RU2585093C1 - Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства и транспортное средство - Google Patents

Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства и транспортное средство Download PDF

Info

Publication number
RU2585093C1
RU2585093C1 RU2015112829/11A RU2015112829A RU2585093C1 RU 2585093 C1 RU2585093 C1 RU 2585093C1 RU 2015112829/11 A RU2015112829/11 A RU 2015112829/11A RU 2015112829 A RU2015112829 A RU 2015112829A RU 2585093 C1 RU2585093 C1 RU 2585093C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gear
vehicle
wheel
turbine
working fluid
Prior art date
Application number
RU2015112829/11A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Израилевич Думов
Ольга Владимировна Шакирова
Григорий Рафович Шакиров
Original Assignee
Виктор Израилевич Думов
Ольга Владимировна Шакирова
Григорий Рафович Шакиров
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 Виктор Израилевич Думов, Ольга Владимировна Шакирова, Григорий Рафович Шакиров filed Critical Виктор Израилевич Думов
Priority to RU2015112829/11A priority Critical patent/RU2585093C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2585093C1 publication Critical patent/RU2585093C1/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/06Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/10Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of fluid gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H41/00Rotary fluid gearing of the hydrokinetic type
    • F16H41/04Combined pump-turbine units
    • F16H41/22Gearing systems consisting of a plurality of hydrokinetic units operating alternatively, e.g. made effective or ineffective by filling or emptying or by mechanical clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/06Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
    • F16H47/07Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type using two or more power-transmitting fluid circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/04Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/0409Features relating to lubrication or cooling or heating characterised by the problem to increase efficiency, e.g. by reducing splash losses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/48Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic
    • F16H61/50Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit
    • F16H61/52Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit by altering the position of blades
    • F16H61/56Control of exclusively fluid gearing hydrodynamic controlled by changing the flow, force, or reaction of the liquid in the working circuit, while maintaining a completely filled working circuit by altering the position of blades to change the blade angle

Abstract

Изобретение относится к гидромеханическим автоматическим коробкам переключения передач скорости (АКПП), а также к транспортным средствам для передвижения по суше и на воде, использующим гидромеханические АКПП. В АКПП шестеренные зубчатые передачи выполнены в виде размещенной на входном валу центральной шестерни и установленных с зубчатым зацеплением с ней шестерней, имеющих различные диаметры. Каждая из шестерней установлена на входном валу одного гидротрансформатора с центробежными колесами насоса и турбины, размещенными на его входном и выходном валах и образующими круг циркуляции рабочей жидкости. В круге циркуляции размещены также поворотные лопатки реактора. Раскрыты особенности выполнения геометрических параметров и форм профилирования лопаток центробежных колес насосов и турбин гидротрансформаторов, а также их выполнение с безлопаточным щелевым диффузором на входе в турбинное колесо. Достигается высокое КПД, малые размеры АКПП. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к гидромеханическим автоматическим коробкам переключения передач скорости (АКПП), а также к транспортным средствам различного назначения (для сухопутного передвижения и для передвижения на воде), использующим гидромеханические АКПП.
Для современных автомобилей в настоящее время используют гидромеханические АКПП с большим числом передач скорости (5-8 для легковых автомобилей высокого класса, 12-14 для грузовых автомобилей, автобусов и т.д.). Такие АКПП обеспечивают комфортное движение и высокую топливную экономичность в широком диапазоне скоростей движения транспортного средства. (См. В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин «Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета», М.: Машиностроение, 1989 г., стр. 89).
Известны гидромеханические АККП транспортного средства, в частности автомобиля, содержащие шестеренные зубчатые передачи и шестеренный редуктор, а также гидротрансформатор с центробежными колесами насоса и турбины и реактором, связанный с емкостью с рабочей жидкостью через насос подачи рабочей жидкости. Также известно транспортное средство, содержащее данный тип коробки передач, электронно-гидравлический блок переключения и управления ступенями передач и насос подачи рабочей жидкости, связанный с емкостью с рабочей жидкостью. Передача крутящего момента от вала двигателя к движителям транспортного средства (в данном случае колесам) производится на режимах движения транспортного средства при его трогании с места и на малых скоростях прямого и заднего хода с помощью гидротрансформатора. На режимах движения с большими скоростями электронно-гидравлический блок управления отключает гидротрансформатор, и передача крутящего момента от вала двигателя к узлам перемещения производится многочисленными планетарными шестеренными рядами и шестеренными редукторами, автоматически включаемыми и выключаемыми с заданной очередностью посредством фрикционных муфт трения и фрикционных тормозных лент (В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин «Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчета», М.: Машиностроение, 1989 г., стр. 87, фиг. 63).
Известные гидромеханические АКПП, за счет наличия в них многочисленных высокоточных деталей и узлов, являются достаточно сложными и трудоемкими в изготовлении, а также имеют ограниченный ресурс эксплуатации, что снижает надежность их работы и безопасность движения транспортного средства. В автомобиле одна АКПП осуществляет работу всех четырех колес с одной и той же передачей скорости. Известные АКПП, обладая достаточными габаритами, не позволяют реализацию каких-либо других вариантов взаимодействия с колесами, что ограничивает маневренность и устойчивость транспортного средства.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является упрощение конструкции, повышение надежности работы, а также увеличение ресурса гидромеханической АКПП транспортного средства, за счет обеспечения гидродинамической передачи скорости и крутящего момента во всем диапазоне режимов движения транспортного средства, а также повышение надежности, устойчивости и маневренности транспортного средства.
Технический результат достигается тем, что в гидромеханической автоматической многоступенчатой коробке переключения передач транспортного средства, содержащей входной вал от двигателя и шестеренные зубчатые передачи от входного вала к каждой ступени передач, шестеренные зубчатые передачи выполнены в виде размещенной на входном валу центральной шестерни и установленных с зубчатым зацеплением с ней шестерней различных ступеней передач, имеющих различные диаметры, причем каждая из этих шестерней установлена на входном валу, по меньшей мере, одного гидротрансформатора с центробежными колесами насоса и турбины, размещенными, соответственно, на его входном и выходном валах и образующими круг циркуляции рабочей жидкости, а также с размещенными в круге циркуляции поворотными лопатками реактора, при этом каждый гидротрансформатор электронно и гидравлически связан с блоком переключения и управления ступенями передач транспортного средства, при этом передаточное соотношение между центральной шестерней и шестерней переключения на ступень самой высокой передачи выполнено в соответствии со следующим соотношением: n p max / n д в max 0,62 N д в max 3
Figure 00000001
, где n p max
Figure 00000002
- максимальное число оборотов входного вала гидротрансформатора, работающего на данной ступени передачи; n д в max
Figure 00000003
- максимальное число оборотов вала двигателя, N д в max
Figure 00000004
- значение максимальной мощности двигателя (размерность в кВт).
Кроме того, в гидротрансформаторах может иметь место следующее:
- центробежное колесо насоса выполнено с профилированными лопатками с поворотом средней линии их профиля на угол 122°-135°, при этом соотношение величины наружного диаметра центробежного колеса насоса D2p и величины входного диаметра его профилированных лопаток D1p составляет: D2p/D1p=1,4-1,9;
- центробежное колесо турбины выполнено с профилированными лопатками с поворотом средней линии их профиля на угол 110°-120°, при этом соотношение величины наружного диаметра центробежного колеса турбины D и величины входного диаметра его профилированных лопаток D составляет: D/D=1,1-1,3;
- центробежное колесо турбины выполнено с безлопаточным щелевым каналом, образованным дисками центробежного колеса турбины перед его профилированными лопатками и имеющим диаметральную протяженность, равную соотношению: D/D2p=1,15-1,4, где D - величина входного диаметра профилированных лопаток центробежного колеса турбины, а D2p - величина наружного диаметра центробежного колеса насоса;
- лопатки реактора выполнены поворотными с возможностью их фиксации в полностью открытом, частично открытом и полностью закрытом положениях;
- в гидротрансформаторах круг циркуляции рабочей жидкости сообщен с насосом откачки воздуха в окружающую среду транспортного средства.
Технический результат достигается также тем, что в транспортном средстве, содержащем блок автоматического переключения и управления ступенями передач, связанный с насосом подачи рабочей жидкости из емкости с рабочей жидкостью, по меньшей мере, одну автоматическую коробку переключения ступеней передач и движители, автоматическая коробка переключения передач выполнена в вышеизложенной конструкции и связана своим выходным валом, по меньшей мере, с одним из движителей, при этом движители представляют собой колеса, винты или гусеницы.
Кроме того, транспортное средство снабжено насосом откачки воздуха в окружающую среду, сообщенным с воздушной полостью емкости с рабочей жидкостью, при этом указанная воздушная полость сообщена также с кругом циркуляции рабочей жидкости каждого из гидротрансформаторов автоматической коробки переключения ступеней передач.
Предлагаемое техническое решение позволяет создать принципиально новую технологию выполнения конструктивной схемы автоматической коробки переключения передач скорости от двигателя к движителям (колесам, гребным винтам и т.д.), что открывает возможности для построения транспортных средств новых поколений с повышенной надежностью, устойчивостью и маневренностью.
Предлагаемая АКПП обеспечивает во всем диапазоне режимов движения транспортного средства гидродинамическую передачу крутящего момента и скорости вращения от вала двигателя на свой выходной вал, причем на каждой ступени передачи работает соответствующий данному режиму гидротрансформатор. В такой АКПП отсутствуют какие-либо планетарные шестеренные ряды, фрикционные муфты трения и фрикционные тормозные ленты.
Гидротрансформаторы в АКПП размещаются по окружности вокруг центральной зубчатой шестерни, устанавливаемой на входном валу коробки, связанном с валом двигателя, определяя, таким образом, барабанный тип конструкции. Центральная шестерня находится в зубчатом зацеплении с шестернями меньшего диаметра с различным передаточным числом, закрепляемыми на входных валах каждого гидротрансформатора, обеспечивая повышение частоты его вращения. Соотношение величины максимального числа оборотов входного вала гидротрансформатора, работающего на самой высокой ступени передачи коробки n p max
Figure 00000002
и величины максимальных чисел оборотов вала двигателя n д в max
Figure 00000005
, выполняется равным или более n p max / n д в max 0,62 N д в max 3
Figure 00000001
, где N д в max
Figure 00000006
- значение максимальной мощности двигателя (размерность в кВт). Это позволяет обеспечить повышенный уровень чисел оборотов входных валов гидротрансформаторов, что, в свою очередь, обеспечивает оптимально малые объемы внутренних полостей кругов циркуляции, приводя к малой продолжительности их заполнения рабочей жидкостью (примерно 0,3-0,4 секунды), при включении гидротрансформаторов. Эта особенность позволяет изготавливать АКПП с малыми диаметральными габаритами.
Указанные особенности выполнения насосных и турбинных колес обеспечивают достижение исключительно высоких значений КПД гидротрансформатора, достигающих 92%-93% на режимах передаточных отношений частоты вращения турбины nт и частоты вращения насоса np, равных nт/np=0,95-1,0.
Снабжение транспортного средства насосом откачки воздуха в окружающую среду, сообщенным с воздушной полостью емкости с рабочей жидкостью, в свою очередь, сообщенной с кругом циркуляции рабочей жидкости каждого из гидротрансформаторов АКПП, обеспечивает вращение колес насоса и турбины в гидротрансформаторах отключенных ступеней передачи при пониженных давлениях с малыми гидромеханическими потерями.
Малые размеры АКПП позволяют разместить на автомобиле несколько идентичных коробок передач, что позволяет осуществлять работу движителей с разными передачами скорости. Каждый из движителей может быть связан со своей АКПП. Возможен также вариант связи движителей, размещенных по одной стороне транспортного средства, с одной АКПП, а движителей, размещенных на другой стороне транспортного средства, - с другой АКПП.
Изобретение поясняется графически, где:
- на фиг. 1 представлена общая схема расположения в АКПП ступеней передач;
- на фиг. 2 представлена общая схема предлагаемой АКПП;
- на фиг. 3 представлена общая схема предлагаемой АКПП с увеличенным числом ступеней передач;
- на фиг. 4 представлено укрупненно место A фиг. 2;
- на фиг. 5 представлена схема поворота профилированных лопаток в центробежном колесе насоса гидротрансформатора;
- на фиг. 6 представлена схема поворота профилированных лопаток в центробежном колесе турбины гидротрансформатора;
- на фиг. 7 представлена схема управления движителями транспортного средства от нескольких АКПП (2 АКПП, связанные с движителями, расположенными по одной стороне транспортного средства);
- на фиг. 8 представлена схема управления движителями транспортного средства от нескольких АКПП (4 АКПП, каждая из которых связана с одним движителем).
АКПП содержит размещенную на валу 1 двигателя центральную шестерню 2, и установленные вокруг нее с зубчатым зацеплением с ней переключающие шестерни 3, выполненные с различным диаметром в зависимости от необходимой величины повышения частоты вращения. Каждая из шестерней 3 осуществляет переключение, по меньшей мере, на одну из ступеней передач. Шестерни 3 размещены на входных валах 4 гидротрансформаторов 5. Каждый гидротрансформатор 5 (см. фиг. 2) содержит установленное на валу 4 центробежное колесо 6 насоса и установленное на его выходном валу 7 центробежное колесо 8 турбины, образующие круг 9 циркуляции рабочей жидкости, в котором установлены поворотные лопатки 10 реактора с устройством 11 их поворота в заданное положение. Электронно-гидравлический блок 12 переключения ступеней передачи скорости и крутящего момента через канал 13 управляет подачей рабочей жидкости в круге 9 циркуляции. Жидкость подается из имеющейся на транспортном средстве емкости 14 с рабочей жидкостью посредством насоса 15 подачи рабочей жидкости. Слив рабочей жидкости из кругов 9 циркуляции в емкость 14 осуществляется по каналу 16. Транспортное средство также содержит насос отсоса воздуха 17, который связан с валом 1 двигателя и своим всасывающим патрубком соединен каналом 18 с воздушной полостью емкости 14. Насос 15 подачи рабочей жидкости включается в работу через вал 1 от двигателя, либо при помощи дополнительного электродвигателя 19. Для охлаждения рабочей жидкости используется эжекторный струйный насос 20, обеспечивающий прокачку рабочей жидкости через воздушно-жидкостный теплообменник 21. В теплообменнике охлаждение рабочей жидкости производится потоком воздуха от электровентилятора 22 и потоком воздуха, набегающего при движении транспортного средства.
Турбинное колесо 8 через понижающую частоту вращения зубчатую шестеренную передачу 23 связано с единым для всех гидротрансформаторов 5 шестеренным редуктором 24, размещенным на выходном валу АКПП и выполненным преимущественно 3-, 4-поточным.
Устройство 11 установки поворотных лопаток 10 реактора в заданное фиксированное положение представляет собой, например, подпружиненный поршень, рабочая полость которого соединена каналами с насосом 15 подачи рабочей жидкости. Поворотные лопатки 10 реактора могут устанавливаться, по крайней мере, в три фиксированных положения, открывающие полностью проходное сечение круга циркуляции 9 (режим работы гидротрансформатора 5 с передачей максимальной мощности и максимального КПД); закрывающие полностью проходное сечение круга циркуляции 9 (режим работы гидротрансформатора 5 с нулевой передачей мощности и в осушенном состоянии внутренней полости круга циркуляции для уменьшения механических потерь при вращении колес); закрывающие частично на 20% проходное сечение круга циркуляции 9 (режим работы гидротрансформатора 5 с передачей величины мощности на 20%-25%, меньшей максимальной и с величиной КПД на уровне 85-86%). Указанные три фиксированных положения поворотных лопаток позволяют осуществлять режимы 2-х ступеней передачи мощности с разным передаточным отношением скорости в АКПП при работе одного гидротрансформатора 5. Для выполнения АКПП с увеличенным числом передач скорости на одном валу 4 могут устанавливаться насосные колеса 7 двух гидротрансформаторов 5 (см. фиг. 3). Два гидротрансформатора позволяют осуществлять режимы 4-х ступеней передачи мощности.
В гидротрансформаторах 5 между лопатками насосного колеса 6 и лопатками турбинного колеса 8 сформирован безлопаточный канал 25 диаметральной протяженностью D/D2p=1,15-1,4, где D - входной диаметр профилированных лопаток 26 турбинного колеса 8, а D1P - входной диаметр профилированных лопаток 27 насосного колеса 6. Канал 25 является безлопаточным щелевым диффузорным устройством с вращающимися при работе гидротрансформатора боковыми ограничительными стенками 28, являющимися частью дисков турбинного колеса (фиг. 4). В таком безлопаточном щелевом диффузоре по закону постоянства циркуляции происходит эффективное уменьшение окружных составляющих скоростей потока, приводящее к росту давления перед лопатками 26 турбины и к уменьшению ударных потерь на их входных кромках.
Центробежное колесо 6 насоса гидротрансформатора 5 выполнено с профилированными лопатками 27, имеющими поворот средней линии профиля на угол φ p = 180 + Δ P ( β 1 P + β 2 P ) = 122 135
Figure 00000007
, где Δ P
Figure 00000008
- радиальный угол между входной и выходной кромками лопаток колеса насоса; β 1 P
Figure 00000009
- угол установки средней линии профиля на входном диаметре колеса насоса; β 2 P
Figure 00000010
- угол установки средней линии профиля на выходном диаметре колеса насоса. При этом соотношение величины наружного диаметра колеса и величины входного диаметра лопаток 28 равно: D2p/D1p=1,4-1,9 (фиг. 5).
Центробежное колесо 8 турбины также выполнено с профилированными лопатками, имеющими поворот средней линии профиля на угол φ т = 180 + Δ Т ( β 1 Т + β 2 Т ) = 110 120
Figure 00000011
, где Δ T
Figure 00000012
- радиальный угол между входной и выходной кромками лопаток; β 1 T
Figure 00000013
- угол установки средней линии профиля на входном диаметре колеса турбины; β 1 T
Figure 00000014
- угол установки средней линии профиля на выходном диаметре колеса турбины. При этом соотношение величины наружного диаметра колеса 8 и величины входного диаметра его лопаток 26 равно: D/D=1,1-1,3 (фиг. 6).
Указанные особенности выполнения насосных и турбинных колес обеспечивают достижения исключительно высоких значений КПД гидротрансформатора, достигающих 92%-93% на режимах передаточных отношений частоты вращения турбины nт и частоты вращения насоса np, равных nт/np=0,95-1,0.
Единый электронно-гидравлический блок 12 АКПП обеспечивает переключение ступеней передачи и управление устройствами 11 поворота лопаток 10 реактора, соединенными каналами с насосом 15 подачи рабочей жидкости и каналами 13 соединения с внутренними полостями кругов циркуляции 9 гидротрансформатора 5 каждой ступени передачи. В зависимости от скорости движения транспортного средства и режима работы двигателя блок 12 подключает насос 15 к кругу циркуляции 9 и к устройству 11 поворота лопаток реактора в одном работающем гидротрансформаторе 5 с одновременным отключением насоса питания 15 от кругов циркуляции 9 остальных гидротрансформаторов 5 (других ступеней передачи), фиксируя в них закрытое положение лопаток реактора.
Внутренние полости кругов циркуляции 9 всех примененных в АКПП гидротрансформаторов по своим наружным диаметрам с помощью каналов 16 соединены с воздушной полостью бака 14 с рабочей жидкостью, соединенной также с всасывающим патрубком насоса 17 отсоса воздуха из воздушной полости бака 14 в окружающую атмосферную среду, привод которого осуществляется от вала 1 двигателя или от автономного электродвигателя 19. Таким образом, в отключенных электронно-гидравлическим блоком 12 гидротрансформаторах 5 вращение колес 6 и 8 насоса и турбины в кругах циркуляции 9, за счет отсоса воздуха из них насосом 17, происходит при пониженных давлениях с малыми гидромеханическими потерями. Эти потери могут быть, при необходимости, еще более уменьшены путем установки в шестеренной редукторной передаче от вала 7 турбины муфты свободного хода, обеспечивающей только одностороннюю передачу крутящего момента.
Схема и конструкция выполнения указанного типа барабанной автоматической коробки переключения передач скорости и крутящего момента от двигателя транспортного средства имеет малую массу и малые диаметральные и осевые габариты. Это позволяет размещать на одном транспортном средстве 29 как одну АКПП 30, осуществляющую одновременное изменение скорости всех движителей 31, в качестве которых могут быть использованы либо колеса, либо винты, либо гусеницы, так и несколько идентичных АКПП. Например, как показано на фиг. 7, на одном транспортном средстве может быть установлено две АКПП 30, каждая из которых связана с движителями 31, расположенными на одной из сторон от продольной оси транспортного средства. Это позволяет транспортному средству выполнять недоступные для него до сих пор маневры, такие как, например, резкий разворот на месте на 180 градусов. Как показано на фиг. 8, на транспортном средстве может быть установлено АКПП 30 в количестве, соответствующем числу движителей 31. В данном случае каждая АКПП изменяет передачу скорости одного движителя. Управление всеми АКПП осуществляется от единого блока переключения и управления ступенями передач транспортного средства. Данная схема позволяет осуществить работу движителей с разными передачами скорости, что значительно увеличивает маневренность и высокую устойчивость движения всего транспортного средства. Кроме того, такая схема позволяет включать при больших скоростях движения задний ход колес, обеспечивая таким образом гидравлическое торможение.
Особенности предлагаемого технического решения открывают новые пути для создания транспортных средств будущих поколений.

Claims (10)

1. Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства, содержащая входной вал от двигателя и шестеренные зубчатые передачи от входного вала к каждой ступени передач, отличающаяся тем, что шестеренные зубчатые передачи выполнены в виде размещенной на входном валу центральной шестерни и установленных с зубчатым зацеплением с ней шестерней различных ступеней передач, имеющих различные диаметры, причем каждая из этих шестерней установлена на входном валу, по меньшей мере, одного гидротрансформатора с центробежными колесами насоса и турбины, размещенными соответственно на его входном и выходном валах и образующими круг циркуляции рабочей жидкости, а также с размещенными в круге циркуляции поворотными лопатками реактора, при этом каждый гидротрансформатор электронно и гидравлически связан с блоком переключения и управления ступенями передач транспортного средства.
2. Автоматическая коробка переключения передач по п.1, отличающаяся тем, что передаточное соотношение между центральной шестерней и шестерней переключения на ступень самой высокой передачи выполнено в соответствии со следующим соотношением: n p max / n д в max 0,62 N д в max 3
Figure 00000015
, где n p max
Figure 00000016
- максимальное число оборотов входного вала гидротрансформатора, работающего на данной ступени передачи; n д в max
Figure 00000017
- максимальное число оборотов вала двигателя, N д в max
Figure 00000018
- значение максимальной мощности двигателя (размерность в кВт).
3. Автоматическая коробка переключения передач по п.1 или 2, отличающаяся тем, что на выходных валах гидротрансформаторов размещены шестерни понижающей передачи, соединенные с общим для всех гидротрансформаторов шестеренным редуктором, установленным на выходном валу коробки.
4. Автоматическая коробка переключения передач по п.3, отличающаяся тем, что в гидротрансформаторах центробежное колесо насоса выполнено с профилированными лопатками с поворотом средней линии их профиля на угол 122°-135°, при этом соотношение величины наружного диаметра центробежного колеса насоса D2p и величины входного диаметра его профилированных лопаток D1p составляет: D2p/D1p=1,4-1,9.
5. Автоматическая коробка переключения передач по п.4, отличающаяся тем, что в гидротрансформаторах центробежное колесо турбины выполнено с профилированными лопатками с поворотом средней линии их профиля на угол 110°-120°, при этом соотношение величины наружного диаметра центробежного колеса турбины D и величины входного диаметра его профилированных лопаток D составляет: D/D=1,1-1,3.
6. Автоматическая коробка переключения передач по п.3, отличающаяся тем, что в гидротрансформаторах центробежное колесо турбины выполнено с безлопаточным щелевым каналом, образованным дисками центробежного колеса турбины перед его профилированными лопатками и имеющим диаметральную протяженность, равную соотношению: D/D2p=1,15-1,4, где D - величина входного диаметра профилированных лопаток центробежного колеса турбины, a D2p - величина наружного диаметра центробежного колеса насоса.
7. Автоматическая коробка переключения передач п.3, отличающаяся тем, что в гидротрансформаторах лопатки реактора выполнены с возможностью их фиксации в полностью открытом, частично открытом и полностью закрытом положениях.
8. Автоматическая коробка переключения передач по п.3, отличающаяся тем, что в гидротрансформаторах круг циркуляции рабочей жидкости сообщен с насосом откачки воздуха в окружающую среду транспортного средства.
9. Транспортное средство, содержащее блок автоматического переключения и управления ступенями передач, связанный с насосом подачи рабочей жидкости из емкости с рабочей жидкостью, по меньшей мере, одну автоматическую коробку переключения ступеней передач и движители, отличающееся тем, что автоматическая коробка переключения передач выполнена по пп.1-3 и связана своим выходным валом, по меньшей мере, с одним из движителей, при этом движители представляют собой колеса, или винты, или гусеницы.
10. Транспортное средство по п.9, отличающееся тем, что оно снабжено насосом откачки воздуха в окружающую среду, сообщенным с воздушной полостью емкости с рабочей жидкостью, при этом указанная воздушная полость сообщена также с кругом циркуляции рабочей жидкости каждого из гидротрансформаторов автоматической коробки переключения ступеней передач.
RU2015112829/11A 2015-04-08 2015-04-08 Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства и транспортное средство RU2585093C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112829/11A RU2585093C1 (ru) 2015-04-08 2015-04-08 Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства и транспортное средство

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015112829/11A RU2585093C1 (ru) 2015-04-08 2015-04-08 Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства и транспортное средство
JP2018503714A JP2018517110A (ja) 2015-04-08 2015-09-01 流体力学式自動変速機及びこの流体力学式自動変速機を用いる車両
CN201580070055.2A CN107110326A (zh) 2015-04-08 2015-09-01 液力机械式自动变速箱及其适用车辆
US15/534,680 US10760661B2 (en) 2015-04-08 2015-09-01 Hydromechanical automatic gearbox and the vehicle using the same
PCT/RU2015/000552 WO2016163913A1 (ru) 2015-04-08 2015-09-01 Гидромеханическая автоматическая коробка переключения передач и транспортное средство с этой коробкой переключения передач
EP15888620.0A EP3232088B1 (en) 2015-04-08 2015-09-01 Hydromechanical automatic gearbox and the vehicle using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2585093C1 true RU2585093C1 (ru) 2016-05-27

Family

ID=56095925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015112829/11A RU2585093C1 (ru) 2015-04-08 2015-04-08 Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства и транспортное средство

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10760661B2 (ru)
EP (1) EP3232088B1 (ru)
JP (1) JP2018517110A (ru)
CN (1) CN107110326A (ru)
RU (1) RU2585093C1 (ru)
WO (1) WO2016163913A1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690120C1 (ru) * 2018-08-15 2019-05-30 Виктор Израилевич Думов Гидродинамический привод-генератор
US10760661B2 (en) 2015-04-08 2020-09-01 Dumov Viktor Izrailevich Hydromechanical automatic gearbox and the vehicle using the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU903636A1 (ru) * 1980-05-22 1982-02-07 Курский сельскохозяйственный институт им.профессора И.И.Иванова Гидромеханическа передача
SU1180609A1 (ru) * 1984-04-02 1985-09-23 Специальное Конструкторское Бюро По Проектированию Дорожных Машин "Дормаш" Кременчугского Производственного Объединения "Дормашина" Гидромеханическа передача
US5315901A (en) * 1992-12-17 1994-05-31 Ford Motor Company Automatic transmission with a modulated pressure converter bypass clutch priority valve circuit
BY14822C1 (en) * 2009-11-23 2011-10-30 Gosudarstvennoe Uchrezhdenie Vysshego Professionalnogo Obrazovaniya Belorussko Rossiysky Universitet Two-stage electrohydraulic pressure control mechanism in hydraulic actuator of hydromechanical transmission clutch of mobile machine

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2995955A (en) 1958-07-23 1961-08-15 Gen Motors Corp Transmissions
GB1455559A (en) * 1972-11-03 1976-11-17 Srm Hydromekanik Ab Vehicle transmission
US4012908A (en) * 1976-01-30 1977-03-22 Twin Disc, Incorporated Torque converter having adjustably movable stator vane sections
RU2031808C1 (ru) * 1991-12-29 1995-03-27 Конструкторское бюро транспортного машиностроения Трансмиссия гусеничной машины
US5394694A (en) * 1993-10-15 1995-03-07 Amercom Funding Ltd. Ii Automatic transmissions using compact hydrodynamic torque converters
DE10359109A1 (de) * 2003-12-17 2005-07-21 Deere & Company, Moline Getriebeanordnung für ein Fahrzeug
CN204114056U (zh) * 2014-07-30 2015-01-21 青州鼎丰机械有限公司 一种液压动力换挡变速箱变矩器非直连结构
CN204127209U (zh) * 2014-08-21 2015-01-28 山东临工工程机械有限公司 双涡轮行星式变速箱的取力器
CN104315109B (zh) * 2014-10-17 2017-01-25 绍兴金道齿轮箱有限公司 液力传动变速箱
RU2585093C1 (ru) 2015-04-08 2016-05-27 Виктор Израилевич Думов Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства и транспортное средство

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU903636A1 (ru) * 1980-05-22 1982-02-07 Курский сельскохозяйственный институт им.профессора И.И.Иванова Гидромеханическа передача
SU1180609A1 (ru) * 1984-04-02 1985-09-23 Специальное Конструкторское Бюро По Проектированию Дорожных Машин "Дормаш" Кременчугского Производственного Объединения "Дормашина" Гидромеханическа передача
US5315901A (en) * 1992-12-17 1994-05-31 Ford Motor Company Automatic transmission with a modulated pressure converter bypass clutch priority valve circuit
BY14822C1 (en) * 2009-11-23 2011-10-30 Gosudarstvennoe Uchrezhdenie Vysshego Professionalnogo Obrazovaniya Belorussko Rossiysky Universitet Two-stage electrohydraulic pressure control mechanism in hydraulic actuator of hydromechanical transmission clutch of mobile machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10760661B2 (en) 2015-04-08 2020-09-01 Dumov Viktor Izrailevich Hydromechanical automatic gearbox and the vehicle using the same
RU2690120C1 (ru) * 2018-08-15 2019-05-30 Виктор Израилевич Думов Гидродинамический привод-генератор

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016163913A1 (ru) 2016-10-13
EP3232088B1 (en) 2020-03-04
US20170343093A1 (en) 2017-11-30
EP3232088A4 (en) 2018-08-01
JP2018517110A (ja) 2018-06-28
CN107110326A (zh) 2017-08-29
EP3232088A1 (en) 2017-10-18
US10760661B2 (en) 2020-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9500197B2 (en) Pump assembly with multiple gear ratios
RU2585093C1 (ru) Гидромеханическая автоматическая многоступенчатая коробка переключения передач для транспортного средства и транспортное средство
US9371000B2 (en) Transmission having integrated transmission pump and accessory drive
CN101408244B (zh) 机械液力无级变速器和方法、及车辆机械液力无级变速器
CN103711897A (zh) 自动变速箱的液压输送系统
US2318660A (en) Automatic hydraulic transmission
US2186025A (en) Power transmission
JP5184893B2 (ja) 液圧式ハイブリッド・パワートレインシステム
US2368279A (en) Torque converter
US2301294A (en) Hydraulic clutch driving assembly
US2067457A (en) Power transmission mechanism
RU2557105C1 (ru) Гидравлическая передача
US3242677A (en) Transmission
US8011910B2 (en) Low noise gear set for gear pump
KR200490474Y1 (ko) 무단변속기
US2869398A (en) Hydraulic and planetary gear transmission
US2463582A (en) Torus chamber hydraulic torque converter
RU2533379C2 (ru) Гидротрансформатор
CN106286285A (zh) 双转子叶片泵
US2230545A (en) Hydraulic rotary variable transmission mechanism
RU2227233C2 (ru) Гидротрансформатор-гидрозамедлитель
RU2351482C2 (ru) Гидротрансмиссия
KR101755865B1 (ko) 차량용 유압시스템
RU2500939C1 (ru) Гидромеханическая передача для путевой машины
RU13187U1 (ru) Механическая передача с гидроавтоматическим регулированием мощности

Legal Events

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

Effective date: 20170409

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20171211