RU2765629C1 - Двухпоточная гидромеханическая передача - Google Patents
Двухпоточная гидромеханическая передача Download PDFInfo
- Publication number
- RU2765629C1 RU2765629C1 RU2021118873A RU2021118873A RU2765629C1 RU 2765629 C1 RU2765629 C1 RU 2765629C1 RU 2021118873 A RU2021118873 A RU 2021118873A RU 2021118873 A RU2021118873 A RU 2021118873A RU 2765629 C1 RU2765629 C1 RU 2765629C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- shaft
- drum
- turbine wheel
- housing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
- F16H47/06—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic type
- F16H47/08—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the hydrokinetic 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)
- Structure Of Transmissions (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
Abstract
Изобретение относится к двухпоточной гидромеханической передаче. Двухпоточная гидромеханическая передача содержит корпус; трехэлементный гидротрансформатор, фрикцион блокировки гидротрансформатора, соединяющий, при его включении, турбинное колесо с валом двигателя, планетарный механизм и каналы системы смазки. Солнечная шестерня планетарного механизма соединена с валом двигателя, эпициклическая шестерня соединена с турбинным колесом, водило соединено с выходным валом. Входной вал жестко соединен с барабаном, насосным колесом и как единое целое установлен на опорах в передней и задней стенках корпуса. На барабане жестко закреплен вращающийся кожух с образованием полости со стороны турбинного колеса. В полости между барабаном и вращающимся кожухом в барабане размещен фрикцион блокировки, а между фрикционом блокировки и вращающимся кожухом размещен планетарный механизм. Турбинное колесо с эпициклической шестерней и с ведомыми дисками фрикциона блокировки соединено через полый вал. Реактор, при помощи полого вала, соединен с вращающимися дисками тормоза реактора, полый вал реактора установлен на выходном валу и задней стенке корпуса. Выходной вал соединен с водилом и установлен на входном валу и на валу реактора. Достигается увеличение ресурса. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидромеханических трансмиссиях самоходных машин, таких как промышленные тракторы, погрузчики, трубоукладчики.
Известна гидромеханическая передача, содержащая планетарный механизм, одно звено которого связано с турбинным колесом гидротрансформатора и ведущим валом коробки передач, а другое звено через элемент управления связано с насосным колесом гидротрансформатора и ведущим валом трансмиссии, третье звено планетарного механизма соединено с выходным валом коробки передач (авторское свидетельство СССР №640874, кл. В60К 17/10, 1976 год). Недостатком данной передачи является то, что планетарный механизм и элемент управления размещены в полости между вращающимся кожухом и турбинным колесом, которая сообщается с кругом циркуляции гидротрансформатора и находится под действием давления подпитки. Вращающиеся в рабочей жидкости детали планетарного механизма перемешивают и нагревают рабочую жидкость, снижая КПД передачи.
Известна двухпоточная гидромеханическая передача (патент США № US8608604B1, кл. F16H 47/08, 2012 год), содержащая корпус, трехэлементный гидротрансформатор с системой подпитки и охлаждения; фрикцион блокировки с гидравлической системой и каналами управления, соединяющий, при его включении, турбинное колесо с валом двигателя; планетарный механизм с солнечной шестерней, эпициклическую шестерню, соединенную с турбинным колесом и водило соединенное с выходным валом; реактор, каналы системы смазки. Данная двухпоточная гидромеханическая передача обеспечивает возможность движения самоходной машины, но обладает существенными недостатками.
1. Фрикцион блокировки расположен в полости между вращающимся кожухом и турбинным колесом, которая сообщается с кругом циркуляции и находится под действием давления подпитки. Давление подпитки воздействуют на поршень фрикциона блокировки с обратной стороны, снижая усилие включения, что повышает давление управления и усложняет, алгоритм управления фрикционом блокировки. Кроме того давление подпитки меняется в зависимости от частоты вращения вала двигателя и насоса системы подпитки.
2. Корпус выполнен без передней стенки. Каналы управления фрикционом блокировки размещены в задней стенке корпуса, что усложняет конструкцию каналов подвода рабочей жидкости для управления фрикционом блокировки. Масло подводится через три вращающихся маслоподвода, которые уплотняются кольцами, имеющими ограниченный ресурс. Первое уплотнение при переходе с задней стенки корпуса на выходной вал, второе уплотнение при переходе с выходного вала на вал турбины, третье уплотнение при переходе с вала турбины на вращающийся кожух.
3. Реактор установлен жестко на корпусе или (вариант) на муфте свободного хода. В первом случае снижается коэффициент полезного действия, а во втором случае - усложняется технология изготовления, детали муфты свободного хода сложны в изготовлении и их ресурс ограничен. Невозможно управлять включением/выключением реактора, например, для использования в качестве тормоза-замедлителя.
В основу изобретения положена задача - создать устройство, обеспечивающее получение следующих результатов: снижение давления управления и упрощение процесса управления фрикционом блокировки, возможность управления реактором, упрощение технологии изготовления деталей и конструкции, увеличение ресурса. Для решения поставленной задачи в известном устройстве, содержащем корпус; трехэлементный гидротрансформатор с системой подпитки и охлаждения; фрикцион блокировки с гидравлической системой и каналами управления, соединяющий, при его включении, турбинное колесо с валом двигателя; планетарный механизм, солнечная шестерня которого соединена с валом двигателя, эпициклическая шестерня соединена с турбинным колесом и водило соединено с выходным валом; реактор; каналы системы смазки;
корпус содержит переднюю стенку, в которой предусмотрены гидравлические каналы управления фрикционом блокировки и смазки дисков фрикциона блокировки и деталей планетарного механизма;
входной вал жестко соединен с барабаном, насосным колесом и как единое целое установлен на опорах в передней и задней стенке корпуса;
на входном валу установлены солнечная шестерня и уплотнительные кольца, предусмотрены каналы управления фрикционом блокировки и смазки дисков фрикциона блокировки и деталей планетарного механизма;
на барабане, рядом с турбинным колесом, жестко закреплен вращающийся кожух с образованием полости со стороны турбинного колеса сообщающегося с кругом циркуляции, полости со стороны барабана, сообщающей через отверстия в барабане с картером;
в полости между барабаном и вращающимся кожухом в барабане размещен фрикцион блокировки, а между фрикционом блокировки и вращающимся кожухом размещен планетарный механизм;
турбинное колесо с эпициклической шестерней и с ведомыми дисками фрикциона блокировки соединено через полый вал, установленный на вращающемся кожухе с уплотнением;
тормоз реактора закреплен на задней стенке корпуса;
реактор, при помощи полого вала, соединен с вращающимися дисками тормоза реактора, полый вал реактора установлен на выходном валу и задней стенке корпуса;
выходной вал соединен с водилом и установлен на входном валу и на валу реактора.
В результате использования предложенных изменений в устройстве снижается давление управления и упрощается алгоритм управления фрикционом блокировки, появляется возможность управлять реактором, упрощается конструкция, упрощается технология изготовления деталей, увеличивается ресурс.
Изготовлен опытный образец. Проведены испытания на стенде и на тракторе.
На фиг. 1 приведена схема двухпоточной гидромеханической передачи. На фиг. 2 показан разрез возможной конструкции двухпоточной гидромеханической передачи.
Двухпоточная гидромеханическая передача содержит (см. фиг. 1) корпус 1 с передней 2 и с задней 3 стенками, трехэлементный гидротрансформатор 4 с реактором 5, насосным колесом 6, турбинным колесом 7; фрикцион блокировки гидротрансформатора 8 с поршнем 9, пакетом ведущих и ведомых дисков 10, упорным диском 11; планетарный механизм 12 состоящий из водила 13, солнечной шестерни 14, сателлитов 15, эпициклической шестерни 16; тормоза реактора 17 с поршнем 18, пакетом тормозных и вращающихся дисков 19, упорного диска 20. Входной вал 21 одновременно соединен с солнечной шестерней 14 и через барабан 22 с насосным колесом 6. Вращающийся кожух 23 соединен с барабаном 22 и образует полости А справа и полость Б слева. Полость А сообщается с кругом циркуляции гидротрансформатора 4 и находится под действием давлением подпитки Рп, а полость Б через отверстие 24 на вращающемся корпусе 22 сообщается с картером корпуса 1 (не показан), давление в этой полости близко к атмосферному. В полости Б размещены фрикцион блокировки 8 и планетарный механизм 12. В барабане 22 установлены поршень 9, пакет дисков 10 и упорный диск 11 фрикциона блокировки 8. Между фрикционом блокировки 8 и вращающимся кожухом 23 размещен планетарный механизм 12. Турбинное колесо 7 через полый вал 25 одновременно соединено с эпициклической шестерней 16 и с ведомыми дисками пакета дисков 10 фрикциона блокировки 8. Реактор 5 через полый вал 26 соединен с вращающимися дисками тормозом реактора 17, который закреплен на задней стенке корпуса 1. Водило 13 соединено с выходным валом 27. Для блокирования гидротрансформатора используется давление (Ру), создаваемой системой управления. В круге циркуляции гидротрансформатора 4 поддерживается давление подпитки (Рп). Входной вал 21, барабан 22 и насосное колесо 6 вместе, как единое целое, на подшипниках 28 и 29 установлен на передней 2 и задней 3 стенке корпуса 1 соответственно. Турбинное колесо 7 на подшипнике 30 с уплотнением установлено на вращающийся кожух 23. Реактор 5 вместе с полым валом 26 на подшипнике 31 закреплен на выходном валу 27 и на подшипнике 32 на задней стенке 3 корпуса 1. Выходной вал 27 вместе с водилом 13 на подшипнике 33 установлен на входном валу 21 и на подшипнике 34 на полом валу реактора 26.
На фиг. 2 приведен разрез возможной конструкции двухпоточной гидромеханической передачи. Номера позиций на фиг. 2 соответствуют номерам позиций на фиг. 1. На фиг. 2 дополнительно в передней стенке 2 корпуса 1 показаны каналы подвода масла 35, 36 и вращающиеся уплотнения 39 для подвода рабочей жидкости к фрикциону блокировки 8. По каналам 35, и 37 рабочая жидкость под давлением Ру подводится для управления фрикционом блокировки 8, а по каналам 36 и 38 - для смазки пакета дисков 10 и деталей планетарного механизма 12. На фиг. 2 также приведены элементы редуктора привода насосов 41, насос 40 и полость В картера. Элементы редуктора привода насосов и насосы установлены на передней стенке 2 корпуса 1.
Двухпоточная гидромеханическая передача работает следующим образом.
В исходном состоянии фрикцион блокировки 8 и тормоз реактора 17 выключены, давление в круге циркуляции гидротрансформатора 4 близко к атмосферному, входной вал 21, соединенный с валом двигателя и выходной вал, соединенный с входным валом коробки передач не вращаются.
Управление фрикционом блокировки 8 и тормозом реактора 17 производится электрогидравлическими клапанами в соответствии с программой управления. Предусмотрены режимы работы трактора «с блокировкой ГТР» и «без блокировки ГТР», которые предназначены для использования на разных видах работ и при разной подаче топлива. В режиме работы «без блокировки» фрикцион блокировки 8 выключен, тормоз реактора 17 во время разгона и наличии нагрузки включен. При снижении нагрузки (передаточное отношение более 0,86) тормоз выключен. В режиме работы «с блокировкой» разгон осуществляется без блокировки, блокировка производится после разгона в зависимости от нагрузки. При небольших нагрузках гидротрансформатор блокируется, при увеличении нагрузки - производится разблокирование. При блокировании фрикцион блокировки 8 включен, тормоз реактора 17 выключен. В нейтральном положении рычага управления коробкой передач гидротрансформатор 4 разблокирован, тормоз реактора 17 включен.
После пуска двигателя насос системы подпитки подает масло в круг циркуляции, давление в полости А и давление в круге циркуляции равны Рп, рабочая жидкость появляется также в каналах системы смазки. Производительность насоса системы подпитки зависит от частоты вращения вала двигателя. Изменение расхода рабочей жидкости, из-за сопротивления трассы, приводит к изменению давления подпитки Рп. Входной вал 21 вместе с барабаном 22, фрикционом блокировки 8, вращающимся кожухом 23, насосным колесом 6, солнечной шестерней 14 начинают вращаться. Выходной вал 27 и водило 13, соединены с входным валом коробки передач, а коробка передач выключена, поэтому входной вал 21 вращается свободно, без нагрузки. Гидротрансформатор переходит в режим гидромуфты. При этом тормоз реактора выключен, реактор вращается свободно. Скорости вращения ведущих и ведомых детали и узлов близки. По каналам 36 и 38, которые уплотнены кольцами 39, из системы смазки масло поступает на смазку пакета фрикционных дисков 10 фрикциона блокировки 8, деталей планетарного механизма 12 и сливается через отверстие 24 в полость картера В. Давление в полости Б близко к атмосферному. Соответственно на поршень 9 рабочая жидкость со стороны планетарного механизма воздействия не оказывает. Шестерни планетарного механизма 12 вращаются свободно, не создавая потери мощности на барботаж рабочей жидкости.
В соответствии с алгоритмом управления разгон трактора всегда производится без блокировки гидротрансформатора. Перед началом движения трактора, передача включена, выходной вал 27 не вращается. В этом случае турбинный вал 7 вместе с эпициклической шестерней 16 вращаются в противоположную, по отношению к входному валу 21, сторону (режим противовращения). Реактор 5 включен.
При выборе режима «без блокировки гидротрансформатора» входной вал 21 вместе с барабаном 22, фрикционом блокировки 8, вращающимся кожухом 23, насосным колесом 6, солнечной шестерней 14 вращаются. Поток мощности от двигателя делится на два потока и передается через насосное колесо 6 и солнечную шестерню 14. Реактор в ходе разгона не вращается, включен тормоз реактора. Выходной вал и водило, в зависимости от нагрузки и подачи топлива, вращаются с разной частотой. После разгона, если нагрузка минимальная и передаточное отношение (отношение скорости выходного вала 27 к скорости входного вала 21) не менее 0,86, тормоз реактора выключается.
При выборе режима «с блокировкой гидротрансформатора» после разгона и небольшой нагрузке фрикцион блокировки включается, тормоз реактора выключается, входной вал 21 вместе с барабаном 22, фрикционом блокировки 8, вращающимся кожухом 23, насосным колесом 6, турбинным колесом 7, солнечной шестерней 14, водило 13, выходным валом 27 вращаются с одинаковой скоростью. Тормоз реактора 17 выключен, реактор в свободном состоянии. При увеличении нагрузки и снижении скорости вращения выходного вала 27 ниже заданного значения, фрикцион блокировки выключается, тормоз реактора включается.
Для использования реактора в качестве тормоза-замедлителя необходимо включить фрикцион блокировки и тормоз реактора одновременно.
В результате использования предложенных изменений в устройстве снижается давление управления, упрощается процесс управления фрикционом блокировки, появляется возможность управления реактором в качестве тормоза-замедлителя, упрощается технология изготовления и конструкция, увеличивается ресурс.
Устройство изготовлено, проведены стендовые испытания и функциональные испытания на тракторе.
Claims (1)
- Двухпоточная гидромеханическая передача, содержащая корпус; трехэлементный гидротрансформатор с системой подпитки и охлаждения; фрикцион блокировки гидротрансформатора с гидравлической системой и каналами управления, соединяющий, при его включении, турбинное колесо с валом двигателя; планетарный механизм, солнечная шестерня которого соединена с валом двигателя, эпициклическая шестерня соединена с турбинным колесом и водило соединено с выходным валом; реактор; каналы системы смазки, отличающаяся тем, что корпус содержит переднюю стенку, в которой предусмотрены гидравлические каналы управления фрикционом блокировки и смазки дисков фрикциона блокировки и деталей планетарного механизма; входной вал жестко соединен с барабаном, насосным колесом и как единое целое установлен на опорах в передней и задней стенках корпуса; на входном валу установлены солнечная шестерня и уплотнительные кольца, предусмотрены каналы управления фрикционом блокировки и смазки дисков фрикциона блокировки и деталей планетарного механизма; на барабане, рядом с турбинным колесом, жестко закреплен вращающийся кожух с образованием полости со стороны турбинного колеса, сообщающегося с кругом циркуляции, полости со стороны барабана, сообщающей через отверстия в барабане с картером; в полости между барабаном и вращающимся кожухом в барабане размещен фрикцион блокировки, а между фрикционом блокировки и вращающимся кожухом размещен планетарный механизм; турбинное колесо с эпициклической шестерней и с ведомыми дисками фрикциона блокировки соединено через полый вал, установленный на вращающемся кожухе с уплотнением; тормоз реактора закреплен на задней стенке корпуса; реактор, при помощи полого вала, соединен с вращающимися дисками тормоза реактора, полый вал реактора установлен на выходном валу и задней стенке корпуса; выходной вал соединен с водилом и установлен на входном валу и на валу реактора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021118873A RU2765629C1 (ru) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Двухпоточная гидромеханическая передача |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021118873A RU2765629C1 (ru) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Двухпоточная гидромеханическая передача |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2765629C1 true RU2765629C1 (ru) | 2022-02-01 |
Family
ID=80214564
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021118873A RU2765629C1 (ru) | 2021-06-28 | 2021-06-28 | Двухпоточная гидромеханическая передача |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2765629C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU640874A1 (ru) * | 1976-09-06 | 1979-01-05 | Предприятие П/Я А-7701 | Гидромеханическа трансмисси транспортного средства |
SU1020267A1 (ru) * | 1980-11-17 | 1983-05-30 | Горьковский конструкторско-технологический институт автомобильной промышленности | Двухпоточна гидромеханическа передача |
SU1452719A1 (ru) * | 1987-06-18 | 1989-01-23 | Предприятие П/Я М-5903 | Двухдиапазонна гидромеханическа передача |
US8608604B1 (en) * | 2012-10-19 | 2013-12-17 | Caterpillar Inc. | Torque divider and torque converter with lockup clutch |
-
2021
- 2021-06-28 RU RU2021118873A patent/RU2765629C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU640874A1 (ru) * | 1976-09-06 | 1979-01-05 | Предприятие П/Я А-7701 | Гидромеханическа трансмисси транспортного средства |
SU1020267A1 (ru) * | 1980-11-17 | 1983-05-30 | Горьковский конструкторско-технологический институт автомобильной промышленности | Двухпоточна гидромеханическа передача |
SU1452719A1 (ru) * | 1987-06-18 | 1989-01-23 | Предприятие П/Я М-5903 | Двухдиапазонна гидромеханическа передача |
US8608604B1 (en) * | 2012-10-19 | 2013-12-17 | Caterpillar Inc. | Torque divider and torque converter with lockup clutch |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0654129B1 (en) | Improvements in or relating to continuously-variable-ratio transmissions | |
US4454786A (en) | Four speed torque converter transaxle and accessory drive system | |
US5250011A (en) | Multiple speed synchronous automatic transmission for motor vehicles | |
US2803974A (en) | Four phase converter drive | |
US3491621A (en) | Four speed-ratio automotive vehicle driveline | |
US20090139815A1 (en) | Control of Fluid Pressure in a Torque Converter of an Automatic Transmission | |
US3463033A (en) | Multiple ratio hydrokinetic torque converter transmission with split-torque lock-up clutches in the converter housing | |
JP3815805B2 (ja) | 自動変速機のポンプ吐出量制御装置 | |
US3424033A (en) | Multiple ratio power shift transmission mechanism | |
US4502352A (en) | Infinitely variable transmission for a vehicle | |
US3789697A (en) | Torque converters | |
US9234583B2 (en) | Hydraulic supply system for torque converter impeller clutch | |
US4772247A (en) | Integrated fixed drive belt sheaves for a continually variable transmission | |
US3564938A (en) | Transmission and control | |
US3611835A (en) | Transmission | |
US3491617A (en) | Hydrokinetic torque converter transmission mechanism with an overdrive gear ratio | |
RU2765629C1 (ru) | Двухпоточная гидромеханическая передача | |
US3477313A (en) | Auxiliary overdrive gear unit for use with an automotive vehicle power transmission mechanism | |
US4028965A (en) | Multiple ratio power transmission mechanism adapted for improved engine fuel economy and high/low ratio traction | |
GB2058251A (en) | Automotive transmission with continuously variable speed mechanism | |
US4713041A (en) | Non-lubricated drive belt system for a continually variable transmission | |
GB2153023A (en) | Hydromechanical change-speed gearing | |
US2835145A (en) | Transmission | |
JP3518769B2 (ja) | 無段変速機の前後進切換装置 | |
EP0037059A2 (en) | Three speed automatic transmission with split torque delivery paths in the two high speed ratios |