EA020999B1 - Способ гидростатического разделения потока мощности в коробке передач - Google Patents

Способ гидростатического разделения потока мощности в коробке передач Download PDF

Info

Publication number
EA020999B1
EA020999B1 EA201070939A EA201070939A EA020999B1 EA 020999 B1 EA020999 B1 EA 020999B1 EA 201070939 A EA201070939 A EA 201070939A EA 201070939 A EA201070939 A EA 201070939A EA 020999 B1 EA020999 B1 EA 020999B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
hydrostat
gearbox
rotation
speed
pump
Prior art date
Application number
EA201070939A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201070939A1 (ru
Inventor
Йозеф Хегльшпергер
Петер Дциуба
Маркус Либхерр
Йозеф Бауэр
Original Assignee
Мали Холдинг Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Мали Холдинг Аг filed Critical Мали Холдинг Аг
Publication of EA201070939A1 publication Critical patent/EA201070939A1/ru
Publication of EA020999B1 publication Critical patent/EA020999B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/433—Pump capacity control by fluid pressure control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0003—Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/423—Motor capacity control by fluid pressure control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/0866—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft
    • F16H2037/0873—Power split variators with distributing differentials, with the output of the CVT connected or connectable to the output shaft with switching, e.g. to change ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
    • F16H2037/088—Power split variators with summing differentials, with the input of the CVT connected or connectable to the input shaft
    • F16H2037/0886—Power split variators with summing differentials, with the input of the CVT connected or connectable to the input shaft with switching means, e.g. to change ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/10—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing at both ends of intermediate shafts
    • F16H2037/105—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing at both ends of intermediate shafts characterised by number of modes or ranges, e.g. for compound gearing
    • F16H2037/108—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing at both ends of intermediate shafts characterised by number of modes or ranges, e.g. for compound gearing with switching means to provide four or more variator modes or ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H39/00—Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution
    • F16H2039/005—Rotary fluid gearing using pumps and motors of the volumetric type, i.e. passing a predetermined volume of fluid per revolution comprising arrangements or layout to change the capacity of the motor or pump by moving the hydraulic chamber of the motor or pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0003—Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox
    • F16H61/0009—Hydraulic control units for transmission control, e.g. assembly of valve plates or valve units
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/19—Gearing
    • Y10T74/19149—Gearing with fluid drive

Abstract

Предложен способ гидростатического разделения потока мощности в коробке передач (10, 10'), в частности, для сельскохозяйственных и строительных транспортных средств, содержащей по меньшей мере два гидростата (H1, H2), соединенных гидравлически друг с другом, работающих по выбору как насос или как двигатель и выполненных с возможностью регулирования или соответственно поворота посредством средств (16, 20, 21; SK1-SK4) управления, механические средства (12, K1-K4; Z1-Z12) соединения гидростатов (H1, H2) с внутренним первичным валом (W1) и внутренним вторичным валом (W7), при этом для управления разделением потока мощности предусмотрено множество муфт (K1-K4), а для суммирования разделенных мощностей предусмотрена ступенчатая планетарная передача (12), причем оба гидростата (H1, H2) для управления гидравлической мощностью выполнены с возможностью поворота вокруг оси поворота соответственно по меньшей мере в диапазоне от -45 до 45°, отличающийся тем, что предусмотрены первая и вторая ступени скорости переднего хода, причем первая и вторая ступени скорости переднего хода разделены, каждая, на первый диапазон скоростей и последующий второй диапазон скоростей, причем на первой ступени скорости переднего хода первый гидростат (H1) соединяют с колесом (Z3) с внутренними зубьями ступенчатой планетарной передачи (12), а второй гидростат (Н2) соединяют с вторичным валом (W7), при этом на второй ступени второй гидростат (Н2) соединяют с солнечным колесом (Z1') ступенчатой планетарной передачи (12), причем первый гидростат (H1) при трогании с места работает как насос и сначала не повернут, в то время как работающий как двигатель второй гидростат (Н2) повернут полностью, при этом процесс трогания с места начинают с того, что первый гидростат (H1)

Description

Настоящее изобретение относится к области редукторостроения. Оно касается способа гидростатического разделения потока мощности в (бесступенчатой) коробке передач согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.
Такие коробки передач известны, например, из ΌΕ-Λ1-2633718.
Уровень техники
Коробки передач с разделением потока мощности, в частности, предназначенные для применения в транспортных средствах, используемых в сельском хозяйстве или строительстве, таких как, например, тракторы, давно известны. У таких коробок передач с разделением потока мощности прилагаемая к одному входному валу или, соответственно, первичному валу обычно отдаваемая двигателем внутреннего сгорания мощность разделяется на первый механический поток мощности с постоянным передаточным отношением и второй, позволяющий осуществлять бесступенчатое изменение передаточного отношения, поток мощности, а затем снова суммируется, будучи снимаемой с выходного вала или, соответственно, вторичного вала. Второй поток мощности чаще всего представляет собой гидростатический поток, в котором две гидростатические аксиально-поршневые машины (гидростата) с наклонной осью или наклонным диском, которые гидравлически соединены друг с другом, работают попеременно как насос или двигатель. При этом передаточное отношение может изменяться путем изменения угла поворота блока цилиндров или, соответственно, наклонного диска. Разделение мощности на два потока мощности и суммирование разделенных мощностей происходят обычно посредством планетарной передачи. Коробки передач с разделением потока мощности описанного рода известны в различном исполнении из ΌΕ-Ά1-2757300, ΌΕ-Ο2-2904572, ΌΕ-Ά1-2950619, ΌΕ-Ά1-3707382, ΌΕ-Ά1-3726080, ΌΕ-Ά1-3912369, ΌΕ-Ά1-3912386, ΌΕ-Ά1-4343401, ΌΕ-Ά1-4343402, ΕΡ-Β1-0249001 и ЕР-А2-1273828.
Для успешного применения на практике коробки передач с разделением потока мощности она должна отличаться следующими принципиальными свойствами:
иметь высокий коэффициент полезного действия во всем диапазоне скоростей. Это должно обеспечиваться, в частности, при высоких скоростях движения, которые имеют место в уличном движении в течение продолжительного периода времени;
иметь компактную конструкцию, чтобы она могла встраиваться в самые разные транспортные средства по возможности без конструктивных ограничений;
обеспечивать возможность передачи высоких мощностей;
иметь наиболее простую конструкцию, обеспечивающую ограничение потерь мощности и повышение функциональной надежности;
в полном объеме обеспечивать возможность электронного управления в отношении управления двигателем, а также предоставлять в распоряжение приемлемые программы аварийного режима при выходе из строя определенных элементов управления.
В уже названном ΌΕ-Ά1-4343402 была описана называемая коробкой передач §НЬ (бесступенчатая гидростатическая коробка передач с разделением потока мощности) коробка передач с разделением потока мощности, которая отличается двумя гидравлически соединенными однотипными гидростатами, имеющими конструкцию с наклонной осью, которые различным образом могут соединяться через пары муфт, или соответственно элементы К1/К2, или соответственно К3/К4 переключения с планетарной дифференциальной передачей. Известная коробка передач §НЬ применена и протестирована под типовым наименованием 8ΗΕ-Ζ в городских автобусах. Оба применяемых гидростата имеют диапазон поворота только от 0 до 25°. При этом для переднего хода имеются три ступени скорости или, соответственно, диапазона скорости: в первом диапазоне скорости в момент трогания с места гидравлическая доля передаваемой мощности составляет 100%, а затем с возрастанием скорости линейно стремится к нулю. Во втором диапазоне скорости она идет от нуля до максимума, составляющего примерно 27%, а затем снова возвращается к нулю. В третьем диапазоне скорости она проходит от нуля до максимального значения, составляющего 13% при наибольшей скорости переднего хода.
Гидростатический поток передаваемой мощности такой коробки передач включает в себя обычно две гидростатические аксиально-поршневые машины, которые находятся в гидравлическом соединении друг с другом и одна из которых соответственно работает как насос, а другая как двигатель. При этом в зависимости от ступени скорости обе машины могут меняться ролями.
Гидростатические аксиально-поршневые машины являются существенной составной частью коробки передач с гидростатическим разделением потока мощности и в значительной степени определяют свойства коробки передач, такие как, например, коэффициент полезного действия, типоразмер, степень сложности, покрываемый диапазон скоростей, вид и количество ступеней скорости и т.п. Примеры такого рода гидростатических аксиально-поршневых машин показаны в ΌΕ-Ά1-19833711 или ΌΕ-Α1-10044784 или в И8-Л1-2004/0173089. Принцип действия и теория гидростатических аксиальнопоршневых машин, а также оснащенной ими тракторной коробки передач с разделением потока мощности описаны в публикации ТУ Мюнхена от 2000 г., X. Борк и др., Моделирование, имитация и анализ бесступенчатой тракторной коробки передач с разделением потока мощности.
- 1 020999
У известных гидростатических коробок передач части коробки передач (гидростаты, муфты, валы, планетарные передачи, зубчатые колеса и пр.) встроены в специально предназначенный для коробки передач корпус, который состоит из множества сегментов корпуса. Теперь, если необходимо встроить такую коробку передач в соответствующее сельскохозяйственное или строительное транспортное средство, надо либо адаптировать по конструкции транспортное средство к уже предварительно изготовленной коробке передач, либо коробка передач должна быть адаптирована к особенностям уже имеющегося транспортного средства и при этом сконструирована заново. В обоих случаях возникают значительные дополнительные затраты, связанные со специальной адаптацией транспортного средства или всей коробки передач.
В уже названном печатном издании ΌΕ-Ά1-2633718 предлагалось построить простую гидростатическую коробку передач без разделения потоков мощности так, чтобы она образовывала единый конструктивный узел с крышкой корпуса коробки передач. В самом корпусе коробки передач установлены только доступные извне первичный и вторичный валы, которые через расположенные внутри зубчатые колеса входят в зацепление с соответствующими входами и выходами коробки передач, когда крышка с коробкой передач надевается на корпус коробки передач.
Таким образом, достигается, что корпус с первичным и вторичным валами может быть встроен в транспортное средство уже заранее, в то время как только позднее при надевании крышки с соответствующим узлом коробки передач можно решить, должна ли применяться механическая или гидростатическая коробка передач. Соответственно у уже готового транспортного средства возможна замена коробок передач простым способом.
Известная из ΌΕ-Ά1-2633718 схема коробки передач (конструктивный узел, состоящий из коробки передач и крышки) может использоваться для простого случая коробки передач без разделения потоков мощности, где нет необходимости ни в муфтах, ни в суммирующих звеньях и осуществляется перестановка только одного из гидростатов. Здесь достаточно расположить механизм перестановки гидростата внутри корпуса непосредственно на гидростате.
Для существенно более предпочтительной схемы бесступенчатой гидростатической коробки передач с разделением потока мощности, напротив, должны быть найдены пути для того, чтобы не только установить гораздо более затратное управление, но также расположить его соответствующим образом с точки зрения монтажа и технического обслуживания.
Раскрытие изобретения
Поэтому задачей изобретения является создать способ гидростатического разделения потока мощности в коробке передач, обеспечивающий преимущества, в частности, в отношении коэффициента полезного действия и диапазона частоты вращения.
Эта задача решается с помощью совокупности признаков п. 1 формулы изобретения.
Согласно изобретению в способе гидростатического разделения потока мощности в коробке передач, в частности, для сельскохозяйственных и строительных транспортных средств, содержащей по меньшей мере два гидростата, соединенных гидравлически друг с другом, работающих по выбору как насос или как двигатель и выполненных с возможностью регулирования или, соответственно, поворота посредством средств управления, механические средства соединения гидростатов с внутренним первичным валом и внутренним вторичным валом, при этом для управления разделением потока мощности предусмотрено множество муфт, а для суммирования разделенных мощностей предусмотрена ступенчатая планетарная передача, причем оба гидростата для управления гидравлической мощностью выполнены с возможностью поворота вокруг оси поворота соответственно по меньшей мере в диапазоне от -45 до 45°, отличающийся тем, что предусмотрены первая и вторая ступени скорости переднего хода, причем первая и вторая ступени скорости переднего хода разделены, каждая, на первый диапазон скоростей и последующий второй диапазон скоростей, причем на первой ступени скорости переднего хода первый гидростат соединяют с колесом с внутренними зубьями ступенчатой планетарной передачи, а второй гидростат соединяют с вторичным валом, при этом на второй ступени второй гидростат соединяют с солнечным колесом ступенчатой планетарной передачи, причем первый гидростат при трогании с места работает как насос и сначала не повернут, в то время как работающий как двигатель второй гидростат повернут полностью, при этом процесс трогания с места начинают с того, что первый гидростат постепенно поворачивают, пока он не будет полностью повернут в первую сторону, и первый диапазон скоростей первой ступени скорости не будет закончен, при этом во втором диапазоне скоростей, при полностью повернутом первом гидростате, второй гидростат постепенно возвращают из максимального угла поворота к углу поворота 0°, причем на второй ступени скорости первый гидростат работает как двигатель, а второй гидростат как насос, при этом гидростат, работающий как насос, в первом диапазоне скоростей постепенно поворачивают из угла поворота 0° на максимальный угол поворота в другую сторону, противоположную стороне его поворота на первой ступени, в то время как гидростат, работающий как двигатель, остается полностью повернутым в ту же сторону, что и на первой ступени, причем в последующем втором диапазоне скоростей первый гидростат поворачивают обратно в нулевое положение, в то время как второй гидростат остается повернутым на максимальный угол поворота.
- 2 020999
Краткое описание фигур
Ниже изобретение поясняется более подробно на примерах осуществления со ссылкой на чертежи, на которых показано:
фиг. 1 - в схематичном изображении принципиальная конструкция бесступенчатой гидравлической коробки передач с разделением потока мощности, включающей в себя всего четыре муфты, которая особенно подходит для осуществления изобретения;
фиг. 1а - в сравнимом с фиг. 1 изображении сравнимая бесступенчатая гидравлическая коробка передач с разделением потока мощности, включающая в себя только две муфты, которая особенно подходит для осуществления изобретения;
фиг. 2 - различные ступени скорости коробки передач с разделением потока мощности, показанной на фиг. 1, включая первую ступень скорости переднего хода (фиг. 2(а1)-2(а3)), вторую ступень скорости переднего хода (фиг. 2(Ъ1)-2(Ъ3)) и ступень скорости заднего хода (фиг. 2(с1)-2(с3)); соответствующие ступени скорости с такими же движениями поворота гидростатов Н1 и Н2 и такими же положениями муфт К1 и К2 относятся также к коробке передач, показанной на фиг. 1а;
фиг. 3 - угол поворота 3\У1. 2 обоих гидростатов и гидравлическая доля НЬ мощности в зависимости от скорости ν на двух ступенях скорости переднего хода для коробки передач, показанной на фиг. 1 и 2;
фиг. 4 - изображение в перспективе (если смотреть наискосок сверху) коробки передач по изображенному на фиг. 1 принципу согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения, при этом показана только крышка с расположенной под ней коробкой передач и расположенным над ней управлением;
фиг. 5 - изображение в перспективе (если смотреть наискосок сверху) коробки передач, показанной на фиг. 4;
фиг. 6 - вид снизу коробки передач, показанной на фиг. 4; фиг. 7 - вид сзади коробки передач, показанной на фиг. 4; фиг. 8 - вид спереди коробки передач, показанной на фиг. 4;
фиг. 9-11 - два вида сбоку нижней части корпуса, соответствующей коробке передач, показанной на фиг. 4;
фиг. 12 - вид сверху в нижнюю часть корпуса, показанную на фиг. 9-11;
фиг. 13 - коробка передач, показанная на фиг. 1, с дополнительными электродвигателями для гибридного привода или, соответственно, электроприводного вала отбора мощности;
фиг. 14 - коробка передач, показанная на фиг. 1, с установленным непосредственно на первичном валу дополнительным электродвигателем для гибридного привода.
Пути осуществления изобретения
На фиг. 1 показана в схематичном изображении принципиальная конструкция бесступенчатой гидравлической коробки передач с разделением потока мощности, которая особенно подходит для осуществления изобретения. Коробка 10 передач передает мощность двигателя 11 внутреннего сгорания, который на фиг. 1 символизируется установленным на коленчатом валу поршнем. Коробка 10 передач соединена входным валом (первичным валом) \У1 с двигателем 11 внутреннего сгорания. Она отдает передаваемую мощность через выходной вал (вторичный вал) ^7. Через коробку 10 передач проходит при необходимости вал отбора мощности ^8, который является непосредственным продолжением входного вала ЭД1.
Сердцевину коробки 10 передач образуют ступенчатая планетарная передача 12, включающая в себя большое солнечное колесо Ζ1 и малое солнечное колесо Ζ1', двойные планетарные колеса Ζ2, Ζ2', колесо Ζ3 с внутренними зубьями и соединенное с зубчатым колесом Ζ8 без возможности вращения планетарное водило 13, и две гидростатические аксиально-поршневые машины или гидростаты Н1 и Н2, вторичные валы \У6 или, соответственно, \У12 которых соответственно через пару муфт К3, К4 или, соответственно, К1, К2 могут различным образом соединяться с входным валом ^1, выходным валом \У7 и ступенчатой планетарной передачей 12. Гидростаты Н1 и Н2, которые попеременно работают как насос и двигатель, гидравлически через не изображенные напорные трубопроводы соединены друг с другом. Первый гидростат Н1 может быть соединен своим вторичным валом \У6 посредством муфты К3 через промежуточную передачу, состоящую из зубчатого колеса Ζ5 и соединенного без возможности вращения с колесом Ζ3 с внутренними зубьями зубчатого колеса Ζ4 с колесом Ζ3 с внутренними зубьями. Но также посредством муфты К4 через зубчатое колесо Ζ11, промежуточное колесо Ζ12 и установленное на входном валу \У1 без возможности вращения зубчатое колесо Ζ10 он может быть соединен с входным валом ^1.
Второй гидростат Н2 может быть соединен своим вторичным валом ^12, с одной стороны, посредством муфты К1 через полый вал \У11 и установленное на нем без возможности вращения зубчатое колесо Ζ9, которое находится в зацеплении с зубчатым колесом Ζ8, с планетарным водилом 13 и вместе с тем с выходным валом ^7. С другой стороны, посредством муфты К2 он может быть соединен через пару зубчатых колес Ζ7, Ζ6 и полый вал \У2 с меньшим солнечным колесом Ζ1' ступенчатой планетарной передачей 12.
- 3 020999
Мощность, развиваемая на входном валу ^1, в коробке 10 передач через ступенчатую планетарную передачу 12 разделяется на два потока мощности, а именно, механический поток мощности и гидравлический поток мощности, и позднее снова суммируется на выходном валу ^7. Механический поток мощности проходит от входного вала 1 через соединенное без возможности вращения с входным валом 1 большее солнечное колесо Ζ1, сдвоенные планетарные колеса Ζ2, планетарное водило 13 и зубчатое колесо Ζ8. Гидравлический поток мощности проходит через два гидравлически соединенных гидростата Н1 и Н2 и в зависимости от схемы включения муфт К1-К4 имеет различную форму. Как указано на фиг. 1, оба гидростата Н1 и Н2 могут быть соответственно повернуты на ±45°.
Схема включения муфт К1-К4 и положение поворота гидростатов Н1 и Н2 для различных рабочих состояний коробки 10 передач изображены на фиг. 2, при этом на фиг. 2(а1)-2(а3) показана первая ступень скорости переднего хода, на фиг. 2(Ь1-2(Ь3) вторая ступень скорости переднего хода, а на фиг. 2(с1)-2(с3) задний ход. При трогании с места (фиг. 2(а1)), как и на всей первой ступени скорости переднего хода, задействованы муфты К3 и К1 (на фиг. 2 отмечены короткими стрелками), так что первый гидростат Н1 соединен с колесом Ζ3 с внутренними зубьями ступенчатой планетарной передачи 12, а второй гидростат Н2 с планетарным водилом 1, или соответственно зубчатым колесом Ζ8, или соответственно выходным валом ^7. Первый гидростат Н1, который на первой ступени скорости переднего хода работает как насос, сначала не повернут (угол поворота 0°), в то время как работающий как двигатель второй гидростат Н2 повернут полностью (максимамальный угол поворота 45°). Благодаря нулевому положению первого гидростата Н1 нагнетания рабочей среды ко второму гидростату Н2 не происходит, и вместе с тем не происходит передачи гидравлической мощности. Процесс трогания с места начинается с того, что первый гидростат Н1 постепенно поворачивается, при этом увеличивается объем, нагнетаемый ко второму гидростату Н2, и второй гидростат начинает вращаться с высоким моментом вращения и возрастающей скоростью. Когда первый гидростат Н1 повернут полностью (фиг. 2(а2)), первая фаза первой ступени скорости закончена. На второй фазе при полностью повернутом первом гидростате Н1 второй гидростат Н2 постепенно возвращается от максимального угла поворота к углу поворота 0° (фиг. 2(а3)), при этом частота вращения при уменьшающемся моменте вращения постоянно продолжает повышаться. В конце первой ступени скорости второй гидростат Н2 больше не воспринимает момент вращения, и частота вращения первого гидростата Н1 приближается к нулю. Гидростатически передаваемая мощность приближается к нулю, вся мощность передается механически (это соответствует примерно 33% максимальной скорости движения на фиг. 3).
Для перехода от первой ступени скорости на вторую ступень скорости (фиг. 2(а3)-2(Ь1)) муфта К1 открывается, а муфта К2 закрывается. Так как второй гидростат Н2 при угле поворота 0° не воспринимает момент вращения, переключение происходит, по существу, без момента включения. Второй гидростат Н2 теперь соединен с меньшим солнечным колесом Ζ1' ступенчатой планетарной передачи 12. Благодаря повороту гидростатов Н1, Н2 направления потоков между гидростатами автоматически меняются на противоположные. На второй ступени скорости первый гидростат Н1 работает как двигатель, а второй гидростат Н2 как насос. Как и на первой ступени скорости, работающий как насос гидростат (теперь второй гидростат Н2) на первой фазе, начиная от угла поворота 0°, постепенно поворачивается в другую сторону на максимальный угол поворота (фиг. 2(Ь2)), в то время как работающий как двигатель гидростат (теперь первый гидростат Н1) остается полностью повернутым в ту же сторону. Затем на заключительной второй фазе (фиг. 2(Ь2), 2(Ь3)) первый гидростат Н1 поворачивается назад в нулевое положение. В конце второй ступени скорости гидравлически передаваемая мощность снова приближается к нулю; вся мощность передается через механический поток мощности.
Получающаяся для установленной в тракторе коробки передач с разделением потока мощности, показанной на фиг. 1-8, диаграмма углов 8\У1. 2 поворота двух гидростатов и процентной доли гидростатически передаваемой мощности НЬ в зависимости от скорости ν автомобиля, воспроизведена на фиг. 3. Благодаря применяемому в коробке передач 45°-гидростату весь диапазон скорости от 0 до конечной скорости может быть разделен только на две ступени скорости, при этом первая ступень скорости составляет от 0 примерно до 33%, а вторая ступень скорости от 33 до 100%. На первой ступени скорости доля гидростатически передаваемой мощности с начальных 100% линейно снижается до 0. На второй ступени скорости доля гидростатически передаваемой мощности повышается от 0 до максимума, равного приблизительно 30% примерно при 50% макс. скорости движения и затем снова опускается до 0%. Вследствие этого не происходит повторного снижения коэффициента полезного действия к концу второй ступени скорости. При этом для высоких скоростей движения, которые развиваются при езде по сельской местности в течение продолжительного периода времени, получается особенно хороший коэффициент полезного действия коробки передач, который приводит к значительному снижению эксплуатационных затрат.
При движении задним ходом (фиг. 2(с1)-2(с3)), исходя из ситуации, показанной на фиг. 2(а1)), происходит переключение с муфты К3 на муфту К4 (при конфигурации, работающей без муфт К3 и К4, показанной на фиг. 1а, происходит переключение на движение задним ходом с разделением потока мощности). Работающий как насос первый гидростат Н1 теперь приводится в движение непосредственно вход- 4 020999 ным валом XVI и, начиная от 0°, постепенно поворачивается в другую сторону. Полностью повернутый гидростат Н2 поворачивается назад (фиг. 2(с3)) и при этом снова воспринимает частоту вращения.
У конфигурации коробки передач, изображенной на фиг. 1а, отсутствуют муфты КЗ и К4 и соответствующие валы ν3, ν5 зубчатых колес Ζ10, Ζ11 и Ζ12. Ступени скорости этой работающей только с двумя муфтами К1 и К2 коробки 10' передач имеют такое же распределение, как показано на фиг. 2. Гидростаты Н1 и Н2 совершают то же самое движение поворота, а муфты К1 и К2 таким же образом переключаются между ступенями скорости.
У коробки передач изображенного на фиг. 1 или 1а рода в соответствии с изобретением встраивание в корпус, состоящий из крышки и нижней части корпуса, выполняется теперь так, что собственно коробка передач с гидростатами, валами, муфтами, зубчатыми колесами и ступенчатой планетарной передачей располагается на нижней стороне крышки и образует с крышкой один конструктивный узел, в то время как электрическое, электронное, механическое и гидравлическое управление расположено на верхней стороне крышки и также образует с крышкой один конструктивный узел. Благодаря этому обеспечивается компактная форма коробки передач, высокая гибкость адаптации нижней части корпуса к соответствующему транспортному средству и отличный доступ к управлению с его различными компонентами.
Выполненная по схеме коробки передач, показанной на фиг. 1, коробка передач с разделением потока мощности по одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения воспроизведена на фиг. 4-8 с различных углов зрения, при этом показана только крышка с расположенной под ней коробкой передач и расположенным над ней управлением. Соответствующая нижняя часть корпуса может, в зависимости от требования, иметь различную конфигурацию. Один из (не ограничивающих) примеров такой нижней части корпуса изображен на фиг. 9-12 с различных углов зрения.
Коробка 10 передач, показанная на фиг. 4-8, включает в себя в качестве несущей части, по существу, прямоугольную крышку 14, которая обрамлена расположенным в одной плоскости, снабженным отверстиями для привертывания к нижней части 31 корпуса, показанной на фиг. 9-12, окружным фланцем 15. На нижней стороне крышки 14 собственно в сердцевине 17 коробки передач по трем параллельным друг другу образующим равносторонний треугольник осям расположены и установлены схематично изображенные на фиг. 1 компоненты коробки передач (гидростаты, муфты, зубчатые колеса и валы). На одной оси находится первый гидростат Н1 с валами ν3, ν5 и ν6, зубчатыми колесами Ζ5 и Ζ11, а также муфтами К3 и К4. На второй оси находится второй гидростат Н2 с валами ν9, ν11 и ν12, зубчатыми колесами Ζ7 и Ζ9, а также муфтами К1 и К2. Третья, средняя ось включает в себя ν2, ν7 и ν10, ступенчатую планетарную передачу 12 и зубчатые колеса Ζ4, Ζ6, Ζ8 и Ζ10.
Для установки и фиксации сердцевины 17 коробки передач на нижней стороне крышки 14 важными компонентами являются ориентированное параллельно крышке 14 опорное днище 27, две отходящие вертикально от крышки 14 вниз боковые несущие стойки 26, 26' и две также отходящие вертикально от крышки 14 вниз опорные стенки 28, 28'. Опорное днище 27 ограничивает сердцевину 17 коробки передач с нижней стороны. Оно привернуто к несущим стойкам 26, 26' и опорным стенкам 28, 28'. В опорном днище 27 расположены нижние поворотные опоры 24, 25 для поворачивающегося соответственно вокруг вертикальной оси корпуса гидростатов Н1 и Н2. Верхние поворотные опоры невидимо размещены в самой крышке 14. Параллельные друг другу стоящие перпендикулярно к трем осям сердцевины 17 коробки передач опорные стенки 28, 28' служат для опирания расположенных на осях валов.
В частности, в передней опорной стенке 28 установлены отходящие от муфт К1/К2 и К3/К4 валы ν9 и ν3. Соответствующие подшипники выполнены соответственно в виде конструктивного узла с гидравлической системой 29 или, соответственно, 30 управления, которая соединена с управлением, расположенным на верхней стороне крышки, и через осевые отверстия внутри валов ν3 и ν9 приводит в действие муфты К1-К4. Необходимое для гидравлической системы управления давление масла создается гидравлическим насосом 22, который всасывает масло через направленный вниз всасывающий патрубок 23 из образующегося в ванне 32 нижней части 31 корпуса (фиг. 9-11) маслосборника и через встроенные в опорную стенку 28 каналы передает его управлению.
Из передней опорной стенки 28 по третьей, средней оси выступает снабженный мелкошлицевым профилем входной вал или, соответственно, внутренний первичный вал ν1, через который мощность двигателя посредством установленного в нижней части 31 корпуса внешнего первичного вала (40 на фиг. 12) передается в коробку передач (фиг. 5, 8). Через заднюю опорную стенку 28' обеспечивается доступ к также снабженному мелкошлицевым профилем внутреннему вторичному валу V?, через который мощность коробки передач посредством установленного в нижней части 31 корпуса внешнего вторичного вала (39 на фиг. 12) может отдаваться наружу. Оба внешних вала 39, 40 соосны третьей, средней оси сердцевины 17 коробки передач. Они соответственно соединены с находящейся вне нижней части 31 корпуса муфтой 34 или, соответственно, 35, с помощью которой коробка 10 передач может быть встроена в трансмиссию соответствующего транспортного средства.
На верхней стороне крышки 14 размещено необходимое для работы сердцевины 17 коробки передач управление коробки передач таким образом, что инициированное управлением 16 коробки передач вмешательство в коробку передач происходит непосредственно через крышку 14: одним из видов вме- 5 020999 шательства является управление гидростатами Н1 и Н2, которое, с одной стороны, требует поворота поворотного корпуса макс. на ±45°, а с другой стороны - влияет на гидравлическое соединение между двумя гидростатами. Для этого с верхней стороны крышки непосредственно под двумя гидростатами Н1 и Н2 предусмотрена гидравлическая система 20 управления в виде блоков управления. Каждому из двух гидростатов Н1 и Н2 соответствуют два противолежащих гидроприводных поршня §К1, §К2 или соответственно §К3, §К4, которые через находящийся в блоке 20 управления рычажный механизм поворачивают соответствующий гидростат Н2 или, соответственно, Н1. Гидравлическое управление поршнями 8К1-8К4 и гидравлическим соединением между гидростатами Н1, Н2 происходит с помощью вращающегося золотника в блоке 20 управления, который приводится в действие электрическим серводвигателем 21. Благодаря непосредственному соединению между блоком 20 управления и расположенными под ним гидростатами Н1, Н2 получается чрезвычайно компактная конструкция, которая обеспечивает возможность легкого доступа к отдельным компонентам управления сверху и одновременно допускает высокую степень адаптации нижней части 31 корпуса к условиям транспортного средства.
Компактная конструкция, хороший доступ и короткие пути получаются также при расположении электронной системы 18 управления в коробе непосредственно на крышке 14. Электронная система 18 управления выполняет аналитическую оценку физических измеренных величин коробки передач, а также команд управления двигателя и элементов обслуживания транспортного средства и выдает команды управления серводвигателю 21 и расположенным вокруг электронной системы 18 управления на крышке 14 гидравлическим клапанам, с помощью которых приводятся в действие муфты К1-К4. В электронной системе 18 управления размещены для этого необходимые микропроцессоры и силовые выходы. Также на крышке 14 находится закрываемое заливное отверстие 19 для масла, которое необходимо в коробке передач для осуществления задач гидравлики.
Изображенный на фиг. 4-8 компактный блок коробки передач, состоящий из крышки 14, сердцевины 17 коробки передач (под крышкой) и управления 16 коробки передач (над крышкой), содержит все, что необходимо для функционирования гидростатической коробки передач с разделением потока мощности. Соответственно нижняя часть 31 корпуса, как она воспроизведена на фиг. 9-12, выполняет только функции защиты сердцевины 17 коробки передач, емкости масла для коробки передач и передачи мощности в коробку передач и повторного отбора из коробки передач. Передача и отбор могут при этом, как показано в примере, изображенном на фиг. 9-12, происходить с помощью простых соосных валов 39, 40, которые установлены с возможностью вращения в нижней части 31 корпуса. Но могут быть также предусмотрены направляющая передача и/или преобразующая передача, которые изменяют положение и ориентацию осей. Таким образом, можно с одним и тем же блоком коробки передач реализовать множество решений привода в различных транспортных средствах, благодаря тому, что к транспортному средству адаптируется только нижняя часть 31 корпуса.
Для маслонепроницаемого соединения с крышкой 14 в нижней части 31 корпуса выполнен соответствующий фланец 36. Валы 39 и 40 установлены с возможностью вращения в торцевых стенках нижней части 31 корпуса посредством соответствующих подшипников 37, 38. В днище нижней части 31 корпуса выполнена проходящая в продольном направлении углубленная ванна 32, в которой может собираться стекающее гидравлическое масло и всасываться гидравлическим насосом 22 у сердцевины 17 коробки передач. В боковых стенках нижней части 31 корпуса могут быть расположены закрываемые посредством крышек входные отверстия 33, через которые при закрытой коробке передач можно получить доступ к внутренней области.
Коробка передач в соответствии с изобретением отличается в целом следующими свойствами и преимуществами:
ступенчатая планетарная передача действует в качестве коробки передач с разделением и суммированием потоков мощности и применяется в качестве оптимального решения для базовой конструкции;
гидростатический диапазон мощности реализуется в этой коробке передач с помощью технологии большого угла ±45° с большими преимуществами в отношении коэффициента полезного действия и диапазона частоты вращения;
итак, если взять механическую базовую конструкцию и скомбинировать ее с технологией большого угла, дополнить ее при необходимости смещением осей, валом отбора мощности и приводом на все колеса, то получится оптимальная схема коробки передач, которая может удовлетворить всем требованиям к транспортным средствам и обеспечивает возможность как варианта со смещением осей, так и с расположением по одной оси;
коробка передач имеет модульную конструкцию; в ней осуществляется гидростатическое разделение потоков мощности;
она включает в себя ступенчатую планетарную передачу с разделением потока и суммированием;
имеются 2 диапазона скорости переднего хода без прерывания тягового усилия;
применяются 2 гидростата с большим углом, имеющие угол поворота ±45°;
передача усилия происходит бесступенчато во всем рабочем диапазоне;
коробка передач имеет высокий коэффициент полезного действия без спадов;
- 6 020999 только при трогании с места необходима полная мощность гидростата; при трогании с места всегда имеется в распоряжении полное тяговое усилие; сцепление не требуется, эта функция уже имеется;
возможны скорости более 65 км/ч;
возможны более низкие скорости с уменьшенной частотой вращения двигателя;
исходная частота вращения составляет от 0 до 3000 об/мин с возможностью бесступенчатого регулирования без прерывания тягового усилия;
диапазон изменения крутящего момента от входа к выходу составляет примерно 7,8; управление осуществляется через исполнительный механизм;
электроника имеет модульную конструкцию;
даже при неисправности электрики или электроники возможно продолжение работы или движения в аварийном режиме.
Само собой разумеется, что коробки передач, имеющие конструкцию согласно фиг. 1 и/или фиг. 1а, могут успешно применяться не только в рамках настоящей компактной схемы крышки/корпуса, но и в других условиях или, соответственно, с другой конфигурацией корпуса.
В частности, бесступенчатое регулирование исходной частоты вращения без процессов переключения и без прерывания тягового усилия, которое показано в схеме коробки передач на фиг. 1, делает эту схему, независимо от конкретного исполнения и конфигурации монтажа коробки передач, особенно подходящей для гибридных приводов для автобусов, а также сельскохозяйственных и строительных транспортных средств, у которых попеременно осуществляется привод от двигателя внутреннего сгорания и/или от электродвигателя, и при полезном торможении через действующий в качестве генератора электродвигатель кинетическая энергия может рекуперироваться и накапливаться в батарее. Хотя из уровня техники уже известно (ΌΕ-Ά1-3842632) применение гидростатическо-механической коробки передач с разделением потока мощности в гибридном приводе, однако в этом известном решении из-за применения маховика и переключающего сцепления с нейтральным положением управление и регулирование является очень сложным и затратным.
Напротив, если гибридный привод осуществляется с бесступенчатой гидростатической коробкой передач с разделением потока мощности согласно фиг. 1, управление электрической части привода благодаря равномерному режиму работы коробки передач может быть значительно упрощено. Первый пример осуществления такого гибридного привода воспроизведен на фиг. 13 на сильно упрощенной схеме: действующий в качестве тягового двигателя первый электродвигатель Е1 через зубчатое колесо Ζ13 жестко соединен с зубчатым колесом Ζ11 и вместе с тем с входным валом ^1. Первый электродвигатель Е1 через первую электронную систему 41 управления от соответствующей батареи 42 снабжается необходимой электрической энергией. Первая электронная система 41 управления работает совместно с (не изображенным на фиг. 13) управлением двигателя и коробки передач. Первый электродвигатель Е1 может при этом в определенных случаях в одиночку приводить в движение транспортное средство (например, автобус в городском движении). Но он может также поддерживать двигатель 11 внутреннего сгорания. В частности, предпочтительно, если первый электродвигатель Е1 применяется в качестве электродинамического замедлителя или если электродвигатель Е1, в частности в рамках полезного торможения, работает как генератор и подает энергию обратно в батарею 42 (см. двойные стрелки между первой электронной системой 41 управления и первым электродвигателем Е1, а также батареей 42). Благодаря соответствующему управлению коробки 10 передач электродвигатель/генератор Е1 может при этом всегда эксплуатироваться в оптимальном диапазоне. В качестве батареи 42 предпочтительно применяется литиево-ионная батарея, в которой высокая емкость комбинируется с большой мощностью.
С гибридным приводом с помощью батареи 42 и первого электродвигателя Е1 обеспечивается возможность приводить в действие и управлять валом \У8 отбора мощности, показанным на фиг. 13, с помощью второго электродвигателя Е2 независимо от прочих условий эксплуатации привода транспортного средства. Для этого предусмотрена вторая электронная система 43 управления между батареей 42 и вторым электродвигателем Е2. Вторая электронная система 43 управления может работать, по существу, независимо от управления двигателя и коробки передач, но должна учитывать, по меньшей мере, моментальную нагрузку и состояние заряда батареи 42.
При присоединении первого электродвигателя Е1 через зубчатую передачу Ζ11, Ζ12, Ζ13 к входному валу \У1 тип электродвигателя Е1 может выбираться, по существу, свободно, потому что электродвигатель Е1, например, может быть расположен на коробке передач сбоку, где конструктивная длина играет только второстепенную роль.
Но возможно также, согласно показанному на фиг. 14 примеру осуществления, расположение ротора электродвигателя ЕЗ непосредственно на входном валу 1 без возможности вращения. Для этого особенно подходит с точки зрения компактности так называемая дискообразная машина для получения переменного тока, которая, например, описана в печатном издании ΌΕ-Ά1-102006019837. Она может наряду с функцией приводного двигателя одновременно выполнять функции пускового устройства и осветительного генератора, а также замедлителя и компактно прифланцовываться непосредственно к коробке передач. Благодаря бесступенчатой коробке передач с разделением потока мощности получается, по
- 7 020999 сравнению с и так уже экономящим энергию обычным гибридным приводом, значительная дополнительная экономия энергии. При применении дискообразной машины для получения переменного тока в качестве электродвигателя/генератора с большим преимуществом реализуется особенно компактная и эффективная трансмиссия.
Спецификация позиций:
10, 10' - коробка передач (бесступенчатая, гидростатическая, с разделением потока мощности);
- двигатель внутреннего сгорания;
- ступенчатая планетарная передача;
- водило (ступенчатая планетарная передача);
- крышка;
- фланец (крышка);
- средство управления коробки передач;
- сердцевина коробки передач;
- электронная система управления;
- заливное отверстие;
- гидравлическая система управления;
- серводвигатель;
- гидравлический насос;
- всасывающий патрубок;
24, 25 - поворотные опоры;
26, 26' - несущие стойки;
- опорное днище;
28, 28' - опорная стенка;
29, 30 - гидравлическая система управления (муфты);
- нижняя часть корпуса;
- ванна;
- входное отверстие;
34, 35 - муфта;
- фланец (нижняя часть корпуса);
37, 38 - подшипники;
- вторичный вал (внешний);
- первичный вал (внешний);
41, 43 - электронная система управления;
- батарея (например, литиево-ионная);
Е1, Е2, Е3 - электродвигатель;
НЕ - гидростатическая доля мощности (в %);
Н1, Н2 - гидростаты;
К1-К4 - муфта;
8К1-8К4 - поршень; δ\ν - угол поворота (в %); ν - скорость; ν1-ν12 - вал;
Ζ1-Ζ13 - зубчатое колесо.

Claims (2)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ гидростатического разделения потока мощности в коробке передач (10, 10'), в частности, для сельскохозяйственных и строительных транспортных средств, содержащей по меньшей мере два гидростата (Н1, Н2), соединенных гидравлически друг с другом, работающих по выбору как насос или как двигатель и выполненных с возможностью регулирования или соответственно поворота посредством средств (16, 20, 21; 8К1-8К4) управления, механические средства (12, К1-К4; Ζ1-Ζ12) соединения гидростатов (Н1, Н2) с внутренним первичным валом (ν1) и внутренним вторичным валом (ν7), при этом для управления разделением потока мощности предусмотрено множество муфт (К1-К4), а для суммирования разделенных мощностей предусмотрена ступенчатая планетарная передача (12), причем оба гидростата (Н1, Н2) для управления гидравлической мощностью выполнены с возможностью поворота вокруг оси поворота соответственно по меньшей мере в диапазоне от -45 до 45°, отличающийся тем, что предусмотрены первая и вторая ступени скорости переднего хода, причем первая и вторая ступени скорости переднего хода разделены, каждая, на первый диапазон скоростей и последующий второй диапазон скоростей, причем на первой ступени скорости переднего хода первый гидростат (Н1) соединяют с колесом (Ζ3) с внутренними зубьями ступенчатой планетарной передачи (12), а второй гидростат (Н2) соединяют с вторичным валом (ν7), при этом на второй ступени второй гидростат (Н2) соединяют с солнечным колесом (Ζ1') ступенчатой планетарной передачи (12), причем первый гидростат (Н1) при трогании с места рабо- 8 020999 тает как насос и сначала не повернут, в то время как работающий как двигатель второй гидростат (Н2) повернут полностью, при этом процесс трогания с места начинают с того, что первый гидростат (Н1) постепенно поворачивают, пока он не будет полностью повернут в первую сторону и первый диапазон скоростей первой ступени скорости не будет закончен, при этом во втором диапазоне скоростей при полностью повернутом первом гидростате (Н1) второй гидростат (Н2) постепенно возвращают из максимального угла поворота к углу поворота 0°, причем на второй ступени скорости первый гидростат (Н1) работает как двигатель, а второй гидростат (Н1) - как насос, при этом гидростат (Н2), работающий как насос, в первом диапазоне скоростей постепенно поворачивают из угла поворота 0° на максимальный угол поворота в другую сторону, противоположную стороне его поворота на первой ступени, в то время как гидростат (Н1), работающий как двигатель, остается полностью повернутым в ту же сторону, что и на первой ступени, причем в последующем втором диапазоне скоростей первый гидростат (Н1) поворачивают обратно в нулевое положение, в то время как второй гидростат (Н2) остается повернутым на максимальный угол поворота.
  2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, начиная с конфигурации в начале первой ступени переднего хода, при заднем ходе первый гидростат (Н1) работает как насос, причем его приводят в действие непосредственно первичным валом (^1) и постепенно поворачивают из 0° во вторую сторону, противоположную указанной первой стороне первой ступени, при этом полностью повернутый второй гидростат (Н2) поворачивают обратно в нулевое положение, и тем самым он далее воспринимает частоту вращения.
EA201070939A 2008-02-08 2009-01-21 Способ гидростатического разделения потока мощности в коробке передач EA020999B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008008236A DE102008008236A1 (de) 2008-02-08 2008-02-08 Hydrostatisch leistungsverzweigtes Getriebe
PCT/CH2009/000024 WO2009097701A2 (de) 2008-02-08 2009-01-21 Hydrostatisch leistungsverzweigtes getriebe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201070939A1 EA201070939A1 (ru) 2011-02-28
EA020999B1 true EA020999B1 (ru) 2015-03-31

Family

ID=40627280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201070939A EA020999B1 (ru) 2008-02-08 2009-01-21 Способ гидростатического разделения потока мощности в коробке передач

Country Status (12)

Country Link
US (1) US8915812B2 (ru)
EP (1) EP2240707A2 (ru)
JP (1) JP5339306B2 (ru)
KR (1) KR20110015508A (ru)
CN (1) CN101939568A (ru)
AU (1) AU2009212076A1 (ru)
BR (1) BRPI0908821A2 (ru)
CA (1) CA2711967A1 (ru)
DE (1) DE102008008236A1 (ru)
EA (1) EA020999B1 (ru)
MX (1) MX2010008704A (ru)
WO (1) WO2009097701A2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2674644C1 (ru) * 2018-03-14 2018-12-11 Акционерное общество "Брянский автомобильный завод" Коробка отбора мощности
RU2676254C1 (ru) * 2017-11-14 2018-12-26 Общество с ограниченной ответственностью "Трактор" Гидрообъемный привод передних колес трактора

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8739905B1 (en) 2009-08-10 2014-06-03 Hydro-Gear Limited Partnership Drive assembly
CH701820B1 (de) 2009-09-10 2013-07-31 Mali Holding Ag Axialkolbenmaschine sowie Verfahren zum Herstellen einer solchen Axialkolbenmaschine.
US8484963B2 (en) * 2010-06-08 2013-07-16 GXi Holdings, LLC Hydrostatic transmission by-pass mechanism
WO2012006492A1 (en) * 2010-07-08 2012-01-12 Parker-Hannifin Corporation Hydraulic power split engine with enhanced torque assist
IT1402891B1 (it) * 2010-11-23 2013-09-27 Dana Italia Spa Gruppo trasmissione perfezionato per veicoli e veicolo dotato di tale gruppo trasmissione
DE102010053012A1 (de) * 2010-12-02 2012-06-06 Claas Industrietechnik Gmbh Hydromechanisches Getriebe
DE102011018861A1 (de) * 2011-04-28 2012-10-31 Magna Powertrain Ag & Co. Kg Antriebseinheit für ein Hybridfahrzeug
US9221336B1 (en) 2011-11-14 2015-12-29 Hydro-Gear Limited Partnership Integral power distribution assembly for engine
FR3005607B1 (fr) * 2013-05-16 2016-11-18 Technoboost Transmission pour vehicule hybride hydraulique, comportant un train planetaire relie a une pompe par un reducteur de vitesse
US9103425B2 (en) * 2013-08-26 2015-08-11 Caterpillar Inc. Cost configurable hystat drive system
CN104165219B (zh) * 2014-08-05 2016-05-25 何嘉俊 静液压无级变速器
CN104235330B (zh) * 2014-09-01 2017-05-03 重庆长安汽车股份有限公司 汽车双离合变速器的液压机构罩盖
FR3027852B1 (fr) * 2014-11-04 2016-12-09 Technoboost Transmission mecanique de vehicule automobile avec machine hydraulique
RU2653606C2 (ru) * 2016-04-05 2018-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) Привод резервированный самостопорящийся
US10190662B2 (en) * 2016-07-19 2019-01-29 Deere & Company Variator for work vehicle drivetrain
US10125848B2 (en) * 2016-07-19 2018-11-13 Deere & Company Variator for work vehicle drivetrain
JP7213683B2 (ja) * 2018-12-27 2023-01-27 株式会社クボタ 作業車
US11628942B2 (en) 2019-03-01 2023-04-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Torque ripple control for an aircraft power train
US11732639B2 (en) 2019-03-01 2023-08-22 Pratt & Whitney Canada Corp. Mechanical disconnects for parallel power lanes in hybrid electric propulsion systems
EP3931091A4 (en) 2019-03-01 2023-01-11 Pratt & Whitney Canada Corp. DISTRIBUTED PROPULSION CONFIGURATIONS FOR AIRCRAFT WITH MIXED PROPULSION SYSTEMS
DE102019203238A1 (de) 2019-03-11 2020-09-17 Zf Friedrichshafen Ag Hydrauliksteuergerät für ein Getriebe
US11535392B2 (en) 2019-03-18 2022-12-27 Pratt & Whitney Canada Corp. Architectures for hybrid-electric propulsion
JP7307937B2 (ja) * 2019-06-11 2023-07-13 株式会社 神崎高級工機製作所 Ｈｓｔ及び変速装置
US11926209B2 (en) * 2020-02-19 2024-03-12 Deere & Company Electric power take off
US11486472B2 (en) 2020-04-16 2022-11-01 United Technologies Advanced Projects Inc. Gear sytems with variable speed drive
DE102021130507A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Claas Industrietechnik Gmbh Hydromechanisches Getriebe sowie landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einem solchen Getriebe
DE102021130502A1 (de) 2021-11-22 2023-05-25 Claas Industrietechnik Gmbh Hydromechanisches Getriebe sowie landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einem solchen Getriebe
EP4249769A1 (de) 2022-03-22 2023-09-27 Fuss Spezialfahrzeugbau GmbH Leistungsverzweigtes getriebe für ein kraftfahrzeug mit einer niedrigen blindleistung und einem breiten geschwindigkeitsbereich

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2956407A (en) * 1956-10-09 1960-10-18 Daimler Benz Ag Hydrostatic transmission
GB1129534A (en) * 1965-07-15 1968-10-09 Lucas Industries Ltd Hydraulic transmission systems
DE3501608A1 (de) * 1985-01-18 1986-07-24 Jenbacher Werke Vertriebsgesel Fahrzeug, insbesondere nutzlastfahrzeug mit diesel-hydraulischem antriebsstrang
JPS62224770A (ja) * 1986-03-24 1987-10-02 Honda Motor Co Ltd 静油圧式無段変速機の変速制御装置
US5094077A (en) * 1989-07-12 1992-03-10 Kanzaki Kokyukoki, Mfg., Co., Ltd. Hydrostatic transmission with interconnected swash plate neutral valve and brake unit
US5492189A (en) * 1992-01-16 1996-02-20 Avl Gesellschaft fur Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik m.b.H. Prof. Dr. Dr.h.c. Hans List Hybrid drive system
DE10129488A1 (de) * 2001-06-21 2003-01-02 Voith Turbo Kg Antriebssystem für einen Generator, insbesondere Generatorantrieb
JP2005009381A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd ハイブリッド式建設機械
WO2006042434A1 (de) * 2004-10-20 2006-04-27 Markus Liebherr International Ag Leistungsverzweigungsgetriebe sowie verfahren zum betrieb eines solchen getriebes

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2633718A1 (de) 1976-07-27 1978-02-02 Linde Ag Hydrostatisches getriebe
DE2757300C2 (de) 1977-12-22 1982-08-12 Zahnradfabrik Friedrichshafen Ag, 7990 Friedrichshafen Leistungsverzweigtes hydrostatisch-mechanisches Verbundgetriebe
DE2904572C2 (de) 1979-02-07 1984-04-05 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe
DE2950619A1 (de) 1979-12-15 1981-06-19 M.A.N. Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg AG, 8000 München Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem planetendifferentialgetriebe
JPS6272955A (ja) * 1985-09-20 1987-04-03 Honda Motor Co Ltd 車両用油圧式変速機
DE3619640A1 (de) 1986-06-11 1987-12-17 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Instationaer betriebenes nutzfahrzeug mit ueber eine arbeitshydraulik betaetigbaren nutzeinrichtungen
DE3707382A1 (de) 1987-03-07 1988-09-15 Fendt & Co Xaver Hydrostatisch-mechanischer radantrieb
DE3726080A1 (de) 1987-08-06 1989-02-16 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Hydromechanisches leistungsverzweigungsgetriebe fuer ein fahrzeug
DE3912369C2 (de) 1989-04-14 1996-02-22 Man Nutzfahrzeuge Ag Stufenloses hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe
DE3912386C2 (de) 1989-04-14 1993-10-28 Man Nutzfahrzeuge Ag Stufenlos hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe
DE4343402A1 (de) 1993-12-18 1994-04-28 Voith Gmbh J M Stufenloses hydrostatisches Leistungsverzweigungsgetriebe
DE4343401C2 (de) 1993-12-18 1995-06-01 Voith Gmbh J M Stufenloses hydrostatisches Leistungsverzweigungsgetriebe
DE19833711A1 (de) 1998-07-27 2000-02-10 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Hydrostatische Axialkolbenmaschine mit einer Nachführvorrichtung für eine Zwischenscheibe
DE10044784B4 (de) 2000-09-11 2006-03-23 Sauer-Danfoss (Neumünster) GmbH & Co OHG Schrägachsenverstelleinheit
DE10108368C1 (de) * 2001-02-21 2002-11-07 Walterscheid Gmbh Gkn Antriebsanordnung für allradgetriebene Fahrzeuge
GB2377260B (en) 2001-07-03 2005-09-21 Agco Gmbh & Co Torque split power transmission
US7014429B2 (en) 2003-03-06 2006-03-21 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The U.S. Environmental Protection Agency High-efficiency, large angle, variable displacement hydraulic pump/motor
JP4591953B2 (ja) * 2004-10-07 2010-12-01 ヤンマー株式会社 作業車両
JP2007327532A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Toyota Motor Corp 変速機
US20080103006A1 (en) * 2006-10-30 2008-05-01 Sauer-Danfoss Inc. Hydromechanical transmission with input summer

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2956407A (en) * 1956-10-09 1960-10-18 Daimler Benz Ag Hydrostatic transmission
GB1129534A (en) * 1965-07-15 1968-10-09 Lucas Industries Ltd Hydraulic transmission systems
DE3501608A1 (de) * 1985-01-18 1986-07-24 Jenbacher Werke Vertriebsgesel Fahrzeug, insbesondere nutzlastfahrzeug mit diesel-hydraulischem antriebsstrang
JPS62224770A (ja) * 1986-03-24 1987-10-02 Honda Motor Co Ltd 静油圧式無段変速機の変速制御装置
US5094077A (en) * 1989-07-12 1992-03-10 Kanzaki Kokyukoki, Mfg., Co., Ltd. Hydrostatic transmission with interconnected swash plate neutral valve and brake unit
US5492189A (en) * 1992-01-16 1996-02-20 Avl Gesellschaft fur Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik m.b.H. Prof. Dr. Dr.h.c. Hans List Hybrid drive system
DE10129488A1 (de) * 2001-06-21 2003-01-02 Voith Turbo Kg Antriebssystem für einen Generator, insbesondere Generatorantrieb
JP2005009381A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Hitachi Constr Mach Co Ltd ハイブリッド式建設機械
WO2006042434A1 (de) * 2004-10-20 2006-04-27 Markus Liebherr International Ag Leistungsverzweigungsgetriebe sowie verfahren zum betrieb eines solchen getriebes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676254C1 (ru) * 2017-11-14 2018-12-26 Общество с ограниченной ответственностью "Трактор" Гидрообъемный привод передних колес трактора
RU2674644C1 (ru) * 2018-03-14 2018-12-11 Акционерное общество "Брянский автомобильный завод" Коробка отбора мощности

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009097701A3 (de) 2009-11-26
CN101939568A (zh) 2011-01-05
US20120270690A1 (en) 2012-10-25
JP5339306B2 (ja) 2013-11-13
US8915812B2 (en) 2014-12-23
DE102008008236A1 (de) 2009-08-13
JP2011514272A (ja) 2011-05-06
EP2240707A2 (de) 2010-10-20
AU2009212076A1 (en) 2009-08-13
MX2010008704A (es) 2010-08-31
BRPI0908821A2 (pt) 2015-07-28
EA201070939A1 (ru) 2011-02-28
WO2009097701A4 (de) 2010-01-14
CA2711967A1 (en) 2009-08-13
KR20110015508A (ko) 2011-02-16
WO2009097701A2 (de) 2009-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA020999B1 (ru) Способ гидростатического разделения потока мощности в коробке передач
CN1330511C (zh) 专用汽车底盘
CN103407449A (zh) 一种液压辅助驱动与制动系统及其控制方法
JP2013056629A (ja) 作業車両のハイブリッド駆動システム
EP1522491A2 (en) Boat propulsion system
WO1999036285A9 (en) Multispeed powershift transmission
CN103867686A (zh) 车辆的行驶驱动装置的功率分流变速器
EP2954226B1 (en) Hydrostatic and direct drive transmission
CN110282543A (zh) 一种新型起重机底盘结构
CN103660928A (zh) 自主热交换并联闭式叉车静压驱动系统
CN105189176A (zh) 流体静力和直接驱动传动装置
CN203439027U (zh) 一种液压辅助驱动与制动系统
CN101863433B (zh) 双静压马达驱动的全液压传动叉车
CN201426267Y (zh) 大型联合收割机静液压驱动底盘装置
CN105564227B (zh) 夹心式机械液压复合传动箱、道路养护车动力控制方法
JP2011512493A (ja) 連続可変静液圧式分岐トランスミッションのための調節ユニット
CN107269796A (zh) 动力分解传动装置
CN203537892U (zh) 玉米联合收割机行走无级变速装置
US8915813B2 (en) Continuously variable hydrostatic transmission having torque division
CN201882864U (zh) 双静压马达驱动的全液压传动叉车
CN108099582A (zh) 混合动力无级变速系统
CN208035938U (zh) 混合动力无级变速系统
CN117553108B (zh) 农用机械变速箱及农用机械
CN203142373U (zh) 一种浮定子电机及混合动力驱动系统和混合动力拖拉机
CN117553108A (zh) 农用机械变速箱及农用机械

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU