Гидравлическая система управления трансмиссией

Ву В 60 К 41/22 ЬОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГООДЮ СТВЕННЦЙ НОМИТЕТ ОООРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЙЯТВЙ(71) Научно-производственное объединение по тракторостроению "НАТИ"(54)(57) 1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМАУПРАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИЕЙ, содержащаяведущий и ведомый валы, связанныемежду собой параллельными механическими передачами с различными передаточными отношениями, имеющими по одному гидродинамическому устройствуне менее чем в двух из указанныхпараллельных передач, содержащаянагнетающую насосную установку, распределитель-преобразователь гидродинамических устройств, золотниковаячасть которого связана с рычагомуправления и имеет по крайней мередва фиксированных положения, гидромагистрали, соединяющие насосную установку с распределителем-переключателем, а последний - с полостями гидродинамических устройств, емкостьдля рабочей жидкости, с которой сообщен слив из системы, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности трансмиссии и улучшения параметров системы, в одном из фиксированных положений упомянутойзолотниковой части пара гидродинамических устройсТв двух передач постоянно сообщена через распределительпереключатель с нагнетающей насоснойустановкой, а гидродинамические устройства двух передач - со сливомсистемы,2: Система по п, 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что она дополнительно снабжена откачивающей насосной установкой, входная полость кото рой через. распределитель-переключатель сообщена с выключаемыми гидродинамическими устройствами, а выходная р полость откачивающей насосной уста- ф ковки - со сливом системы.3. Система по и. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что упомянутая ( золотниковая часть и ее рычаг управления выполнены с дополнительными фиксированными положениями, в одних а из которых с нагнетающей насоснойыустановкой сообщено через распределитель-переключатель по крайней мере одно гидродинамическое устройство, а другие гидродинамические устройствасообщены со сливом, в другом из упомянутых дополнительных положений с нагнетающей насосной установкой сообщены через распределитель-переключатель все гидродинамические устройства параллельных передач, а в третьем все гидродинамические устройства сообще- Ф," ны со сливом системы с разобщением от нагнетательной насосной установки.1902 1 111Изобретение относится к машиностроению, а более конкретно к гидрав"лическим системам управления трансмиссией транспортных средств.Известна гидравлическая системауправления трансмиссией, включающаяведущие и ведомые валы, связанныемежду собой параллельными механическими передачами с различными передаточными отношениями, имеюцими по од Оному гидродинамическому устройствуне менее, чем в двух иэ указанныхпараллельных передач, содержащая нагнетающую насосную установку, распределитель-переключатель гидродинамических устройств, золотниковая частькоторого связана с рычагом управления и имеет по крайней мере два фиксированных положения, гидромагистрали, соединяющие насосную установкус распределителем -переключателем,а последний - с полостями гидродинамических устройств, емкость для рабочейжидкости, с которой сообщен сливиз системы 11325Однако известная система обеспечивает лишь поочередную работу всехгндродинамических устройств, т,е,трансмиссия является однопоточной,Это приводит к увеличению габаритовЗОкаждого гидродинамического устройства, повышению нагрузки на ше.терни,включенной передачи,Целью изобретения является повышение надежности трансмиссии и улучшение параметров системы,Указанная цель достигается тем.что в гидравлической системе управления трансмиссией, в одном из Фиксированных положений золотниковой части пара гидродинамических устройств4 Одвух передач постоянно сообщена через распределитель-переключатель снагнетающей насосной установкой, агидродинамические устройства другихпараллельных передач - со сливомсистемы.При этом система дополнительноснабжена откачивающей насосной установкой, входная полость которой через распределитель-переключатель со 50общена с выключаемыми гидродинамическими устройствами, а выходная полостьоткачивающей насосной установки "- со сливом системы,Кроме того, золотнпковая часть 55 распределителя-переключателя и ее ры чаг управпеция выполцены с дополнительными фиксированными положенямй,. 2в одних из которых с нагнетающей насосной установкой сообщено черезраспределитель-переключатель по крайней мере одно гидродинамическое устройство, а другие гидродинамическиеустройства сообщены со сливом в другом иэ упомянутых дополнительных положений с нагнетающей установкой сообщены через распределитель-переключатель все гидродинамические устройства параллельных передач, а в третьем. все гидродинамические устройствасообщены со сливом с разобщением отнагнетательной насосной установки.На фиг, 1 показана трансмиссияс поперечными валами с двумя гидропреобразователями момента и однойгидромуфтой для гусеничного и колесного транспортного средства; наФиг, 2 - то же, (вариант); на Фиг.3 -трансмиссия с тремя гидропреобразователями момента; на Фиг, 4 - трансмиссия с продольным расположениемвалов; на фиг. 5 - схема соединенияпереключателя-распргделителя с насосными установками, с гидропреобразователями и с гидромуфтами,Двигатель 1 через главцуо коничес-.кую передачу 2 (Фиг, 1) связан : ведущим валом 3 коробки передач КП) 4,На ведущем валу 3 ,Фиг, 1) установлены гидропреобразователи 5 1 ой передачи и 6 11-ой передачи а также ведущиешестерни параллельных механических передач: шестерня 7, связанная с турбиннымколесом гидропреобраэователя 5 шестерня 8 турбины гидропреобразователя б,и шестерня 9, жестко связанная с ведущим валом 3 и являющаяся ведущейшестерней Ш-ей параллельной переда-;ц,С увеличением номера механическойпередачи умьньшается ее передаточноечисло, На промежуточном вату 10 жестко установлены насосное колесо гидромуфты 11 Ш-гй параллельной переда.;,.и шестерня 12 а на подшипциках -шестерни 13 и 14. На втсричном валу15 КП закреплены ведомые шестернипараллельных передач 1 б"-18, Вал 15воспринимает крутящие моменты от двухвключенных передач, Оц же являетсяведущим по отцошгию к правому 19 илевому 2 механизмам реверса, попо.ротов и тормсжгция гусеничного .распортного средства, К цим;одключецыправая 21 и левая 22 конечные це,:,",а-.связанцье с д 1 ими коле"ч, гсениц 23 и 2о Показацьг а ОМ 3механизмы9 н 20 с(11 чцгтГ в,3 1111меняемым механизмам реверса трактораТ-ЗЗО, т.е. являются планетарными механизмами внешнего зацепления с двумя рядами сателлитов 25, водилом 26,фрикционной муфтой 27 переднего хода,тормозом 28 заднего хода ч остановочным тормозом 29. На фиг. 2 показанвариант ведомого вала 15 КП колесноготранспортного средства, оснащенногодифференциалом 30 и, соответственно,полуосями 31 и 32, конечными передачами, Вал 15 является в данном случаетрубчатым и жестко связан с корпусомдифференциала 30.На фиг. 3 также показана схематрансмиссии с поперечными валами, нов ней имеется три гидропреобразователя момента 5, 6 и 33, а гидромуфтынет, Реверс обеспечивается гидронреобразователем 33, зубчатой муфтой 34, 20зубчатой передачей заднего хода сшестернями 35-37, а также переднегохода (шестерни 38 и 39; упразднивпаразитную шестерню 36, можно преоб"разовать реверс в ускоряющий и замед ляющий редуктор с зубчатой муфтой 34),В связи с этим может применятьсяфрикционная муфта 40, а механизмамиповорота служат бортовые фрикционы41 и 42,На Фиг. 4 показана трансмиссия с продольными валами. Здесь на веду: щем валу 3 КП 4 кроме гидропреобразователей 5 и 6 гидромуфты 11 установлена гидромуфта 43 для обеспече ния движения задним ходом. Промежуточного вала нет, а ведомых валов 44 и 45 два, так же как и главных конических передач 2 и 46, бортовых Фрикционов 41 и 42 и конечных передач 40 47 и 48. Тут же показана дополнительная чисто механическая передача(фрикционная муфта 49, шестерни 50- 52). Возможен вариант с одним ведомым валом (например,44) и одной об щей для двух бортов конической передачей 2. Трансмиссия с предлагаемой системой может быть установлена последовательно с механическим удвоителем или утроителем передач, что И увеличивает полное число ступеней трансмиссии, Например, коробка пере. - дач с двумя гидродинамическими устройствами переднего хода и одним заднего хода, установленная последова- у тельно с удвоителем передач (всего 4 передачи вперед, 2 назад), Виды схем трансмиссий с параллельными механическими передачами, оснащенными гидродинамическими устройствами, могут быть различными (например, с гидропреобразователем в высшей передаче и гидромуфтами в низших передачах).Гидравлическая система управления (Фиг. 5) такой трансмиссии 53 содержит нагнетающую насосную установку 54, распределитель-переключатель 55, емкость 56 для рабочей жидкости, в которую осуществляется ее слив из узлов трансмиссии и системы управления, соединительные гидромагистрали. Кроме того, система может иметь клапаны 57 опорожнения гидро- динамических устройств, клапаны 58 отключения гидродинамических устройств параллельных передач, датчики 59 режима работы гидродинамических устройств; она также имеет тривиальные узлы гидросистемы: Фильтры, редукционные и предохранительные клапаны и другие, которые не показаны на схеме.Распределитель-переключатель 55 (фиг. 5), имеет корпус 60 и поворотный золотник 61, связанный, например, с помощью закрепленной на золотнике шестерни 62, зубчатой рейки 63 и тяги 64 с рычагом управления 65. По наружной поверхности золотника 61 выполнены сообщенные между собой кольцевая канавка 66 и выходной паз 67, которые связаны гидромагистралью 68 с нагнетающей насосной установкой 54. В корпусе 60 распределителя-переключателя имеются каналы 69, с которыми при повороте золотника сообщается выходной паз 67, Выходы из каналов 69 сообщены с магистралями 70-72 с гидропреобразователями 5, 6 и гидро- муфтой 11, на которых установлены клапаны опорожнения 57, датчики 59. На магистрали 71 смонтирован клапан 58 отключения гидропреобразователя 6. В том случае, если в системе дополнительно предусмотрена откачивающая насосная установка 73, в средней части поворотного золотника 61 выполнен осевой канал 74 и сообщенные с ним радиальное сверление 75 и проточка 76. Осевой канал 74 с помощью гидромагистрали 77 связан с полостью всасывания откачььваьощей насосной установки 73 и через нее со сливом системы. Слева от паза 67в корпусе распределителя показан ка.11119025нал 78, который может быть вцполнеьдля сообщения с гидродинамическимустройством заднего хода (применительно к фиг. 4). Возможно применение распределителя-переключателя, вкотором золотник не поворотный, а споступательным перемещением. ВозможОбозначим; мых к валу 15 передачами 1 и 11; М - момент сопротивления, приведенный к валу 15ны и другие варианты схем гидросисте" йы, например с применением кулачкового валика, связанного с рычагом уп равления 65. К кулачкам прижаты пружинами золотники, каждый из которых в зависимости от положения кулачкового валика сообщает свое гидродинамическое устройство с нагнетающей насосной установкой или со сливомПри нейтральном положении коробки передач золотник 61 устанавливается рычагом 65 в положение, при котором вертикальный паз 67 золотника закрыт стенкой корпуса 60 (положение Л). При этом гидродинамические устройства 5, 6 и 11 освобождены от рабочей жидкости через клапаны 57 и через зазоры в уплотнениях, При наличии отка-д чивающей насосной установки гицродинамические устройства 5, 6 и 11 через гидромагистрали 70-72, каналы 69, проточку 76, сверление 75, осевой ка - нал 74 золотника и сливную магистраль 77 сообщены со всасывающей полостью откачивающей установки 73 и длее со сливом, Фиксация обеспечена Фиксатором 78.Для включения 1-ой передачи золот 35 ник 61 с помощью рычага 65 поворачивают по часовой стрелке, т.е. переводят в Фиксированное положение Б, при котором паз 6 сообщает нагнетающую насосную установку 54 с гидропреобра-, зователями 5 и 6, а гидромуфта 11 через клапан 57 или одно из сверлений 69 остается связанной со сливом. Происходит заполнение обоих гидропреобразователей 5 и 6 рабочей жидкостью клапаны 57 закрываются и начинается разгон вала 15 (фиг. 1) и транспортного средства до скорости, соответствующей равенству действующих моментов, Иначе говоря, при совместной ра-, боте двух параллельных передач наФустановившемся режиме движения транспортного средства имеет место равенствоЬ - угловая скорость элемента,кинематическое передаточное отношение преобразователя 5; 7 бб 1 %ь апередаточное отношение1-ой передачи (здесьчисло зубьев соответствующей шестерни);силовое передаточное отношение гидропреобразовате=.ля 5. Для других гидродинамическихустройств и других передач обозначения такие же, но с соответствующимииндексами,Ввиду кинематической связи междутурбинами преобразователей 5 и 6,а также между их насосными колесами,имеет место соотношение(2) где 1 Б, 6 кинематические о(ношениягидропреобразова"елей5 и 6;передаточные числа механических передач 1 и 11.отношение передаточныхчисел совместно работаюпн:.хпередач 1 и 11 1. -" 1 и-ь - 5) При расчетной величине момента М значение Ц должно быть бпизким к единице (.з = 0,95-1), Тода из (2) 1 = (0,95-1) 1/С. При д = 1 величина .-0,68-0, 1. ,Такт: об азом, при расчетной нагрузке гидродинамическое устройство 5 работает на наиболее экономичном режиме для гидромуФтц (5 = 0,95".1), и гидропреоб: - разователь 6 - также на наиболее эхсномичном режьте, но для гицропреобра. - зователя момента (. = О), Если оба гидродинамических устройства являют ся комплексными Гидротрансформатора ми, то зона их экономичной работы достаточно широка ( =- О, 5-1),.Это обеспечивает -,;аекти-, л .с пользование обоих . чдрбт 1 а,.;,ф, л атс.7 1111 ров при совместной работе в параллельных передачах и при изменении величины момента М в определенных пределах. Режим движения при совместной работе 1-й и ТТ-й параллельных5 передач является первым скоростным режимом. Наибольшая скорость транспортного средства на этом режиме определяется в основном передаточным числом Т-й механической передачи. При значительном снижении М ведомый вал 15 начнет разгоняться, э станет больше единицы, т.е, Ищ. станет больше, чем Ю . Тогда по сигналу от датчика 59 этого гидропреобразова"15 теля или по инициативе водителя происходит (автоматическое или ручное) переключение с первого на второй скоростной режим. При ручном переключении с помощью рычага 65 (фиг. 5) переводят золотник 61 в следующее фиксированное положение, обеспечивающее подачу рабочей жидкости в гидродинамические устройства 6 и 11, а также сообщение гидродинамического устрой ства 5 со сливом (или через клапан 5, или через соответствующее сверление 69, канал 74, магистраль 77 и откачивающую насосную установку). Поскольку гидропреобразователь.6 бып заполнен при работе на первом режиме, то при переключении на второй режим разрыва потока мощности не будет (одна параллельная передача с гидропреобразователем 6 будет продолжать работать при переходном процессе). После заполнения гидродинамического устройства 11 произойдет разгон вала 15 до скорости, соответствующей равенству моментов М и И,40 но ограьиченной в основном передаточным числом ТТ-й механической передачи. Если гидродинамическое устройство 11 является гидропреобразователем момента, то работа на втором режиме45 , аналогична работе на первом режиме (совместная работа ТТ и ТТТ параллельных передач с гидропреобразователями 6 и 11). Если гидродинамическое устройство 11, входящее в высшую ТТТ-ю параллельную передачу, является гидромуфтой, то для работы на втором и третьем скоростных режимах целесообразно использовать только по одному гидродинамическому устройству: гидропреобразователь 6 на втором режиме 55 (рабочая ТТ-я передача) и гидромуфта 11 на третьем режиме (работает ТТТ-я параллельная передача). В этом случае 902 8одновременная работа,на двух гидродинамических устройствах используетсятолько при работе на первом режимепереднего хода, т,е, в наиболее тяжелых условиях (при максимальных величинах момента Мс), а также на заднем ходу (фиг, 1), В принципе при работе на первом режиме целесообразныдва варианта двухпоточной работы:в Т-й параллельной передаче - гидромуфта, а во ТТ-й - гидропреобразователь момента; в Т-й и ТТ-параллель",ных передачах - гидропреобразователимоментаВыбор варианта зависит от требований к транспортному средству (нафиг, , показан второй иэ этих вариантов),Если все три гидродинамическихустройства - гидропреобразователимомента (фиг. 3), то совместная .работа двух преобразователей возможнакак на первом скоростном режиме (преобразователи 5 и 6), так и на втором (преобразователи 6 и 33), т.е,при больших и средних нагрузках.При малых нагрузках на транспортныхработах (третий режим) и на заднемходу используется один гидропреобразователь 33. Переход на третий режим(с второго) может осуществляться безразрыва потока мощности за счет срабатывания клапана 58, который отключает преобразователь 6 после заполнения преобразователя 33. Для трансмиссии (фиг. 4), где для заднего хода предусмотрена отдельная гицромуфта 43, в распределителе-переключателе имеются каналы для ее сообщения с обеими насосными установками и соответствующее фиксированное положение золотника (канал 78 на фиг. 5).Таким образом, на наиболее тяжелых режимах трансмиссия с предлагаемой системой управления работает как двухпоточная, что снижает нагрузки на узлы и детали. Возможность подбора параметров двух гидродинамических устройств позволяет в большей мере удовлетворить требованиям, вытекающим из типа и назначения транспортного средства, Передача мощности через два гидродинамических устройства .позволяет уменьшить их диаметр, а также диаметр шестерен, что благоприятно скажется на компоновке, габаритах трансмиссии и условиях ра 9 1111 боты деталей, Разгон с места посредством заполнения гидропреобраэователей 1-й и 11-й передач, а также безраэрывное переключение передач позволяет обеспечить высокую плавность переходных процессов, снижение динамических нагрузок. Для особо плавного трогания на первом режиме можно, медленно перемещая рычаг 65 из нейтрального положения в первое, заполнять по-.10 следовательно сначала один 5, а затем и второй 6 гидропреобразователи, Подача рабочей жидкости одновременно в два гидродинамических устройства обеспечивается тем, что пврина 15 вертикального паза 67 достаточна для того, чтобы охватить сразу два канала 69 корпуса золотника, При медленном перемещении рычага 65 паз 67 сначала подает рабочую жидкость в канал 69 гидропреобразователя 5 (фиг. 1) а затем начинает ее подавать и в соседний канал 69, т,е, к преобразователю 6.В случае необходимости дальнейшего расширения диапазона энергоемкости трансмиссии в предлагаемой системе управления может быть предусмотрено дополнительное положение рычага управления, при котором с нагнетающей насосной установкой сообщены через рас пределитель-переключатель одновремен" но три гидродинамических устройства, те трансмиссия становится на этом ржж е трехпоточнойЭкономический эффект от рименения предлагаемой системы достигается за счет повышения надежности трансмиссии,.1111902 Составитель В, Мамедовор А. Шандор Техред Ж,Кастелевнн рректор Л, Пилипенко я Филиал ППП "Патент". г, Ужгород,. ул. Прсектна 11 Тираж б 5 бНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 035 Москва, Ж, Раушс аз 6382Воми отк Подписноета СССРтийнаб д, 4/5