Трансмиссия транспортного средства

Иллюстрации

Трансмиссия транспортного средства (патент 897600)
Трансмиссия транспортного средства (патент 897600)
Трансмиссия транспортного средства (патент 897600)
Трансмиссия транспортного средства (патент 897600)
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