SU1562166A1

SU1562166A1 - Hydromechanical transmission control system

Info

Publication number: SU1562166A1
Application number: SU884457417A
Authority: SU
Inventors: Александр Федорович Яуфман; Александр Николаевич Бубб
Original assignee: Павлодарский Индустриальный Институт
Priority date: 1988-07-08
Filing date: 1988-07-08
Publication date: 1990-05-07

Abstract

Изобретение относитс к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмисси х транспортных и т говых машин, в частности тракторов. Цель изобретени - повышение надежности и долговечности путем снижени динамических нагрузок, действующих на фрикционные элементы трансмиссии. Система управлени гидромеханической трансмиссией с гидротрансформатором 14 снабжена устройством принудительного опорожнени и наполнени , включающим установленный в корпусе 20 подвижно в осевом направлении поршень 25, один из торцов которого образует с корпусом полость А, сообщенную с рабочей полостью 23 гидротрансформатора, и полость Б, образованную другим торцом подвижного поршн , выполненную дл обеспечени гидроуправлени поршнем. Поршень 25 гидротрансформатора 14 подпружинен пружиной 27 и управл етс насосом 2 системы управлени трансмиссией, дл чего полость дл гидроуправлени поршнем 25 сообщена гидролинией 29 через гидравлически управл емый двухпозиционный четырехлинейный распределитель 4 с пружинным возвратом, установленный в напорной гидролинии 3, с гидробаком 1. Система управлени так же содержит управл емый рабочим давлением в гидролинии 29 клапан 31 давлени . Переключение передач осуществл ют перемещением золотника гидрораспределител 6 переключени передач, направл рабочую жидкость в гидроцилиндр 8. При этом гидроцилиндр 7 и гидроаккумул тор 10 через дроссель 11 сообщаютс со сливом. Гидроаккумул тор задерживает выключение муфты, снижа динамические нагрузки во фрикционных элементах трансмиссии. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The invention relates to transport engineering and can be used in transmissions of transport and traction machines, in particular tractors. The purpose of the invention is to increase reliability and durability by reducing the dynamic loads acting on the friction elements of the transmission. A hydromechanical transmission control system with a torque converter 14 is equipped with a forced emptying and filling device including a piston 25 mounted in the housing 20 movably in the axial direction, one of the ends of which forms with the housing a cavity A communicated with the working cavity 23 of the torque converter and cavity B formed by the other end a movable piston configured to provide hydraulic control of the piston. The piston 25 of the torque converter 14 is spring-loaded by the spring 27 and is controlled by the pump 2 of the transmission control system, for which the cavity for the hydraulic control of the piston 25 is communicated by the hydroline 29 through the hydraulically controlled two-position four-line valve 4 with return spring, installed in the pressure hydraulic line 3, with the hydraulic tank 1. The system it also contains a pressure valve controlled by the working pressure in the hydroline 29. The gear shift moves the shift valve control valve 6, directs the working fluid to the hydraulic cylinder 8. In this case, the hydraulic cylinder 7 and the hydraulic accumulator 10 through the throttle 11 communicate with the drain. The hydroaccumulator retains the clutch shutdown, reducing the dynamic loads in the friction elements of the transmission. 1 hp f-ly, 2 ill.

Description

Изобретение относитс к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмисси х транспортных и т говых машин и, в частности ,тракторов.The invention relates to transport engineering and can be used in transmissions of transport and traction machines and, in particular, tractors.

Цель изобретени повышение надежности и долговечности путем сни- жени динамических нагрузок, действующих на фрикционные элементы трансмиссии .The purpose of the invention is to increase reliability and durability by reducing the dynamic loads acting on the friction elements of the transmission.

На фиг. 1 изображена принципиальна гидравлическа схема системы уп- равлени гидромеханической трансмиссией при работе трансмиссии с включенной передачей; на фиг. 2 - то же, в момент переключени передач.FIG. 1 shows a basic hydraulic diagram of a control system for hydromechanical transmission when the transmission is operated with the gear engaged; in fig. 2 - the same at the time of gear shifting.

Система управлени содержит гидро- бак 1, насос 2, подключенный напорной гидролинией 3 через гидравлически управл емый двухпозиционный четырехлинейный распределитель 4 с пружинным возвратом, гидролинию 5, через управ- л емый гидрораспределитель 6 переключени передач к гидроцилиндрам 7 и 8 управлени фрикционными муфтами коробки передач через клапанное устройство 9 к гидроаккумул тору 10. Гидроаккумул тор 10 обеспечивает перекрытие при переключении передач. Длительность перекрыти устанавливаетс дросселем 11 на сливе жидкости из гидрораспределител 6, через который происходит разр дка гидроаккумул тора 10. Гидролини 12 с гидроклапаном 13 св зывает гидролинию 5 с входом гидротрансформатора 14, сливThe control system contains a hydraulic tank 1, a pump 2 connected by pressure hydraulic line 3 through a hydraulically controlled two-position four-line valve 4 with spring return, hydraulic line 5, through a controlled hydraulic control valve 6 for gear shifting to hydraulic cylinders 7 and 8 for controlling the gearbox friction clutches through valve device 9 to the hydroaccumulator 10. Hydroaccumulator 10 provides an overlap during gear changes. The duration of the overlap is established by the choke 11 on the drain of the liquid from the hydraulic distributor 6, through which the discharge of the hydraulic accumulator 10 takes place. Hydroline 12 with the hydraulic valve 13 connects hydraulic line 5 to the input of the torque converter 14, drain

Q Q

, ,

о 5 Q about 5 Q

5five

на гидролини 15 которого сообщена с гидробаком 1 посредством подпорного клапана 16 Дл ограничени давлени в гидролинии 12 предусмотрен предохранительный клапан 17, св занный с гидробаком гидролинией 18. Гидротрансформатор 14 содержит насосное колесо 19, закрепленный на нем корпус 20, турбинное колесо 21 и реактор 22. Насосное, турбинное и реакторное колеса образуют рабочую полость 23, сообщенную с атмосферой сапуном 24.Hydroline 15 is communicated with hydraulic tank 1 by means of retaining valve 16. To limit the pressure in hydraulic line 12, a safety valve 17 is provided associated with a hydraulic tank with hydraulic line 18. Hydraulic transformer 14 contains a pump wheel 19, a housing 20 fixed on it, a turbine wheel 21 and a reactor 22. Pump, turbine and reactor wheels form a working cavity 23, communicated with the atmosphere by a breather 24.

Гидротрансформатор снабжен устройством принудительного опорожнени и наполнени , включающим установленный в корпусе 20 ступенчатый поршень 25. один из торцов которого образует с корпусом полость А, сообщенную каналами 26 с рабочей полостью 23, и полость Б, образованную другим торцом подвижного поршн , выполненную дл обеспечени гидроуправлень поршнем. Поршень 25 установлен подвижно в осевом направлении и поджимаетс пружинами 27, запира рабочую полость 23. Полость Б дл гидроуправлени поршнем сообщена каналом 28 и гидролини- ей 29 через гидрораспределитель 4 с гидробаком 1. Гидрорасиределитель 4 в зависимости от положени его золотника соедин ет напорную гидролинию 3 или с гидролинией 5 - дл обеспечени работы коробки передач и питани гидротрансформатора, или с гидролини-1 ей 29 - дл регулировани характе5ЧThe torque converter is equipped with a forced emptying and filling device, which includes a stage piston 25 installed in the housing. One of the ends of which forms a cavity A with the housing 26 connected by channels 26 to the working cavity 23 and a cavity B formed by the other end of the movable piston designed to provide hydraulic control of the piston . The piston 25 is movably mounted in the axial direction and is pressed by the springs 27, locking the working cavity 23. The cavity B for hydraulically controlling the piston is communicated by the channel 28 and the hydroline 29 via the hydraulic distributor 4 with the hydraulic tank 1. The hydraulic distributor 4 connects the pressure hydraulic line 3 depending on the position of its spool. either with hydroline 5 - to ensure the operation of the gearbox and power supply of the torque converter, or with hydroline-1 and 29 - to regulate the characteristics of

риСтики гидротрансформатора. Управ- л юща полость гидрораспределител 4 сообщена с гидролинией 5, соедин ющей его с гидрораспределителем 6 переключени передач, при этом пружина гидрораспределител 4 настраиваетс на падение давлени Б гидролинии 5. Гидролини 30 с клапаном 31 давлени соедин ет мёжДу собой гидролинии 29 и 5, а управл юща полость клапана сообщена с гидролинией 29. Клапан 31 настраиваетс на давление, при котором обеспечиваетс требуемое опорожнение гидротрансформатора 14. Клапан срабатывает после опорожнени гидротрансформатора и направл ет рабочую жидкость в гидролинию 5.torque converters. The control cavity of the hydraulic distributor 4 communicates with the hydraulic line 5 connecting it with the hydraulic distributor 6 gears, while the spring of the hydraulic distributor 4 adjusts to the pressure drop B of the hydraulic line 5. The hydraulic line 30 with the pressure valve 31 connects the hydraulic line 29 and 5, and the control cavity of the valve communicates with the hydroline 29. The valve 31 is adjusted to the pressure at which the required emptying of the torque converter 14 is provided. The valve is triggered after the torque converter is emptied and directs the working Fluid in the hose 5.

Система управлени гидромеханической трансмиссией работает следующим образом.The control system hydromechanical transmission works as follows.

При включенной передаче (фиг.1) насос 2 нагнетает рабочую жидкость из гидробака 1 по напорной гидролинии 3 через гидрораспределитель 4, по гидролинии 5 через гидрораспределитель 6 переключени передач в гидроцилиндр 7 включенной фрикционной муфты коробки передач и через клапанное устройство 9 к гидроаккумул тору 10, зар жа его. Клапанное устройство 9 обеспечивает соединение гидроаккумул тора 10 с тем из гидроцилиндров , в котором давление рабочей жидкости „выше, чем в других. Переливной гидроклапан 13 ограничивает давление в гидролинии 5, а, следовательно, в гидроцилиндре 7 и в гидроаккумул торе 10, поддержива его посто нным. Это давление отжимает пружину 4 распределител с гидроуправлением, обеспечива пропуск рабочей жидкости от насоса 2 в гидролинию 5. Гидрокла- пан 13 отводит рабочую жидкость в гидролинию 12 и далее в гидротрансформатор 14, осуществл его подпитку и охлаждение, а подпорный гидроклапан 16 по мере повышени давлени в нем направл ет рабочую жидкость по сливной гидролинии 15 в гидробак 1. В случае повышени давлени в гидролинии 12 срабатывает предохранительный клапан 17, слива рабочую жидгг кость по гидролинии 18 в гидробак. Поршень 25 поджат усилием пружин 27 до упора и вращаетс совместно с корпусом 20 относительно оси гидротрансформатора 14, обеспечива его работу с заполненной рабочей полостью 23.When the gear is engaged (Fig. 1), the pump 2 pumps the working fluid from the hydraulic tank 1 through the pressure hydraulic line 3 through the hydraulic valve 4, through the hydraulic line 5 through the hydraulic valve 6 of the gear shifting into the hydraulic cylinder 7 of the switched on friction clutch of the transmission and through the valve device 9 to the hydraulic accumulator 10, charge him. The valve device 9 provides the connection of the hydroaccumulator 10 with the hydraulic cylinders, in which the pressure of the working fluid “is higher than in others. The overflow hydrovalve 13 limits the pressure in the hydroline 5, and, consequently, in the hydraulic cylinder 7 and in the hydraulic accumulator 10, keeping it constant. This pressure depresses the spring 4 of the distributor with hydraulic control, ensuring that the working fluid passes from the pump 2 to the hydraulic line 5. The hydraulic valve 13 draws the working liquid to hydraulic line 12 and further to the torque converter 14, feeding it and cooling it, and the supporting hydraulic valve 16 as the pressure rises It directs the working fluid through the drain line 15 to the hydraulic tank 1. In case of an increase in pressure in the hydraulic line 12, a safety valve 17 is activated, draining the working fluid along the hydraulic line 18 into the hydraulic tank. The piston 25 is pressed against the force of the springs 27 up to the stop and rotates together with the housing 20 relative to the axis of the torque converter 14, ensuring its operation with a filled working cavity 23.

10ten

1515

2020

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

666666

Трактор движетс на включенной пере-The tractor moves on

даче.cottage.

Передачи переключают перемещением золотника гидрораспределител 6 переключени передач (фиг. 2), направл рабочую жидкость в гидроцилиндр 8. При этом гидроцнлиндр 7 и гидроаккумул тор 10 через дроссель 11 сообщаютс со сливом. Разр жа сь, гидроак- кумул тор задерживает выключение муфты , управл емой гидроцилиндром 7, так как поддерживат давление в ее гидроцилиндре. Давление в гидроци- линдре 7 снижаетс соответственно перемещению поршн гидроаккумул тора 10 и характеристике его пружины. Размеры дроссел 11 подобраны таким образом, чтобы в конце разр дки гид- роаккумул тора выключаема муфта еще не буксовала, т.е. величина давлени в ее гидроцилиндре в этот момент была бы достаточной дл передачи полного крут щего момента двигател , В момент переключени передач за счет подключени дополнительного объема в виде поршневой полости гидроцилинд- ра 8 в напорной гидролинии 3 системы н в гидролинии 5 происходит кратковременное падение давлени . Закрываетс переливной гидроклэпан 13, перекрыва питание гидротрансформатора. Закрываетс подпорный гидроклапан 16 на выходе из гидротрансформатора. Пружина гидрораспределител 4 перемещает золотник. Рабоча жидкость направл етс от насоса 2 по гидролинии 29 в полость В управлени поршнем 25 гидротрансформатора 14. Гидролини 5 запираетс . Поршень 25 быстро перемещаетс , сжима пружины 27, осуществл динамичное опорожнение гидротрансформатора: под действием разр жени в полости Л и центробежных сил в рабочей полости жидкость по каналам 26 интенсивно поступает из ра-с бочей полости 23 в полость А. Сапун 24 сообщает рабочую полость гидротрансформатора с атмосферой. Существенно интенсифицирует процесс опорожнени также то, что фрикционна муф-, та, управл ема гидроцилиндром 7, еще включена, а следовательно, выходной вал гидротрансформатора находитс под нагрузкой . Давление в полости Бив гидролини х 29 и 3 возрастает соответственно перемещению поршн и характеристике его пружин. Когда давление в этих гидролини х достигает давле-The gears are shifted by moving the control valve spool 6 (Fig. 2), directing the working fluid to the hydraulic cylinder 8. The hydraulic cylinder 7 and the hydraulic accumulator 10 then communicate through the throttle 11 with the drain. Having discharged, the hydraulic accumulator delays the switching off of the coupling controlled by the hydraulic cylinder 7, since it maintains the pressure in its hydraulic cylinder. The pressure in the hydraulic cylinder 7 decreases according to the displacement of the piston of the hydroaccumulator 10 and the characteristic of its spring. Drossel sizes 11 are selected in such a way that at the end of the discharge of the hydroaccumulator of the torus, the switch-off coupling does not slip, i.e. the pressure in its hydraulic cylinder at this moment would be sufficient to transfer the full torque of the engine. At the time of gear shifting by connecting additional volume in the form of the piston cavity of the hydraulic cylinder 8 in the pressure hydraulic line 3 of the system and hydraulic line 5, a short-term pressure drop occurs. The overflow hydroclopane 13 is closed, shutting off the power supply to the torque converter. The retaining hydraulic valve 16 closes at the outlet of the torque converter. Spring control valve 4 moves the spool. The working fluid is directed from pump 2 along hydroline 29 to cavity B of control of piston 25 of torque converter 14. Hydroline 5 is locked. The piston 25 moves quickly, compressing the spring 27, dynamically emptying the torque converter: under the action of discharge in the cavity L and centrifugal forces in the working cavity, the fluid through the channels 26 intensively flows from the barrel 23 into the cavity A. The breather 24 informs the working cavity of the torque converter with the atmosphere. The process of emptying is also significantly intensified by the fact that the friction clutch, that controlled by the hydraulic cylinder 7, is still on, and consequently, the output shaft of the torque converter is under load. The pressure in the cavity Biv hydrolines 29 and 3 increases, respectively, the movement of the piston and the characteristics of its springs. When the pressure in these hydrolines reaches

i1i1

ни срабатывани клапана 31 давлени он открываетс и нагнетает рабочую жидкость в гидролинию 5 в обход гидрораспределител 4. Клапан 31 позвол ет регулировать величину опорожнени гидротрансформатора 14, измен давление срабатывани клапана, можно остановить поршень 25 в промежуточном положении или переместить его до упора. Положение поршн определ етс равновесием сил давлени в полости Б гидроуправлени поршнем, избыточного давлени от действи центробежных сил жидкости в полости А и упругих сип пружин 27. При опорожненном гидротрансформаторе и еще включенной муфте, управл емой гидроцилиндром 7, осуществл етс заполнение гидроци™ линдра 8 включаемой фрикционной муф- ты коробки передач. Давление в гидроцилиндре 8, а значит и в гидролинии 5 быстро возрастает. Когда оно превысит давление настройки пружины гидрораспределител 4, гидрораслреде- литель 4 срабатывает и соединит напорную гидролинию 3 с гидролинией.5, а жидкость из полости Б гидроуправле ни поршнем 25 направит на слив в . гидробак 1 о Давление в гицролини х 29 и 3 упадет, В напорной гидролинии 3 оно упадет до давлени в гидролинии 5 s а в гидролинии 29 будет определ тьс гидравлическим сопротивлением сливу жидкости из полости Б поршн . Клапан 31 давлени закроетс Пружины 27 возвращают поршень 25 в исходное положение, впрыскива рабочую жидкость по каналам 26 из полости А в рабочую полость 23. Сапун 24 сообщает рабочую полость гидротрансформатора с атмосферой. Суммарна площадь поперечного сечени каналов 26 обеспечивает минимальное гидравлическое сопротивление, поэтому осуществл етс быстрое наполнение гидротрансформатора 14е Когда давление в гидроцилинцре 8 станет выше, чем давление , поддерживаемой гидроаккумул Neither the pressure valve 31 triggers, it opens and forces the working fluid into hydraulic line 5, bypassing the hydraulic distributor 4. Valve 31 allows adjusting the emptying of the torque converter 14, changing the valve triggering pressure, you can stop the piston 25 in an intermediate position or move it to the stop. The position of the piston is determined by the equilibrium of the pressure forces in the cavity B of the hydraulic control of the piston, the overpressure from the action of centrifugal forces of the fluid in the cavity A and elastic springs of the springs 27. When the torque converter is emptied and the clutch controlled by the hydraulic cylinder 7 is still activated, the hydraulic cylinder 8 is activated friction clutch gearbox. The pressure in the hydraulic cylinder 8, and hence in the hydroline 5, increases rapidly. When it exceeds the setting pressure of the hydraulic distributor 4, the hydraulic distributor 4 is activated and connects the pressure hydraulic line 3 with the hydraulic line.5, and the fluid from cavity B is guided by the piston 25 to drain to c. hydraulic tank 1 o The pressure in the hydraulic lines 29 and 3 will fall, In pressure hydraulic line 3 it will drop to pressure in the hydraulic line 5 s and in hydraulic line 29 it will be determined by the hydraulic resistance to drain the liquid from the cavity B of the piston. The pressure valve 31 closes. The springs 27 return the piston 25 to its original position, injecting the working fluid through the channels 26 from the cavity A into the working cavity 23. The breather 24 communicates the working cavity of the torque converter with the atmosphere. The total cross-sectional area of the channels 26 provides the minimum hydraulic resistance, therefore, the torque converter 14e is quickly filled when the pressure in the hydraulic cylinder 8 becomes higher than the pressure maintained by the hydroaccumulus

тором 10 в гидроцилиндре 7, срабатывает клапанное устройство 9, переключающее гидроаккумул тор от выключаемого гидроцилиндра на включаемый. Поскольку этот момент времени практически совпадает с началом заполнени гидротрансформатора 14 поршнем 23«, то переключение передач происходит при опорожненном гидротрансформаторе , а следовательно, при значиthe torus 10 in the hydraulic cylinder 7, the valve device 9 is activated, which switches the hydraulic accumulator from the hydraulic cylinder to the switched on one. Since this moment of time practically coincides with the beginning of filling the torque converter 14 by the piston 23 ", the gear shift occurs when the torque converter is empty, and therefore, when

8eight

тельно уменьшенном моменте, подводимом к фрикционам гидромеханической трансмиссии, что существенно снижает динамические нагрузки и суммарную работу буксовани фрикционных муфт, повыша надежность работы узлов трансмиссии . Далее давление в гидроцилиндре 7 быстро снижаетс , а давление в гидроцилиндре 8 плавно возрастает , что соответствует процессу дозар дки гидроаккз мул тора 10. Когда давление в гидроцилиндре 8 включенной фрикционной муфты коробки передач в гидроаккумул торе 10 и в .гидролинии 5 достигает номинального значени , открываетс переливной гидроклапан 13 и отводит жидкость в гидролинию 12 и далее в гидротрансформатор 14. Начинаетс подпитка его рабочей полости 23. При .наполнении гидротрансформатора плавно растет крут щий момент на его выходном валу, трактор разгон етс . С остановкой поршн 25 заканчиваетс наполнение гидротрансформатора 14, заканчивает- с процесс переключени передач. После компенсации всех утечек подпиткой и повышени давлени в рабочей полости 23 открываетс подпорный гидроклапан 16, направл жидкость в гидробак 1. Обеспечиваетс движение трактора на выбранной передане.reduced torque applied to the friction clutches of the hydromechanical transmission, which significantly reduces the dynamic loads and the total work of slipping of the friction clutches, increasing the reliability of the transmission units. Then, the pressure in the hydraulic cylinder 7 quickly decreases, and the pressure in the hydraulic cylinder 8 increases smoothly, which corresponds to the process of charging the hydraulic accumulator 10. When the pressure in the hydraulic cylinder 8 of the activated friction clutch of the transmission in the hydraulic accumulator 10 and in the hydraulic line 5 reaches its nominal value, it opens an overflow hydrovalve 13 and drains the liquid to the hydroline 12 and then to the torque converter 14. The working cavity 23 is fed. When the torque converter is filled, the torque at its output in Alu, the tractor accelerates. By stopping the piston 25, the filling of the torque converter 14 is completed, ending with the gear shifting process. After compensating for all the leaks with make-up and increasing the pressure in the working cavity 23, the retaining hydraulic valve 16 opens, directing the liquid to the hydraulic tank 1. The tractor moves on the selected gear.

Claims

1. hydromechanical transmission control system comprising a pump, pressure line which is connected through a control valve of channeling emy shifting to the cylinders controlling the transmission clutch through the valve device to the pressure reservoir through the torus and to the input of the torque converter hydraulic valve provided with a device forced emptying and filling comprising movably mounted in the housing of the torque converter in the axial direction of the piston, one of the ends of which forms with the building The first end of the cavity, communicated with the working cavity of the torque converter, the other end of the piston forms the second cavity made with the possibility of providing hydraulic control of the piston, while the drainage hydroline is in communication with the torque converter and with the hydraulic tank by means of a supporting hydraulic valve controlled by an operating pressure that differs from that, in order to increase reliability and durability by reducing the dynamic loads acting on the friction elements of the transmission, it is equipped with a pressure valve, two-position yrehlineynym distributor, a control line which is permanently connected to the first line of the distributor in its first position, the first line communicates with the distributor gear shift, a second line connected to the pressure line and the first line of the distributor, a third line simultaneously com-

five

the second cavity of the piston and the fourth line connected to the drain hydraulic line in the second, the position of the first and fourth lines of the distributor are locked, and the second is connected to the third, and the pressure valve is connected to the first and third lines of the distributor its first position, wherein the control cavity of the pressure valve is in communication with the third line of the distributor.

2. The system according to claim 1, characterized in that the piston of the torque converter is provided with a return spring, which bores the axially Porcene.