RU2043552C1

RU2043552C1 - Positive-displacement hydraulic transmission

Info

Publication number: RU2043552C1
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Махарбекович Джикаев
Original assignee: Вячеслав Махарбекович Джикаев
Priority date: 1991-12-13
Filing date: 1991-12-13
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: hydraulics. SUBSTANCE: hydraulic transmission has axial- piston pump, cylinder bank of which is secured to the input shaft, and axial-piston hydraulic motor, cylinder bank of which is secured in the housing. Inclined washers of the pump and hydraulic motor are mounted on the output shaft for permitting rotation under the action of plungers arranged in bores made in the output shaft rigidly connected with the face dispenser which has ports connected with the inner passageways and bears on the cylinder banks by its one side. The hydraulic transmission is provided with a controlled friction clutch for periodical connection of the input shaft with the output shaft. All of the ports of the dispenser is made in its side which bears on the cylinder bank. EFFECT: improved design. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в конструкциях коробок передач на транспортных средствах. The invention relates to hydraulic power and can be used in the construction of gearboxes on vehicles.

Известна объемная гидропередача, содержащая неподвижный корпус, аксиально-поршневой насос и аксиально-поршневой гидромотор, имеющие наклонные шайбы, блоки цилиндров и общий торцевой распределитель, соединенный с выходным валом, а также систему контроля давления, связанную с механизмом управления гидромотора [1]
Техническими недостатками этой гидропередачи являются сложность системы контроля давления и конструкции распределителя.Known volumetric hydraulic transmission containing a stationary body, an axial piston pump and an axial piston hydraulic motor having inclined washers, cylinder blocks and a common end distributor connected to the output shaft, as well as a pressure control system associated with the hydraulic motor control mechanism [1]
The technical disadvantages of this hydraulic transmission are the complexity of the pressure control system and the design of the distributor.

Известна также объемная гидропередача, содержащая неподвижный корпус, аксиально-поршневой насос, блок цилиндров которого закреплен на входном валу гидропередачи, а наклонная шайба установлена на выходном валу гидропередачи, и аксиально-поршневой гидромотор, блок цилиндров которого размещен концентрично блоку цилиндров насоса, а поворотная наклонная шайба кинематически связана с толкателем механизма управления, подключенного к системе контроля давления, а также торцовой распределитель, имеющий соединенные внутренними каналами окна, опертый одной поверхностью на блоки цилиндров и жестко соединенный с полым выходным валом гидропередачи, охватывающим блок цилиндров насоса [2]
Техническими недостатками данной гидропередачи являются узость диапазона регулирования, так как регулируемой является только одна из гидромашин, сложность конструкции распределителя, имеющего окна на обоих торцевых поверхностях и взаимодействующего с одной стороны с блоками цилиндров, а с другой с плоским золотником, повышенные утечки по обеим сторонам распределителя, узость компановочных возможностей, так как выходной вал не может быть соединен с ведомым рабочим органом без промежуточной зубчатой передачи, повышенные нагрузки на блок цилиндров гидромотора, поскольку на него действуют центробежные силы при вращении, невозможность полной разгрузки от давления гидромашин при выравнивании скоростей входного и выходного валов.A volumetric hydraulic transmission is also known, comprising a fixed housing, an axial piston pump, the cylinder block of which is mounted on the input hydraulic transmission shaft, and an inclined washer mounted on the hydraulic transmission output shaft, and an axial piston hydraulic motor, the cylinder block of which is arranged concentrically to the pump cylinder block, and the rotary inclined the washer is kinematically connected with the pusher of the control mechanism connected to the pressure control system, as well as a mechanical distributor having windows connected by internal channels, supported by one surface on the cylinder blocks and rigidly connected to the hollow output shaft of the hydraulic transmission, covering the cylinder block of the pump [2]
The technical disadvantages of this hydraulic transmission are the narrowness of the control range, since only one of the hydraulic machines is adjustable, the complexity of the design of the distributor having windows on both end surfaces and interacting with cylinder blocks on the one hand and with a flat spool on the other, increased leakage on both sides of the distributor , the narrowness of the line-up capabilities, since the output shaft cannot be connected to the driven working body without an intermediate gear, increased loads on ca. motor cylinder because it to centrifugal force during rotation, the inability to complete unloading of the hydraulic pressure when leveling the velocity input and output shafts.

Технической задачей изобретения является создание конструкции объемной гидропередачи, позволяющей получить технический результат в виде расширения регулировочных возможностей, улучшения компановочных свойств, упрощения конструкции, уменьшения утечек, разгрузки блока цилиндров гидромотора от центробежных сил, а также обеспечивающей разгрузку гидромашин от давления при выравнивании скоростей входного и выходного валов. An object of the invention is the creation of a volumetric hydraulic transmission design that allows to obtain a technical result in the form of expanding adjusting capabilities, improving line-up properties, simplifying the design, reducing leaks, unloading the cylinder block of the hydraulic motor from centrifugal forces, and also providing unloading of hydraulic machines from pressure when aligning the input and output speeds shafts.

Для решения поставленной технической задачи объемная гидропередача, содержащая неподвижный корпус, аксиально-поршневой насос, блок цилиндров которого закреплен на входном валу гидропередачи, а наклонная шайба установлена на выходном валу гидропередачи, и аксиально-поршневой гидромотор, блок цилиндров которого размещен концентрично блоку цилиндров насоса, а поворотная наклонная шайба кинематически связана с толкателем механизма управления, подключенного к системе контроля давления, а также торцовой распределитель, имеющий соединенные внутренними каналами окна, опертый одной поверхностью на блоки цилиндров и жестко соединенный с полым выходным валом гидропередачи, охватывающим блок цилиндров насоса, снабжена управляемой фрикционной муфтой для периодического соединения входного и выходного валов, блок цилиндров гидромотора закреплен в корпусе, его наклонная шайба установлена на выходном валу, а наклонная шайба насоса установлена на последнем с возможностью поворота и снабжена механизмом управления с толкателем, подключенным к системе контроля давления, при этом толкатели обоих механизмов управления размещены на выходном валу с возможностью поступательного перемещения, а обе наклонные шайбы с возможностью поворота вокруг осей, лежащих в плоскостях, перпендикулярных оси выходного вала. To solve the technical problem, a volumetric hydraulic transmission containing a stationary housing, an axial piston pump, the cylinder block of which is mounted on the input hydraulic transmission shaft, and an inclined washer mounted on the output hydraulic transmission shaft, and an axial piston hydraulic motor, the cylinder block of which is placed concentrically to the pump cylinder block, and the rotary inclined washer is kinematically connected with the pusher of the control mechanism connected to the pressure control system, as well as a mechanical distributor having The windows are supported by internal channels, supported by one surface on the cylinder blocks and rigidly connected to the hollow output shaft of the hydraulic transmission that covers the cylinder block of the pump. the shaft, and the inclined pump washer is mounted on the latter with the possibility of rotation and is equipped with a control mechanism with a pusher connected to the pressure control system, while pushers both control mechanisms are placed on the output shaft in translation, and both the swash plate to be rotatable about axes lying in planes perpendicular to the output shaft axis.

Кроме этой, необходимой во всех случаях совокупности признаков, в частных случаях использования изобретения элементы фрикционной муфты, связанные с входным валом, установлены на последнем, а элементы, связанные с выходным валом, соединены с распределителем, все окна распределителя выполнены на его поверхности, опертой на блоки цилиндров, а толкатели механизмов управления выполнены в виде гидроуправляемых плунжеров, размещенных в расточках, дополнительно выполненных в выходном валу параллельно оси последнего. In addition to this set of features necessary in all cases, in particular cases of using the invention, the elements of the friction clutch associated with the input shaft are mounted on the latter, and the elements associated with the output shaft are connected to the distributor, all windows of the distributor are made on its surface, supported on cylinder blocks, and pushers of control mechanisms are made in the form of hydraulically controlled plungers placed in bores, additionally made in the output shaft parallel to the axis of the latter.

Причинно-следственная связь между признаками изобретения и достигаемым техническим результатом состоит в том, что регулировочные возможности расширены за счет управления углом поворота наклонной шайбы насоса, компановочные свойства улучшены в связи с тем, что обеспечена возможность выбора направления выходного вала, не требующего обязательного совместного применения с зубчатой передачей к ведомому рабочему органу, упрощена конструкция распределителя и уменьшены утечки за счет отсутствия окон со стороны, противоположной блокам цилиндров, и исключения соответствующего плоского золотника, улучшены условия работы гидромотора за счет разгрузки его блока цилиндров от центробежных сил, обеспечена возможность соединения входного и выходного валов с помощью фрикционной муфты с одновременной разгрузкой гидромашин от давления. The causal relationship between the features of the invention and the technical result achieved is that the adjusting capabilities are expanded by controlling the angle of rotation of the pump’s inclined washer, the alignment properties are improved due to the fact that it is possible to choose the direction of the output shaft that does not require mandatory joint use gear transmission to the driven working body, the design of the distributor is simplified and leakages are reduced due to the absence of windows from the side opposite to the cylinder blocks ndrov and exceptions corresponding planar spool, improved working conditions of the motor due to its discharge from the cylinder of the centrifugal forces, possible to connect the input and output shafts via a friction clutch with simultaneous emptying of the hydraulic pressure.

На чертеже изображена кинематическая схема предлагаемой объемной гидропередачи. The drawing shows a kinematic diagram of the proposed volumetric hydraulic transmission.

Объемная гидропередача содержит неподвижный корпус 1, аксиально-поршневой насос, блок 11 цилиндров которого закреплен на входном валу 12 гидропередачи, а наклонная шайба 7 установлена с возможностью поворота на полом выходном валу 4 гидропередачи, и аксиально-поршневой гидромотор, блок 2 цилиндров которого жестко закреплен в корпусе 1 (например, выполнен за одно целое с последним) концентрично блоку 11, а поворотная наклонная шайба 9 установлена на валу 4. Торцовой распределитель 6, имеющий соединение внутренними каналами 17 окна оперт одной поверхностью на блоки 2 и 11 и жестко соединен с валом 4, охватывающим блок 11. Толкатели механизмов управления, кинематически связанные с шайбами 7 и 9, выполнены в виде гидроуправляемых плунжеров 8 и 10 соответственно, размещенных в расточках, дополнительно выполненных в выходном валу 4 и подключенных каналами 18 и 19 к системе контроля давления. Шайбы 7 и 9 размещены с возможностью поворота вокруг осей 20 и 21, лежащих в плоскостях, перпендикулярных оси вала 4. Элементы управляемой фрикционной муфты 15, связанные с валом 12, установлены непосредственно на последнем, а элементы, связанные с валом 4, соединены с распределителем 6. В блоках 2 и 11 размещены плунжеры 13 и 14, опирающиеся на шайбы 7 и 9 соответственно. Блок 11 и шайба 7 размещены в расточке 5 вала 4. Насос 16 управления подключен к каналам 18 и 19. Нижняя часть корпуса 1 образует картер 3, заполненный рабочей жидкостью. Вал 12 связан с валом двигателя, например двигателя транспортного средства. The volumetric hydraulic transmission contains a fixed housing 1, an axial piston pump, a cylinder block 11 of which is mounted on the input hydraulic transmission shaft 12, and an inclined washer 7 is mounted to rotate on the hollow hydraulic transmission output shaft 4, and an axial piston hydraulic motor, the cylinder block 2 of which is rigidly fixed in the housing 1 (for example, made integrally with the latter) concentrically to the block 11, and the rotary inclined washer 9 is mounted on the shaft 4. The end distributor 6, which is connected by internal channels 17 of the window is supported by one the surface of the blocks 2 and 11 and is rigidly connected to the shaft 4, covering the block 11. The pushers of the control mechanisms, kinematically connected with the washers 7 and 9, are made in the form of hydraulic plungers 8 and 10, respectively, placed in bores, additionally made in the output shaft 4 and connected by channels 18 and 19 to the pressure monitoring system. Washers 7 and 9 are rotatably arranged around axes 20 and 21 lying in planes perpendicular to the axis of the shaft 4. Elements of the controlled friction clutch 15 associated with the shaft 12 are mounted directly on the latter, and the elements associated with the shaft 4 are connected to the distributor 6. In blocks 2 and 11, plungers 13 and 14 are placed, supported by washers 7 and 9, respectively. The block 11 and the washer 7 are placed in the bore 5 of the shaft 4. The control pump 16 is connected to the channels 18 and 19. The lower part of the housing 1 forms a crankcase 3 filled with a working fluid. The shaft 12 is connected to the shaft of an engine, such as a vehicle engine.

Объемная гидропередача работает следующим образом. Volumetric hydraulic transmission works as follows.

При запуске двигателя транспортного средства подается давление от насоса 16 через канал 19 к плунжеру 8, поворачивающему шайбу 7 насоса. Из блока 11 цилиндров через каналы 17 распределителя 6 рабочая жидкость нагнетается в блок 2 цилиндров гидромотора при максимальном давлении, так как в исходном положении удельный объем гидромотора минимальный, при этом системой контроля давления формируется сигнал по каналу 18 на поворот шайбы 9. В результате давление устанавливается на заданном уровне, расход гидромотора увеличивается и одновременно растет крутящий момент последнего. По мере разгона транспортного средства, нагрузка на выходном валу 4 уменьшается, давление в каналах 17 снижается, угол наклона шайбы 9 уменьшается. При равенстве крутящих моментов на валах 4 и 12 шайба 9 возвращается в исходное нейтральное положение, т.е. расход гидромотора равен нулю, причем блок 11 цилиндров и шайба 7 вращаются с одинаковой скоростью и жидкость насосом не нагнетается. Для полной разгрузки гидропередачи подается сигнал на муфту 15, жестко соединяющую валы 4 и 12 при установившейся скорости их вращения. В процессе работы имеет место управление как насосом, так и гидромотором, блок 2 с плунжерами 14 не нагружен центробежными силами, а утечки возможны только по той стороне распределителя 6, которая взаимодействует с блоками 2 и 11. When the vehicle engine is started, pressure is supplied from the pump 16 through the channel 19 to the plunger 8, which turns the pump washer 7. From the cylinder block 11 through the channels 17 of the distributor 6, the working fluid is pumped into the cylinder block 2 of the hydraulic motor at maximum pressure, since in the initial position the specific volume of the hydraulic motor is minimal, while a pressure monitoring system generates a signal through channel 18 to turn the washer 9. As a result, the pressure is set at a given level, the flow rate of the hydraulic motor increases and at the same time the torque of the latter increases. As the vehicle accelerates, the load on the output shaft 4 decreases, the pressure in the channels 17 decreases, the angle of inclination of the washer 9 decreases. If the torques on the shafts 4 and 12 are equal, the washer 9 returns to its original neutral position, i.e. the flow rate of the hydraulic motor is zero, and the cylinder block 11 and the washer 7 rotate at the same speed and the pump does not pump liquid. To completely unload the hydraulic transmission, a signal is sent to the coupling 15, rigidly connecting the shafts 4 and 12 at a steady speed of rotation. In the process, both the pump and the hydraulic motor are controlled, block 2 with plungers 14 is not loaded with centrifugal forces, and leaks are possible only on the side of the distributor 6, which interacts with blocks 2 and 11.

Claims

1. VOLUME HYDRAULIC TRANSMISSION, comprising a stationary housing, an axial piston pump, the cylinder block of which is mounted on the input hydraulic transmission shaft, and an inclined washer mounted on the hydraulic output shaft, and an axial piston hydraulic motor, the cylinder block of which is arranged concentrically to the pump cylinder block, and the rotary inclined pump the washer is kinematically connected to the pusher of the control mechanism connected to the pressure control system, as well as an end distributor having windows connected by internal channels, supported by one surface on the cylinder blocks and rigidly connected to the hollow output shaft of the hydraulic transmission, covering the cylinder block of the pump, characterized in that it is equipped with a controlled friction clutch for periodically connecting the input and output shafts, the cylinder block of the hydraulic motor is fixed in the housing, its inclined washer is mounted on the output shaft, and the inclined pump washer is mounted on the latter with the possibility of rotation and is equipped with a control mechanism with a pusher connected to a pressure control system, while the pushers of both The mechanisms are arranged to control the output shaft in translation, and both the swash plate to be rotatable about axes lying in planes perpendicular to the output shaft axis.

2. The hydraulic transmission according to claim 1, characterized in that the friction clutch elements associated with the input shaft are mounted directly on the latter, and the elements associated with the output shaft are connected to the distributor.

3. Hydraulic transmission according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that all the windows of the distributor are made on its surface, supported by cylinder blocks.

4. The hydraulic transmission under item 1, characterized in that the pushers of the control mechanisms are made in the form of hydraulically controlled plungers placed in bores, additionally made in the output shaft parallel to the axis of the latter.