дополнительное увеличение запаса кинетической энергии в маховике можно обеспечить также в режиме активного движения транспортного средства, когда на движение не требуется полная мощность двигателя, и он работает на частичных характеристиках. Для этого двигатель выводится на работу в заданную, например, при неизменной частоте вращения его вала, рациональную точку внешней характеристики без изменения положения органов управления, регулирующих скорость движения транспортного средства. Частота вращения вала двигателя в соответствии с его приспособляемостью начинает увеличиваться, и, соответственно, увеличивается производительность кинематически связанной с двигателем основной гидромашины 3. В силу того,что положение регулирующих органов гидромашин 3 к 9 остается неизменным, а частота вращения вала гидромашины 9 определяется частотой вращения маховика 8, наступает рассогласование в их производительностях.

При этом в магистралях 5 и 7 повышается давление при сохранении перепада давления в них, а, следовательно, и момента на ведущих колесах транспортного средства.

Перепад давления в магистралях 7 и 6 увеличивается, обеспечивая необходимый момент для принудительного увеличения частоты вращения маховика 8, пропорционального разности производительностей (с учетом КПД) гидромашины Ъ и 9. По мере увеличения запаса кинетической энергии в маховике 8 рабочий объем гидромашины 9 уменьшается для компенсации рассогласования производительностей гидромашины 3 и 9.

Режим противовращения выходного вала 2 трансмиссии, т. е. задний ход транспортного средства, обеспечивается перемещением регулирующих органов гидромашин от нейтрали в сторону, противоположную их перемещению при переднем ходе транспортного средства. При этом меняется направление циркуляции жидкости в замкнутом контуре, что приводит к изменению вращения выходного вала 2. Процесс использования кинетической энергии, запасенной маховиком, аналогичен описанному с той лишь разницей, что энергия маховика передается непосредственно на гидромашину 4.

Следует отметить также что трансмиссия при достаточном запасе кинетической энергии в маховике обеспечивает движение транспортного средства при отключенном двигателе. Это осуществляется синхронным из7600

Формула изобретения

89

7 менением рабочих объемов гидромашин 9 и 3.

Для обеспечения работы инерционного аккумулятора энергии в режи1ке остановки выходного вала 2 трансмиссии (при необходимости принудительного вращения маховика 8 от двигателя в процессе аккумулирования энергии или запуска двигателя за счет энергии, запасенной маховиком) трансмиссия может быть снабжена переключаюIIIHM золотниковым устройством 10 с возможностью непосредственного соединения двумя магистралями 6 и 5 основной гидромашины 3 с дополнительной гидромашиной

9 при одновременном отсоединении второй основной гидромашины 4 от двух названных. Первое положение (фиг. 3) обеспечивает работу инерционного аккумулятора в режиме остановки выходного вала 2 трансмиссии. При этом золотниковое устройство

10 соединяет магистрали 5 и 7, образуя замкнутый контур циркуляции рабочей жидкости через регулируемую передачу из двух объемных гидромашин 3 и 9. Второе положение золотникового устройства (при переводе по стрелке А) создает связи магистралей 5 и 7 с основной гидромашиной 4, что обеспечивает работу трансмиссии в режимах движения транспортного средства, как было описано.

Положительный эффект новой грансмиссии заключается в сокращении гидрообъемных машин до трех, вместо четырех по прототипу, что уменьшает габариты, а также улучшает компоновочные возможности трансмиссии за счет только гидравлической связи привода маховика с основными гидромашинами.

1. Трансмиссия транспортного средства, содержащая регулируемую передачу, состоящую из объемных гидронасоса и гидромотора, элементы вращения которых связаны соответственно с ведущим и ведомым валами передачи, а одна из управляющих полостей одного связана с управляющей полостью другого гидромагистралью, систему управления упомянутой передачей и инерционный аккумулятор энергии в виде маховика с приводом, состоящим из гидрообъемной машины, кинем атически связанной с упомянутой передачей, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов при сохранении функциональных возможностей, каждая из управляющих полостей гидрообъемной машины привода маховика связана гидромагистралью соответственно с второй из упомянутых управляющих полостей объемных гидронасоса и гидромотора.

2О 2. Трансмиссия по и. 1, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения работы инерционного аккумулятора в режиме остановки ведомого вала упомянутой передачи, упомянутая система управления выполнена в

25 виде двухпозиционного управляемого гидрораспределителя для обеспечения отсоединения гидромотора и для соединения упомянутой гидрообъемной машины с гидронасосом регулируемой передачи.

Источники информации, щ принятые во внимание при экспертизе

1. Е. Kraus, М. Е. Gres «А Transmission System 1ог Singleschaft Cas Turbine

Power Truck», Журнал США «SAE paper», 1973, № 730644 (прототип).

897600

Составитель С. Белоусько

Редактор К. Волощук Техред A. Бойкас Корректор У. Пономаренко

Заказ 11838/24 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4