RU2613143C1 - Hydrostatic-mechanical transmission of heavy-duty vehicle - Google Patents

Hydrostatic-mechanical transmission of heavy-duty vehicle Download PDF

Info

Publication number
RU2613143C1
RU2613143C1 RU2016101501A RU2016101501A RU2613143C1 RU 2613143 C1 RU2613143 C1 RU 2613143C1 RU 2016101501 A RU2016101501 A RU 2016101501A RU 2016101501 A RU2016101501 A RU 2016101501A RU 2613143 C1 RU2613143 C1 RU 2613143C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
transmission
gears
vehicle
axial
Prior art date
Application number
RU2016101501A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Анатольевич Карпухин
Борис Николаевич Сучугов
Василий Федорович Васильченков
Дмитрий Владимирович Селюк
Вячеслав Николаевич Абрамов
Андрей Владимирович Кушнарев
Роман Алексеевич Иванов
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова МО РФ
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
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 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова МО РФ, Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова МО РФ
Priority to RU2016101501A priority Critical patent/RU2613143C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2613143C1 publication Critical patent/RU2613143C1/en

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
    • F16H47/02Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: hydrostatic-mechanical transmission includes one adjustable reversible axial piston pump with a swash plate, pressure lines, axial piston hydraulic motors to drive the front and rear wheels, a hydraulic drain line, output planetary gear sets, consisting of hydraulic motor sun gears connected to the output shafts, carrier-mounted satellites, epicyclic gears, propeller shafts, cross-axle differentials, axle shaft. Axial-piston hydraulic motors for front and rear wheels driving are adjustable by disc tilting. Transmission is additionally provided with a controlled clutch that connects the internal combustion engine to the hydraulic pump, hydraulic control valve, safety valves, hydraulic drain lines, hydraulic tank, vehicle electronic control unit, signaling cables, clutches and brakes, installed in the output planetary gears.
EFFECT: hydraulic transmission weight and size reduction, reduced wear of the internal combustion engine.
2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к трансмиссиям наземных транспортных средств. Преимущественная сфера использования - тяжеловозные транспортные средства и седельные тягачи на их базе, где механическая трансмиссия и гидромеханические передачи не обладают требуемой эффективностью [1].The invention relates to transport machinery, in particular to transmissions of land vehicles. The preferred area of use is heavy vehicles and truck tractors based on them, where mechanical transmission and hydromechanical gears do not have the required efficiency [1].

Известна выполненная по двухпоточной схеме гидромеханическая трансмиссия [2], содержащая входной и выходной валы, две гидравлически связанные регулируемые гидромашины, четырехзвенный планетарный механизм, включающий водило с сателлитами, два центральных колеса с наружными зубьями и центральное колесо с внутренними зубьями, управляемые муфты и зубчатые передачи, при этом первая гидромашина кинематически связана через зубчатую передачу с первым центральным колесом с наружными зубьями, вторая гидромашина соединена через первые зубчатую передачу и управляемую муфту с центральным колесом с внутренними зубьями. Трансмиссия отличается тем, что планетарный механизм содержит парные зацепляющиеся сателлиты, вторая гидромашина соединена через вторые зубчатую передачу и управляемую муфту со вторым центральным колесом с наружными зубьями, входной вал связан с водилом планетарного механизма, выходной вал кинематически соединен с центральным колесом с внутренними зубьями. Данная трансмиссия обеспечивает два диапазона переднего хода и один диапазон заднего хода с бесступенчатым регулированием передаточного отношения и двухпоточной передачей мощности, при этом гидравлическая мощность не превышает 25% от передаваемой мощности.A hydromechanical transmission [2], made according to a two-stream scheme, comprising input and output shafts, two hydraulically connected adjustable hydraulic machines, a four-link planetary mechanism, including a carrier with satellites, two central wheels with external teeth and a central wheel with internal teeth, controlled clutches and gears, is known while the first hydraulic machine is kinematically connected through a gear transmission with the first central wheel with external teeth, the second hydraulic machine is connected through the first gears th gear and steered clutch with a central wheel with internal teeth. The transmission is characterized in that the planetary mechanism contains paired engaging satellites, the second hydraulic machine is connected via a second gear and a controlled clutch to the second central wheel with external teeth, the input shaft is connected to the planet carrier of the planetary gear, the output shaft is kinematically connected to the central wheel with internal teeth. This transmission provides two forward ranges and one reverse range with stepless gear ratio adjustment and dual-flow power transmission, while the hydraulic power does not exceed 25% of the transmitted power.

Известна выполненная по двухпоточной схеме объемная гидромеханическая передача [3], содержащая входной и выходной валы, две гидравлически связанные обратимые регулируемые гидромашины, четырехзвенный дифференциал, имеющий две солнечные шестерни, большая из которых соединена с входным валом, сателлиты, водило, соединенное с выходным валом, и центральное колесо с внутренним зацеплением, четыре переключающих устройства, два из которых соединяют вал одной гидромашины с входным валом передачи и центральным колесом с внутренним зацеплением, а два других переключающих устройства соединяют вал другой гидромашины с выходным валом передачи и малой солнечной шестерней дифференциала. Трансмиссия отличается тем, что сателлиты выполнены парными зацепляющимися между собой, причем один из них выполнен широким и установлен между большой солнечной шестерней и центральным колесом с внутренним зацеплением, а другой сателлит выполнен узким и находится в зацеплении с малой солнечной шестерней.A well-known volumetric hydromechanical transmission [3], made according to a two-stream scheme, comprising input and output shafts, two hydraulically connected reversible adjustable hydraulic machines, a four-link differential, having two sun gears, the largest of which is connected to the input shaft, satellites, a carrier connected to the output shaft, and a central wheel with internal gearing, four switching devices, two of which connect the shaft of one hydraulic machine to the input gear shaft and the central wheel with internal gearing, and two other switching devices connect the shaft of the other hydraulic machine with the output shaft of the transmission and the small sun gear of the differential. The transmission is characterized in that the satellites are made in pairs engaged with each other, one of which is wide and mounted between the large sun gear and the central wheel with internal gearing, and the other satellite is made narrow and is meshed with the small sun gear.

Известна выполненная по двухпоточной схеме гидрообъемно-механическая трансмиссия транспортного средства [4], содержащая ведущий вал, кинематически связанный с двигателем, выходной вал, кинематически связанный с ведущими колесами транспортного средства, гидрообъемную передачу, включающую две гидравлически связанные между собой регулируемые объемные гидромашины, механическую передачу, содержащую планетарный механизм, включающий водило с сателлитами, солнечные шестерни, зубчатые передачи и устройство переключения диапазонов. Трансмиссия отличается тем, что двигатель соединен через фрикционную муфту и первую зубчатую передачу с первой солнечной шестерней планетарного механизма, через вторую зубчатую передачу с приводным валом гидронасоса, приводной вал гидромотора соединен со второй солнечной шестерней, водило планетарного механизма, имеющее сателлиты, соединенные между собой, соединено с устройством переключения диапазонов, которое через выходной вал кинематически связано с ведущими колесами транспортного средства.A hydrostatic-mechanical transmission of a vehicle [4], made according to a two-flow diagram, is known, comprising a drive shaft kinematically connected to the engine, an output shaft kinematically connected to the driving wheels of the vehicle, a hydrostatic transmission comprising two hydraulically interconnected adjustable volumetric hydraulic machines, a mechanical transmission comprising a planetary mechanism including a carrier with satellites, sun gears, gears and a range shifter. The transmission is characterized in that the engine is connected through a friction clutch and the first gear with the first sun gear of the planetary gear, through the second gear with the drive shaft of the hydraulic pump, the drive shaft of the hydraulic motor is connected to the second sun gear, the planetary gear carrier having satellites connected to each other, connected to a range switching device, which through the output shaft is kinematically connected with the drive wheels of the vehicle.

Недостатками указанных трансмиссий, выполненных по двухпоточной схеме, являются: сравнительно малый диапазон бесступенчатого регулирования крутящего момента, который в двухпоточных передачах уменьшается пропорционально снижению доли гидравлической мощности [2], что снижает проходимость транспортного средства в тяжелых дорожных условиях, отсутствие возможности автоматического регулирования подводимого к ведущим колесам крутящего момента в зависимости от текущих значений пробуксовки колес и нагрузки на мосты, наличие одного выходного вала позволяет подводить мощность к одной группе ведущих колес или требует наличия раздаточной коробки, отсутствие возможности торможения транспортного средства трансмиссией.The disadvantages of these transmissions, made according to a two-line scheme, are: a relatively small range of stepless torque control, which in two-line gears decreases proportionally to a decrease in the share of hydraulic power [2], which reduces the vehicle's patency in difficult road conditions, and the inability to automatically control the drive wheels of torque depending on the current values of wheel slippage and axle load, the presence of one output of the second shaft allows power to be supplied to one group of driving wheels or requires the presence of a transfer case, the inability to brake the vehicle by transmission.

Наиболее близкой по совокупности признаков и достигаемому эффекту к заявляемой трансмиссии является принятая за прототип гидрообъемная трансмиссия гусеничного трактора [5], выполненная по полнопоточной схеме и содержащая разветвляющий редуктор, две параллельные бортовые гидрообъемные передачи с насосами регулируемой производительности и нерегулируемыми моторами, а также два бортовых редуктора. Трансмиссия отличается тем, что между моторами и бортовыми редукторами установлены два планетарных механизма, солнечные зубчатые колеса которых соединены с каждым из гидромоторов двумя одинаковыми зубчатыми передачами, водило каждого суммирующего планетарного механизма соединено с эпициклическим зубчатым колесом другого планетарного механизма и затем с бортовым редуктором.The closest set of features and the achieved effect to the claimed transmission is the prototype hydrostatic transmission of a caterpillar tractor [5], made according to a full-flow scheme and containing a branching gearbox, two parallel final hydraulic volumetric transmissions with variable displacement pumps and unregulated motors, as well as two final drives . The transmission differs in that two planetary gears are installed between the motors and final drives, the sun gears of which are connected to each of the hydraulic motors by two identical gears, the carrier of each summing planetary gear is connected to the epicyclic gear of another planetary gear and then to the final drive.

Данная трансмиссия позволяет перераспределять крутящий момент между ведущими колесами транспортного средства.This transmission allows you to redistribute the torque between the drive wheels of the vehicle.

Недостатками гидрообъемной трансмиссии гусеничного трактора являются: большое количество гидравлических машин, значительные габариты ввиду несоосности гидромоторов с суммирующими планетарными рядами, значительная масса трансмиссии ввиду наличия дополнительных зубчатых передач, разветвляющего редуктора и применения нерегулируемых гидромоторов [6], отсутствие разобщающего механизма между двигателем и трансмиссией приводит к повышенному износу двигателя при пуске в условиях низких температур, невозможность полного отключения гидронасосов от гидромоторов (полного разрыва силового потока) при необходимости отключения одного из ведущих колес от двигателя, сравнительно низкий диапазон регулирования подводимого к ведущим колесам крутящего момента ввиду отсутствия в суммирующих планетарных рядах и бортовых редукторах механических поддиапазонов его изменения, отсутствие возможности автоматически регулировать подводимый к ведущим колесам транспортного средства крутящий момент в зависимости от текущих значений пробуксовки колес и нагрузки на мосты, что снижает проходимость транспортного средства, отсутствие возможности торможения транспортного средства трансмиссией.The disadvantages of the hydrostatic transmission of a caterpillar tractor are: a large number of hydraulic machines, significant dimensions due to misalignment of hydraulic motors with summing planetary gears, a significant mass of the transmission due to the presence of additional gears, a branching gearbox and the use of unregulated hydraulic motors [6], the absence of a disconnecting mechanism between the engine and transmission increased engine wear when starting at low temperatures, the inability to completely turn off the hyd pumps from hydraulic motors (complete breakdown of the power flow) if one of the drive wheels is disconnected from the engine, a relatively low control range of the torque supplied to the drive wheels due to the absence of mechanical changes in the summing planetary gear sets and final drive gearboxes, lack of the ability to automatically adjust the lead to the drive vehicle wheels torque depending on the current values of wheel slippage and axle loads, which reduces ohodimost vehicle, lack of braking the vehicle transmission means.

Технический результат направлен на снижение массы и габаритов гидропередачи, снижение износа двигателя внутреннего сгорания при пуске в условиях низких температур, обеспечение возможности отключения привода ведущих колес переднего моста, расширение диапазона регулирования подводимого к ведущим колесам крутящего момента и обеспечение возможности его автоматического регулирования в зависимости от текущих значений пробуксовки колес и нагрузки на мосты, обеспечение возможности торможения транспортного средства трансмиссией.The technical result is aimed at reducing the mass and dimensions of the hydraulic transmission, reducing the wear of the internal combustion engine when starting at low temperatures, providing the ability to disable the drive of the front axle drive wheels, expanding the range of regulation of the torque supplied to the driving wheels and ensuring its automatic regulation depending on current wheel slippage and axle load, providing the vehicle with a transmission braking capability.

Технический результат достигается тем, что гидрообъемно-механическая трансмиссия тяжеловозного транспортного средства, содержащая один регулируемый обратимый аксиально-поршневой гидронасос с наклонным диском, напорные гидролинии, аксиально-поршневые гидромоторы привода передних и задних колес, сливную гидролинию, выходные планетарные передачи, выполненные по одинаковой кинематической схеме и состоящие из связанных с выходными валами гидромоторов солнечных шестерен, сателлитов, установленных на водилах, эпициклических шестерен, карданные валы, межколесные дифференциалы, полуоси, при этом аксиально-поршневые гидромоторы привода передних и задних колес выполнены регулируемыми (за счет наклона дисков), выходные планетарные передачи не имеют кинематической связи между собой, трансмиссия дополнительно снабжена управляемой муфтой, связывающей двигатель внутреннего сгорания с гидронасосом, гидрораспределителем управления, предохранительными клапанами, дренажными гидролиниями, баком гидросистемы, электронным блоком управления движением транспортного средства, проводами передачи сигналов, фрикционами и тормозами, установленными в выходных планетарных передачах.The technical result is achieved by the fact that the hydro-volume-mechanical transmission of a heavy vehicle, containing one adjustable reversible axial-piston hydraulic pump with an inclined disk, pressure hydraulic lines, axial-piston hydraulic motors for front and rear wheels, a drain hydraulic line, output planetary gears made according to the same kinematic the scheme and consisting of sun gears, satellites mounted on carriers, epicyclic gears connected to the output shafts of the hydraulic motors, to cardan shafts, cross-axle differentials, half shafts, while the axial-piston hydraulic motors of the front and rear wheels are made adjustable (due to the inclination of the disks), the output planetary gears do not have kinematic communication with each other, the transmission is additionally equipped with a controlled clutch connecting the internal combustion engine to the hydraulic pump , control hydrodistributor, safety valves, drainage hydraulic lines, hydraulic system tank, vehicle electronic control unit, signaling oestriasis, clutches and brakes installed in the output planetary gears.

Отличительными признаками от прототипа является то, что в предлагаемой трансмиссии применен один связанный с двигателем внутреннего сгорания аксиально-поршневой гидронасос, аксиально-поршневые гидромоторы привода передних и задних колес выполнены регулируемыми (за счет наклона дисков), выходные планетарные передачи не имеют кинематической связи между собой, трансмиссия дополнительно снабжена управляемой муфтой, связывающей двигатель внутреннего сгорания с гидронасосом, гидрораспределителем управления, предохранительными клапанами, дренажными гидролиниями, баком гидросистемы, электронным блоком управления движением транспортного средства, проводами передачи сигналов, фрикционами и тормозами, установленными в выходных планетарных передачах.Distinctive features of the prototype is that in the proposed transmission one axial piston hydraulic pump connected to the internal combustion engine is used, the axial piston hydraulic motors of the front and rear wheels are adjustable (due to the inclination of the disks), the output planetary gears have no kinematic connection , the transmission is additionally equipped with a controlled clutch connecting the internal combustion engine to the hydraulic pump, control valve, safety valves mi, drainage hydraulic lines, hydraulic system tank, vehicle electronic control unit, signal transmission wires, clutches and brakes installed in the output planetary gears.

Схема гидрообъемно-механической трансмиссии тяжеловозного транспортного средства представлена на фиг. 1, кинематическая схема выходной планетарной передачи - на фиг. 2.A diagram of the hydrostatic-mechanical transmission of a heavy vehicle is shown in FIG. 1, the kinematic diagram of the output planetary gear - in FIG. 2.

Гидрообъемно-механическая трансмиссия тяжеловозного транспортного средства включает (фиг. 1): управляемую муфту 2, соединенную с регулируемым обратимым аксиально-поршневым гидронасосом с наклонным диском 3, гидрораспределитель управления 4 с электрическим управлением, напорные гидролинии 5, параллельно подключенные регулируемые обратимые аксиально-поршневые гидромоторы с наклонными дисками привода передних 6 и задних колес 7, радиатор охлаждения рабочей жидкости 8, сливную гидролинию 9, бак гидросистемы 10, предохранительные клапаны 11 и 12, дренажные гидролинии 13 и 14, всасывающую гидролинию 30, выходные планетарные передачи 15 и 16, карданные валы 17, межколесные дифференциалы 18, полуоси 19, электронный блок управления движением транспортного средства 21, провода передачи сигналов 22. Выходные планетарные передачи (фиг. 2) выполнены по одинаковой кинематической схеме и состоят из связанных с выходными валами гидромоторов 6 и 7 солнечных шестерен 24, сателлитов 25, установленных на водилах 26, эпициклических шестерен 27, фрикционов (Ф1 и Ф2) 28, тормозов (T1 и Т2) 29.The hydrostatic-mechanical transmission of a heavy vehicle includes (Fig. 1): a controlled clutch 2 connected to an adjustable reversible axial-piston hydraulic pump with an inclined disk 3, a control valve 4 with electric control, pressure hydraulic lines 5, parallel adjustable reversible axial-piston hydraulic motors connected in parallel with inclined drive discs of the front 6 and rear wheels 7, a radiator for cooling the working fluid 8, a drain hydraulic line 9, a hydraulic system tank 10, safety valves 11 and 1 2, drainage hydraulic lines 13 and 14, a suction hydraulic line 30, output planetary gears 15 and 16, cardan shafts 17, cross-axle differentials 18, axle shafts 19, an electronic control unit for vehicle movement 21, signal transmission wires 22. Output planetary gears (Fig. 2 ) are made according to the same kinematic scheme and consist of hydraulic gears 6 and 7 of sun gears 24, satellites 25 mounted on carriers 26, epicyclic gears 27, friction clutches (Ф 1 and Ф 2 ) 28, brakes (T 1 and T 2 ) 29.

Гидрообъемно-механическая трансмиссия тяжеловозногоHydraulic-volume-mechanical transmission of a heavy truck

транспортного средства работает следующим образом.vehicle operates as follows.

При движении транспортного средства крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания 1 (фиг. 1) через управляемую муфту 2 передается на входной вал гидронасоса 3, рабочая жидкость под давлением поступает в гидрораспределитель управления 4, который путем открытия-закрытия золотников, регулирующих величину расхода рабочей жидкости в напорных гидролиниях 5, распределяет мощность, передаваемую гидронасосом 3 к гидромоторам привода передних 6 и задних колес 7 в соответствии с колесной формулой транспортного средства и текущим распределением нагрузки на колеса транспортного средства. При этом осуществляется регулирование производительности гидромоторов 6 и 7 за счет изменения положения их наклонных дисков. Команды на открытие-закрытие золотников гидрораспределителя управления 4 и изменения производительности гидромоторов 6 и 7 подаются электронным блоком управления движением 21 по проводам передачи сигналов 22.When the vehicle is moving, the torque from the internal combustion engine 1 (Fig. 1) is transmitted through a controlled coupling 2 to the input shaft of the hydraulic pump 3, the working fluid under pressure enters the control valve 4, which by opening and closing the spools that control the flow rate of the working fluid in pressure hydraulic lines 5, distributes the power transmitted by the hydraulic pump 3 to the hydraulic motors of the front 6 and rear wheels 7 in accordance with the wheel formula of the vehicle and the current distribution Loading the vehicle on wheels. In this case, the performance of the hydraulic motors 6 and 7 is controlled by changing the position of their inclined disks. The commands for opening and closing the control valve spools 4 and changes in the performance of the hydraulic motors 6 and 7 are given by the electronic motion control unit 21 through the signal transmission wires 22.

Далее крутящий момент с выходных валов гидромоторов 6 и 7 через карданные валы 17 передается на солнечные шестерни 24 (фиг. 2) выходных планетарных передач 15 и 16. В выходных планетарных передачах включены фрикционы Ф1 и Ф2 28, выключены тормоза Т2 и T1 29, поэтому крутящий момент без преобразования передается с солнечных шестерен 24 на водила 26 (в выходных планетарных передачах включена прямая передача). С водила 26 крутящий момент через карданные валы 17 (фиг. 1) передается на межколесные дифференциалы 18, где преобразуется по величине и направлению и через полуоси 19 передается на ведущие колеса 20. После гидромоторов 6 и 7 рабочая жидкость по сливной гидролинии 9 поступает в радиатор охлаждения рабочей жидкости 8 и далее в бак гидросистемы 10, откуда по всасывающей гидролинии 30 подается в гидронасос 3.Further, the torque from the output shafts of the hydraulic motors 6 and 7 is transmitted via cardan shafts 17 to the sun gears 24 (Fig. 2) of the output planetary gears 15 and 16. In the output planetary gears, the friction clutches F 1 and F 2 28 are turned on, the brakes T 2 and T are turned off 1 29, therefore, the torque without conversion is transmitted from the sun gears 24 to the carrier 26 (direct transmission is included in the output planetary gears). From the carrier 26, the torque is transmitted through the cardan shafts 17 (Fig. 1) to the cross-axle differentials 18, where it is converted in magnitude and direction and transmitted through the axles 19 to the drive wheels 20. After the hydraulic motors 6 and 7, the working fluid flows through the drain hydraulic line 9 to the radiator cooling the working fluid 8 and further into the tank of the hydraulic system 10, from where it is fed through the suction line 30 to the hydraulic pump 3.

В случае пробуксовки колес, изменения динамической нагрузки на колеса задних мостов при развитии транспортным средством максимальных тяговых усилий [7] или при движении на подъем (спуск) датчики 23 регистрируют несоответствие угловой скорости колес и поступательной скорости движения транспортного средства или изменение нагрузки на колеса транспортного средства. При этом по команде электронного блока управления движением 21 за счет регулирования расхода рабочей жидкости в напорных гидролиниях 5 гидрораспределителем управления 4, а также путем изменения производительности гидромоторов 6 и 7 автоматически уменьшается крутящий момент, передаваемый к буксующим или разгруженным колесам при одновременном увеличении крутящего момента на работающих без буксования или загруженных колесах. Таким образом, за счет автоматического перераспределения крутящего момента в соответствии с текущими значениями пробуксовки колес и нагрузкой на мосты транспортного средства осуществляется управляемая гидродифференциальная связь между передними и задними колесами с автоматически регулируемой степенью несимметрии, что существенно повышает проходимость транспортного средства в тяжелых дорожных условиях, особенно при движении с прицепной нагрузкой по деформируемым грунтам с низким коэффициентом сцепления [1].In the event of wheel slippage, changes in the dynamic load on the wheels of the rear axles when the vehicle develops maximum traction forces [7] or when moving on ascent (descent), the sensors 23 register a mismatch between the angular speed of the wheels and the translational speed of the vehicle, or a change in the load on the wheels of the vehicle . At the same time, at the command of the electronic motion control unit 21, by adjusting the flow rate of the working fluid in the pressure lines 5 of the control valve 4, and also by changing the performance of the hydraulic motors 6 and 7, the torque transmitted to the skidding or unloaded wheels is simultaneously reduced while increasing the torque on working without slipping or loaded wheels. Thus, due to the automatic redistribution of torque in accordance with the current values of wheel slippage and the load on the vehicle’s axles, a controlled hydrodifferential connection between the front and rear wheels with an automatically controlled degree of asymmetry is achieved, which significantly increases the vehicle’s cross-country ability in difficult road conditions, especially when movement with a trailed load on deformable soils with a low coefficient of adhesion [1].

При движении в тяжелых дорожных условиях водителем принудительно включается понижающая передача. При этом по командам электронного блока управления движением 21 (фиг. 1), передаваемым по проводам передачи сигналов 22, управляемая муфта 2 кратковременно разобщает двигатель внутреннего сгорания 1 и гидронасос 3, открываются предохранительные клапаны 11 и 12, соединяя посредством дренажных гидролиний 13 и 14 гидролинии 5 и 9, в выходных планетарных передачах 15 и 16 (фиг. 2) выключаются фрикционы Ф1 и Ф2 28, включаются тормоза Т1 и Т2, и крутящий момент с солнечной шестерни 24 через обкатывающиеся по заторможенному эпициклическому колесу 27 сателлиты 25 передается на водило 26 и далее через описанные выше механические узлы и агрегаты трансмиссии к ведущим колесам 20 (фиг. 1).When driving in difficult road conditions, the driver forcibly engages a reduction gear. At the same time, according to the commands of the electronic motion control unit 21 (Fig. 1) transmitted via the signal transmission wires 22, the controlled clutch 2 briefly disconnects the internal combustion engine 1 and the hydraulic pump 3, the safety valves 11 and 12 open, connecting the hydraulic lines 13 and 14 through the drainage hydraulic lines 5 and 9 are turned off clutches F 1 and F 2 28 include brake T 1 and T 2 and the torque from the sun gear 24 through the rolls on hindered epicyclic wheel 27 satellites 25 in the output planetary gears 15 and 16 (FIG. 2) It passes the the carrier 26 and further through the mechanical transmission components and assemblies described above to the drive wheels 20 (FIG. 1).

Изменение скорости транспортного средства осуществляется в зависимости от положения педали акселератора (не показана) по команде электронного блока управления движением транспортного средства 21 за счет изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания 1, производительности гидронасоса 3 и гидромоторов 6, 7. При этом за счет изменения положения наклонного диска от минимального до максимального изменяется рабочий объем гидронасоса 3, а затем при максимальном рабочем объеме гидронасоса 3 от максимального до минимального изменяются рабочие объемы гидромоторов 6 и 7.The vehicle speed is changed depending on the position of the accelerator pedal (not shown) at the command of the vehicle’s electronic motion control unit 21 by changing the crankshaft speed of the internal combustion engine 1, the performance of the hydraulic pump 3 and hydraulic motors 6, 7. At the same time, by changing the position of the inclined disk from minimum to maximum changes the working volume of the hydraulic pump 3, and then with the maximum working volume of the hydraulic pump 3 from maximum to minimum The working volumes of hydromotors 6 and 7 change.

Задний ход транспортного средства реализуется за счет перевода наклонного диска гидронасоса 3 через нулевое положение. При этом открываются предохранительные клапаны 11 и 12, соединяя посредством дренажных гидролиний 13 и 14 гидролинии 5 и 9. При этом напорные гидролинии 5 работают в качестве сливных, а сливная гидролиния 9 - в качестве напорной, изменяется направление вращения выходных валов гидромоторов 6 и 7, вследствие чего транспортное средство движется задним ходом.The reverse gear of the vehicle is realized by translating the inclined disk of the hydraulic pump 3 through the zero position. In this case, the safety valves 11 and 12 open, connecting the drain lines 5 and 9 through the drain lines 13 and 14. In this case, the pressure lines 5 work as drain lines and the drain line 9 - as pressure lines, the direction of rotation of the output shafts of the hydraulic motors 6 and 7 changes. as a result, the vehicle is reversing.

При движении транспортного средства без груза возможно принудительное отключение переднего моста. При этом управляемая муфта 2 (фиг. 1) кратковременно разобщает двигатель внутреннего сгорания 1 и гидронасос 3,открываются предохранительные клапаны 11 и 12, соединяя посредством дренажных гидролиний 13 и 14 гидролинии 5 и 9, гидрораспределитель управления 4 перекрывает соответствующую ветвь напорной гидролинии 5, что вызывает остановку гидромотора 6, в выходной планетарной передаче 15 (фиг. 2) выключаются фрикцион Ф1 28 и тормоз T1 29, вследствие чего солнечная шестерня 24, водило 26 и эпициклическое колесо 27 свободно вращаются, разобщая тем самым связь ведущих колес 20 (фиг. 1) с гидромотором 6. Движение транспортного средства осуществляется за счет работы гидромотора 7.When the vehicle is moving without load, it is possible to force the front axle to shut off. In this case, the controlled clutch 2 (Fig. 1) briefly disconnects the internal combustion engine 1 and the hydraulic pump 3, the safety valves 11 and 12 open, connecting the hydraulic lines 5 and 9 by means of the drain lines 13 and 14, the control valve 4 overlaps the corresponding branch of the pressure head hydraulic line 5, which causes the motor 6 to stop, in the output planetary gear 15 (Fig. 2) the friction clutch F 1 28 and the brake T 1 29 are turned off, as a result of which the sun gear 24, carrier 26 and the epicyclic wheel 27 rotate freely, thereby disconnecting the connection driving wheels 20 (Fig. 1) with a hydraulic motor 6. The movement of the vehicle is due to the operation of the hydraulic motor 7.

При пуске двигателя внутреннего сгорания в условиях низких температур управляемая муфта 2 разобщает двигатель 1 и трансмиссию, вследствие чего двигатель некоторое время работает на оборотах холостого хода, подготавливаясь к принятию нагрузки.When starting the internal combustion engine at low temperatures, the controlled clutch 2 disconnects the engine 1 and the transmission, as a result of which the engine runs at idle for some time, preparing to accept the load.

При применении гидрообъемно-механической трансмиссии в качестве трансмиссионного тормоза, в том числе при движении на затяжных спусках, наклонный диск гидромотора 3 (фиг. 1) устанавливается в нейтральное положение, рабочая жидкость под максимальным давлением перепускается через предохранительные клапаны 11 и 12 и по дренажным гидролиниям 13 и 14 поступает в сливную гидролинию 9. При этом рабочий объем гидромоторов 6 и 7 увеличивается, за счет чего создается тормозной момент, который через выходные планетарные передачи 15 и 16, карданные передачи 17, межколесные дифференциалы 18 и полуоси 19 передается к ведущим колесам 20, вследствие чего осуществляется торможение транспортного средства.When using hydrostatic-mechanical transmission as a transmission brake, including when driving on long descents, the inclined disk of the hydraulic motor 3 (Fig. 1) is set to the neutral position, the working fluid under maximum pressure is passed through the safety valves 11 and 12 and through the drainage lines 13 and 14 enters the drain hydraulic line 9. In this case, the working volume of the hydraulic motors 6 and 7 increases, due to which a braking torque is created, which through the output planetary gears 15 and 16, cardan gears 17, the cross-axle differentials 18 and the axle shafts 19 are transmitted to the drive wheels 20, as a result of which the vehicle is braked.

В случае повышения давления в напорных гидролиниях 5 выше допустимого предохранительные клапаны 11 и 12 открываются, соединяя гидролинии 5 и 9, вследствие чего происходит сброс избыточного давления.If the pressure in the pressure lines 5 is higher than the permissible pressure relief valves 11 and 12 open, connecting the hydraulic lines 5 and 9, as a result of which the overpressure is released.

Применение в качестве гидропередачи регулируемых аксиально-поршневых насоса и гидромоторов с наклонными дисками позволяет получить оптимальное сочетание низких массы и габаритов гидропередачи, легкости регулирования, быстроты изменения частоты вращения валов, высокой равномерности вращении на малых частотах при развитии высоких значений крутящего момента и позволяет наиболее полно использовать мощность двигателя при изменяющемся сопротивлении движению транспортного средства [8].The use of an adjustable axial piston pump and hydraulic motors with inclined disks as a hydraulic transmission makes it possible to obtain the optimal combination of low mass and hydraulic transmission dimensions, ease of regulation, rapid change of shaft rotation speed, high uniformity of rotation at low frequencies with the development of high torque values and allows the most full use engine power with varying resistance to vehicle movement [8].

Таким образом, предлагаемая гидрообъемно-механическая трансмиссия тяжеловозного транспортного средства по сравнению с прототипом имеет меньшую массу и габаритные размеры гидропередачи, позволяет повысить безопасность движения и проходимость транспортного средства, средние скорости движения в тяжелых дорожных условиях, снизить расход топлива при движении без груза и износ двигателя при пуске в условиях низких температур и может устанавливаться на автомобиле вместо механического сцепления, коробки передач и раздаточной коробки, при сохранении стандартных карданных валов и ведущих мостов, что дает возможность создания модификаций автомобиля, отличающихся конструктивным исполнением трансмиссии. Наличие электронного блока управления позволяет сопрягать предлагаемую трансмиссию с бортовой информационно-управляющей системой транспортного средства.Thus, the proposed hydrostatic-mechanical transmission of a heavy vehicle in comparison with the prototype has a smaller mass and overall dimensions of the hydraulic transmission, improves the safety of the vehicle and maneuverability of the vehicle, average speeds in difficult road conditions, reduce fuel consumption when driving without load and engine wear when starting at low temperatures and can be installed on the car instead of a mechanical clutch, gearbox and transfer case, preservation of standard driveshafts and drive axles, which makes it possible to create vehicle modifications that differ in the design of the transmission. The presence of an electronic control unit allows you to pair the proposed transmission with the on-board information and control system of the vehicle.

Технико-экономическое обоснование на изобретение «Гидрообъемно-механическая трансмиссия тяжеловозного транспортного средства»Feasibility study for the invention "Hydro-volume-mechanical transmission of a heavy vehicle"

Отсутствие в прототипе функций обеспечения возможности автоматического регулирования подводимого к ведущим колесам транспортного средства крутящего момента в соответствии с текущими значениями пробуксовки колес и нагрузкой на мосты, торможения транспортного средства трансмиссией, возможности отключения одного гидромотора и ведущих колес переднего моста, разобщения двигателя и трансмиссии при пуске в условиях низких температур приводит к снижению средних скоростей движения вплоть до застревания при движении в тяжелых дорожных условиях, риску совершения дорожно-транспортного происшествия с причинением ущерба перевозимому грузу и другим участникам дорожного движения, повышенному расходу топлива при движении транспортного средства без груза, повышенному износу двигателя при пуске в условиях низких температур.The lack in the prototype of the functions of providing the possibility of automatic regulation of the torque supplied to the drive wheels of the vehicle in accordance with the current values of wheel slippage and axle load, vehicle braking by transmission, the possibility of disconnecting one hydraulic motor and driving wheels of the front axle, uncoupling the engine and transmission when starting in conditions of low temperatures leads to a decrease in average speeds up to a jam when driving in heavy road conditions oviyah, the risk of committing a road traffic accident with damage to the goods carried and to other road users, increased fuel consumption when the vehicle is unladen, increased wear of the engine during start-up at low temperatures.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить безопасность движения и проходимость транспортного средства, средние скорости движения в тяжелых дорожных условиях, снизить расход топлива при движении без груза и износ двигателя при пуске в условиях низких температур.The proposed technical solution allows to increase traffic safety and maneuverability of the vehicle, average speeds in difficult road conditions, reduce fuel consumption when driving without load and engine wear when starting at low temperatures.

В экономическом выражении эксплуатация тяжеловозных транспортных средств, оснащенных гидрообъемно-механической трансмиссией, позволяет выбирать более короткие маршруты для перевозок (за счет возможности преодоления труднопроходимых участков), повысить производительность транспортных средств за счет увеличения средних скоростей движения в сложных дорожных условиях, снизить расход топлива при движении без груза, увеличить ресурс двигателя за счет уменьшения его износа при пуске в условиях низких температур, уменьшить вероятность дорожно-транспортных происшествий, вызванных недостаточной эффективностью тормозного управления, особенно на затяжных спусках, сокращая тем самым возможные расходы на ремонт, страховые выплаты и судебные издержки в случае совершения дорожно-транспортного происшествия.In economic terms, the operation of heavy vehicles equipped with hydrostatic-mechanical transmission allows you to choose shorter routes for transportation (due to the ability to overcome difficult sections), increase vehicle performance by increasing average speeds in difficult road conditions, and reduce fuel consumption when driving without load, increase engine life by reducing its wear during start-up at low temperatures, reduce the probability of goad accidents caused by the lack of efficiency of the brake control, especially downhill, thereby reducing the potential repair costs, insurance payments and legal costs in the case of a traffic accident.

Использованные литературные источникиUsed literature

1. Петров С.Е. Оценка перспективности использования гидрообъемных трансмиссий на автомобильном транспорте // Материалы 65 международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров». Секция 1. «Автомобили, тракторы, их агрегаты и системы».1. Petrov S.E. Evaluation of the prospects of using hydrostatic transmissions in road transport // Materials of the 65th international scientific and technical conference of the Association of Automotive Engineers “Priorities for the development of domestic automotive engineering and training of engineering and scientific personnel”. Section 1. "Cars, tractors, their units and systems."

2. Пат.RU 2238457 Республика Российская Федерация. Гидромеханическая трансмиссия [Текст]/Айзикович В.М. и др.; заявитель и патентообладатель Республиканское унитарное предприятие «Минский тракторный завод». - опубл. 20.10.2004.2. Pat.RU 2238457 Republic of the Russian Federation. Hydromechanical transmission [Text] / Aizikovich V.M. and etc.; Applicant and patent holder of the Republican Unitary Enterprise “Minsk Tractor Plant”. - publ. 10/20/2004.

3. Пат. RU 2269707 Российская Федерация. Объемная гидромеханическая передача[Текст]/Фрумкин Л.А. и др.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное унитарное предприятие «Государственный научно-исследовательский тракторный институт «НАТИ». - опубл. 10.02.2006.3. Pat. RU 2269707 Russian Federation. Volumetric hydromechanical transmission [Text] / Frumkin L.A. and etc.; Applicant and patent holder Federal State Unitary Enterprise "State Scientific and Research Tractor Institute" NATI ". - publ. 02/10/2006.

4. Пат. на полезную модель UA 130362. Гидрообъемно-механическая трансмиссия транспортного средства [Текст] / Рябиченко Е.А.; заявитель и патентообладатель частное акционерное общество «У.П.Э.К.». - опубл. 20.07.2013.4. Pat. for utility model UA 130362. Hydro-volume-mechanical transmission of a vehicle [Text] / Ryabichenko EA; applicant and patent holder private joint-stock company "U.P.E.K." - publ. 07/20/2013.

5. Пат.RU 2247037. Гидрообъемная трансмиссия гусеничного трактор [Текст]/Филичкин Н.В. и др.; заявитель и патентообладатель Южно-Уральский государственный университет. - опубл. 27.02.2005.5. Pat.RU 2247037. Hydro-volumetric transmission of a caterpillar tractor [Text] / Filichkin N.V. and etc.; Applicant and patent holder South Ural State University. - publ. 02/27/2005.

6. Петров В.А. Гидрообъемные трансмиссии самоходных машин: производственное издание. - М.: Машиностроение, 1988. - 248 с.6. Petrov V.A. Hydro-volume transmissions of self-propelled machines: production publication. - M.: Mechanical Engineering, 1988 .-- 248 p.

7. Материалы совещания по автомобильным автопоездам высокой проходимости. - НАМИ, 1960. - 117 с.7. Materials of the meeting on road cross-country trains. - NAMI, 1960 .-- 117 p.

8. Гидравлика, гидромашины и гидропневмопривод: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Под ред. С.П. Стесина. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 336 с.8. Hydraulics, hydraulic machines and hydropneumatic drive: Textbook. allowance for students. higher textbook. institutions / Ed. S.P. Stesina. - M.: Publishing Center "Academy", 2005. - 336 p.

Claims (1)

Гидрообъемно-механическая трансмиссия тяжеловозного транспортного средства, содержащая один регулируемый обратимый аксиально-поршневой гидронасос с наклонным диском, напорные гидролинии, аксиально-поршневые гидромоторы привода передних и задних колес, сливную гидролинию, выходные планетарные передачи, выполненные по одинаковой кинематической схеме и состоящие из связанных с выходными валами гидромоторов солнечных шестерен, сателлитов, установленных на водилах, эпициклических шестерен, карданные валы, межколесные дифференциалы, полуоси, отличающаяся тем, что аксиально-поршневые гидромоторы привода передних и задних колес выполнены регулируемыми за счет наклона дисков, выходные планетарные передачи не имеют кинематической связи между собой, трансмиссия дополнительно снабжена управляемой муфтой, связывающей двигатель внутреннего сгорания с гидронасосом, гидрораспределителем управления, предохранительными клапанами, дренажными гидролиниями, баком гидросистемы, электронным блоком управления движением транспортного средства, проводами передачи сигналов, фрикционами и тормозами, установленными в выходных планетарных передачах.Hydraulic-volume-mechanical transmission of a heavy vehicle, containing one adjustable reversible axial-piston hydraulic pump with an inclined disk, pressure hydraulic lines, axial-piston hydraulic motors for front and rear wheels, a drain hydraulic line, output planetary gears made according to the same kinematic scheme and consisting of associated output shafts of hydromotors of sun gears, satellites mounted on carriers, epicyclic gears, cardan shafts, cross-axle differentials, oluosi, characterized in that the axial-piston hydraulic motors of the front and rear wheels are adjustable due to the inclination of the disks, the output planetary gears do not have kinematic communication with each other, the transmission is additionally equipped with a controlled clutch connecting the internal combustion engine to the hydraulic pump, control valve, safety valves , drainage lines, hydraulic tank, vehicle electronic control unit, signal wires, fries Zion and brakes installed in the output planetary gears.
RU2016101501A 2016-01-19 2016-01-19 Hydrostatic-mechanical transmission of heavy-duty vehicle RU2613143C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101501A RU2613143C1 (en) 2016-01-19 2016-01-19 Hydrostatic-mechanical transmission of heavy-duty vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016101501A RU2613143C1 (en) 2016-01-19 2016-01-19 Hydrostatic-mechanical transmission of heavy-duty vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2613143C1 true RU2613143C1 (en) 2017-03-15

Family

ID=58458050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016101501A RU2613143C1 (en) 2016-01-19 2016-01-19 Hydrostatic-mechanical transmission of heavy-duty vehicle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2613143C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3782838A4 (en) * 2018-04-04 2022-03-02 Sotavento Cafe SL Hydraulic propulsion system for four-wheel-drive vehicles
RU215589U1 (en) * 2022-10-04 2022-12-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" Adjustable hydraulic drive based on gear hydraulic machines with a constant displacement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1435875A1 (en) * 1987-03-03 1988-11-07 Производственное объединение "Минский тракторный завод им.В.И.Ленина" Hydromechanical transmission
RU2247037C1 (en) * 2003-06-26 2005-02-27 Южно-Уральский государственный университет Crawler tractor hydrostatic transmission
JP2006248341A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd Travelling power transmission for vehicle
RU71098U1 (en) * 2007-10-17 2008-02-27 Садула Ферзилахович Мукаилов TRANSMISSION OF TWO-LINK TRACKED Tractor FOR TOWING THE POLAR ELEPHANT ROAD-BUILDING COMPLEX

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1435875A1 (en) * 1987-03-03 1988-11-07 Производственное объединение "Минский тракторный завод им.В.И.Ленина" Hydromechanical transmission
RU2247037C1 (en) * 2003-06-26 2005-02-27 Южно-Уральский государственный университет Crawler tractor hydrostatic transmission
JP2006248341A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Kanzaki Kokyukoki Mfg Co Ltd Travelling power transmission for vehicle
RU71098U1 (en) * 2007-10-17 2008-02-27 Садула Ферзилахович Мукаилов TRANSMISSION OF TWO-LINK TRACKED Tractor FOR TOWING THE POLAR ELEPHANT ROAD-BUILDING COMPLEX

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3782838A4 (en) * 2018-04-04 2022-03-02 Sotavento Cafe SL Hydraulic propulsion system for four-wheel-drive vehicles
RU215589U1 (en) * 2022-10-04 2022-12-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" Adjustable hydraulic drive based on gear hydraulic machines with a constant displacement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2336911A (en) Power transmission and steering control for traction devices
US6358174B1 (en) Hydraulic machine
US4882947A (en) Track-laying device
CN100465013C (en) Driving system for a mobile machine, in particular ground transfer machine
EP1990229A2 (en) Drive arrangement for vehicles with at least two drivable vehicle axles
US4896563A (en) Hydraulic mechanical power drive for heavy vehicles
US9494222B2 (en) Hydrostatic and direct drive transmission
US5076377A (en) Steering system for vehicles
US3817341A (en) Hydraulic drive for trucks, trailers and truck-trailer combinations
US3411381A (en) Split torque transmission
EP0273034A1 (en) Transmission braking system
US8246502B2 (en) Continuous variable transmission assembly
US9975424B2 (en) Dropbox assembly for transmission of work vehicle
RU2613143C1 (en) Hydrostatic-mechanical transmission of heavy-duty vehicle
CN207598844U (en) Hydraulic machinery stepless speed change device
US3272276A (en) Fluid power synchronized drives for vehicles
RU2551052C2 (en) Transmission with hydraulic interaxle and interwheel differential links with automatically controlled interlocking modes for high cross-country capacity vehicle
RU2520224C1 (en) Automotive wheel or axle drive differential mechanism
CN210003770U (en) Transmission system integrating static pressure drive and mechanical drive and whole vehicle mechanism
CN207598845U (en) Wheel type harvester tool
US20120247860A1 (en) Tractors
CZ302542B6 (en) Differential transmission
RU223074U1 (en) HYDROMECHANICAL DRIVE OF THE FRONT AXLE WHEEL OF A MOTOR GRADER WITH A MECHANICAL STEEP TRANSMISSION
RU2247037C1 (en) Crawler tractor hydrostatic transmission
RU220138U1 (en) Double-flow mechanism for transmission and rotation of a tracked vehicle

Legal Events

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

Effective date: 20180120