RU2298125C1 - Differential hydromechanical variable-speed drive - Google Patents

Differential hydromechanical variable-speed drive Download PDF

Info

Publication number
RU2298125C1
RU2298125C1 RU2006107093/11A RU2006107093A RU2298125C1 RU 2298125 C1 RU2298125 C1 RU 2298125C1 RU 2006107093/11 A RU2006107093/11 A RU 2006107093/11A RU 2006107093 A RU2006107093 A RU 2006107093A RU 2298125 C1 RU2298125 C1 RU 2298125C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
differential
hydraulic
carrier
variator
speed drive
Prior art date
Application number
RU2006107093/11A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Владимирович Волошко (RU)
Владимир Владимирович Волошко
Ильдус Рифович Мавлеев (RU)
Ильдус Рифович Мавлеев
Original Assignee
Камская государственная инженерно-экономическая академия
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 Камская государственная инженерно-экономическая академия filed Critical Камская государственная инженерно-экономическая академия
Priority to RU2006107093/11A priority Critical patent/RU2298125C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2298125C1 publication Critical patent/RU2298125C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Fluid Gearings (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: variable-speed drive comprises two differential stages connected in series. The differential sage whose shaft is connected with the engine is the input shaft of the variable-speed drive and is made of a differential mechanism. The second differential stage is a hydraulic differential converter provided with two planet rows defined by the kinematical links of multi-gearing hydraulic pump and hydraulic motor provided with different gear ratios . The axles of the satellites of the first and second differential stages are mounted inside the housing . The housing is set in bearings inside the crankcase of the variable-speed drive and represents a carrier for both of the differential stages. The carrier is provided with the free running clutch.
EFFECT: enhanced efficiency.
2 dwg

Description

Изобретение относится к механизмам зубчатых бесступенчатых передач и может быть использовано в машиностроении, в частности транспортном машиностроении.The invention relates to gears of continuously variable gears and can be used in mechanical engineering, in particular, transport mechanical engineering.

Дифференциальный гидромеханический вариатор предназначен для автоматического бесступенчатого преобразования вращательного движения между валом двигателя и валом рабочего органа машин и механизмов с целью обеспечения оптимального режима совместной работы двигателя и вариатора при изменяющейся произвольно величине внешней нагрузки на рабочем органе.The differential hydromechanical variator is designed for automatic stepless conversion of rotational motion between the engine shaft and the shaft of the working body of machines and mechanisms in order to ensure the optimal mode of joint operation of the engine and the variator with an arbitrary value of the external load on the working body.

Известно устройство, наиболее близкое по совокупности признаков к заявленному изобретению, для бесступенчатого изменения крутящего момента и плавной передачи его на ведущие колеса.A device is known that is the closest in combination of features to the claimed invention, for stepless changes in torque and its smooth transmission to the drive wheels.

Известное устройство, объемная гидромеханическая передача с внешним разделением мощности (ОГМП), представляет собой одноконтурную или двухконтурную передачу, соответственно с одним или двумя дифференциалами и объемной гидропередачей. Мощность, подведенная к ОГМП, разделяется на два потока через механические и гидравлические звенья, и только часть ее (обычно меньшая) передается гидромашинам. Поэтому по сравнению с объемной гидропередачей ОГМП обладает более высоким КПД при одних и тех же мощностях и диапазонах регулирования [1]. Одноконтурная ОГМП состоит из объемной гидропередачи и дифференциального механизма со смешанным или внешним зацеплением шестерен. В зависимости от расположения дифференциального звена по отношению к объемной гидропередаче различают ОГМП с дифференциальным звеном на входе или дифференциальным звеном на выходе.A known device, a volumetric hydromechanical transmission with external power sharing (OGMP), is a single-circuit or dual-circuit transmission, respectively, with one or two differentials and volumetric hydraulic transmission. The power supplied to the OGMP is divided into two flows through mechanical and hydraulic links, and only a part (usually less) is transmitted to the hydraulic machines. Therefore, in comparison with the volumetric hydraulic transmission, the OGMP has a higher efficiency at the same capacities and control ranges [1]. Single-circuit OGMP consists of a volumetric hydraulic transmission and a differential mechanism with mixed or external gearing. Depending on the location of the differential link with respect to the volumetric hydraulic transmission, the OGMP is distinguished with a differential link at the input or a differential link at the output.

Мощность с ведущего на ведомый вал ОГМП передается двумя потоками. Первый поток мощности передается через солнечную шестерню на сателлиты и далее на водило. Здесь существуют только механические потери мощности. Второй поток мощности передается на регулируемый гидронасос, далее на нерегулируемый или регулируемый гидромотор и через сателлиты на водило. Здесь мощность теряется в гидрообъемной передаче (ГОП). Основная доля потерь мощности приходится на ГОП.The power from the master to the driven shaft of the OGMP is transmitted in two streams. The first power stream is transmitted through the sun gear to the satellites and then to the carrier. Here, only mechanical power losses exist. The second power flow is transmitted to an adjustable hydraulic pump, then to an unregulated or adjustable hydraulic motor and through satellites to a carrier. Here, power is lost in the hydrostatic transmission (GOP). The main share of power losses is accounted for by GOP.

Существенными недостатками одноконтурных ОГМП являются необходимость регулирования гидрообъемной передачи, что усложняет конструкцию за счет использования активной системы управления, и ограниченный диапазон автоматического регулированияSignificant disadvantages of single-circuit OGMP are the need to control hydrostatic transmission, which complicates the design through the use of an active control system, and a limited range of automatic control

R=imax/imin,R = i max / i min ,

где imax - максимальное передаточное отношение ОГМП;where i max - the maximum gear ratio OGMP;

imin - минимальное передаточное отношение ОГМП.i min - the minimum gear ratio OGMP.

Увеличение диапазона регулирования достигается в двухконтурной ОГМП с двумя дифференциалами и гидрообъемной передачей, конструкции которых выполняют по трем схемам: с параллельным, последовательным и параллельно-последовательным соединением дифференциалов. Наиболее распространенной является схема с параллельным соединением дифференциалов, при котором вся мощность, не проходящая через гидропередачу, передается с ведущего вала на ведомый двумя параллельными потоками, причем преобразователем потоков мощности является гидрообъемная передача с дифференциальным механизмом на выходе.An increase in the control range is achieved in the double-circuit OGMP with two differentials and hydrostatic transmission, the designs of which are performed according to three schemes: with parallel, serial and parallel-serial connection of differentials. The most common is a circuit with a parallel connection of differentials, in which all the power that does not pass through the hydraulic transmission is transmitted from the drive shaft to the driven one by two parallel flows, and the power flow converter is a hydrostatic transmission with a differential output mechanism.

Во избежании циркуляции мощности передаточное отношение всей передачи i находится в пределах между i02 и i01, где i01, i02 - передаточное отношение соответственно первого и второго дифференциалов при заторможенном звене, связанном с гидропередачей. При |i01|>|i02|, т.е. i01=imax, i02 =imin диапазон регулирования R=imax/imin =i01/i02.In order to avoid power circulation, the gear ratio of the entire gear i lies between i 02 and i 01 , where i 01 , i 02 is the gear ratio of the first and second differentials, respectively, when the link associated with the hydraulic transmission is inhibited. When | i 01 |> | i 02 |, i.e. i 01 = i max , i 02 = i min regulation range R = i max / i min = i 01 / i 02 .

Общими недостатками для всех схем являются ограниченный диапазон регулирования, сложность конструкции, обусловленная применением дорогостоящего и сложного регулируемого гидропривода и системы автоматического управления.Common disadvantages for all schemes are the limited range of regulation, the complexity of the design, due to the use of expensive and complex adjustable hydraulic drive and automatic control system.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение автоматического, без использования систем управления, регулирования вращающего момента на выходном валу в зависимости от изменения внешней нагрузки и диапазоне регулирования вариатораThe task to which the invention is directed is to provide automatic, without the use of control systems, torque control on the output shaft, depending on changes in external load and the range of regulation of the variator

ivar=1/iзад÷1,i var = 1 / i ass ÷ 1,

где ivar - передаточное отношение вариатора;where i var is the gear ratio of the variator;

iзад - заданное передаточное отношение.i ass - a given gear ratio.

При осуществлении изобретения могут быть получены следующие технические результаты:When carrying out the invention, the following technical results can be obtained:

- увеличение значения КПД;- increase in efficiency;

- диапазон автоматического регулирования, охватывающий весь спектр частоты вращения выходного вала вариатора от его минимального заданного значения при максимальном крутящем моменте до частоты вращения, равной частоте вращения вала двигателя, и крутящем моменте, равном моменту двигателя;- a range of automatic control, covering the entire spectrum of the speed of the output shaft of the variator from its minimum specified value at maximum torque to a speed equal to the frequency of rotation of the motor shaft, and torque equal to the engine torque;

- повышение топливно-экономических и экологических характеристик двигателя внутреннего сгорания при совместной работе его с гидромеханическим дифференциальным вариатором;- improving the fuel, economic and environmental characteristics of an internal combustion engine when working together with a hydromechanical differential variator;

- внутренний автоматизм, не требующий решения задачи логистики управления;- internal automatism that does not require a solution to the problem of management logistics;

- возможность торможения двигателем;- the possibility of engine braking;

- бесшумность работы, плавность хода и постоянство тягового усилия на ведущих колесах;- silent operation, smooth running and constant traction on the drive wheels;

- возможность быстрой смены режимов работы;- the ability to quickly change operating modes;

- защита двигателя в режиме разгона и "стоп режиме" от перегрузок.- motor protection in acceleration mode and "stop mode" from overloads.

Поставленная задача решается тем, что устройство состоит из двух последовательно соединенных дифференциальных ступеней. Дифференциальная ступень, входной вал которой связан с двигателем и является входным валом вариатора, представляет собой механический дифференциальный механизм, внутреннее передаточное число которого может иметь различные значения. Вторая дифференциальная ступень представляет собой гидравлический дифференциальный преобразователь, имеющий два планетарных ряда, каждый из которых образован кинематическими звеньями многошестеренных гидронасоса и гидромотора с различными значениями внутренних передаточных чисел. Оси сателлитов первой и второй дифференциальной ступени установлены в общем для обеих дифференциальных ступеней корпусе. Корпус, установленный на подшипниках в картере вариатора, служит для обеих дифференциальных ступеней общим водилом, на котором установлена муфта свободного хода. Кроме механической связи, обусловленной наличием общего водила, между планетарными рядами гидравлического дифференциального преобразователя действует динамическая гидравлическая связь, в контур которой установлены автоматический перепускной и регулируемый клапаны.The problem is solved in that the device consists of two series-connected differential stages. The differential stage, the input shaft of which is connected to the engine and is the input shaft of the variator, is a mechanical differential mechanism, the internal gear ratio of which can have different values. The second differential stage is a hydraulic differential converter having two planetary gear sets, each of which is formed by the kinematic links of a multi-gear hydraulic pump and a hydraulic motor with different values of internal gear ratios. The axis of the satellites of the first and second differential stages are installed in the housing common to both differential stages. A housing mounted on bearings in the CVT housing serves as a common carrier for both differential stages, on which a freewheel is mounted. In addition to the mechanical connection due to the presence of a common carrier, there is a dynamic hydraulic connection between the planetary rows of the hydraulic differential converter, in the circuit of which an automatic bypass and adjustable valve are installed.

В отличие от прототипа, у которого преобразователь двух потоков мощности входного дифференциала состоит из кинематически связанных гидрообъемной и дифференциальной передач, предлагаемое изобретение решает задачу преобразования потоков мощности входного дифференциала с помощью гидравлического дифференциального преобразователя, что позволяет достигнуть вышеуказанные технические результаты.Unlike the prototype, in which the converter of two power flows of the input differential consists of kinematically connected hydrostatic and differential gears, the present invention solves the problem of converting the power flows of the input differential using a hydraulic differential converter, which allows to achieve the above technical results.

Принцип работы гидромеханического дифференциального вариатора основан на равенстве взаимодействия противоположно направленных по отношению друг к другу моментов, создаваемых на водиле в результате действии внутренних сил дифференциальных ступеней, и автоматическом изменении давления р и расхода рабочей жидкости Q через гидронасос и гидромотор, который происходит в результате изменения относительных скоростей звеньев дифференциальных ступеней при изменении скорости выходного вала по отношению к постоянной скорости входного вала.The principle of operation of the hydromechanical differential variator is based on the equality of the interaction of the oppositely directed moments generated on the carrier as a result of the action of the internal forces of the differential stages, and the automatic change of pressure p and the flow rate of the working fluid Q through the hydraulic pump and hydraulic motor, which occurs as a result of changes in the speed of the links of the differential stages when changing the speed of the output shaft relative to the constant speed of the input shaft.

На фиг.1 представлена кинематическая схема конструкции предлагаемого дифференциального гидромеханического вариатора.Figure 1 presents the kinematic diagram of the design of the proposed differential hydromechanical variator.

На фиг.2 представлена безразмерная характеристика изменения расхода жидкости Q и давления р в функцииFigure 2 presents the dimensionless characteristic of the change in fluid flow Q and pressure p in function

ivar=nII/nI,i var = n II / n I ,

где Qmax раб - максимальный расход;where Q max slave is the maximum flow rate;

pmax - максимальное давление;p max is the maximum pressure;

р0 - давление при ivar=1;p 0 is the pressure at i var = 1;

К=1/iзад - коэффициент трансформации.K = 1 / i ass is the transformation ratio.

На кинематической схеме фиг.1 обозначены:In the kinematic diagram of figure 1 are indicated:

А1 - механический дифференциальный механизм; А2 - гидравлический дифференциальный преобразователь; 1 - входное звено дифференциального механизма, оно же входной вал вариатора; 2-2' - сателлиты; 3-3' - выходное звено дифференциального механизма, оно же входное звено гидравлического дифференциального преобразователя; 4 - водило (корпус) вариатора; 5 и 6 - ведомые колеса соответственно гидронасоса и гидромотора; 7 - ведомый вал гидромотора, он же выходной вал вариатора; 8 - управляемый клапан; 9 - автоматический перепускной клапан; 10 - гидронасос; 11 - гидромотор; 12 - муфта свободного хода; 13 и 16 - соответственно впускные окна гидронасоса и гидромотора; 14 и 15 - соответственно выпускные окна гидронасоса и гидромотора; 17 - расширительный бачок; 18 - кольцевой канал; 19 - картер вариатора; 20 - фильтр; 21 - теплообменник.And 1 is a mechanical differential mechanism; And 2 - a hydraulic differential converter; 1 - input link of the differential mechanism, it is the input shaft of the variator; 2-2 '- satellites; 3-3 '- the output link of the differential mechanism, it is also the input link of the hydraulic differential transducer; 4 - carrier (case) of the variator; 5 and 6 - driven wheels, respectively, of a hydraulic pump and a hydraulic motor; 7 - the driven shaft of the hydraulic motor, it is the output shaft of the variator; 8 - controlled valve; 9 - automatic bypass valve; 10 - hydraulic pump; 11 - hydraulic motor; 12 - freewheel; 13 and 16, respectively, the inlet windows of the hydraulic pump and the hydraulic motor; 14 and 15, respectively, the outlet windows of the hydraulic pump and the hydraulic motor; 17 - an expansion tank; 18 - annular channel; 19 - a case of a variator; 20 - filter; 21 - heat exchanger.

Корпус 4 дифференциального гидромеханического вариатора опирается на подшипники, установленные в заполненном маслом картере 19. Для компенсации температурных расширений масла картер имеет расширительный бачок 17. Первая дифференциальная ступень вариатора представляет собой механический дифференциальный механизм, составленный из входного вала 1, сателлитов 2-2', выходного звена 3-3' и водила 4. Вторая дифференциальная ступень вариатора представляет собой гидравлический дифференциальный преобразователь, образованный водилом 4, многошестеренными зубчатым гидронасосом 10 с подвижными осями и ведомыми колесами 5, число которых должно быть не менее двух, и гидромотором 11 с подвижными осями и ведущими колесами 6, число которых должно быть не менее двух. Гидронасос и гидромотор имеют впускные 13 и 16, выпускные 14 и 15 окна, число которых равно числу ведомых колес гидронасоса и ведущих гидромотора.The housing 4 of the differential hydromechanical variator is supported by bearings mounted in an oil-filled crankcase 19. To compensate for thermal expansion of the oil, the crankcase has an expansion tank 17. The first differential stage of the variator is a mechanical differential mechanism composed of input shaft 1, satellites 2-2 ', output link 3-3 'and carrier 4. The second differential stage of the variator is a hydraulic differential converter formed by carrier 4, many ennymi toothed hydraulic pump 10 with moving axles and driven wheels 5, which number should be at least two, and hydraulic motor 11 with moving axles and driving wheels 6, the number of which should be at least two. The hydraulic pump and the hydraulic motor have inlet 13 and 16, exhaust 14 and 15 windows, the number of which is equal to the number of driven wheels of the hydraulic pump and the leading hydraulic motor.

В гидравлический кольцевой канал 18 установлен автоматический перепускной клапан 9 и управляемый клапан 8. Между водилом 4 и картером 19 установлена муфта свободного хода 12, на впускных окнах гидронасоса установлен фильтр 20, в нижней части картера 19 установлен теплообменник 21.An automatic bypass valve 9 and a controlled valve 8 are installed in the hydraulic annular channel 18. A freewheel 12 is installed between the carrier 4 and the crankcase 19, a filter 20 is installed on the inlet windows of the hydraulic pump, a heat exchanger 21 is installed in the lower part of the crankcase 19.

При неподвижном водиле 4 вращающий момент M1 от внешнего источника энергии передается на входное звено 1 дифференциального механизма A1, которое вращается с частотой вращения n1, и через планетарные шестерни 2-2' передается на шестерню 3 кинематического звена 3-3'. При этом звено 3-3' вращается в ту же сторону, что и входное звено 1. Вращение звена 3-3' и шестерен 5 создает поток рабочей жидкости, определяемый параметрами уравненияWhen the carrier 4 is stationary, the torque M 1 from the external energy source is transmitted to the input link 1 of the differential mechanism A 1 , which rotates with a rotation speed n 1 , and is transmitted through the planetary gears 2-2 'to the gear 3 of the kinematic link 3-3'. When this link 3-3 'rotates in the same direction as the input link 1. The rotation of the link 3-3' and gears 5 creates a flow of working fluid, determined by the parameters of the equation

Figure 00000002
Figure 00000002

где М3-3'=MГН - момент на входном валу гидронасоса;where M 3-3 ' = M GN - the moment on the input shaft of the hydraulic pump;

р - давление жидкости, Па;p is the fluid pressure, Pa;

VГН - рабочий объем гидронасоса, м3.V GN - the working volume of the hydraulic pump, m 3 .

Водило 4 воспринимает реактивный момент со стороны механического дифференциального механизма А1, равный М4А1=-М1(1-i13), направленный в сторону, противоположную направлению вращения входного звена 1.Drove 4 receives the reactive moment from the mechanical differential mechanism A 1 , equal to M 4A1 = -M 1 (1-i 13 ), directed in the direction opposite to the direction of rotation of the input link 1.

При использовании зубчатого насоса с двумя и более ведомыми колесами сила, действующая со стороны ведущей шестерни 3' на шестерни 5, воспринимающие окружной момент в процессе вытеснения рабочей жидкости, при приведении ее к центрам шестерен 5 создает момент на водиле 4, определяемый как М4A2=-M1i13(1-i3'5).When using a gear pump with two or more driven wheels, the force exerted by the driving gear 3 'on the gear 5, which receive the peripheral moment in the process of displacing the working fluid, when it is brought to the center of the gear 5 creates a moment on the carrier 4, defined as M 4A2 = -M 1 i 13 (1-i 3'5 ).

Сумма моментов M4A1 и M4А2 равна ∑М4=M4A14A2=-М1(1-i13i3'5) и имеет направление, совпадающее с направлением вращения входного звена 1.The sum of the moments M 4A1 and M 4A2 is ∑M 4 = M 4A1 + M 4A2 = -M 1 (1-i 13 i 3'5 ) and has a direction that coincides with the direction of rotation of the input link 1.

Поток рабочей жидкости через выпускные окна гидронасоса 14 попадает в кольцевой канал 18 и через впускные окна гидромотора 75 в его рабочие полости, образованные впадинами шестерен 6 и 7. Крутящий момент на выходном валу гидромотора определяется по уравнениюThe flow of the working fluid through the outlet windows of the hydraulic pump 14 enters the annular channel 18 and through the inlet windows of the hydraulic motor 75 into its working cavities, formed by the cavities of the gears 6 and 7. The torque on the output shaft of the hydraulic motor is determined by the equation

МГМ=pVГМ/2π=МГНiг=-M1i13iгII,M GM = pV GM / 2π = M GN i g = -M 1 i 13 i g = M II ,

где р - давление жидкости, Па;where p is the fluid pressure, Pa;

VГМ - рабочий объем гидромотора, м3;V GM - the working volume of the hydraulic motor, m 3 ;

Figure 00000003
- гидравлическое передаточное число.
Figure 00000003
- hydraulic gear ratio.

Гидравлическое передаточное число из условия равновесия водила 4

Figure 00000004
, откуда
Figure 00000005
.Hydraulic gear ratio from carrier balance condition 4
Figure 00000004
from where
Figure 00000005
.

Водило 4, являющееся общим для двух дифференциальных ступеней, при наличии момента сопротивления на выходном валу 7 МC=-МII находится в состоянии равновесия и число оборотов его n4=0, а число оборотов выходного вала вариатора

Figure 00000006
. При |МC|>|-МII| разница моментов на водиле 4 воспринимается муфтой свободного хода 12. При уменьшении числа оборотов выходного вала под действием нагрузки, превышающей расчетную, до nII=0 давление в кольцевой полости растет до величины давления срабатывания автоматического перепускной клапана 9 и разность расходов жидкости через гидронасос и гидромотор перетекает из кольцевого канала 18 во внутреннюю полость корпуса 19. Ввиду значительного повышения температуры рабочей жидкости при перетекании ее через щели клапана 9 такой режим работы допускается кратковременно в процессе трогания транспортного средства с места.Drove 4, which is common to two differential stages, in the presence of a moment of resistance on the output shaft of 7 M C = -M II is in equilibrium and its number of revolutions is n 4 = 0, and the number of revolutions of the output shaft of the variator
Figure 00000006
. When | M C |> | -M II | the difference in moments on carrier 4 is perceived by the freewheel 12. When the number of revolutions of the output shaft under the influence of a load exceeding the calculated one decreases to n II = 0, the pressure in the annular cavity rises to the pressure of the automatic bypass valve 9 and the difference in fluid flow through the hydraulic pump and hydraulic motor flows from the annular channel 18 into the internal cavity of the housing 19. Due to a significant increase in the temperature of the working fluid when it flows through the slots of the valve 9, this mode of operation is allowed to be short temporarily in the process of starting a vehicle from a place.

При уменьшении нагрузки на выходном валу II реактивный момент на водило 4 со стороны гидромотора уменьшается, поток гидравлической мощности уменьшается в то время, как механический суммарный момент ∑M4, образуемый работой дифференциальных ступеней А1 и А2, при постоянном числе оборотов входного вала I осуществляет передачу мощности по параллельному механическому потоку мощности. Разница между суммарным моментом и реактивным моментом приводит к вращению водила 4 в ту же сторону, что входной I и выходной II валы, и число оборотов выходного вала II возрастает от

Figure 00000006
до nII=nI, что и определяет диапазон автоматического регулирования вариатора ivar=1/iзад÷1. При этом происходит перераспределение потоков мощности по гидравлическому и механическому контуру, и при nII=nI вся мощность передается по механическому контуру.When the load on the output shaft II decreases, the reactive moment on the carrier 4 from the side of the hydraulic motor decreases, the hydraulic power flow decreases while the mechanical total moment ∑M 4 , formed by the operation of the differential stages A 1 and A 2 , at a constant number of revolutions of the input shaft I transmits power through a parallel mechanical power flow. The difference between the total moment and the reactive moment leads to the rotation of the carrier 4 in the same direction as the input I and output II shafts, and the number of revolutions of the output shaft II increases from
Figure 00000006
to n II = n I , which determines the range of automatic variator control i var = 1 / i ass ÷ 1. When this happens, the redistribution of power flows along the hydraulic and mechanical circuit, and when n II = n I all the power is transmitted along the mechanical circuit.

При скорости вращения выходного вала nII=nI относительные скорости всех звеньев равны нулю, следовательно Q=0. При изменении скорости nII изменяется скорость водила n4 и, соответственно, скорости звеньев гидронасоса и гидромотора относительно водила 4. Изменение числа оборотов выходного вала в диапазоне от nII=1/iзад до nII=0 происходит при n4=0. При n4=0 расход рабочей жидкости Q=n3'VГН=nIIVГМ и давление р=рmax. В связи с перераспределением потока мощности при изменении скорости выходного вала параметры гидравлического потока мощности р и Q изменяются в соответствии с графиком, изображенным на фиг.2.When the speed of rotation of the output shaft n II = n I, the relative speeds of all links are equal to zero, therefore Q = 0. When the speed n II changes, the carrier speed n 4 and, accordingly, the speed of the hydraulic pump and hydraulic motor links relative to carrier 4. The speed of the output shaft in the range from n II = 1 / i rear to n II = 0 changes when n 4 = 0. When n 4 = 0, the flow rate of the working fluid Q = n 3 ' V GN = n II V GM and pressure p = p max . In connection with the redistribution of the power flow with a change in the speed of the output shaft, the parameters of the hydraulic power flow p and Q change in accordance with the graph depicted in figure 2.

С целью обеспечения постоянного давления pmax в диапазоне разгонного режима, когда QГН≠QГМ, в гидросистеме предусмотрен автоматический перепускной клапан 9. Кроме того, в гидросистеме предусмотрен управляемый клапан 8, назначением которого является разрыв потока рабочей жидкости в гидравлическом контуре, что необходимо при запуске двигателя, трогании с места автомобиля, рассоединения двигателя с трансмиссией во время движения.In order to ensure a constant pressure p max in the acceleration range when Q GN ≠ Q GM , an automatic bypass valve 9 is provided in the hydraulic system. In addition, a controlled valve 8 is provided in the hydraulic system, the purpose of which is to break the flow of the working fluid in the hydraulic circuit, which is necessary when starting the engine, starting off the vehicle, disconnecting the engine from the transmission while driving.

По сравнению с прототипом автоматическое бесступенчатое регулирование кинематических и силовых параметров осуществляется при полном отсутствии какой-либо системы управления, достигается простота вариантов конструкции.Compared with the prototype, automatic stepless control of kinematic and power parameters is carried out in the complete absence of any control system, and simplicity of design options is achieved.

Повышение коэффициента полезного действия происходит за счет уменьшения гидрообъемных потерь, в виду отсутствия местных сопротивлений в органах управления, малых значений длины потока и скорости движения рабочей жидкости в нем.The increase in the efficiency is due to the reduction of hydrostatic losses, due to the lack of local resistance in the controls, small values of the flow length and the speed of the working fluid in it.

Свойство обратимости роторных гидромашин при действии нагрузки со стороны выходного вала обеспечивает возможность торможения двигателем.The reversibility of rotary hydraulic machines under the action of the load from the output shaft provides the possibility of engine braking.

Демпфирующие свойства гидравлического контура обуславливают бесшумность работы, плавность хода и постоянство тягового усилия на ведущих колесах.The damping properties of the hydraulic circuit determine the quiet operation, smooth running and constant traction on the drive wheels.

Малая инерционность вращающихся частей при невысоком уровне давления и, соответственно, небольшой массе корпуса вариатора позволяет производить быструю смену режима работы.The low inertia of the rotating parts at a low pressure level and, accordingly, the small mass of the variator housing allows for a quick change of the operating mode.

Муфта свободного хода, установленная на валу водила, и автоматический перепускной клапан в гидравлическом контуре защищают двигатель в режиме разгона и "стоп режиме" от перегрузок.A freewheel mounted on the carrier shaft and an automatic bypass valve in the hydraulic circuit protect the engine in acceleration mode and "stop mode" from overloads.

Сравнительный анализ состава конструкций автоматических коробок передач, клиноцепных и торроидных вариаторов, выпускаемых современной автомобильной промышленностью разных стран, показывает высокую степень конструкторско-технологической преемственности по отношению к существующему производству зубчатых передач и гидромашин, высокую степень унификации, значительно меньшую стоимости материалов и трудозатрат и, соответственно, гораздо более низкую стоимость.A comparative analysis of the design composition of automatic transmissions, V-chains and torroid variators produced by the modern automotive industry in different countries shows a high degree of design and technological continuity with respect to the existing production of gears and hydraulic machines, a high degree of unification, a significantly lower cost of materials and labor costs and, accordingly much lower cost.

В автомобилестроении дифференциальные гидромеханические вариаторы, используемые в качестве автоматических трансмиссий, при совместной работе с двигателем позволяют последнему, при изменяющейся во всем диапазоне внешней нагрузке, работать в области режима равных мощностей, что приводит к оптимальной степени использования мощности и, соответственно, к значительному уменьшению расхода топлива.In the automotive industry, differential hydromechanical variators used as automatic transmissions, when working together with the engine, allow the latter, when the external load varies over the entire range, to work in the region of equal power mode, which leads to an optimal degree of power use and, consequently, to a significant reduction in consumption fuel.

Достигаемые технические результаты обуславливают многофункциональное использование предлагаемого изобретения во всех областях машиностроения.Achieved technical results determine the multifunctional use of the invention in all areas of engineering.

Источники информацииInformation sources

1. Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи. Под ред. Гуськова В.В. - Мн.: Выш. шк., 1987. - С.212-221.1. Hydropneumatic automation and hydraulic drive of mobile machines. Volumetric hydraulic and pneumatic machines and gears. Ed. Guskova V.V. - Mn .: Vysh. school., 1987. - S.212-221.

Claims (1)

Дифференциальный гидромеханический вариатор, состоящий из кинематически связанных входного дифференциального механизма и преобразователя его параллельных потоков мощности, содержащий входное звено, являющееся выходным звеном дифференциального механизма, и выходное звено, являющееся выходным звеном преобразователя, отличающийся тем, что преобразователь потоков мощности представляет собой гидравлический дифференциальный механизм, имеющий два планетарных ряда, каждый из которых образован кинематическими звеньями многошестеренных гидронасоса и гидромотора с различными значениями внутренних передаточных чисел, оси сателлитов первой и второй дифференциальной ступени установлены в общем для обеих дифференциальных ступеней корпусе, который установлен на подшипниках в картере вариатора и служит для обеих дифференциальных ступеней общим водилом с установленной на нем муфтой свободного хода, и кроме механической связи, обусловленной наличием общего водила, между планетарными рядами гидравлического дифференциального механизма действует динамическая гидравлическая связь, в контур которой установлены автоматический перепускной и управляемый клапаны.A differential hydromechanical variator, consisting of kinematically connected input differential mechanism and a converter of its parallel power flows, comprising an input link that is an output link of a differential mechanism and an output link that is an output link of a converter, characterized in that the power flow converter is a hydraulic differential mechanism, having two planetary rows, each of which is formed by multi-gear kinematic links a hydraulic pump and a hydraulic motor with different values of the internal gear ratios, the axis of the satellites of the first and second differential stages are installed in a housing that is common for both differential stages, which is mounted on bearings in the variator housing and serves as a common carrier for both differential stages with a freewheel installed on it, and in addition to the mechanical connection due to the presence of a common carrier, a dynamic hydraulic th connection to the circuit which automatic bypass and control valve.
RU2006107093/11A 2006-03-06 2006-03-06 Differential hydromechanical variable-speed drive RU2298125C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107093/11A RU2298125C1 (en) 2006-03-06 2006-03-06 Differential hydromechanical variable-speed drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107093/11A RU2298125C1 (en) 2006-03-06 2006-03-06 Differential hydromechanical variable-speed drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2298125C1 true RU2298125C1 (en) 2007-04-27

Family

ID=38106974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006107093/11A RU2298125C1 (en) 2006-03-06 2006-03-06 Differential hydromechanical variable-speed drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2298125C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4539866A (en) Continuously variable transmission
US4056986A (en) Torque converters
US9222558B2 (en) Geared infinitely variable transmission
US5201691A (en) Variable speed transmission assembly
JPH03539B2 (en)
US4168637A (en) Transmission with a first-stage hydrostatic mode and two hydromechanical stages
US4772247A (en) Integrated fixed drive belt sheaves for a continually variable transmission
RU2719741C1 (en) Hydromechanical transmission
RU2298125C1 (en) Differential hydromechanical variable-speed drive
RU2347966C1 (en) High-torque differential hydromechanical variator
US4704923A (en) Power train having an infinitely variable transmission
CN114934984B (en) Composite transmission device with traction type toroidal continuously variable transmission and control method thereof
Salakhov et al. Research and development of hydro-mechanical differential variator
RU199274U1 (en) Two-line CVT transmission
CN2120222U (en) Differential epicyclic gear adjustable-speed device
KR101068209B1 (en) High efficient continuous variable transmission
RU2325570C2 (en) Gear variator
RU2188351C2 (en) Reversible infinitely variable reduction gear
RU2238457C2 (en) Hydromechanical transmission
KR100256590B1 (en) Cvt for vehicle
KR0183246B1 (en) Infinite variable-speed drive of a car
KR100276913B1 (en) Car continuously variable transmission
KR0183218B1 (en) Infinite variable-speed drive for a car
KR100276915B1 (en) Continuously variable transmission
KR200189175Y1 (en) Cvt for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130307