RU2568532C1

RU2568532C1 - Planetary clutch coupling with regulated rigidity of elastic member

Info

Publication number: RU2568532C1
Application number: RU2014144906/11A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Дмитриевич Нехорошев; Николай Григорьевич Кузнецов; Дмитрий Артёмович Нехорошев; Вера Ивановна Нехорошева
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2015-11-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: planetary clutch coupling with regulated rigidity of elastic member contains planetary gear connected with engine, pneumohydraulic accumulator, hydraulic pump mechanically connected with sun gear of the gearbox, and hydraulic control valve. It has cylindrical pneumatic chamber, by pipeline connected with air cavity of the pneumohydraulic accumulator. The cavity has separating piston with O-rings, at that piston can move inside the chamber, and washer sets its required extreme position to regulate rigidity of the coupling due to the retainer presence.

EFFECT: expanded kinematic functionality of coupling.

1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях тракторов и дорожно-строительных машинах, работающих в условиях неустановившихся режимов движения.The invention relates to transport engineering and can be used in transmissions of tractors and road-building machines operating in unsteady driving conditions.

Известен гидрообъемный ходоуменьшитель самоходной машины, содержащий зубчатый понижающий редуктор, последовательно установленный в кинематической цепи трансмиссии, связанную с редуктором гидромашину постоянного рабочего объема, в напорной гидролинии которой установлен регулятор потока с органом управления, гидробак (SU, авторское свидетельство №1482829. А1, М. кл. B60K 17/10. Гидрообъемный ходоуменьшитель самоходной машины. Заявлено 16.09.1987; Опубл. 30.05.1989, Бюл. №20).Known hydro-volume creeper reducer of a self-propelled machine containing a gear reduction gear, sequentially installed in the kinematic transmission chain, connected to the gearbox with a constant-volume hydraulic machine, in the pressure hydraulic line of which there is a flow regulator with a governing body, a hydraulic tank (SU, copyright certificate No. 1482829. A1, M. CL B60K 17/10 Hydro-volume creeper reducer of a self-propelled machine. Declared September 16, 1987; Published May 30, 1989, Bull. No. 20).

Недостатком известной конструкции является ее сложность, отсутствие возможности демпфирования и изменения рабочей характеристики привода.A disadvantage of the known design is its complexity, the lack of damping and changes in the operating characteristics of the drive.

Известна трансмиссия транспортного средства, содержащая связанный с двигателем планетарный редуктор, гидроаккумулятор, гидронасос, связанный механически с одним из звеньев планетарного редуктора и распределитель, первая линия которого сообщена с нагнетательной магистралью гидронасоса, а вторая - со сливом (SU, авторское свидетельство №1592173. A1, М. кл B60K 17/10. Трансмиссия транспортного средства. Заявлено 12.12.1988; Опубл. 15.09.1990, Бюл. №34).A vehicle transmission is known comprising a planetary gearbox, an hydraulic accumulator associated with an engine, a hydraulic pump mechanically coupled to one of the planetary gearbox links and a distributor, the first line of which is connected to the hydraulic pump discharge line and the second is connected to a drain (SU, copyright certificate No. 1592173. A1 , M. cl B60K 17/10. Transmission of a vehicle. Declared 12/12/1988; Publish. 09/15/1990, Bull. No. 34).

Недостатком указанной конструкции является невозможность предохранения двигателя от полной остановки.The disadvantage of this design is the inability to protect the engine from a complete stop.

Известно устройство для снижения жесткости трансмиссии транспортного средства, взятое нами за ближайший аналог, содержащее планетарную передачу, реактивное звено которой соединено с масляным насосом, подключенным к всасывающей и напорной магистралям, нагнетающим масло в пневмогидроаккумулятор, коробку передач, соединенную с ведомым валом планетарной передачи, масляный бак (SU, авторское свидетельство №1062035. А, М. кл. B60K 17/10. Устройство для снижения жесткости трансмиссии транспортного средства. Заявлено 07.09.1982; Опубл. 23.12.1983, Бюл. №47).A device for reducing the stiffness of a vehicle’s transmission is known, which we took for the closest analogue containing a planetary gear, the reactive link of which is connected to an oil pump connected to a suction and pressure lines, pumping oil into a pneumatic accumulator, a gearbox connected to a driven shaft of a planetary gear, oil tank (SU, copyright certificate No. 1062035. A, M. class. B60K 17/10. Device for reducing the stiffness of the vehicle’s transmission. Declared 09/07/1982; Publish. 12/23/1983, Bull. No. 47).

Недостатками данного устройства, принятого в качестве наиближайшего аналога, является сложность конструкции гидравлической системы. Наличие трех клапанов в одной гидролинии не обеспечит плавное изменение потока жидкости в демпферном устройстве. Медленное опорожнение пневмогидравлического аккумулятора через гидронасос задает ему обратное вращение, ухудшая режим переключения передач. Накопленная энергия в пневмогидравлическом аккумуляторе не возвращается в трансмиссию транспортного средства.The disadvantages of this device, adopted as the closest analogue, is the design complexity of the hydraulic system. The presence of three valves in one hydraulic line will not provide a smooth change in the fluid flow in the damper device. Slow emptying of the pneumohydraulic accumulator through the hydraulic pump sets it to reverse rotation, worsening the gear shift mode. The accumulated energy in the pneumatic-hydraulic accumulator does not return to the vehicle transmission.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение эффективности использования машинно-тракторного агрегата за счет снижения износа деталей трансмиссии, устранения динамических нагрузок в силовой передаче путем плавного изменения, передаваемого крутящего момента и расширение функциональных возможностей при установке планетарной муфты сцепления с регулируемой жесткостью в трансмиссии.The problem to which the claimed invention is directed is to increase the efficiency of using a machine and tractor unit by reducing the wear of transmission parts, eliminating dynamic loads in a power transmission by smoothly changing the transmitted torque and expanding the functionality when installing a planetary clutch with adjustable stiffness in transmissions.

Технический результат заключается в расширении кинематических возможностей, снижении колебаний внешней тяговой нагрузки, увеличении долговечности муфты и улучшении динамических характеристик транспортного средства при трогании и разгоне.The technical result consists in expanding the kinematic capabilities, reducing fluctuations in the external traction load, increasing the durability of the coupling and improving the dynamic characteristics of the vehicle when starting and accelerating.

Указанный технический результат достигается тем, что известная планетарная муфта сцепления с регулируемой жесткостью упругого элемента, содержащая связанный с двигателем планетарный редуктор, пневмогидравлический аккумулятор, гидронасос, механически связанный с солнечной шестерней редуктора и гидрораспределитель, согласно изобретению снабжена дополнительной цилиндрической пневмокамерой, трубопроводом соединенной с воздушной полостью пневмогидравлического аккумулятора, которая имеет разделительный поршень с уплотнительными кольцами, при этом поршень имеет возможность перемещения внутри камеры, а шайба разобщитель устанавливает требуемое крайнее его положение для регулирования жесткости муфты благодаря наличию фиксатора.The specified technical result is achieved by the fact that the known planetary clutch with adjustable stiffness of the elastic element, containing a planetary gear connected to the engine, a pneumatic hydraulic accumulator, a hydraulic pump mechanically connected to the sun gear of the gearbox and a hydraulic distributor, according to the invention is equipped with an additional cylindrical pneumatic chamber, a pipe connected to the air cavity pneumohydraulic accumulator, which has a separation piston with sealing to ltsami, wherein the piston is movable within the chamber, and sets the desired uncoupler washer its extreme position for controlling the coupling rigidity due to the presence preservative.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично представлена планетарная муфта сцепления с регулируемой жесткостью упругого элемента.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a planetary clutch with adjustable stiffness of the elastic element.

Предлагаемая муфта состоит из коронной шестерни 1, которая болтами крепится к маховику 2. Водило 3 планетарного механизма является его выходным валом 4, соединяющимся шлицами с ведомым валом коробки передач. С помощью сателлитов 5 водило связано с коронной 2 и солнечной 6 шестернями. Солнечная шестерня 6 входит в зацепление с шестерней привода гидронасоса 7, который соединен всасывающей магистралью 8 с гидробаком 9, а нагнетательной магистралью 10 с гидрораспределителем 11. Он сливной магистралью 12 соединен с гидробаком 9, а напорной магистралью 13 - с пневмогидравлическим аккумулятором 14, соединенным магистралью 15 с цилиндрической пневмокамерой 16 цилиндра-регулятора 17, имеющего разделительный поршень 18 с уплотнительными кольцами 19, перемещение которого ограничивается шайбой 20, а необходимое положение устанавливается рычагом 21 и блокируется фиксатором 22.The proposed coupling consists of a ring gear 1, which is bolted to the flywheel 2. The planet carrier 3 of the planetary gear is its output shaft 4, which is connected by splines to the driven shaft of the gearbox. With the help of satellites 5, the carrier was connected to the crown 2 and solar 6 gears. The sun gear 6 is engaged with the drive gear of the hydraulic pump 7, which is connected to the suction line 8 with the hydraulic tank 9, and the discharge line 10 to the valve 11. It is connected by a drain line 12 to the hydraulic tank 9, and a pressure line 13 to the pneumohydraulic accumulator 14 connected by the line 15 with a cylindrical pneumatic chamber 16 of the control cylinder 17 having a dividing piston 18 with o-rings 19, the movement of which is limited by the washer 20, and the required position is set by lever 21 and is locked by a latch 22.

Работа предлагаемой муфты в приводе трансмиссии транспортного средства осуществляется следующим образом.The work of the proposed clutch in the drive transmission of the vehicle is as follows.

Крутящий момент от маховика 2 передается на коронную шестерню 1 планетарного механизма. Она начинает вращаться и передает вращение на сателлиты 5, приводя в движение солнечную шестерню 6 и привод масленого насоса 7, который, вращаясь, закачивает в его всасывающую магистраль 8 масло из бака 9 гидросистемы транспортного средства. Масло под давлением поступает в нагнетательную магистраль 10 и подходит к распределителю 11. Если же распределитель закрыт, то масло уходит на слив в магистраль 12, также соединенную с гидросистемой транспортного средства. При закрытом положении распределителя 11 муфта находится в выключенном положении, транспортное средство не приводится в движение, даже если включена передача. Если же распределитель 11 открыт, то масло поступает по напорной магистрали 13 в гидроаккумулятор 14. Насос подает масло до тех пор, пока давление масла не достигнет величины, уравновешивающейся давлением в гидроаккумуляторе. В этом случае насос 7 остановится, в результате этого солнечная шестерня 6 остановится, но при этом сателлиты 5 начнут вращаться вокруг своей оси, обегая солнечную шестерню 6, будут передавать момент на водило 3 и вал силовой передачи 4. Транспортное средство начнет поступательное движение вперед. При увеличении крюковой нагрузки в трансмиссии к объему газа в пневмогидравлическом аккумуляторе 14 подключается объем дополнительной цилиндрической пневмокамеры 16 цилиндра-регулятора 17. Путем воздействия рычага 21 обеспечиваем перемещение разделительного поршня 18 в цилиндре-регуляторе 17, который позволяет увеличить дополнительный объем пневмогидравлического аккумулятора 14. Шайба 20 при установке поршня в нужном положении устанавливает в полости 16 необходимую величину дополнительного объема. Шайба блокируется фиксатором 22.Torque from the flywheel 2 is transmitted to the ring gear 1 of the planetary gear. It starts to rotate and transfers the rotation to satellites 5, driving the sun gear 6 and the drive of the oil pump 7, which, rotating, pumps oil from the tank 9 of the vehicle’s hydraulic system into its suction line 8. Oil under pressure enters the discharge line 10 and goes to the distributor 11. If the distributor is closed, the oil goes to the drain to the line 12, also connected to the hydraulic system of the vehicle. With the closed position of the distributor 11, the clutch is in the off position, the vehicle is not driven, even if the gear is engaged. If the distributor 11 is open, then the oil enters the accumulator 14 through the pressure line 13. The pump delivers the oil until the oil pressure reaches a value that is balanced by the pressure in the accumulator. In this case, the pump 7 will stop, as a result of this, the sun gear 6 will stop, but at the same time the satellites 5 will begin to rotate around their axis, circling the sun gear 6, will transmit torque to the carrier 3 and the power transmission shaft 4. The vehicle will begin to move forward. With an increase in the hook load in the transmission, the volume of the additional cylindrical pneumatic chamber 16 of the regulator cylinder 17 is connected to the gas volume in the pneumohydraulic accumulator 14. By means of the lever 21, the separation piston 18 is moved in the regulator cylinder 17, which allows increasing the additional volume of the pneumohydraulic accumulator 14. Washer 20 when installing the piston in the desired position, establishes the necessary amount of additional volume in the cavity 16. The washer is locked by a latch 22.

Накопленная энергия в пневмогидравлическом аккумуляторе в процессе трогания периодически возвращается на элементы трансмиссии. При этом происходит плавное перемещение транспортного средства в период трогания с места и разгона транспортного средства с нагрузкой на крюке, в зависимости от выполняемой работы степень жесткости упругого элемента регулируется.The accumulated energy in the pneumatic-hydraulic accumulator periodically returns to the transmission elements during starting up. In this case, the vehicle moves smoothly during starting up and accelerating the vehicle with a load on the hook, depending on the work being performed, the degree of rigidity of the elastic element is regulated.

Таким образом, в изобретении предлагается техническое решение по защите двигателя и трансмиссии транспортной машины от пиковых динамических нагрузок не только в начале разгона, но и в процессе установившегося движения, путем подключения к газовому объему ПГА дополнительного газового объема, за счет перемещения в цилиндре поршня, обеспечивается возможность плавного регулирования жесткости вала водила планетарной муфты сцепления.Thus, the invention provides a technical solution for protecting the engine and transmission of a transport vehicle from peak dynamic loads not only at the beginning of acceleration, but also during steady-state movement, by connecting an additional gas volume to the gas volume of the PHA, by moving the piston in the cylinder, the possibility of smoothly controlling the stiffness of the shaft of the carrier of the planetary clutch.

Claims

A planetary clutch with adjustable stiffness of the elastic element, comprising a planetary gear associated with the engine, a pneumohydraulic accumulator, a hydraulic pump mechanically connected to the sun gear of the gearbox, and a hydraulic distributor, characterized in that it is equipped with a cylindrical pneumatic chamber, a pipe connected to the air cavity of the pneumohydraulic accumulator, which has dividing piston with o-rings, while the piston has the ability to move inside the chamber, and The ba sets its desired extreme position for adjusting the stiffness of the coupling due to the presence of a lock.