Трансмиссия гусеничной машины

(51) 4 В ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 134/40-1.89. Бюл. Антонов,9Н. Гусев и В, И. Раз 13 (088.8)рское свидО,кл. В 62 тельство СССР Р 11/00, 1985.Я ГУСЕНИЧНОЙ МА носится к устроиствам ссиями гусеничных мания - повышение наеред длительным тормоом устройстве 12 выбопереключается из по- ение б, замыкая один кая другой. При этом ет вал 8 гидромашиОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение отуправления трансмишин. Цель изобретедежности работы. Пжением в пятиходовра связи фиксаторложения а в положвключатель и размьмуфта 7 отсоединя ны 37 от входного вала 6 механизма 2 поворота, а муфта 9 связывает вал 8 через редуктор с валом 4 гидромашины 36. Один из захватов кинематически соединяется с элементом другого. Связь органа 14 управления поворотом через ход 13 с остальными ходами устройства 12 прерывается, т, к. толкатель, связанный через сдающее звено с первым захватом, не выходит из зоны пассивного профиля кулачка. При торможении орган управления торможением 16 через ход 15, сдающее звено, ход 11 и орган 10 управления передвигает регулятор 46 гидронасоса 36. Весь расход жидкости гидромашин 36 и 37 проходит через клапан 39. При определенном положении органа управления 16 подключаются тормоза 28 и 29. Поворот может быть осуществлен включением только одного из остановочных тормозов. 2 ил 1 з.п, ф-лы.Изобретение относится к наземным транспортным средствам, преимугцественно на гусеничном ходу, в частности к трансмис сиям быстроходных гусеничных машин, таких как транспортеры и тягачи. Цель изобретения - повышение эффективности торможения,На фиг, 1 приведена гидравлическая принципиальная схема трансмиссии; нафиг. 2 - гидравлическая схема одного из возможных вариантов исполнения уст ройств выбора связи.Входной вал 1 двухпоточного дифференциального механизма 2 поворота кинемати чески соединен с валом двигателя 3 и вход; ным валом 4 бесступенчатого регулируемого привода 5, Другой входной вал 6 меха-низма 2 поворота через управляемую муф ту 7 отключения кинематически соединен , с выходным валом 8 бесступенчатого привода5.Выходной вал 8 через управляемую муфту 9 включения кинематически соединен с , входным валом 4 бесступенчатого привода 5, Орган 10 управления бесступенчатого приво да 5 соединен с третьим ходом 11 пяти- ходового устройства 12 выбора связи, первый ход 13 которого связан с органом 14 управления поворотом, второй ход 15 -с органом 16 управления торможением (на., пример, с педалью тормоза), четвертый ход 17 - с органами 18 и 19 управления, соответственно муфты 9 включения и двухпозиционного четырехлинейного гидрораспреде, лителя 20, а пятый ход 21 - с органом 22 управления муфты отключения. При этом орган 22 управления связан также с включателями 23 сигнала управления, уста новленных с возможностью срабатывания при крайних положениях органа управле ния поворотом, С таким же условием по срабатыванию установлена другая группа включателей 24 и 25 сигнала управления от включателей 23, которые порознь связаны соответственно с органами 26 и 27 управления остановочных тормозов 28 и 29. Органы 26 и 27 управления, кроме того, связаны дополнительными линиями 30 и 31 управления с органом 16 управления торможением. Остановочные тормоза 28 и 29 связаны кинематически с ведущими колесами 32 противоположных бортов машины и с соответствующими выходными валами 33 механизма 2 поворота.Бесступенчатый привод 5 содержит ограничитель 34 крутящего момента выходного вала этого привода, причем бесступенчатый привод выполнен в виде гидрообьемной передачи 35 с регулируемым гидро- насосом 36 и нерегулируемым гидромотором 37, связанными между собой основными гидромагистралями 38. При этом приводной вал гидронасоса 36 является входным валом 4 бесступенчатого привода 5, а выходной вал гидромотора 37 - соответствен 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 но выходным валом 8 этого привода. Ограничитель 34 крутящего момента выполнен в виде блока 39 предохранительных клапанов, установленных параллельно друг другу в гидравлической линии 40 соединения основных гидромагистралей 38. В этой же линии 40 последовательно с блоком 39 клапанов установлен упомянутый гидрораспределитель 20, причем его первый ход 41 сое. динен с выходом одного из клапанов 39, второй 42 - с одной из основных гидро- магистралей 38, а третий 43 и четвертый 44 - соответственно с входом и выходом радиатора 45. Регулятор 46 гидронасоса 36 является (в этом варианте трансмиссии) органом 10 управления бесступенчатого привода 5. Устройство 12 выбора связи выполнено с возможностью переключения связи его третьего хода 11 с первым входом 13 на связь этого третьего хода 1 с вторым ходом 15 при подаче сигнала управления на пятый ход 21 в начале процесса переключения связей третий ход - первый ход на третий ход - второй ход и подаче сигнала управления на четвертый ход 17 по завершению указанного процесса переключения связей.В приведенном на фиг. 2 варианте исполнения устройства выбора 12 связи первый ход 13 устройства соединен с кулачком 47, который выполнен с активным и пассивным профилями. Толкатель 48 кулачка подпружинен относительно передвижного упора 49. На толкателе 48 установлено сдающее звено 50, двухсторонне подпружиненное относительно толкателя и связанное с третьим ходом 11 устройства 12 выбора связи, На сдающем звене установлен захват 51. Передвижный упор 49 снабжен фиксатором 52 положения упора относительно двух- позиционной гребенки 53, которая в позициях фиксации снабжена включателями 54 и 55, связанными соответственно с четвертым 17 и пятым 21 ходами устройства 12, Второй ход 15 этого устройства через коромысло 56 соединен с элементом захвата 57.Трансмиссия работает следующим образом.В режиме прямолинейного движения машины органы управления поворотом 14 и торможением 16 находятся в нейтральных позициях, а в устройстве 12 выбора связи установлена (кинематическая или иная) связь между первым ходом 13 устройства и его третьим ходом 11. При этом второй ход 15 устройства свободен от каких-либо внутренних для устройства 12 связей, а на его четвертый 17 и пятый 21 ходы сигнал управления не подается, т, е. муфта 7 находится во включенном состоянии, муфта 9 - в выключенном, а гидрораспределитель 20 - в первой (основной) позиции, Соответственно положениям органов управления 14 и 16 регулятор 46 гидронасоса 36 находится в положении ну1463527 10 левой подачи рабочей жидкости гидрообъемной передачи 35, а тормоза 28 и 29выключены. Поскольку рабочая жидкость кгидромотору 37 не поступает, выходной вал 8 гидромотора 37 и входной вал 6 механизма 2 поворота остановлены. Вращение вала двигателя 3 передается входному валу 4 гидронасоса 36 (но при этом осуществляется лишь его холостая работа) и входному валу 1 механизма 2 поворота. При неподвижном вале 6 этого механизма и вращающемся его вале 1 выходные валы 33 механизма, а следовательно, и ведущие колеса 32 машины, вращаются синхронно.При повороте машины в соответствии с заданным его направлением орган 14 управ ления поворотом перемещается водителем в ту или другую сторону. При этом регулятор 46 гидронасоса соответственно перемещается в положение заданной пода-, чи рабочей жидкости от гидронасоса 36 к гидромотору 37. Выходной вал 8 последнего и соответственно входной вал 6 механизма 2 поворота начинает вращаться с заданной (подачей жидкости) частотой. Соответственно рассогласовывается дифференциально частота вращения выходных валов 25 33 механизма 2 поворота и ведущих колес 32 противоположных бортов машины. Осуществляется ее поворот. При максимальном перемещении органа 14 управления поворотом в ту или другую сторону достигается максимальная .подача рабочей жидкости ЗО гидронасосом 36 и соответственно максимальное рассогласование частот вращения ведущих колес 32 противоположных бортов машины. Осуществляется ее поворот с минимальным (по регулированию бесступенчатого привода 5) радиусом. Последующее умень шение радиуса поворота достигается доворотом органа управления поворотом 14 на угол срабатывания одного из включателей 23 и включателя 24 или 25. Сигнал управления проходит к органу 22 управления 40 муфты 7 отключения и к одному из органов 26 или 27 управления тормозов 28 или 29.Муфта 7 отключается, прерывая связь вала 6 с валом 8, а соответствующее тормозу 28 или 29 ведущее колесо 32 машины останавливается. Осуществляется поворот 45 машины вокруг заторможенной гусеницы. Отключение муфты 7 в последнем режиме поворота необходимо для предотвращения недопустимой частоты вращения вала 8 гидромотора 37 по кинематике механизма 2 поворота. 50В режиме торможения машины возмож-ны два алгоритма работы трансмиссии: первый - торможение только остановочными тормозами 28 и 29, второй - торможение за счет поглощения кинетической энергии движения машины бесступенчатым приводом 5 и оста новочными тормозами 28 и 29, причем распределение долей поглощения энергии между бесступенчатым приводом и тормозами может быть выполнено по ходу органа 16 управления торможением любым образом (например, в начале хода органа 16 идет нарастание поглощения энергии бесступенчатым приводом 5 вплоть до максимально возможного, после чего при оставшемся ходе органа правления торможением синхронно подключаются тормоза 28 и 29 с корректируемым нарастанием момента их сопротивления вращению ведущих колес). Второй алгоритм предпочтителен при длительных спусках машины.Осуществляются эти алгоритмы следующим образом: первый - при перемещении органа 16 управления торможением соответственно по ходу изменяется уровень сигнала управления, который по линиям 30 и 31 подается к органам 26 и 27 управ. ления тормозов 28 и 29. Последние синхронно включаются с корректированным по ходу органа 16 управления нарастанием момента их сопротивления вращению ведущих колес 32. Кинематическая энергия движения машины переводится тормозами 28 и 29 в тепловую и машина замедляет свое движение вплоть до полной остановки (применение этого алгоритма работы трансмиссии в условиях частых подтормаживаний машины или поддержания установившейся скорости ее движения на длительных спусках приводит, как уже указывалось, к перегреву тормозов и к выходу их из строя); второй - перед прогнозируемым длительным торможением или частым подтормаживанием машины в условиях преимущественного прямолинейного движения (а эти условия соответствуют:60 - 70 Я времени эксплуатации гусеничных машин) в устройстве 12 выбора связи связь между первым ходом 13 и третьим ходом 11 переключается принудительно (водителем) на связь третьего хода 11 с вторым ходом 15. В начале процесса переключения подается сигнал управления на пятый ход 21 устройства. При этом муфта 7 отключается, прерывая связь вала 6 с валом 8. В процессе указанного переключения связей в устройстве 12 регулятор 46 гидронасоса 36 устанавливается в положение, при котором прокачка рабочей жидкости через гидронасос соответствует по величине и направлению прокачке через гидромотор 37 (в насосном режиме его работы при последующем включении муфты 9). Включение муфты 9 осуществляется по завершению указанного процесса переключения в устройстве 12, когда в нем подается сигнал управления на четвертый ход 17. По этому же сигналу гидрораспределитель 20 переводится во вторую позицию. При включенной муфте 9 и отключенной муфте 7 вал гидромотора 37 вращается с заданной по отношению к валу 4 гидронасоса 36 частотой (гидромотор работает режиме насоса). При установленном рав нстве прокачки через гидронасос 36 и г,дромотор 37 и одинаковом ее направлении (как указывалось выше) перепад давленяя в основных гидромагистралях 38 отсутствует. Соответственно отсутствует нагрузка предохранительных клапанов 39 и прокачка рабочей жидкости по гидравлической линии 40 через гидрораспределитель 20;и радиатор 45 между основными гидромагистралями 38. 10 результате осуществления рассмотренной части второго алгоритма работы трансмиссии осуществляется лишь подготовка майины к торможению. При этом освобожден ый вал 6 механизма поворота 2 (вс едствие жесткой кинематической дифферен иальной связи между выходными валами,ЗЗ механизма) остановлен.рабочая часть второго алгоритма работы трансмиссии начинается с перемещения (во дителем) органа управления торможением 16,; при котором по установленной связи в устройстве 12 выбора связи передается команда на изменение положения регулятора 46 гидронасоса 36. Последний изменяОт (уменьшает) величину прокачки рабочей жидкости, которая рассогласуется с вели)иной подачи жидкости, обеспечиваемой гилромотором 37. В одной из основных магистралей 38 возникает повышенное давлеяие, которое нарастает и в начальной фаре перемещения регулятора 46 достигает величины настройки предохранительных клапанов. Один из предохранительных клапанов 39 открывается. В момент перемещения органа 16 управления торможением до величины, при которой регулятор 46 устанавлиВается в положение нулевой прокачки рабочей жидкости гидронасосом 36, через клапан 39, открытый под давлением проходи) вся подача гидромотора 37 (работающего как уже указывалось, в режиме насоа). Учитывая, что клапаны 39 настроены на максимально допустимое для гидрообьемной передачи 35 давление и что при максимальной приводной частоте вала гидро- мотора 37 его подача в клапан 39 также максимальна, реализуемая тормозная мощность, обеспечиваемая при нулевой прокачке гидронасоса 36 бесступенчатым приводом 5, достигает величины установочной могцности гидромотора 37 (и равна произведению максимальных величин давления, частоты вращения вала и рабочего объема 50 гидромотора). Последующее перемещение органа 16 управления торможением до величины, при которой регулятор 46 устанавливается в положение максимальной подачи гидронасоса 36 (встречной по отношению к подаче гидромотора 37) приводит, практи чески, к удвоению тормозной мощности, обеспечиваемой бесступенчатым приводом 5, которая достигает суммы установочных мош 6ностей гидромотора 37 и гидронасоса 36. Подключение остановочных тормозов 28 и 29 к поглощению (к переводу в тепловую) кинематической энергии движения машины может проводиться в рабочей части второго алгоритма работы трансмиссии в любом положении органа 16 управления торможением (например, как уже упоминалось, после достижения максимально возможного уроння поглощения энергии бесступенчатым приводом 5). Вся прокачка рабочей жидкости через клапан 39 в период поглощения энергии бесступенчатым приводом 5 осуществляется по гидравлической линии 40 через гидрораспределитель 21 и радиатор 45, что обеспечивает необходимый съем тепла.Отключение устройством 12 выбора связи органа 16 управления поворотом от органа 10 управления бесступенчатого привода 5 несколько ухудшает управляемость поворотом машины, но не устраняет ее. Поворот машины в режиме ее подтормаживания может быть произведен при перемещении органа 16 управления поворотом в одно из крайних положений, при котором сработает включатель 24 или 25 и сигнал управления пройдет к органу 26 и 27 управления тормоза 28 или 29. Уровень торможения ведущих колес 32 противоположных бортов машины при этом рассогласовывается, а следовательно, рассогласовываются и текущие частоты их врашения, т, е. осуществляется поворот машины.Устройство 12 выбора связи (фиг. 2) работает следующим образом.При положении фиксатора 52 в позиции а фиксации на гребенке 53 осуществляется связь первого 13 и третьего 11 ходов устройства 12. Перемещение хода 13 вызывает движение кулачка 47 и его толкателя 48. Пружины сдающего звена 50 выбраны таким образом, что движение толкателя 48 передается сдающему звену 50 без искажения, т. е. толкатель 48 и звено 50 движутся как одно целое и движение это передается третьему ходу 11 устройства. При указанном положении фиксатора 52 в позиции а включатели 54 и 55 разомкнуты и сигналы управления на четвертый 17 и пятый 21 ходы устройства не подаются, а элемент 57 захвата находится в свободном от захвата 51 положении. Перемещение второго хода 15 при этом не вызывает никакого отклика остальных ходов устройства 12.При переводе фиксатора 52 в положение позиции б на гребенке 53 сначала замыкается включатель 55 и сигнал управления подается на пятый ход 21 устройства 12, а затем (уже в позиции б) замыкается и включатель 54. Подается сигнал на четвертый ход 17 устройства 12. При перемещении фиксатора 52 между позициями а и б толкатель 48 переходит на пассивный профиль кулачка 47 и совместно со сдаюФормула изобретения 25 щим звеном 50 и третьим ходом 11 устанавливается в требуемое (для начала рабочей части второго алгоритма работы трансмиссии) положение. При этом захват 51 кинематически соединяется с элементом 57 захвата. Перемещение второго хода 15 после этого вызывает перемещение сдающего звена 50 и соответственно третьего хода 11, а перемещение хода 13 (в заданных ограничениях) не вызывает никакого отклика остальных ходов устройства 12, поскольку имеет место уже упомянутое кинематическое соединение захвата 51 с элементом 57 и, кроме того, толкатель 48 при этом не выходит , из зоны пассивного профиля кулачка 47.Учитывая, что для бесступенчатых приводов механизмов поворота гусеничных машин применяются гидрообъемные передачи, установочные мощности которых соизмеримы с располагаемой мощностью двигателя, эффективность торможения этих машин при использовании предлагаемого способа существенно повысится. Так, например, при экстренном торможении машины массой 40 т от скорости движения 70 км/ч полной остановки требуется, как уже указывалось, тормозная мощность до 3700 кВт. На такой машине устанавливается бесступенчатый привод с гидрообъемной передачей, сумма установочных мощностей гидронасоса и гидро- мотора которой не ниже 800 кВт. Вся эта располагаемая мощность гидрообъемной передачи может реализоваться в тормозную мощность при использовании предлагаемого способа и трансмиссии для его осуществления. Величина тормозной мощности, обеспечиваемой бесступенчатым приводом, для режима экстренного торможения машины составляет при этом (как видно из приведенных величин):22% от требуемой.Еще значительней эффект применения предлагаемого способа и трансмиссии для его осуществления в режимах длительных спусков машины. Так, при движении машины массой 40 т под уклоны 6, 1 О, 30 со скоростями соответственно до 40, до 20 и до 5 км/ч необхо дима тормозная мощность 75 - 370 кВт для поддерживания установившейся скорости движения машины. Эта тормозная мощность полностью может быть реализована бесступенчатым приводом без подключения остановочных тормозов. Ресурс 5 10 15 30 35 40 остановочных тормозов по совокупности режимов торможения повышается в 8 - 10 раз. 1. Трансмиссия гусеничной машиньь содержащая два трехзвенных планетарныхханизма, первые звенья которых, ме, и тормоза, связаны с ведущими колеса: жителя, вторые звенья связаны кинематически с валом двигателя, третьи звенья через муфту сцепления связаны с гидромотором гидрообъемной передачи дополнительного привода, которая включает в себя сообщенные гидромагистралями гидрораспределитель, предохранительные клапаны и регулируемый гидронасос, входной вал которого кинематически связан с выходным валом коробки передач, орган управления регулируемого гидронасоса связан с органом управления поворотом, а также систему управления поворотом и управлением движением гусеничной машины, включающую в себя, органы управления тормозами, связанные с тормозной педалью и через нормально разомкнутые контакты с источником питания, органы управления муфтой сцепления, связанные через нормально разомкнутые контакты с источником питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности торможения, она снабжена дополнительной муфтой сцепления и устройством выбора связи, ведущие элементы дополнительной муфты сцепления кинематическн соединены с входным валом гидронасосз, ведомые элементы дополнительной муфты сцепления связаны с гидромотором, причем дополнительная муфта сцепления выполнена управляемой, органы управления последней связаны с устройством выбора связи.2, Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что устройство выбора связи включает в себя кулачок, связанный с органом управления поворотом, толкатель, связанный посредством пружин со сдающим звеном, которое кинематически связано с органом управления регулируемого насоса и через элемент захвата с тормозной педалью, при этом толкатель через пружину связан с подвижным упором двухпозиционной гребенки, снабженной фиксаторами и вкл 1 очателями, связанными с источником питания и органами управления муфт сцепления.Составитель А. Барык Техред И. ВерееТираж 527 го ком Москв льскии Корректор О. КравцоваПодписное ета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССЖ - 35, Раушская наб., д, 4/5омбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, О