RU2013124307A

RU2013124307A - Трансмиссия с гидравлическими межосевой и межколесными дифференциальными связями и автоматическим управлением режимами их блокировки для колесного автотранспортного средства повышенной проходимости

Info

Publication number: RU2013124307A
Application number: RU2013124307/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Владимирович Габай; Ольга Евгеньевна Габай
Original assignee: Евгений Владимирович Габай
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2014-12-10
Also published as: RU2551052C2

Abstract

1. Трансмиссия с гидравлическими межосевой и межколесными дифференциальными связями и системой автоматического управления режимами их блокировки для колесного АТС, предназначенного преимущественно для внедорожного движения, включающая КПП с датчиком включения задней передачи, раздаточную двухступенчатую коробку с передним и задним выходом и ведущие мосты портального типа с главными передачами, полуосями и колесными несоосными редукторами с входными цилиндрическими парами, ведущие шестерни которых соединены с полуосями и кинематически связаны с ведомой шестерней главной передачи соответствующего ведущего моста, и выходными однорядными планетарными механизмами, водила которых связаны со ступицами ведущих колес, с объемными обратимыми нерегулируемыми гидромашинами, встроенными в качестве силовых передаточных звеньев между ведомыми шестернями главных передач и ведущими колесами, и нагнетательные полости которых соединены между собой соответствующими соединительными магистралями, снабженными электроуправляемыми золотниками блокировки нагнетательных полостей гидромашин, двухпозиционными электроуправляемыми от датчика включения передачи заднего хода золотниками реверса, перепускными клапанами и блокирующими дросселями, а также с датчиками поворота управляемых колес, датчиками частоты вращения колес, датчиками положения тормозной педали и перемещения педали акселератора, электронным блоком управления, отличающаяся тем, что в целях повышения маневренности, проходимости, и экономичности АТС, снижения динамической нагруженности силовой передачи в условиях внедорожного движения, обеспеч�

Claims

1. Трансмиссия с гидравлическими межосевой и межколесными дифференциальными связями и системой автоматического управления режимами их блокировки для колесного АТС, предназначенного преимущественно для внедорожного движения, включающая КПП с датчиком включения задней передачи, раздаточную двухступенчатую коробку с передним и задним выходом и ведущие мосты портального типа с главными передачами, полуосями и колесными несоосными редукторами с входными цилиндрическими парами, ведущие шестерни которых соединены с полуосями и кинематически связаны с ведомой шестерней главной передачи соответствующего ведущего моста, и выходными однорядными планетарными механизмами, водила которых связаны со ступицами ведущих колес, с объемными обратимыми нерегулируемыми гидромашинами, встроенными в качестве силовых передаточных звеньев между ведомыми шестернями главных передач и ведущими колесами, и нагнетательные полости которых соединены между собой соответствующими соединительными магистралями, снабженными электроуправляемыми золотниками блокировки нагнетательных полостей гидромашин, двухпозиционными электроуправляемыми от датчика включения передачи заднего хода золотниками реверса, перепускными клапанами и блокирующими дросселями, а также с датчиками поворота управляемых колес, датчиками частоты вращения колес, датчиками положения тормозной педали и перемещения педали акселератора, электронным блоком управления, отличающаяся тем, что в целях повышения маневренности, проходимости, и экономичности АТС, снижения динамической нагруженности силовой передачи в условиях внедорожного движения, обеспечения необходимой маневренности и возможности запуска двигателя при буксировке АТС, полуоси каждого ведущего моста жестко связаны между собой и с ведомой шестерней главной передачи, ведомые шестерни входных цилиндрических пар колесных редукторов - с коронными шестернями упомянутых планетарных механизмов, а солнечные шестерни последних - с валами гидромашин, например, радиально-плунжерных, при этом корпуса последних жестко закреплены на корпусах соответствующих колесных редукторов, а всасывающие рабочие полости гидромашин каждого ведущего моста (в тяговом режиме) через упомянутые выше золотники реверса соединены между собой магистралью низкого давления, в которую включен блок автоматического гидравлического управления блокировкой межколесной дифференциальной связи (МКДС) при отрицательных крутящих моментах колес АТС, и снабжены системой подпитки, а нагнетательные магистрали (в тяговом режиме) гидромашин соединены с входами блока электрогидравлического управления режимами блокировки межколесной дифференциальной связи (МКДС) в тяговом режиме ведущего моста, включающим блокирующий дроссель с электроуправляемым ступенчатым изменением гидравлического сопротивления и электроуправляемый золотник полной блокировки, являющихся исполнительными механизмами системы автоматического управления режимами блокировки (МКДС) при повороте АТС, обеспечивающей использование в зависимости от углов поворота, разности частоты вращения и крутящих моментов передних управляемых колес либо одного из двух режимов самоблокировки, основного при большом гидравлическом сопротивлении блокирующего дросселя и дополнительного режима - при малом его гидравлическом сопротивлении, либо полной блокировки, а также с соответствующими входными торцевыми полостями гидроуправляемого трехпозиционного и снабженного центрирующими пружинами избирательного клапана с положительным перекрытием выходной полости относительно входных при его нейтральном положении, при этом выходные полости избирательных клапанов, соединенные с гидравлическими демпферами, и магистрали низкого давления гидравлических систем ведущих мостов снабжены соответствующими межосевыми гидравлическими связями, а передний и задний выходы раздаточной коробки жестко соединены между собой.

2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что гидравлические межосевые связи указанных в п.1 магистралей гидравлических систем ведущих мостов обеспечиваются для магистралей низкого давления посредством параллельного соединения выходов упомянутых в п.1 блоков автоматического гидравлического управления режимами блокировки МКДС ведущих мостов с общей межосевой магистралью низкого (в тяговом режиме ведущих мостов) давления, а для магистралей высокого давления - выходных полостей упомянутых в п.1 избирательных клапанов с общей межосевой магистралью высокого (в тяговом режиме ведущих мостов) давления, причем в независимости от количества ведущих мостов в трансмиссии выходная полость избирательного клапана заднего моста соединена с общей межосевой магистралью напрямую, а для остальных впереди расположенных ведущих мостов - через электроуправляемые гидравлические двухрежимные блокирующие механизмы межосевой дифференциальной связи (МОДС), содержащие последовательно соединенные дроссель с большим гидравлическим сопротивлением и двухпозиционный “постоянно открытый” электроуправляемый золотник, цепь питания управляющего соленоида которого содержит постоянно разомкнутые контакты ручной кнопки управления полной блокировкой трансмиссии.

3. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что система автоматического управления (САУ) режимами блокировки межколесных дифференциальных связей при повороте АТС содержит электронный вычислительный блок, в котором на основе измерения частоты вращения всех колес, углов поворота и давления рабочей жидкости в нагнетательных полостях гидромашин передних управляемых колес вычисляется заданная теоретическую скорость движения, текущие значения разности частоты вращения “забегающего” и “отстающего” колеса для передней и для задней оси, абсолютная величина расчетного угла поворота и разность крутящих моментов “отстающего” и “забегающего” передних управляемых колес, верхнее положительное для отключения дополнительного режима самоблокировки и нижнее отрицательное для включения режима полной блокировки пороговые значения разности частоты вращения передних управляемых колес, заданных в виде функций текущих значений расчетного угла поворота управляемых колес и теоретической скорости движения, а в электронном блоке управления САУ, снабженном соответствующими релейными и логическими звеньями, на основе сравнения текущих значений разности частоты вращения, крутящих моментов и расчетного угла поворота передних управляемых колес с их соответствующими вычисленными и заданными пороговыми значениями определяются положительные или отрицательные отклонения этих параметров в виде аналоговых сигналов, которые преобразуются в цифровые сигналы, и на основе которых с помощью логических операций формируются управляющие команды: u₁ для дополнительного режима и u₂ для полной блокировки (“1” - включено и “0” - выключено), которые после усиления поступают в упомянутые в п.1 исполнительные механизмы в виде сигналов U₁ и U₂, при этом включение и отключение трех указанных в п.1 режимов блокировки МКДС обеспечивается при соблюдении следующих условий: основной режим самоблокировки включен при U₂=0 и U₁=0; отключен при U₁=1 или U₂=1; дополнительный режим самоблокировки включен при U₂=0 и θ₁≤θ≤θ₁+δθ, отключен при θ=θ₀ или Δω_зо=Δω_max или Δω_зо=Δω_min; полная блокировка включена при Δω_зо=Δω_min, отключена при ΔМ_оз=ΔМ₀.

4. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что система подпитки содержит два гидронасоса, один из которых кинематически связан с коленчатым валом первичного двигателя АТС, а второй - с вторичным валом КПП, нагнетательные магистрали насосов с помощью выпускных обратных клапанов соединены с магистралью подпитки, и давление в которых ограничивается индивидуальными одинаково отрегулированными перепускными клапанами, при этом нагнетательная магистраль первого гидронасоса соединена с магистралью управления, по которой рабочая жидкость подводится к управляющей полости гидроуправляемого клапана разгрузки, установленного в нагнетательной магистрали второго гидронасоса и соединяющего нагнетательную и всасывающую магистраль второго гидронасоса, если управляющее давление достигает заданного уровня.

5. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что с целью снижения динамической нагруженности трансмиссии, прежде всего в режиме полной блокировки, упомянутые в п.1 гидравлический демпфер содержит последовательно соединенные дроссель и пневмогидроаккумулятор.

6. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что вышеупомянутый гидравлический блок автоматического управления блокировкой МКДС при отрицательных крутящих моментах колес АТС снабжен двумя входными каналами, соединенными магистралями низкого (для тягового режима колес) давления с соответствующими полостями правой и левой гидромашин, и выходным каналом, соединенным с межосевой магистралью низкого (для тягового режима колес) давления, и содержит “постоянно открытый” и “постоянно закрытый” гидроуправляемые двухпозиционные подпружиненные золотники с двумя входными и одной выходной полостями, при этом соответствующие полости соединены между собой и с входными каналами блока управления, торцевая полость “постоянно открытого” золотника с пружиной, отрегулированной на давление 0.1..0.15 от максимального значения, посредством двух впускных обратных клапана соединена с входными каналами блока управления, а торцевая полость “постоянно закрытого” золотника - с упомянутой в п.4 магистралью управления.

7. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что цепь питания соленоидов электроуправляемых золотников реверса переднего и заднего ведущих мостов содержит параллельную ветвь с постоянно разомкнутым реле, в управляющую обмотку которого включен датчик положения тормозной педали.

8. Трансмиссия по пп.1 и 3, отличающаяся тем, что вышеупомянутый электрогидравлический блок управления режимами блокировки МКДС каждого ведущего моста в тяговом режиме снабжен правым и левым входными каналами, соединенными с нагнетательными (для тягового режима ведущего моста) магистралями правой и левой гидромашин, содержит гидравлический блокирующий механизм, вход в который посредством двух впускных обратных клапанов, и выход из которого посредством двух выпускных обратных клапанов связаны с входными каналами, снабженный указанными в п.1 и последовательно соединенными двухпозиционным “постоянно открытым” электроуправляемым золотником полной блокировки, цепь питания управляющего соленоида которого содержит параллельно включенные постоянно разомкнутые контакты упомянутой в п.2 ручной кнопки управления и реле с управляющим сигналом U₂, и блокирующим дросселем, состоящим из двух секций с неодинаковым гидравлическим сопротивлением: постоянно включенной секции с малым гидравлическим сопротивлением и секции с большим гидравлическим сопротивлением, отключаемой посредством двухпозиционного, “постоянно закрытого”, электроуправляемого с помощью постоянно разомкнутого реле и сигнала U₁ золотника, соединяющего в выключенном положении вход и выход секции блокирующего дросселя с большим гидравлическим сопротивлением; а также двухпозиционный гидроуправляемый подпружиненный “постоянно закрытый” золотник, входная полость которого соединена с входом в гидравлический блокирующий механизм, выходная полость - с выходом последнего, а управляющая торцевая полость - с магистралью низкого (для тягового режима ведущего моста) давления.

9. Трансмиссия по п.3, отличающаяся тем, для включения САУ и определения “забегающих” и “отстающих” колес при повороте АТС электронный вычислительный блок снабжен релейным звеном с зоной нечувствительности Δθ, соответствующей диапазону изменения θ при движения с радиусами поворота не менее 120…150 м, на вход которого поступает вычисленное в этом блоке текущее значение θ расчетной величины угла поворота передних колес, при этом в случае |θ|<Δθ-S_θ=0 и САУ выключена, при θ≥Δθ-S_θ=1 и левые колеса - “отстающие”, а при θ≤-Δθ-S_θ=-1 и левые колеса - “забегающие”.

10. Трансмиссия по п.3, отличающаяся тем, что для обеспечения заданного условия θ₁≤θ≤θ₁+δθ включения дополнительного режима самоблокировки электронный блок управления снабжен двумя релейными звеньями с общим входным аналоговым сигналом Δθ₁ (отклонением угла поворота управляемых колес от верхнего порогового значения) и с выходными сигналами: S_Δθ1 и его инверсией - S_-Δθ1 причем последний имеет задержку δθ=0.5…1.0° относительно сигнала S_Δθ1.

11. Трансмиссия по п.8, отличающаяся тем, что коэффициент сопротивления постоянно включенной секции блокирующего дросселя, обеспечивающей дополнительный режим самоблокировки МКДС с “пологой” характеристикой (зависимость перепада давления от расхода рабочей жидкости) в 5…6 раз меньше суммарного коэффициента сопротивления двух секций (постоянно включенной и отключаемой) блокирующего дросселя, обеспечивающих основной режим самоблокировки МКДС с “крутой” характеристикой.