Вариационно-реверсивный автомат управления мощностью трансмиссии

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИРЕСПУ БЛИН 9) Ш) 0 К 41/04, 41/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОБРЕТЕНИ ПИСА ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4) ВАРИАЦИОННО-РЕВЕРСИВНОЙ АВТОИАРАВПЕНИЯ МОЯНОСТЬЗ) ТРАНСМИССИИ Р 3(21) 37 (22) 02 (46) 30 (й) и. (53) 62 (56) Ав В 9277 30362/2 .03,84 .09.88П.Строб 9.113(0 торское эобретение относитсяму маииностроенив, войствам для работы вщих плавного набора трансастности риводах, орости,14268 б 1 ие. Редактор М,Келем тоР В.Бутяга Заказ 4817/2 и 1 ИИПИ ии д, 4/5 1303 оектная, 4 оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород,Составитель А.БарыковТехред, А. Кравчук Государственного Комите елам изобретений и откр сква, Ж, Раушская на ПодписноСССР426867 с приводным механизмом. Цель изобретения - экономия топливно-экономических ресурсов. Вариационно-реверсивнцй автомат управления мощностьютрансмиссии (ВРАУИТ) содержит устройство 1 реверсирования, включающее всебя центральную коническую шестерню 2, планетарный реверсивнцй редуктор 3 с двумя коническими шестернями 4, размещенными на одних концахвалов 5, Валы 5 установлены с возможностью вращения в водиле 9, связанном с выходным валом 1 О. На центральном колесе 8 закреплена шестерня 17,в зацеплении с которой находится шестерня 12, установленная на валу устройства 14 гидростатического управления реакцией сателлитов (ГСУРС),имеющего вход 15 и выход 16, Двигатель ральнцми колесами. Вали 5 установлены с возможностью вращения в водиле9, связанном с выходным валом 1 О.На центральном колесе 7 закреплена шестерня 11, в зацеплении с которой находится шестерня 12, установленная на валу 13 устройства 14ГСУРС, имеющего вход 15 и выход 16,На центральном колесе 8 закреплена шестерня 17, в зацеплении с кото"рой находится шестерня 18, установленная на валу 19 устройства 20 1ГСУРС, имеющего вход 21 и выход 22,Входы 15 и 21 устройств 14 и 20ГСУРС сообщены гидролиниями с гидробаком 23, Выходы 16 и 22 гидролиниями сообщены с входами 24 и 25 управляемого золотникового распредеплавного реверсирования с включением двигателя на холостом ходу без связи 1Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам для работы в приводах, требующих плавного набора скорости, плавного реверсирования с включени-, ем двигателя на холостом ходу без связи с приводиммм механизмом. Цель изобретения - экономия топливно-экономических ресурсов,На фиг. 1 изображена кинематическая схема вариационно-реверсивногоавтомата (ВРАУМТ) для работы с двигателем внутреннего сгорания (ДВС);на фиг, 2 - то же, для работы сэлектродвигателем с гидростатическойстабилизацией угловой скорости выходного вала; на фиг. 3 - то же, для работы от вала турбины реактивного двигателя (РД); на фиг, 4 - винтовойнасос устройства гидростатическогоуправления реакции сателлитов (ГСУРС)продольный разрез; на фиг.,5 - разрезА-А на фиг. 4; на фиг. 6 - кинематическая схема привода колес тепловоза, вид сбоку; на фиг. 7 - то же, видсверху; на фиг. 8 - привод колестепловоза, поперечный разрез,35 внутреннего сгорания связан с основным источником 36 давления рабочей жидкости, выполненным в виде устройства 37 ГСУРС, посредством конической.передачи, одна из шестерен 38которой установлена на валу 39 устройства 37 ГСУРС, а другая шестерня40 закреплена на центральном колесе41, связанном с планетарными рядамитрансмиссии. Устройство 37 ГСУРС вхором 42 сообщено гидролинией с гидробаком, Планетарный редуктор-ускоригель 43 включает в себя входной вал44, кинематически связанный с двигателем. ВРАУ 11 Т также содержит планетарный редуктор 50 с балансной передачей, Редукторы приводятся во вращение общим входным валом для суммирования их на выходном валу планетарного редуктора 50. 4 з.п, ф-лц,6 ил. 2ВРАУИТ содержит устройство 1 реверсирования, включающее в себя центральную коническую шестерню 2, планетарный реверсивнцй редуктор 3 с дву 5 мя коническими шестернями 4, связаннц ми с центральной конической шестерней 2, размещенными на одних концахвалов 5, на других концах которых размещенц сателлиты 6. Сателлиты 6 связанц с первыми 7 и вторыми 8 цент 1426867лителя 2 б, выходы 27 и 28 которогосообщены с гидробаком 23. Гидрораспределитель 26 состоит иэ корпуса29, в котором подвижно размещен золотник 30 с тремя поясками 31-33.Золотник связан с рукояткой 34 управления,Двигатель 35 внутреннего сгораниясвязан с основным источником 36 давления рабочей жидкости, выполненнымв виде устройства 37 ГСУРС, посредством конической передачи, одна иэшестерен 38 которой установлена навалу 39 устройства 37 ГСУРС, а другая шестерня 40 закреплена на цент,ральном колесе 41, связанном с планетарными рядами трансмиссии. Устройство 3 ГСУРС входом 42 сообщено гидролинией с гидробаком. 20Планетарный редуктор-ускоритель43 включает в себя входной вал 44,кинематически связанный с двигателем, На входном валу закреплена первая дополнительная центральная коническая шестерня 45, связанная с первыми дополнительными коническими шестернями 46. Каждая из последних установлена на одном конце дополнительного радиального вала 47, на другом 30конце каждого из которых закрепленыпервые дополнительные сателлиты 48,связанные с шестерней 40. Первые дополнительные радиальные валы размещены в поводках 49 с возможностью вращения, Планетарный редуктор 50 с балансной передачей включает в себявторую дополнительную центральную коническую шестерню 51, связанную с вторыми дополнительными коническими шестернями 52, закрепленными на однихконцах дополнительных радиальных валов 53, размещенных в поводковой коробке 54На других концах вторыхдополнительных радиальных валов размещены вторые дополнительные сателлиты 55, связанные с второй дополнительной центральной шестерней 56, Всредней части вторых дополнительныхрадиальных валов 53 установлены зубчатые шестерни 57, связанные с зубчатыми шестернями 58, установленными в средней части третьих дополнительных радиальных валов 59, однимконцом установленных в поводковойкоробке 54 соосно вторым дополнительным поводковым валам. Поводковая коробка установлена с воэможностью вращения, На других концах третьих дополнительных радиальных валов установлены третьи дополнительные сателлиты 60 связанные с третьей дополни"тельной конической шестерней 61, Навариантах, показанных на фиг, 1 и 2,третья дополнительная коническаяшестерня свяэана с поводками 49.Вторая дополнительная центральная шестерня 56 установлена на валу 62, связанном с шестерней 2,Двигатель внутреннего сгоранияснабжен устройством 63 управления,включающим в себя гидроцилиндр 64,двухлинейный основной распределитель( гидроклапан) 65, трехлинейный дополнительный распределитель (золот-ник) 66, первая линия 67 дополнительного распределителя сообщена сполостью основного источника давления рабочей жидкости, образованнойшейками винтов с возможностью сообщения с второй линией 68, третья линия 69 дополнительного распределителя сообщена с полостью гидроцилиндра64 устройства управления,Вторая линия дополнительного распределителя сообщена с первой линией70 основного распределителя с воэможностью сообщения через вторую линию71 основного распределителя с гидробаком 23.Орган 72 управления дополнительного распределителя связан с золотником 73, подпружиненным относительно корпуса распределителя 66 пружиной 74, Орган 75 управления основного распределителя связан с золотником, выполненным с двумя поясками76, 77, подпружиненным относительнокорпуса распределителя пружиной 78.На фиг. 2 представлен вариантВРАУИТ для работы с электродвигателем 79, Золотник 80 гидростабилиэатора 81 имеет два поршня 82 и 83,различные по диаметру, Поршни поджаты в исходное положение пружиной 84,Первая линия 85 гидростабилизатора81 связана с выходом устройстваГСУРС, а вторая линия 86 сообщена свходом 87 вентиля 88, управляемогорукояткой 89. Выход вентиля 90 сообщен с гидробаком 23.Реактивный двигатель 91 (фиг. 3)связан валом 44 с второй дополнительной центральной конической шестерней51, которая через вторые дополнительные конические шестерни 52, зубчатыешестерни 57, 58, третьи дополнитель 5 142ные сателлиты 60 и третью дополнительную коническую шестерню 61 связана с шестерней 92, естерня 92 закреплена на третьей дополнительнойконической шестерне 61 и связана с.шестерней 93, которая установлена навалу 94 устройства ГСУРС 95. Вход 96устройства ГСУРС 95 сообщен с гидро. баком 23, Выход 97 устройства ГСУРСсообщен с первой линией дополнитель, ного распределителя, выполненногоаналогично распределителю 66, показанному на фиг, 1, Третья линия дополнительного распределителя сообщенас полостью гидроцилиндра 98, шток которого связан с устройством 99 управления двигателем,Валы 13, 19, 39, 94 (фиг. 3, 4)установлены в корпусах устройствГСУРС с воэможностью вращения, Валы; выполнены с правыми и левыми винтовыми нарезками на одной оси и сцепленыс ведомыми валами. Устройства ГСУРСимеют входы 15, 21, 42 и 96, сообщенные с полостью торцов винтовых нарезок, и выходы 16, 22, 43 и 97, сообщенными с полостями шеек винтовыхнарезок,Привод колесных пар тепловоза состоит из реактивного двигателя, выходной вал которого 100 (фиг, 6, 7)связан с ВРАУМТ 101, имеющим регулятор 102 скорости ГСУРС и реверсирующие устройства ГСУРС 103 и 104, Навыходном валу 105 ВРАУМТ 1 О установлена шестерня 105, в зацеплениис которой находится шестерня 107,закрепленная на валу 108 трансмиссии. На валу 108 также закрепленышестерни 109, связанные с шестернями 110, закрепленными на входных валах 111 дифференциальных механизмов112. Выходные валы дифференциальныхмеханизмов оснащены тяговыми шестернями 113, связанными с шестернями114, закрепленными на колесах 115,Колеса имеют по два роликоподшипника 116, закрепленные на осях 117, Напоследние через балансирную подвеску опирается рама 118 тепловоза,ВРАУМТ работает следующим образом.При работе двигателя автомобиляна холостых оборотах органы 72 и 75управления дополнительного и основного распределителей находятся в исход.ном положении, рукоятка 34 управления гидрораспределителя 26 находится45 50 55 пределителя свободно перекачивает жидкость в гидробак. При воздействии на орган 75 управления основного распределителя на выходе устройства 37 ГСУРС начинает увеличиваться давление, которое воздействует на гидроцилиндр 64 устройства управления, который увеличивает подачу топлива в ДВС. Момент сопротивления устройства 37 ГСУРС растет и при помощи шестерен 38, 40 притормаживается центральное колесо 41, Реакция первых дополнительных сателлитов 48 увеличивается. Приведенный момент сопротивления от трансмиссии и вала 1 О через 6867в положении переднего хода, При этомГСУРС 4 закрыт, так как выход 1 б ивход 24 управляемого эолотникового5распределителя 26 перекрыты пояском33, Вход 25 управляемого эолотникового распределителя 26 и выход 22 устройства 20 ГСУРС открыты, но под действием момента сопротивления на выходном валу 1 О он неподвижен, первоецентральное колесо 7 под действиемзакрытого устройства ГСУРС 14 и шестерен 1 и 2 также неподвижно, Сателлиты 6, валы 5 коническими шестернями 4 через центральную коническуюшестерню 2 удерживают в неподвижномсостоянии вал 62 и вторую дополнительную центральную коническую шестер-,ню 56, Под действием вращающегося ва 20 ла 44 через вторую дополнительнуюцентральную коническую шестерню 51 ивторую дополнительную коническую шестерню 52 вращение передается на радиальные валы 53 и вторые дополнитель 25 ные сателлиты 55, Поводковая коробка54 вращается против вращения вала 44.Балансной передачей шестернями 57 и58 третье дополнительное центральноеколесо 6 направлено по вращению поЗО водковой коробки 54 и передает вращение на поводок 49,При вращении вала 44 дополнительная центральная коническая шестерня45 через дополнительные коническиешестерни 46, через дополнительный радиальный вал 47 передает вращениена центральное колесо 41, котороеполучает вращение в сторону вращениявала 44, Через шестерни 40,38 вращается устройство 37 ГСУРС и по цепочке гидробак 23, вход 42 и выход устройства ГСУРС, первая 67 и вторая 68линии дополнительного распределителя,первая и вторая линии основного рас 42686710 15 20 25 35 40 45 50 55 сателлиты 6, центральную коническую шестерню 2, конические шестерни 4, вторую дополнительную центральную шестерню 56, вторые дополнительные сателлиты 55, шестерни 57, 58, третьи дополнительные сателлиты 60, третью дополнительную коническую шестерню 61 через поводок 49 будет приложен к первым дополнительным сателлитам 48, Момент сопротивления на валу 10, приведенный к второй дополнительной центральной конической шестерне 56, будет сопоставляться с моментом от вала 44 через центральную коническую шестерню 51, вторые дополнительные конические шестерни 52 на вторых дополнительных сателлитах 55, который будет действовать через шестерни 57, 58 на третьи дополнительные сателлиты 60, Под действием их реакции будет вращаться третья дополнительная коническая шестерня 61 и поводок 49 в обратном направлении по отношению к вращению вала 44, первой дополнительной центральной конической шестерни 45 и первыми дополнительными коническими шестернями 46 и первыми дополнительными сателлитами 48, Их реакция на центральном колесе 41 заставляет вращаться поводок 49 по вращению вала 44, При определенном снижении расхода устройства 37 ГСУРС поводок 49 останавливается, центральное колесо 41, снизив угловую скорость, продолжает вращаться, Это случай баланса момента сопротивлений на валу 10 и реакции первых дополнительных сателлитов 48, Это условие трогания с места, При дальнейшем воздействии на орган 75 управления центральное колесо 41 сократит угловую скорость, а поводок 49 и третья дополнительная коническая шестерня 61увеличат угловую скорость и выходной вал 10 также увеличит угловую скорость.В этом положении можно произвести реверсироцание, т,е, перевести рукоятку 34 управления гидрораспределителя 26 в положение заднего хода. Направление реакции сателлитов 6 не изменится и неподвижным будет центральное колесо 8, а не центральное колесо 7. При реверсировании преодолевается инерция автомобиля, это отразится на давлении выхода устройства 37ГСУРС и топлива для гашения инерцииавтомобиля будет подано больше. При движении на спуске перед последующим подъемом сопротивление на трансмиссии и выходном валу 10 снизится и сократится подача топлива в ДВС, При преодолении подъема за счет предварительного разгона автомобиля воздействуют на орган 72 управления дополнительного распределителя, закрывая тем самым первую линию дополнительного распределителя и выход устройства 37 ГСУРС. В этом случае подача топлива осуществляется независимо от профиля пути, После разгона водитель снова воздействует на орган 75 управления основного распределит ел я.При работе ВРАУМТ в станочном оборудовании электродвигатель 79 включается кнопкой "Пуск", Рукояткой 34 управления гидрораспределитель 26 ставится в положение переднего хода. Рукояткой 89 выбирается нужный режим вала 10, При этом давление на выходе устройства 37 ГСУРС действует на поршень 83, поршни 82, 83 сдвигаются в сторону пружины 84, Поршень 82 перекрывает первую линию гидростабилиэатора 81, момент сопротивления устройства ГСУРС увеличивается и соответствует выбранному режиму на шпинделе, который не остается постоянным. При увеличении момента сопротивления на валу 1 О давление на выходе устройства ГСУРС также увеличивается и еще больше сжимает пружину 84, а поршень 82 еще больше перекроет первую линию гидростабилиэатора 81, Момент сопротивления устройства 37 ГСУРС увеличится, обороты выходного вала 10 восстановятся,При работе ВРАУМТ от реактивного двигателя водитель включает и ставит рукоятку 34 управления гидрораспределителем 26 в переднее положение. Вход 24 управляемого эолотникового распределителя перекрыт, выход 97 устройства 95 ГСУРС закрыт, Вал 10, шестерни 11, 12 неподвижны, Действующий момент сопротивления на трансмиссии и валу 10 удерживают водило 9 в неподвижном состоянии. Сателлиты 6 через валы 5 и центральную коническую шестерню 2 и конические шестерни 4 удерживают в неподвижном состоянии вал 62 и вторую дополнительную центральную кони ческую шестерню 56, Вал 44 вращаетвторую дополнительную центральную ко-. ническую шестерню 51 и вторую допол 9 14268,нительную коническую шестерню 52 ивторые дополнительные сателлиты 55.Они обкатываются по неподвижному венцу дополнительной центральной конической шестерни 56 и вращают поводковую коробку 54, Одновременно шестерни 57 вращают шестерни 58 и третьидополнительные сателлиты 60, они вращаются быстрее, чем сателлиты 55, 10Третья дополнительная центральная шестерня вращается по направлению вала44. Шестернями 92 и 93 приводится вовращение устройство 95 ГСУРС, которое свободно перекачивает рабочую 15жидкость. При воздействии на органуправления основного распределителяна выходе 97 устройства 95 ГСУРСвозникает давление, которое увеличивает подачу топлива в РД через устройство 99 управления двигателем,Дальнейшая работа аналогична работеВРАУМТ при работе двигателя автомоби.ля,Формула изобретения1. Вариационно-реверсивный автомат управления мощностью трансмиссии, имеющей планетарные ряды, содержащий З 0 входной вал, связанный с двигателем, выходной вал, связанный с движителями, устройство управления, включающее в себя орган управления и основной распределитель, сообщенный гидролиниями с основным источником давления рабочей жидкости, кинематически связанным с двигателем, при этом упомянутая трансмиссия размещена между входным и выходным валами, 40 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью экономии топливно-экономических ресурсов и упрощения управления, он снабжен устройством реверсирования, включающим в себя центральную кони ческую шестерню, планетарный редуктор с. двумя коническими, связанными с центральной конической шестерней шестернями, размещенными на одних концах валов, на других концах кото рых размещены сателлиты, связанные с первым и вторым центральными колесами, при этом валы размещены с возможностью вращения в водиле связанном с выходным валом, конические передачи, одна иэ шестерен каждой из которых связана с соответствующим центральным колесом, устройствами гидростатического управления реакци 671 Оей саТеллитов, включающими в себя дополнительные источники давления рабочей жиджидкости и дополнительный управляемый реверсивный распределитель, каждый иэ дополнительных источников давления рабочей жидкости кинематически связан с соответствующей шестерней конической передачи и гидравлически - со сли вом непосредственно и через соответствующую полость управляемого реверсивного распределителя, кинематическая связь двигателя с основным источником давления рабочей жидкости включает в себя дополнительную коническую передачу, одна из шестерен которой кинематически связана с основным источником давления рабочей жидкости, а другая - с планетарными рядами трансмиссии, при этом основной источник рабочей жидкости сообщен со сливом непосредственно и через основной распределитель, каждый из основного и дополнительного источников давления рабочей жидкости включает в себя корпус с крынками, в осевых отверстиях которых размещен центральный вал с правой и левой винтовыми нарезками, а также боковые валы с правой и левой винтовыми нарезками, выполненными с возможностью контактирования с нарезками центрального вала, при этом полости между торцами всех винтовых нарезок сообщены между собой и со сливом, а полость, образованная шейками винтовых нарезок, сообщена с соответствующим распределителем.2, Автомат по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что планетарные ряды трансмиссии включают в себя первую дополнительную центральную коническую шестерню, связанную с двигателем и с первыми дополнительными коническими шестернями, вторую дополнительную центральную коническую шестерню, связанную с вторыми дополнительными коническими шестернями, каждая из первых дополнительных конических шестерен установлена на одном конце первых дополнительных радиальных валов, размещенных в поводках, при этом на других концах первых дополнительных радиальных валов размещены первые дополнительные сателлиты, связанные с другой шестерней дополнительной конической передачи, при этом каждая из вторых дополнительных конических шестерен размещена на одних142686 концах вторых дополнительных радиальных валов, на других концах которых размещены вторые дополнительные сателлиты, причем в средней части каждого из вторых дополнительных радиальных валов размещены зубчатые шестерни, свя занные с зубчатыми шестеондми, размещенными на средней части третьих дополнительных радиальных валов, 1 О размещенных соосно с вторыми дополнительными радиальными валами, в поводковой коробке, установленной с возможностью вращения, при этом на одних концах третьих дополнительных 5 радиальных валов установлены третьи дополнительные сателлиты, причем вторые и третьи дополнительные сателлиты связаны соответственно с второй и третьей дополнительными центральными 20 шестернями, при этом вторая дополнительная центральная шестерня связана с центральной конической шестерней, а третья дополнительная.коничес кая шестерня связана с упомянутыми 25поводками,3. Автомат по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что он снабжен устройством управления двигателем, вклю" чающим в себя цилиндр управления и 30 дополнительный управляемый распределитель, при этом основной распределитель выполнен трехлинейным, дополнительный распределитель выполнен двух 7 2линейным, первая линия основного распределителя сообщена с полостью первого источника давления рабочей жидкости, образованной шейками винтов свозможностью сообщения с второй линией, а третья линия сообщена с поло"стью цилиндра управления, причем вторая линия сообщена с первой линиейдополнительного распределителя с возможностью сообщения с второй линиейпоследнего, сообщенной со сливом.4, Автомат по п. , о т л и ч аю щ и й с я тем, что устройство управления снабжено гидростатическимстабилизатором, который включает всебя корпус, в котором размещен подвижно шток с двумя поршнями разногодиаметра, и пружину, размещенную между торцом корпуса и торцом одного изпоршней, при этом полость, образованная между поршнями, сообщена с полостью первого источника давления, образованной шейками винтовых нарезок,и с входом распределителя, сообщенного со сливом,5 . Автомат по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что третьи дополнительные сателлиты связаны с первойдополнительной центральной шестерней,при этом третья линия первого. распределителя сообщена с цилиндром управ"ления, подключенным к устройству подачи топлива.