RU2451851C1 - Hydraulic variator of high gear ratio - Google Patents
Hydraulic variator of high gear ratio Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451851C1 RU2451851C1 RU2010151751/11A RU2010151751A RU2451851C1 RU 2451851 C1 RU2451851 C1 RU 2451851C1 RU 2010151751/11 A RU2010151751/11 A RU 2010151751/11A RU 2010151751 A RU2010151751 A RU 2010151751A RU 2451851 C1 RU2451851 C1 RU 2451851C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- hydraulic pump
- sensor
- plate
- volumetric
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к объемным гидравлическим передачам вращательного движения, в которых обеспечивается высокий диапазон регулирования скорости, и может быть использовано, в частности, в коробках перемены передач в транспортных системах (ТС).The invention relates to volumetric hydraulic gears of rotational motion, in which a high speed control range is provided, and can be used, in particular, in gearboxes in transport systems (TS).
Известен гидравлический вариатор, описанный в патенте (RU 2171925 C1, 10.08.2001).Known hydraulic variator described in the patent (RU 2171925 C1, 08/10/2001).
Известный вариатор содержит насосное и турбинное колеса, образующие рабочую полость и наружный и замыкающий кожухи. Между наружным кожухом и замыкающим кожухом имеется полость изменяемого объема, являющаяся дополнительным резервуаром. Объем дополнительного резервуара выполнен переменным, за счет чего изменяется и передаточное соотношение вариатора.Known variator contains pump and turbine wheels forming the working cavity and the outer and closing casings. Between the outer casing and the closing casing there is a cavity of variable volume, which is an additional reservoir. The volume of the additional tank is made variable, due to which the gear ratio of the variator also changes.
Недостатком данного вариатора является наличие дополнительного резервуара с изменяемым объемом, который выполнен вращающимся, что усложняет конструкцию и в значительной степени повышает ее габаритные размеры.The disadvantage of this variator is the presence of an additional reservoir with a variable volume, which is made rotating, which complicates the design and significantly increases its overall dimensions.
В качестве прототипа выбран патент RU (2220342 C1, 27.12.2003).As a prototype, the patent RU (2220342 C1, 12/27/2003) was selected.
Известное техническое решение содержит заключенные в общем корпусе, являющемся также резервуаром для рабочей жидкости, пластинчатые насос и гидродвигатель переменных рабочих объемов с регулируемым передаточным числом за счет перетекающей между ними жидкости. Насос с двигателем состоит из неподвижного статора и ротора, имеющего возможность скольжения относительно статора, всасывающего и нагнетающего патрубков. В нем выполнена совместная для насоса и гидродвигателя внутренняя профилированная расточка и установлена поперечная перегородка, разделяющая насос и гидродвигатель, имеющая возможность скольжения относительно корпуса. Передаточное отношение гидропередачи регулируется смещением корпуса в осевом направлении.The known technical solution contains prisoners in a common housing, which is also a reservoir for the working fluid, a vane pump and a hydraulic motor of variable displacement with an adjustable gear ratio due to the fluid flowing between them. The pump with the motor consists of a fixed stator and a rotor, which has the ability to slip relative to the stator, suction and discharge nozzles. It is made joint for the pump and the hydraulic motor internal profiled bore and installed a transverse partition separating the pump and the hydraulic motor, which has the ability to slip relative to the housing. The gear ratio of the hydraulic transmission is regulated by the displacement of the housing in the axial direction.
Недостаток известного вариатора состоит в том, что передаточное соотношение в нем невелико. Конструкция усложнена из-за специфического расположения пластин - шиберов, что, в частности, вдет к повышению его габаритных размеров. Усложнен и сам процесс регулирования, сопровождаемый динамическими колебаниями скорости. И, наконец, в известном техническом решении не предусмотрена возможность реагирования на изменение продольного дорожного профиля, что ограничивает его использование для ТС.A disadvantage of the known variator is that the gear ratio in it is small. The design is complicated due to the specific location of the plates - gates, which, in particular, leads to an increase in its overall dimensions. The regulation process itself is complicated, accompanied by dynamic speed fluctuations. And finally, the well-known technical solution does not provide the ability to respond to changes in the longitudinal road profile, which limits its use for vehicles.
Задачей изобретения является разработка простой конструкции вариатора, обеспечивающего передачу движения от первичного двигателя к приводимому механизму.The objective of the invention is to develop a simple design of the variator, providing transmission of motion from the primary engine to the driven mechanism.
Технический результат изобретения заключается в увеличении передаточного соотношения, уменьшении габаритных размеров конструкции, улучшении динамических показателей и более полном совмещении вариатора с ДВС и трансмиссией ТС.The technical result of the invention is to increase the gear ratio, reduce the overall dimensions of the structure, improve dynamic performance and more fully combine the variator with the internal combustion engine and the transmission of the vehicle.
Технический результат достигается за счет того, что в гидравлическом вариаторе с высоким передаточным числом, содержащем пластинчатый гидронасос и гидродвигатель переменных рабочих объемов с регулируемым передаточным числом за счет изменения объемов перетекающей между ними жидкости, каждый из которых состоит из неподвижного статора и ротора, имеющего возможность скольжения относительно статора, всасывающий и нагнетающий патрубки, согласно изобретению, гидронасос и гидродвигатель имеют одинаковую конструкцию и связаны между собой патрубком, в части статора как гидронасоса, так и гидродвигателя выполнено объемное прямоугольное окно, в которое входит подвижная скользящая плита, имеющая вид домкратной прямоугольной плиты с внутренним цилиндрическим углублением, диаметр которого равен диаметру ротора, соприкасающаяся с прямоугольными поверхностями окна, плита с помощью регулировочного винта и скрепленной с плитой регулировочной гайки имеет возможность перемещаться внутри окна перпендикулярно его плоскости, регулировочный винт подвижной плиты снабжен исполнительным механизмом, плита снабжена датчиком ее положения, входной вал гидронасоса сочленен с валом силового механизма, выходной вал сочленен с валом регулируемого механизма, на входном и выходном валах гидропередачи установлены датчики частоты вращения, причем вариатор снабжен системой управления гидропередачей, воздействующей на исполнительные механизмы и на вход которой поступают сигналы от датчиков.The technical result is achieved due to the fact that in a hydraulic variator with a high gear ratio containing a plate hydraulic pump and a hydraulic motor of variable displacement with an adjustable gear ratio due to changes in the volumes of fluid flowing between them, each of which consists of a fixed stator and a rotor that can slide relative to the stator, the suction and discharge nozzles according to the invention, the hydraulic pump and the hydraulic motor are of the same design and are interconnected with a nozzle, in the stator part of both the hydraulic pump and the hydraulic motor, a volumetric rectangular window is made into which a movable sliding plate enters, having the form of a jack rectangular plate with an internal cylindrical recess, the diameter of which is equal to the diameter of the rotor in contact with the rectangular surfaces of the window, the plate with the help of an adjusting screw and the adjusting nut fastened to the plate has the ability to move inside the window perpendicular to its plane, the adjusting screw of the movable plate is equipped with mechanism, the plate is equipped with a sensor for its position, the input shaft of the hydraulic pump is coupled to the shaft of the power mechanism, the output shaft is coupled to the shaft of the adjustable mechanism, speed sensors are installed on the input and output shafts of the hydraulic transmission, and the variator is equipped with a hydraulic transmission control system acting on the actuators and the input of which receives signals from the sensors.
В варианте технического решения система управления содержит датчики объемного расхода жидкости, расположенные на входных и выходных патрубках гидронасоса и гидродвигателя.In an embodiment of the technical solution, the control system comprises volumetric flow rate sensors located at the inlet and outlet nozzles of the hydraulic pump and hydraulic motor.
В варианте технического решения система управления вариатором содержит микропроцессор, на вход которого поступают сигналы от датчиков частоты вращения входного и выходного вала, датчиков положения подвижной скользящей плиты, управляющего устройства, снабженного рукояткой управления, а выход микропроцессора соединен с исполнительными механизмами гидронасоса и гидродвигателя.In an embodiment of the technical solution, the variator control system contains a microprocessor, the input of which receives signals from the input and output shaft speed sensors, the position sensors of the moving sliding plate, a control device equipped with a control handle, and the microprocessor output is connected to the hydraulic pump and hydraulic motor actuators.
В варианте технического решения на вход микропроцессора помимо сигналов от датчика частоты вращения входного вала и датчика частоты вращения выходного вала, управляющего устройства с рукояткой управления, сигналов от датчиков положения поступают также сигналы от датчика объемного входного расхода жидкости гидронасоса, датчика объемного выходного расхода жидкости гидронасоса, датчика объемного расхода входного потока жидкости гидродвигателя и датчика объемного расхода выходного потока жидкости гидродвигателя, причем сигналы от датчиков частоты вращения и датчиков объемного выходного расхода жидкости гидронасоса и объемного расхода выходного потока жидкости гидродвигателя в микропроцессоре усредняются, а сигналы объемного входного расхода жидкости гидронасоса датчика объемного расхода входного потока жидкости гидродвигателя служат для контроля правильности работы системы управления.In the embodiment of the technical solution, in addition to the signals from the input shaft speed sensor and the output shaft rotation speed sensor, control device with a control handle, the signals from the position sensors also receive signals from the volumetric inlet fluid flow sensor, the volumetric volumetric flow sensor, the volumetric flow sensor of the hydraulic fluid inlet fluid flow and the volumetric flow sensor of the hydraulic fluid inlet fluid flow, the signals from yes tors speed sensors and the volumetric output flow rate of the hydraulic pump and the fluid volumetric flow output flow of hydraulic fluid in the microprocessor are averaged, and input signals volumetric flow of fluid volume flow pump input flow of hydraulic fluid used to control the correct operation of the control system.
В варианте технического решения в качестве силового механизма применен двигатель внутреннего сгорания транспортного средства, в качестве регулируемого механизма использована трансмиссия транспортного средства, система управления содержит микропроцессор, двигатель внутреннего сгорания снабжен датчиком положения топливной заслонки, вход микропроцессора связан с блоком, в котором сравнивается сигнал датчика положения топливной заслонки ДВС с ее заданными максимально допустимым и минимально допустимым значениями, а также с блоком, в котором сравниваются частота вращения с максимально допустимым значением частоты вращения выходного вала трансмиссии, выход микропроцессора соединен с исполнительными механизмами гидронасоса и гидродвигателя, причем на микропроцессор поступает сигнал от управляющего устройства, снабженного рукояткой управления.In the embodiment of the technical solution, the vehicle’s internal combustion engine is used as a power mechanism, the vehicle’s transmission is used as an adjustable mechanism, the control system contains a microprocessor, the internal combustion engine is equipped with a fuel damper position sensor, the microprocessor input is connected to a unit in which the position sensor signal is compared ICE fuel damper with its specified maximum permissible and minimum permissible values, as well as with the unit, in which compares the rotational speed with the maximum permissible rotational speed of the output shaft of the transmission, the microprocessor output is connected to the actuators of the hydraulic pump and hydraulic motor, and the microprocessor receives a signal from a control device equipped with a control handle.
Выполнение гидронасоса и гидродвигателя в виде одинаковых конструкций, связаных между собой патрубком, упрощает изготовление гидравлического вариатора.The implementation of the hydraulic pump and the hydraulic motor in the form of identical structures, interconnected by a pipe, simplifies the manufacture of a hydraulic variator.
Наличие в части статоров гидронасоса и гидродвигателя объемного прямоугольного окна, в которое входит подвижная скользящая плита с внутренним цилиндрическим углублением, диаметр которого равен диаметру ротора, соприкасающаяся с прямоугольными поверхностями окна и которая с помощью регулировочного винта и скрепленной с плитой регулировочной гайки имеет возможность перемещаться внутри окна перпендикулярно его плоскости, позволяет в широком пределе регулировать частоту вращения на входе агрегата. Наличие датчика положения каждой плиты, исполнительного механизма для перемещения плиты, связанного с системой управления, позволяет обеспечить заданный режим управления частотой вращения выходного вала агрегата.Presence of a rectangular rectangular window in the part of the stators of the hydraulic pump and hydraulic motor, into which a movable sliding plate with an internal cylindrical recess enters, whose diameter is equal to the diameter of the rotor in contact with the rectangular surfaces of the window and which, with the help of an adjusting screw and an adjusting nut fastened to the plate, can move inside the window perpendicular to its plane, allows in a wide range to adjust the speed at the input of the unit. The presence of the position sensor of each plate, the actuator for moving the plate associated with the control system, allows you to provide a given mode of controlling the frequency of rotation of the output shaft of the unit.
Применение датчиков объемного расхода жидкости, расположенных на входных и выходных патрубках гидронасоса и гидродвигателя, сигналы от которых поступают на вход системы управления, позволяет повысить регулировочные свойства вариатора.The use of liquid volumetric flow sensors located at the inlet and outlet nozzles of the hydraulic pump and hydraulic motor, the signals from which are fed to the input of the control system, makes it possible to increase the adjusting properties of the variator.
Применение в системе управления микропроцессора, на вход которого поступают сигналы от датчиков частоты вращения, а выход соединен с исполнительными механизмами гидронасоса и гидродвигателя, дает возможность упростить систему управления вариатором.The use of a microprocessor in the control system, the input of which receives signals from speed sensors, and the output is connected to the actuators of the hydraulic pump and hydraulic motor, makes it possible to simplify the variator control system.
Вариант, когда сигналы от датчиков частоты вращения входного и выходного вала, сигналы от датчиков объемного выходного расхода жидкости гидронасоса и объемного расхода выходного потока жидкости гидродвигателя усредняются, позволяет улучшить динамические свойства вариатора.The option, when the signals from the sensors of the input and output shaft speed, the signals from the sensors of the volumetric output fluid flow rate of the hydraulic pump and the volumetric flow rate of the output fluid flow of the hydraulic motor are averaged, allows to improve the dynamic properties of the variator.
Использование в качестве силового механизма ДВС ТС, сочлененного с гидронасосом и трансмиссией, сочлененной с выходным валом гидродвигателя, позволяет обеспечить регулирование скорости ТС без использования коробки перемены передач.The use of the internal combustion engine of a vehicle coupled with a hydraulic pump and transmission coupled to the output shaft of a hydraulic motor as a power mechanism makes it possible to control the speed of the vehicle without using a gearbox.
Наличие в системе управления гидропередачей микропроцессора, воздействующего на исполнительные механизмы и на вход которого поступает сигнал от скорости движения ТС, сравниваемый с задатчиком максимально допустимой скорости, и сигнал от датчика положения топливной заслонки ДВС, сравниваемый с задатчиком максимально допустимого положения топливной заслонки, дает возможность обеспечить закон движения ТС с постоянством отбора мощности от первичного двигателя с ограничением по максимальной скорости и максимальному моменту. При этом водитель ТС имеет возможность плавного трогания автомобиля с места.The presence in the hydraulic transmission control system of a microprocessor that acts on the actuators and the input of which receives a signal from the vehicle speed, compared with the maximum permissible speed adjuster, and a signal from the internal combustion engine fuel shutter position sensor, compared with the maximum permissible fuel shutter position adjuster, allows the law of movement of the vehicle with the constancy of power take-off from the prime mover with restrictions on the maximum speed and maximum torque. In this case, the driver of the vehicle has the ability to smoothly move the car away.
Изобретение иллюстрируется 7 фигурами.The invention is illustrated by 7 figures.
На фиг.1 изображен поперечный разрез гидронасоса.Figure 1 shows a cross section of a hydraulic pump.
На фиг.2 имеется поперечный разрез гидродвигателя.In Fig.2 there is a cross section of a hydraulic motor.
На фиг.3 представлена структурная схема вариатора.Figure 3 presents the structural diagram of the variator.
На фиг.4 показана структурная микропроцессорная схема управления вариатором.Figure 4 shows the structural microprocessor control circuit of the variator.
На фиг.5 показана структурная схема управления с улучшенными динамическими свойствами вариатора.Figure 5 shows a block diagram of the control with improved dynamic properties of the variator.
На фиг.6 представлена структурная микропроцессорная схема управления гидравлическим вариатором применительно к ТС.Figure 6 presents the structural microprocessor control circuit of the hydraulic variator in relation to the vehicle.
На фиг.7 показаны графики зависимостей скорости ТС от двигательного момента на валу его двигателя.In Fig.7 shows graphs of the dependence of the speed of the vehicle from the motor moment on the shaft of its engine.
Гидравлический вариатор с высоким передаточным числом состоит из гидронасоса (фиг.1) и гидродвигателя (фиг.2). Гидронасос имеет всасывающий 1 и нагнетательный 2 патрубки неподвижного статора 3. В статоре 3 концентрично, с минимальным технологическим зазором (на фиг.не обозначен), установлен ротор 4, снабженный по длине радиальными сквозными каналами 5, в которых подвижно размещены кинематически связанные с ротором 4 пластинчатые элементы 6, разделяющие между собой всасывающие 7 и нагнетательные 8 полости, корпуса статора 3. Статор 3 представляет собой полый цилиндр и снабжен плоской опорной площадкой 9 прямоугольной формы, которая жестко сопряжена с корпусом статора 3. Площадка 9 статора имеет объемное прямоугольное окно 10, в которое входит подвижная скользящая плита 11, имеющая вид домкратной прямоугольной плиты с внутренним цилиндрическим углублением 12. Плита 11 с боковых сторон соприкасается с прямоугольными поверхностями окна. Эта плита 11 с помощью регулировочного винта 13 и соединенной с плитой регулировочной гайки 14 может перемещаться внутри окна, изменяя объем внутренней полости 12а между ротором 4 и внутренним углублением 12 плиты 11. При нахождении плиты 4 в крайнем положении углубление 12 становится частью внутреннего диаметра статора 3. С торцевых сторон статор снабжен подшипниковыми щитами, в которых установлены подшипники качения (не показаны), вала 15 ротора 4. Регулировочная гайка 14 вращается с помощью исполнительного механизма 16. Кроме того, плита 10 снабжена датчиком положения 17.The hydraulic variator with a high gear ratio consists of a hydraulic pump (figure 1) and a hydraulic motor (figure 2). The hydraulic pump has a
Гидродвигатель выполнен аналогично и обозначение его отдельных элементов имеет ту же нумерацию, что и у гидронасоса, но со штрихом (фиг.2). Гидродвигатель связан с гидронасосом через патрубок (нагнетательный канал) 2. Причем сам гидродвигатель может быть установлен либо рядом с гидронасосом, либо отдельно от него и сопряжен непосредственно с механизмом, скорость вращения которого требуется регулировать.The hydraulic motor is made similarly and the designation of its individual elements has the same numbering as that of the hydraulic pump, but with a dash (figure 2). The hydraulic motor is connected to the hydraulic pump through a pipe (pressure channel) 2. Moreover, the hydraulic motor itself can be installed either next to the hydraulic pump or separately from it and is directly connected to the mechanism whose rotation speed needs to be regulated.
В варианте технического решения вариатор снабжен также датчиками объемного входного расхода qA гидронасоса, объемного выходного расхода qB гидронасоса, объемного расхода входного потока qC гидродвигателя и объемного расхода qD на выходе гидродвигателя (на фиг.не показаны).In a variant of the technical solution, the variator is also equipped with sensors for the volumetric inlet flow q A of the hydraulic pump, the volumetric output flow q B of the hydraulic pump, the volumetric flow rate of the inlet flow q C of the hydraulic motor and the volume flow q D at the output of the hydraulic motor (not shown in Fig.).
Структурная схема вариатора состоит из гидронасоса 18, гидродвигателя 19, связанных между собой патрубками 2-1', и приемника жидкости 20, сочлененного с гидронасосом патрубком 1, а с гидродвигателем патрубком 2'.The structural diagram of the variator consists of a
Структурная схема управления вариатором (фиг.4) содержит микропроцессор 21, на вход которого поступают сигналы от датчика частоты вращения входного вала ωвх и датчика частоты вращения ωвых выходного вала. Кроме того, на вход микропроцессора поступает сигнал от управляющего устройства 22, снабженного рукояткой управления 23. На вход микропроцессора поступают также сигналы от датчиков положения 17 и 17'. Выход микропроцессора соединен с исполнительными механизмами гидронасоса 16 и 16'.Structural variator control circuit (4) comprises a
В варианте технического решения на вход микропроцессора 21, помимо сигналов от датчика частоты вращения входного вала ωвх и датчика частоты вращения ωвых выходного вала, управляющего устройства 22 с рукояткой управления 23, сигналов от датчиков положения 17 и 17', поступают также сигналы от датчика qA - объемного входного расхода жидкости гидронасоса, qB - датчика объемного выходного расхода жидкости гидронасоса, датчика qC - объемного входного расхода потока жидкости гидродвигателя и датчика qD - объемного выходного расхода потока жидкости гидродвигателя (фиг.5). Выход микропроцессора соединен с исполнительными механизмами гидронасоса 16 и гидродвигателя 16'.In the embodiment, the technical solutions to the input of the
Сигналы датчиков объемного входного расхода qA гидронасоса и объемного входного расхода потока qC гидродвигателя служат для контроля правильности работы системы.The signals of the sensors of the volumetric inlet flow rate q A of the hydraulic pump and the volumetric inlet flow rate q C of the hydraulic motor are used to control the correct operation of the system.
В варианте технического решения в качестве силового механизма применен ДВС ТС, с которым сочленен вал гидронасоса. Регулируемым механизмом является трансмиссия ТС, с валом которой сочленен вал гидродвигателя (на фиг.не показаны). Система управления гидропередачей снабжена микропроцессором 21 (фиг.6). Сигнал от датчика частоты вращения ωвых выходного вала трансмиссии предварительно сравнивается в блоке сравнения 24 с максимально допустимым значением частоты вращения ωmax выходного вала трансмиссии, и разностный сигнал поступает на микропроцессор 21. Кроме того, в системе предусмотрен датчик положения топливной заслонки UЗ ДВС, сигнал которого сравнивается в блоке сравнения 25 с заданными максимально допустимым UЗmax и минимально допустимым сигналом UЗmin. Результирующий сигнал поступает на микропроцессор 21. Кроме того, на тот же микропроцессор приходят сигналы от датчиков положения 17 и 17'. Сигнал управления приходит на микропроцессор 21 и от управляющего устройства 22 с рукояткой управления 23. Выход микропроцессора соединен с исполнительными механизмами гидронасоса 16 и 16'.In the embodiment of the technical solution, the internal combustion engine of the vehicle is used as the power mechanism, with which the hydraulic pump shaft is connected. The adjustable mechanism is the transmission of the vehicle, with the shaft of which the hydraulic motor shaft is coupled (not shown in Fig.). The hydraulic transmission control system is equipped with a microprocessor 21 (Fig.6). The signal from the speed sensor ω of the output output shaft of the transmission is preliminarily compared in the
График зависимости скорости ω ТС от двигательного момента М, приводящего его в движение, является тяговой характеристикой ТС (фиг.7). Этот график представляет собой набор гипербол 26, 27, в каждой точке которых произведение двигательного момента M на скорость ω примерно равно его постоянной мощности P=Mω, развиваемой ДВС. На фиг.7 также показана ограничительная часть скоростной характеристики 28, ограничительная часть характеристики по моменту нагрузки 29 и частичные характеристики 30, формируемые при пуске ТС. Набор характеристик типа 30 достигается в случае, если скорость ТС равна нулю. Сигнал топливной заслонки может быть заменен сигналом, поступающим от акселератора.The graph of the dependence of the speed ω of the vehicle from the motor moment M, which sets it in motion, is the traction characteristic of the vehicle (Fig. 7). This graph is a set of
Гидравлический вариатор с высоким передаточным числом работает следующим образом. При вращении от внешнего привода вала 15 вращается ротор 4 гидронасоса (фиг.1, 2, 3). Пластинчатые элементы 6 соприкасаются с внутренней поверхностью статора 3 и затягивают рабочую жидкость из приемника жидкости 20 (фиг.3). Жидкость через отводящий канал 2 под давлением поступает через входной патрубок 1' в рабочую камеру гидродвигателя, устроенного аналогично гидронасосу. Здесь рабочая жидкость вращает ротор 4' за счет давления на пластинчатые элементы 6' и связанный с ним рабочий вал 15'. Совершив работу, жидкость через отводящий канал 2' возвращается в приемник жидкости. При этом гидродвигатель может быть установлен непосредственно на валу тягового привода. С помощью плит 11 и 11', которые перемещаются в окнах 10, 10' с помощью регулировочных винтов, происходит перераспределение жидкости, протекающей между ротором и статором гидронасоса и гидродвигателя. При нахождении плиты 4 в крайнем положении, когда углубление 12 является частью внутреннего диаметра статора гидронасоса, объемный выходной расход qB гидронасоса близок к нулю и гидродвигатель не вращается. Если полость между ротором и статором гидронасоса максимальна, то частота вращения зависит от положения подвижной плиты гидродвигателя. Датчики положения 17 и 17' фиксируют положение плит, а воздействуя на исполнительные механизмы 16 и 16', можно управлять потоками жидкости и тем самым регулировать частоту вращения выходного вала гидрордвигателя.A hydraulic variator with a high gear ratio works as follows. When rotating from an external drive of the
Регулировка частоты вращения ωвых выходного вала гидродвигателя может производиться двумя способами.The adjustment of the rotation frequency ω o of the output shaft of the hydraulic motor can be done in two ways.
В одном варианте эта регулировка определяется уравнением:In one embodiment, this adjustment is determined by the equation:
где Uдн - сигнал, получаемый от датчика 17 положения подвижной плиты 11 (фиг.1) гидронасоса, Uдм - сигнал, получаемый от датчика 17' положения подвижной плиты 11' (фиг.2) гидродвигателя. Как видно из уравнения 1, изменение положение плит 11 и 11' внутри окон 10 и 10' обеспечивает изменение скорости. Диапазон изменения скорости превышает 1/1000 и эта скорость может быть выше или ниже частоты вращения выходного вала силовой установки.where U dn is the signal received from the
В другом варианте частота вращения определяется уравнениемIn another embodiment, the speed is determined by the equation
где qB - сигнал от датчик объемного расхода жидкости, расположенного на выходном патрубке гидронасоса, a qD - сигнал от датчика объемного расхода жидкости, расположенного на выходном патрубке гидродвигателя. В данном варианте также частота вращения выходного вала изменяется за счет изменения положения плит 17 и 17' внутри окон 10 и 10'. Отличие того или иного способа регулирования состоит в динамике движения. В первом варианте регулирование производится более быстро, во втором варианте с некоторой инерционностью.where q B is the signal from the volumetric flow rate sensor located on the output pipe of the hydraulic pump, aq D is the signal from the volumetric flow rate sensor located on the output pipe of the hydraulic motor. In this embodiment, also the rotation speed of the output shaft is changed by changing the position of the
В варианте, когда на вход микропроцессора 21, помимо сигналов от датчика частоты вращения входного вала ωвх и датчика частоты вращения ωвых выходного вала, управляющего устройства 22 поступают также сигналы от датчика qA - объемного входного расхода жидкости гидронасоса, qB - датчика объемного выходного расхода жидкости гидронасоса, датчика qC - объемного расхода входного потока жидкости гидродвигателя и датчика qD - объемного расхода потока жидкости на выходе гидродвигателя (фиг.4), регулировние частоты вращения ωвых выходного вала гидродвигателя производится согласно уравнению:In the embodiment, when the input of the
Применение в системе управления микропроцессора, на вход которого поступают сигналы от датчиков объемного расхода жидкости, позволяет улучшить динамические свойства вариатора, т.е. обеспечить большую плавность переходных процессов при регулировании.The use of a microprocessor in the control system, the input of which receives signals from the sensors of the volumetric flow rate of the liquid, allows to improve the dynamic properties of the variator, i.e. provide greater smoothness of transients during regulation.
Возможность того, что гидронасос и гидродвигатель могут быть расположены отдельно друг от друга в полной мере использована в варианте, когда силовым механизмом является ТС. Вариатор замещает коробку перемены передач. Кроме того, обеспечивается движение ТС с постоянством отбора мощности от ДВС, что существенно повышает его ресурс и облегчает работу водителя. Из-за отсутствия датчика мощности в системе применен датчик положения топливной заслонки. Его сигнал примерно пропорционален мощности, развиваемой ДВС. Получаемые микропроцессором (фиг.5) сигналы преобразуются в набор команд, заставляющих вариатор обеспечивать требуемый закон регулирования (набор гипербол 26, 27) (фиг.6). Ограничительная часть скоростной характеристики 28, ограничительная часть характеристики по моменту нагрузки 29 предохраняют ТС от механических повреждений. Частичные характеристики 30 формируются при пуске ТС, когда его скорость равна нулю. При этом обеспечивается плавность трогания ТС. Сигнал топливной заслонки может быть заменен сигналом, поступающим от акселератора.The possibility that the hydraulic pump and the hydraulic motor can be located separately from each other is fully used in the case when the power mechanism is a vehicle. The CVT replaces the gearbox. In addition, the movement of the vehicle is ensured with the constancy of power take-off from the internal combustion engine, which significantly increases its service life and facilitates the work of the driver. Due to the lack of a power sensor in the system, a fuel shutter position sensor is used. Its signal is approximately proportional to the power developed by the internal combustion engine. Received by the microprocessor (Fig. 5), the signals are converted into a set of commands, forcing the variator to provide the required regulation law (a set of
Технико-экономические достоинства представленного вариатора.Technical and economic advantages of the variator presented.
1. Упрощена конструкция устройства.1. Simplified device design.
2. Возможность раздельной установки гидронасоса и гидродвигателя.2. The possibility of separate installation of the hydraulic pump and hydraulic motor.
3. Высокий КПД, достигающий 95%.3. High efficiency, reaching 95%.
4. Высокий диапазон регулирования, превышающий 1/1000.4. High regulation range in excess of 1/1000.
5. Высокие регулировочные свойства.5. High adjusting properties.
6. Возможность плавного регулирования.6. The possibility of smooth regulation.
7. Расширен диапазон возможных применений, в частности, для ТС.7. The range of possible applications has been expanded, in particular for vehicles.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010151751/11A RU2451851C1 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Hydraulic variator of high gear ratio |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010151751/11A RU2451851C1 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Hydraulic variator of high gear ratio |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2451851C1 true RU2451851C1 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010151751/11A RU2451851C1 (en) | 2010-12-17 | 2010-12-17 | Hydraulic variator of high gear ratio |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451851C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557105C1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-07-20 | Фарит Фаварисович Ахияров | Hydraulic transmission |
| CN117847151A (en) * | 2024-03-04 | 2024-04-09 | 四川丹齿精工科技有限公司 | Precise gearbox transmission structure assembly |
| RU2826872C1 (en) * | 2023-11-01 | 2024-09-17 | Андрей Сергеевич Стороженко | Automatic hydraulic variator with stepwise variable volumetric component |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808814A (en) * | 1972-03-20 | 1974-05-07 | R Macy | Fluid transmission |
| SU1346888A1 (en) * | 1985-09-17 | 1987-10-23 | А. С. Абусаидов | Hydraulic variable-speed drive |
| SU1555572A1 (en) * | 1988-10-15 | 1990-04-07 | Vinogradov Ivan N | Hydraulic variable-speed drive |
| RU2107858C1 (en) * | 1997-03-18 | 1998-03-27 | Георгий Алексеевич Савин | Hydraulic variable-speed drive |
| RU2220342C2 (en) * | 1999-07-26 | 2003-12-27 | Шварлис Арвидас Юозович | Positive-displacement hydraulic transmission |
-
2010
- 2010-12-17 RU RU2010151751/11A patent/RU2451851C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808814A (en) * | 1972-03-20 | 1974-05-07 | R Macy | Fluid transmission |
| SU1346888A1 (en) * | 1985-09-17 | 1987-10-23 | А. С. Абусаидов | Hydraulic variable-speed drive |
| SU1555572A1 (en) * | 1988-10-15 | 1990-04-07 | Vinogradov Ivan N | Hydraulic variable-speed drive |
| RU2107858C1 (en) * | 1997-03-18 | 1998-03-27 | Георгий Алексеевич Савин | Hydraulic variable-speed drive |
| RU2220342C2 (en) * | 1999-07-26 | 2003-12-27 | Шварлис Арвидас Юозович | Positive-displacement hydraulic transmission |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2557105C1 (en) * | 2014-02-24 | 2015-07-20 | Фарит Фаварисович Ахияров | Hydraulic transmission |
| RU2826872C1 (en) * | 2023-11-01 | 2024-09-17 | Андрей Сергеевич Стороженко | Automatic hydraulic variator with stepwise variable volumetric component |
| CN117847151A (en) * | 2024-03-04 | 2024-04-09 | 四川丹齿精工科技有限公司 | Precise gearbox transmission structure assembly |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3097325B1 (en) | Hydromechanical continuously variable transmission | |
| US7588431B2 (en) | Variable capacity pump/motor | |
| US7179070B2 (en) | Variable capacity pump/motor | |
| JP5587859B2 (en) | Electric supercharger | |
| US4046029A (en) | Hydromechanical transmission | |
| CN103339409A (en) | Transmission unit | |
| RU2451851C1 (en) | Hydraulic variator of high gear ratio | |
| US6976831B2 (en) | Transmissionless variable output pumping unit | |
| KR20140140011A (en) | Variable displacement gear pump | |
| US20050214149A1 (en) | Displacement pump with variable volume flow | |
| Wang et al. | A novel pressure-controlled hydro-mechanical transmission | |
| US10436251B2 (en) | Fixed block shaft inner bearing race for integrated drive generator | |
| AU2006259387B2 (en) | Dual hydraulic machine transmission | |
| KR20100085899A (en) | Infinite variable speed device | |
| US20110225962A1 (en) | Variable Speed Hydraulic Pump Apparatus and Method | |
| KR20170063776A (en) | System to pump fluid and control thereof | |
| GB2120324A (en) | Variable-displacement rotary pump or motor | |
| RU215589U1 (en) | Adjustable hydraulic drive based on gear hydraulic machines with a constant displacement | |
| KR102370387B1 (en) | Variable displacement gerotor pump | |
| RU2565463C2 (en) | Stepless transmission | |
| EP3511595B1 (en) | Variable block shaft for integrated drive generator | |
| DE3630515A1 (en) | Variable hydrostatic drive | |
| JPH0351564A (en) | Variable trochoid type torque converter | |
| KR101284445B1 (en) | Oil pump | |
| RU2398147C1 (en) | Facility for reduction of transmission rigidity of machine-tractor aggregate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181218 |