CS218695B1 - Hydromechanická převodovka - Google Patents

Abstract

Vynález se týká hydromechanických převodovek s rozvětveným tokem výkonu hydrodynamickou a/nebo mechanickou cestou a převážně pro motorová vozidla. Vynález řeší problém přesnosti činnosti razení třecí spojky. Podstata vynálezu spočívá v zařazení dvoupolohového ventilu do hydraulické větve ovládání třecí spojky a jeho vytvoření a propojení tak, aby ovládací kapalina prochá­ zela vždy přes výměník tepla. Vynálezu mů­ že být použito u jakýchkoliv hydromechanických převodovek obsahujících hydrodynamický měnič a třecí spojku, například u motorových vozidel, stavebních strojů atd.

Description

Vynález se týká hydromechanických převodovek s rozvětveným tokem výkonu hydrodynamickou a/nebo mechanickou cestou a převážně pro motorová vozidla. Vynález řeší problém přesnosti činnosti razení třecí spojky.

Podstata vynálezu spočívá v zařazení dvoupolohového ventilu do hydraulické větve ovládání třecí spojky a jeho vytvoření a propojení tak, aby ovládací kapalina procházela vždy přes výměník tepla. Vynálezu může být použito u jakýchkoliv hydromechanických převodovek obsahujících hydrodynamický měnič a třecí spojku, například u motorových vozidel, stavebních strojů atd.

218665

Vynález se týká hydromechanických převodovek dopravních prostředků.

Je známa hydromechanická převodovka, obsahující hydrodynamický měnič a třecí spojku umístěnou v jeho dutině a sloužící k blokování čerpadlového a turbinového kola hydrodynamického měniče nebo k připojení vstupního hřídele hydromechanická převodovky k mechanické převodovce, bez hydrodynamického měniče a řízenou tlakem v dutině hydrodynamického měniče, který se reguluje ventilem spojeným s podtlakem v sacím potrubí motoru.

U takové hydromechanické převodovky je následkem stálého vypouštění z hydrodynamického měniče tlak v jeho dutině dán odporem vypouštěcího potrubí, který se může měnit v širokých mezích (například v závislosti na tom, je-li zapnut nebo vypnut výměník tepla). Tímto způsobem nelze docílit přesné zapnutí třecí spojky v hydromechanickém převodu. Kromě toho, při zapnutí třecí spojky necirkuluje pracovní kapalina přes hydrodynamický měnič a chladicí systém hydromechanické převodovky, což se může nepříznivě projevit na jeho tepelném režimu.

Je také známa hydromechanická převodovka, obsahující hydrodynamický měnič, třecí spojku, setávající z třecího kotouče a pístu, oddělujícího dutinu kotouče od dutiny hydrodynamického měniče a hydraulický systém, mající zdroj tlaku kapaliny, hlavní potrubí, připojené ke zdroji tlakové kapaliny, ventil zapínání spojky, vytvářející s hlavním potrubím dutinu, ve které je umístěn třecí kotouč a redukční ventil, skládající se ze šoupátka s několika nákružky a tělesa, které obsahuje přepouštěcí otvor otevíraný šoupátkem. K tomuto otvoru je trvale připojena pracovní dutina hydrodynamického měniče.

Nevýhodou této hydromechanické převodovky je to, že chybí hydrodynamický měnič a vypínání a zapínání třecí spojky se mění v závislosti na mnoha faktorech: viskozitě pracovní kapaliny, výkonu olejového čerpadla, který je závislý na rychlosti otáčení hřídele motoru, opotřebení součástí olejového čerpadla a na pracovním režimu redukčního ventilu. Tímto způsobem není možno docílit stejné plynulosti zapínání třecí spojky v různých režimech činnosti hydromechanické převodovky.

Cílem předloženého vynálezu je zvýšení přesnosti činnosti hydromechanické převodovky. K tomu je hydraulický systém hydromechanické převodovky opatřen dvoupolohovým ventilem, řízeným ventilem zapínání třecí spojky, majícím šoupátko, které při rozpojené spojce propojuje dutinu hydrodynamického měniče s přepouštěcím otvorem redukčního ventilu, a při sepnuté spojce uzavírá výstup kapaliny z hydrodynamického měniče a propojuje jeho dutinu s hlavním potrubím.

S cílem zlepšení tepelného režimu může být hydromechanický pohon vybaven výměníkem tepla, který je při rozpojené spojce propojen uvedeným dvoupolohovým ventilem a výstupem z dutiny hydrodynamického měniče a při sepnuté spojce je propojen s přepouštěcím otvorem redukčního ventilu.

Na obr. 1 je uvedeno kinematické schéma třístupňové hydromechanické převodovky. Na obr. 2 a 3 je uvedeno schéma hydraulického systému hydromechanické převodovky při vypnuté a zapnuté třecí spojce.

Hydromechanická převodovka obsahuje (viz obr. 1) úplný hydrodynamický měnič, sestávající z čerpadlového kola 1, spojeného s hřídelem 2 motoru, turbinového kola 3 a reaktoru 4, spojeného se skříní převodovky přes volnoběžku 5. V převodovce jsou dva planetové převody. S prvním planetovým převodem je spojeno turbinové kolo 3 hydrodynamického měniče, s druhým planetovým převodem je spojena třecí spojka 6, umístěná ve skříni hydrodynamického měniče. Třecí spojka 6 je určena k zajištění převodu s rozvětveným výkonem (tj. přes hydrodynamický měnič a mechanickou cestou) nebo čistě mechanického převodu (přes třecí spojku). Unášeč 7 prvního planetového soukolí je spojen se skřní převodovky volnoběžkou a třecím prvkem 8 blokujícím v nutných případech tuto volnoběžku. Na unášeči 7 je uspořádán satelit 9 se dvěma ozubenými věnci, které jsou v záběru s centrálními koly 10 a 11. Centrální kolo 10 je spojeno s turbinovým kolem 3 a centrální kolo 11 s centrálním kolem 12 druhého planetového soukolí. Toto planetové soukolí sestává z unášeče 13, spojeného s výstupním hřídelem 14 převodovky. Na unášeči 13 jsou uloženy vzájemně v záběru dva satelity 15 a 16. Satelit 15 je v záběru s centrálním kolem 12 a satelit 16 je v záběru s centrálním kolem 17, nasazeným na hřídeli 18, který je spojen s hřídelem 2 motoru přes třecí spojku 6. Kromě toho je satelit 16 v záběru s korunovým kolem 20, spojitelným se skříní převodovky brzdou 21. V druhém planetovém soukolí je stejná spojka 22 k jeho blokování. Spojka 22 spojuje mezi sebou unášeč 13 a centrální kolo 12.

Hydraulický systém hydromechanické převodovky (viz obr. 2 a 3) obsahuje zdroj tlaku kapaliny 23, hlavní potrubí 24 připojené ke zdroji tlaku kapaliny a elektromagnetický ventil 25 vypínání třecí spojky 6 ovládající spojení hlavního potrubí 24 a dutinou 26, ve které je umístěn třecí kotouč 27 třecí spojky 6. Dutina 26 třecí spojky je oddělena od dutiny 28 hydrodynamického měniče pístem 29, který slouží k zapínání třecí spojky 6 tlakem vznikajícím v dutině 28. K regulaci tlaku pracovní kapaliny slouží redukční ventil 30 sestávájící ze šoupátka 31 a několika nákružků 32, 33 a a tělesa 35. Těleso 35 má otvor 38 pro přívod pracovní kapaliny z hlavního potrubí 24 k čelu pístu 32 šoupátka 31 pres škrticí trysku 37, otvor 38 pro přívod kapaliny do dutiny mezi nákružky 32 a 33, přepouštěcí otvor 39 otevíraný nákružkem 33 šoupátka 31 a otvor 40 propojující dutinu mezi nákružkem 33 většího průměru a nákružkem 34 menšího průměru s vedením 41, které spojuje dutinu 26 třecí spojky s elektromagnetickým ventilem 25 vypínání třecí spojky. Šoupátko 31 je zatíženo pružinou 42, umístěnou v dutině 43 spojenou přes škrticí trysku 44 s hlavním potrubím 24 a přes elektromagnetický ventil 45 a odpadem. Elektromagnetický ventil 45 slouží k regulaci tlaku v hlavním potrubí v závislosti na zatížení motoru a rychlosti automobilu vypouštěním určité části kapaliny z dutiny 43. Hydraulický systém je vybaven dvoupolohovým ventilem 46, řízeným elektromagnetickým ventilem 25 vypínání třecí spojky přívodem pracovní kapalíny pod tlakem z kanálu 41 kanálem 47 k čelu šoupátka 48. Šoupátko 48 má tři nákružky, pomocí kterých při rozpojené spojce 6 propojuje dutinu 28 hydrodynamického měniče přes kanál 50 a 49 s přepouštěcím otvorem 39 redukčního ventilu 30 (viz obr. 2). Při sepnuté třecí spojce 6 uzavírá šoupátko 48 (viz obr. 3) vstup kapaliny z hydrodynamického měniče kanálem 51 a propojuje jeho dutinu 28 přes kanál 52 a 50 přímo s hlavním potrubím 24. Ke zlepšení tepelného režimu je hydromechanická převodovka vybavena výměníkem tepla 53, který je při vypnuté třecí spojce 6 spojen s dvoupolohovým ventilem 46 přes kanály 51 a 54 a pří sepnuté třecí spojce 6 spojen s dvoupolohovým ventilem 46 s přepouštěcím otvorem 39 redukčního ventilu. K omezení hodnoty tlaku v dutině hydrodynamického měniče je na prvním převodovém stupni v převodovce pojistný ventil 55. Hydromechanická převodovka pracuje následujícím způsobem:

Při zařazeném prvním převodovém stupni (viz obr. 1) je třecí spojka 6 vypnuta a veškerý výkon z hřídele 2 motoru se předává na čerpadlové kolo 1 hydrodynamického měniče, z něho dále na turbinové kolo 3 a centrální kolo 10 prvního planetového soukolí. Unášeč 7 tohoto planetového soukolí je blokován volnoběžnou spojkou 19 nebo; brzdou 8 (v závislosti na režimu činnosti hydromechanická převodovky) a převodovka pracuje jako planetová. Výkon z centrálního kola 10 se přenáší přes satelit 9 na centrální kolo 12 a dále přes druhé planetové soukolí, které je blokováno sepnutou spojkou 22, na výstupní hřídel 14 převodovky. Přitom elektromagnetický ventil 25 (viz obr. 2) spojuje hlavní potrubí 24 s dutinou 26 před pístem 29 třecí spojky 6. Současně postupuje tlaková kapalina otvorem 40 do dutiny mezi nákružky 33 a 34 šoupátka 31, působí na nevyváženou plochu šoupátka a vyvolává zvýšení tlaku v hlavním potrubí 24 při zapnutí prvního převodového stupně. V závislosti na zatížení motoru a rychlosti automobilu se reguluje tlak v hlavním potrubí ventilem 45, který mění tlak v dutině 43 odpouštěním určitého množství kapaliny za jednotku času (tj. ventil pracuje v impulsním režimu). Jakmile v hlavním potrubí docílí tlak jmenovité hodnoty, otevírá se přepouštěcí otvor 39, kterým odchází přebytečné množství kapaliny kanálem 49 k šoupátku 48 dvoupolohového ventilu 46. Šoupátko 48 je v krajní pravé poloze (viz obr. 2), poněvadž kanál 47 je propojen přes otevřený elektromagnetický ventil 25 s hlavním potrubím 24. Kapalina postupuje do hydrodynamického měniče z přepouštěcího otvoru 39 kanálem 49 a 50. Následkem rozdílů tlaků v dutinách 28 a 26 je píst 29 třecí spojky v pravé krajní poloze a spojka 6 je vypnuta. Ohřátá pracovní kapalina z hydrodynamického měniče postupuje kanálem 51 a 54 do; výměníku tepla 59 a dále do vany hydromechanického pohonu.

Při zařazeném druhém stupni se vypne spojka 22 a sepne se třecí spojka 6. V tomto případě se přenáší výkon z hřídele 2 motoru dvěma cestami: hydraulickou — od čerpadlového: kola 1 hydraulického meniče k prvnímu planetovému soukolí a dále na centrální kolo 12 druhého planetového soukolí a — mechanickou cestou přes sepnutou třecí spojku 6 na centrální kolo 17 druhého planetového soukolí. Obě větve výkonu se spojují na druhém planetovém soukolí odkud postupují dále na výstupní hřídel 14 převodovky. Při zařazeném druhém stupni (viz obr. 3] se zapíná elektromagnetický ventil 25, který spojuje potrubí 40, 41 a 47 s odpadem. V hlavním potrubí 24 klesá tlak kapaliny, poněvadž na nevyváženou plochu nákružků 33 a 34 nepůsobí tlak. Šoupátko 48 se vlivem své pružiny přesunuje vlevo. Přitom je dutina 28 hydrodynamického měniče propojena přes kanály 50 a 52 s hlavním potrubím 24, což zabezpečuje stanovený tlak v této dutině a zároveň přesné spínání třecí spojky 6. Přitom je odpad hydrodynamického měniče uzavřen. Do výměníku tepla 59 bude kapalina postupovat z přepouštěcího otvoru 39 kanálem 49 a 54.

Při zařazeném třetím převodovém stupni se veškerý výkon přenáší jen mechanicky přes třecí spojku 6. První planetové soukolí je v tomto' případě v klidu a druhé je zablokováno spojkou 22.

Hydromechanická převodovka má při zařazeném třetím převodovém stupni převod rovný 1. Hydraulický systém při třetím převodovém stupni (viz obr. 3). Pouze ventil 45 pracuje v jiném impulsním režimu, stanoveném seřízením elektronického systému ovládací automatiky hydromechanické převodovky.

21G695

Je možné provedení šoupátka 31 redukčního ventilu 30 bez nákružku 34 a kanálu 40, přičemž stupňovitá regulace se zabezpečuje změnou režimu činnosti ventilu 4S, zabezpečující trvalou a stupňovitou regulaci tlaku v hlavním potrubí.

Výše uvedené technické řešení umožňuje docílit přesné a plynulé zapínání třecí spojky, poněvadž zapínací tlak této spojky se stanoví pouze tlakem v hlavním potrubí, který lze regulovat podle kroutícího momentu přenášeného spojkou. Technické řeŠení zabezpečuje připojení výměníku tepla ve všech režimech činnosti hydromechanické převodovky, jak při otevřeném odpadu z -hydrodynamického měniče, tak i při zavřeném. To zabezpečuje udržování tepelného režimu hydromechanické převodovky při všech stupních v optimální zóně. Kromě toho, při zařazeném prvním převodovém stupni, postupuje kapalina do· hydrodynamického měniče až po docílení jmenovitého tlaku v hlavním potrubí, což vylučuje poškození třecích spojek.

Claims (2)

1. předmEt

   1. Hydromechanická převodovka, obsahující hydrodynamický měnič momentu, třecí spojku sestávající z třecího kotouče a z pístu, oddělujícího dutinu, ve které je umístěn třecí kotouč spojky, od dutiny hydrodynamického měniče a hydraulický systém, obsahující zdroj tlaku kapaliny a hlavní potrubí připojené ke zdroji tlaku, ventilu vypínání spojky, spojující dutinu spojky s hlavním potrubím a redukční ventil, sestávající z odpruženého šoupátka s několika nákružky a tělesa, mající přepouštěcí otvor, ovládaný šoupátkem, vyznačená tím, že hydraulický systém je vybaven dvoupolohovým ventilem (46) se šoupátkem (48) s třemi nákružky, přičemž prostor před prvním nákružkem je přes elektromagnetický ventil (25) vypínání třecí spojky (6) spojitelný s hlavním potrubím (24), prostor mezi prvním a druhým nákružkem je propojen ynAlezu kanálem (50) s dutinou hydrodynamického měniče a kanálem (49) s přepouštěcím otvorem (39) a prostor mezi druhým a třetím nákružkem je propojen kanálem (54) s vanou hydromechanického pohonu a kanálem (51) s dutinou hydrodynamického měniče v pravé krajní poloze šoupátka a prostor mezi prvním a druhým nákružkem je propojen kanálem (50) s dutinou hydrodynamického měniče a kanálem (52) s hlavním potrubím (24) a prostor mezi druhým a třetím nákružkem je propojen kanálem (49) s přepouštěcím otvorem (39) a kanálem (54) s vanou hydromechanického pohonu v levé krajní poloze šoupátka (48).
2. 2. Hydromechanická převodovka podle bodu 1, vyznačená tím, že do kanálu (54) je mezi vanu hydromechanického pohonu a dvoupolohový ventil (46) vřazen výměník tepla (53).