SU897600A1 - Трансмисси транспортного средства - Google Patents

Description

(54) ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относитс  к средствам наземного транспорта и предназначено дл  использовани  в трансмисси х колесных и гусеничных машин, таких как автомобили тракторы, т гачи и другие подобные машины .

Известна трансмисси  транспортного средства, содержаш,а  регулируемую передачу , состо ш.ую из объемных гидронасоса и гидромотора, элементы Браш,ени  которых св заны соответственно с ведуш,им и ведомым валами передачи, а одна из управл юших полостей одного св зана с управл ющей полостью другого гидромагистралью, систему управлени  передачей и инерционный аккумул тор энергии в виде маховика с приводом, состо щим из гидрообъемной мащины, кинематически св занной с упом нутой передачей. Трансмисси  присоответствующем управлении регулируемыми передачами обеспечивает движение транспортного средства с использованием маховика в режимах посто нной скорости, разгона, торможени , а также зар дку аккумул тора энергии на сто нке. В трансмиссии в качестве регулируемых передач применены тороидные передачи, не обладающие при

жестких требовани х к габаритам и весу, достаточной надежностью и долговечностью К тому же тороидальные передачи  вл ютс  передачами механического типа, что затрудн ет размещение инерционного аккумул тора энергии в любом удобном месте транспортного средства. В качестве регулируемых передач могут быть применены регулируемые передачи любого типа, например объемные, применение которых предусмотрено в предлагаемом изобретении. Это позвол ет обеспечить повыщение на10 дежности, компактности конструкции по сравнению с тороидными передачами, а также расщир ет компоновочные возможности трансмиссии 1.

Недостатками известной трансмиссии

5  вл ютс  большие габариты, обусловленные тем, что гидропривод маховика имеет минимум две объемные гидромащины; трудности в компоновке трансмиссии, св занные с тем, что одна из двух гидромашин инерционного аккумул тора энергии св зана с ведущим валом зубчатым редуктором, а, следовательно, не имеет гибких возможностей по размещению в любом удобном месте трансмиссии.

Цель изобретени  - уменьшение габаритов при сохранении функциональных возможностей .

Поставленна  цель достиг,аетс  тем, что кажда  из управл ющих полостей гидрообъемной машины привода маховика св зана гидромагистралью соответственно со второй из упом нутых полостей объемных, гидронасоса и гидромотора.

Кроме того, .0 целью облегчени  работы инерционного аккумул тора в режиме остановки ведомого вала упом нутой передачи , упом нута  система управлени  выполнена в виде двухпозиционного управл емого гидрораспределител  дл  обеспечени  отсоединени  гидромотора и дл  соединени  упом нутой гидрообъемной машины с гидронасосом регулируемой передачи.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой трансмиссии с инерционным аккумул тором энергии; на фиг. 2 - график т говой характеристики транспортного средства в координатах давление - производительность основных гидромашин; на фиг. 3 вариант исполнени  схемы предлагаемой трансмиссии с двухпозиционным золотниковым устройством.

Предлагаема  трансмисси  содержит ведуший 1 и выходной 2 валы, первый из которых соединен с двигателем, а второй с ведущими колесами транспортного средства. Оба вала св заны через регулируемую гидропередачу из двух основных объемных гидромашин 3 и 4, соединенных между собой двум  гидромагистрал ми, одна из которых соедин ет гидромашины 3 и 4 непосредственно . Друга  гидромагистраль 5 соединени  основных гидромашин, состо ща  из участков 6 и 7, осуществлена через гидрообъемный привод маховика 8, выполненный в виде дополнительной регулируемой гидромашины 9.

Работа трансмиссии на различных режимах происходит следующим образом.

В режиме активного движени  транспортного средства двигатель приводит во вращение ведущий вал 1, а, следовательно, и св занную с ним основную гидромашину 3, работаюшую в данном режиме как насос с производительностью, котора  определ етс  положением органа управлени  этой гидромашиной. Рабоча  жидкость от насоса под давлением поступает в магистраль 5 и далее во вторую основную гидромашину 4, работающую как гидромотор. Частота вращение выходного вала 2 основной гидромашины 4 при ее посто нном рабочем объеме определ етс  производительностью гидромашины 3, а . момент пропорционален разности давлений в магистрал х высокого 5 и низкого 7 давлений. Если производительность гидромашины 9 равна, с учетом КПД и частоты вращени  маховика, производительности основной гидромашины 3,

то гидромашина 9 не оказывает существенного сопротивлени  движению жидкости по замкнутому контуру и работает как расходомер в магистрал х низкого давлени  6 и 7, перепуска  жидкость, расход которой

определ етс  производительностью гидромашины 3. Изменение скорости движени  транспортного средства осуществл етс  синхронным регулированием рабочих объемов основной 3 и дополнительной 9 гидромащин при обеспечении их равной производительности . При этом частота вращени  вала дополнительной гидромашины 9, а, следовательно, и св занного с ним маховика 8 не мен етс . Предельна  т гова  характеристика транспортного средства ограничена кривой максимальной мощности двигател  (лини  N на фиг. 2).

В режиме торможени  транспортного средства основна  гидромашина 4 работает как насос, осуществл ющий подачу рабочей

жидкости с высоким давлением в магистраль 7. При этом поглощение тормозной мощности можно обеспечить как маховиком 8, так и двигателем транспортного средства путем соответствующего регулировани  основной 3 и дополнительной 9 гидромашин. При поглощении тормозной мощности транспортного средства маховиком 8 рабочие объемы основной 3 и дополнительной 9 гидромащин уменьшаютс , но с условием опережающего уменьшени  производительности

0 гидромашины 9. При этом уменьшение произ водительности гидромашины 3 соответствует уменьшающейс  за счет падени  скорости транспортного средства производительности гидромащины 4, а разность в производительност х гидромашин 3 и 9 обеспечивает принудительное увеличение частоты вращени  маховика 8, на которое расходуетс  тормозна  мощность транспортного средства. Двигатель в данном случае не воспринимает тормозной мощности и может

0 работать либо в оптимальном с точки зрени  топливной экономичности режиме, либо , как и прежде, в активном режиме. В первом случае гидромащина 3 работает как расходомер в магистрал х низкого давлени  6 и 5, двигатель свободен от нагрузки. Во втором случае гидромашина 3, работающа  в активном режиме, развивает в магистрали 5 повышенное давление, которое передаетс  через гидромашину 4 и суммируетс  с высоким давлением в магистраР ли 7, передающей тормозную мощность транспортного средства. Разность давлений в магистрал х 7 и 6 увеличиваетс , а следовательно , растет и момент на валу гидромащины 9, что, при соответствующем регулировании гидромашины 9, приводит к более интенсивному процессу увеличени  кинетической энергии в маховике за счет использовани  активной мощности двигател .

При поглощении тормозной мощности транспортного средства двигателем рабочие объемы основной 3 и дополнительной 9 гидромащин уменьщаютс  синхронно при обеспечении их равной производительности с учетом КПД и частоты вращени  маховика . В этом случае гидромащина 9 работает как расходомер, а основна  гидромащина 4 как насос, осуществл ющий подачу рабочей жидкости с высоким давлением в гидромагистрали 7 и 6 (в гидромагистрали 5 низкое давление).

Процесс использовани  энергии, запасенной маховиком, выгл дит следующим образом.

Если сила сопротивлени  движению становитс  больще, чем может преодолеть двигатель при работе в заданной рациональной точке внешней характеристики без изменени  скорости движени  транспортного средства за счет изменени  передаточного числа трансмиссии, частота вращени  вала двигател  в соответствии с его приспособл емостью начинает уменьщатьс . Следовательно , уменьшаетс  и производительность кинематически св занной с двигателем основной гидромашины 3. В силу того, что положение регулирующих органов гидромашин 3 и 9 остаетс  неизменным, а частота вращени  вала гидромашины 9 определ етс  частотой вращени  маховика 8, имеющего больщой запас кинетической энергии, наступает рассогласование в их производительност х . При этом в магистрали 6 возникает повыщенное давление, которое через гидромашину 3 и магистраль 5 передаетс  на основную гидромащину 4. Разность давлений в магистрал х 5 и 7 возрастает, что приводит к росту момента на валу гидромащины 4, а, следовательно, и на св занных с ним ведущим колесах движител  транспортного средства при сохранении скорости его движени . По мере падени  запаса кинетической энергии в маховике 8 рабочий объем гидромашины 9 увеличиваетс  дл  компенсации рассогласовани  производительностей гидромащины 3 и 9.

Следует отметить, что повыщенное давление , возникающее в магистрал х 5 и 6, не приводит к дополнительной загрузке двигател , так как разность давлений остаетс  величиной посто нной и равной разности давлений при движении без использовани  инерционного аккумул тора энергии. Поэтому двигатель возвращаетс  на режим работы в заданной точке внещней характеристики . Если т желый участок дороги не преодолен, процесс использовани  энергии , запасенной маховиком, не прекращаетс , поддержива  посто нной скорость транспортного средства.

Предельна  т гов41  характеристика транспортного средства с инерционным аккумул тором энергии может быть представлена кривой N (фиг. 2), на которой положение каждой текущей точки определ етс  техническими характеристиками дополнительной гидромащины 9 (фиг. 1) и ее совместной работой с основными гидромащинами 3 и 4.

Дополнительное увеличение запаса кинетической энергии в маховике можно обеспечить также в режиме активного движени  транспортного средства, когда на движение не требуетс  полна  мощность двигател , и он работает на частичных характеристиках . Дл  этого двигатель выводитс  на работу в заданную, например, при неизменной частоте вращени  его вала, рациональную точку внещней характеристики без изменени  положени  органов управлени , регулирующих скорость движени  транспортного средства. Частота вращени  вала двигател  в соответствии с его приспособл емостью начинает увеличиватьс , и, соответственно, увеличиваетс  производительность кинематически св занной с двигателем основной гидромащины 3. В силу того, что положение регулирующих органов гидромащин 3 к 9 остаетс  неизменным, а частота вращени  вала гидромащины 9 определ етс  частотой вращени  маховика 8, наступает рассогласование в их производительност х. При этом в магистрал х 5 и 7 повыщаетс  давление при сохранении перепада давлени  в них, а, следовательно, и момента на ведущих колесах транспортного средства. Перепад давлени  в магистрал х 7 и 6 увеличиваетс , обеспечива  необходимый момент дл  принудительного увеличени  частоты вращени  маховика 8, пропорционального разности производительностей (с учетом КПД) гидромашины 1 и 9. По мере увеличени  запаса кинетической энергии в маховике 8 рабочий объем гидромашины 9 уменьщаетс  дл  компенсации рассогласовани  производительностей гидромащины 3 и 9.

Режим противовращени  выходного вала 2 трансмиссии, т. е. задний ход транспортного средства, обеспечиваетс  перемещением регулирующих органов гидромашин от нейтрали в сторону, противоположную их перемещению при переднем ходе транспортного средства. При этом мен етс  направление циркул ции жидкости в замкнутом контуре, что приводит к изменению вращени  выходного вала 2. Процесс использовани  кинетической энергии, запасенной маховиком, аналогичен описанному с той лишь разницей, что энерги  маховика передаетс  непосредственно на гидромашину 4.

Следует отметить также что трансмисси  при достаточном запасе кинетической энергии в маховике обеспечивает движение транспортного средства при отключенном двигателе . Это осуществл етс  синхронным изменением рабочих объемов гидромашин 9 и 3. Дл  обеспечени  работы инерционного аккумул тора энергии в режиме остановки выходного вала 2 трансмиссии (при необходимости принудительного вращени  маховика 8 от двигател  в процессе аккумулировани  энергии или запуска двигател  за счет энергии, запасенной маховиком) трансмисси  может быть снабжена переключающим золотниковым устройствам 10 с возможностью непосредственного соединени  двум  магистрал ми б и 5 основной гидромашины 3 с дополнительной гидромашиной 9при одновременном отсоединении второй основной гидромашины 4 от двух названных . Первое положение (фиг. 3) обеспечивает работу инерционного аккумул тора в режиме остановки выходного вала 2 трансмиссии . При этом золотниковое устройство 10соедин ет магистрали 5 и 7, образу  замкнутый контур циркул ции рабочей жидкости через регулируемую передачу из двух объемных гидромащин 3 и 9. Второе положение золотникового устройства (при переводе по стрелке А) создает св зи магистралей 5 и 7 с основной гидромашиной 4, что обеспечивает работу трансмиссии в режимах движени  транспортного средства, как было описано. Положительный эффект новой tpaHCMHCсии заключаетс  в сокращении гидрообъемных машин до трех, вместо четырех по прототипу , что уменьшает габариты, а также улучшает компоновочные возможности трансмиссии за счет только гидравлической св зи привода маховика с основными гидромашинами .

Claims (2)

1. 8 Формула изобретени  . Трансмисси  транспортного средства, содержаща  регулируемую передачу, состо щую из объемных гидронасоса и гидромотора , элементы вращени  которых св зань соответственно с ведущим и ведомым валами передачи, а одна из управл ющих полостей одного св зана с управл ющей полостью другого гидромагистралью, систему управлени  упом нутой передачей и инерционный аккумул тор энергии в виде маховика с приводом, состо щим из гидрообъемной машины, кинематически св занной с упом нутой передачей, отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  габаритов при сохранеНИИ функциональных возможностей, кажда  из управл ющих полостей гидрообъемной машины привода маховика св зана гидромагистралью соответственно с второй из упом нутых управл ющих полостей объемных гидронасоса и гидромотора.
2. 2. Трансмисси  по п. 1, отличающа с  тем, что, с целью обеспечени  работы инерционного аккумул тора в режиме остановки ведомого вала упом нутой передачи, упом нута  система управлени  выполнена в виде двухпозиционного управл емого гидрораспределител  дл  обеспечени  отсоединени  гидромотора и дл  соединени  упом нутой гидрообъемноймашины с гидронасосом регулируемой передачи. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Е. Kraus, М. Е. Ores « А Transmission System for Singleschaft Cas Turbine Power Truck, Журнал США «SAE paper, 1973, № 730644 (прототип).

   А/