коробка передач транспортного средства

Формула изобретения

1. КОРОБКА ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая входной и выходной валы, трехзвенный дифференциальный механизм, первое звено которого связано с входным валом, второе звено - с выходным валом, не менее трех нерегулируемых гидромашин, одна из которых связана с третьим звеном дифференциального механизма, по крайней мере четырехлинейный четырехпозиционный распределитель, первая линия которого соединена с нагнетательной магистралью первой гидромашины, в первой позиции первая линия соединена с третьей, а вторая - с четвертой, во второй позиции вторая линия соединена с четвертой, в третьей позиции первая линия соединена с третьей, отличающаяся тем, что вторая и третья гидромашины соединены с выходным валом, вторая линия распределителя связана с нагнетательной магистралью первой гидромашины, третья и четвертая линии - с нагнетательными магистралями второй и третьей гидромашин соответственно.

2. Коробка по п. 1, отличающаяся тем, что вторая и третья гидромашины соединены с вторым звеном дифференциального механизма через муфты свободного хода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях самоходных машин.

Использование гидромашин с постоянным рабочим объемом для регулирования передаточного отношения в трансмиссиях объясняется их относительно низкой себестоимостью и простотой конструкции, так как при этом могут быть использованы шестеренные гидромашины. При этом различают трансмиссии с одной гидромашиной и регулируемым дросселем, а также трансмиссии с блоком переключаемых гидромашин постоянного рабочего объема.

Известна коробка передач транспортного средства, содержащая съемный ходоуменьшитель, включающий трехзвенный дифференциальный механизм и гидронасос постоянного объема, кинематически связанный с одним из звеньев дифференциального механизма и гидравлически с регулируемым дросселем. Изменением проходного сечения дросселя регулируется скорость вращения гидронасоса и передаточное число коробки [1].

Недостатком дроссельного регулирования являются большие потери мощности в дросселе, что ограничивает передаваемые нагрузки и сужает диапазон регулирования передаточного отношения.

Известна гидромеханическая трансмиссия, содержащая две нерегулируемые гидромашины, трехзвенный дифференциальный механизм, первое и второе звенья которого связаны с входным и выходным валами, регулируемый дроссель и распределитель, первая гидромашина связана с входным валом, вторая гидромашина - с третьим звеном дифференциального механизма. Трансмиссия имеет режим дросселирования, когда вторая гидромашина связана с дросселем, режим двухпоточной передачи мощности через гидромашины и дифференциальный механизм и режим полнопоточной передачи мощности через гидромашины и дифференциальный механизм [2].

Наличие трех режимов увеличивает диапазон передаваемых нагрузок и скоростей, однако значительную часть времени данная трансмиссия работает с дросселированием, что ограничивает передаваемые нагрузки и снижает экономичность.

Наиболее близкой к изобретению является коробка передач транспортного средства, содержащая входной и выходной валы, трехзвенный дифференциальный механизм, первое звено которого связано с входным валом, второе звено - с выходным валом, по крайней мере три нерегулируемых гидромашины, одна из которых связана с третьим звеном дифференциального механизма, по крайней мере четырехпозиционный четырехлинейный распределитель, первая линия которого связана с нагнетательной магистралью первой гидромашины, причем в первой позиции распределителя первая линия соединена с третьей, а вторая - с четвертой, во второй позиции вторая линия соединена с четвертой, в третьей позиции первая линия соединена с третьей. В этой коробке по крайней мере две гидромашины связаны с входным валом и работают в режиме гидронасоса, их нагнетательные магистрали связаны с линиями распределителя и через обратные клапаны с нагнетательной магистралью гидронасоса. Принцип работы основан на поочередном включении в работу гидронасосов, приводящих в движение гидромотор, в результате чего изменяется их суммарный объем и регулируется передаточное отношение [3].

Недостатком являются повышенные потери на холостое вращение гидронасосов, так как на всех режимах некоторая часть гидронасосов соединена со сливом и вхолостую перекачивает масло. Это приводит к снижению КПД трансмиссии.

Техническая задача состоит в повышении экономичности путем снижения потерь на холостое вращение гидромашины.

Техническая задача решается благодаря тому, что в коробке передач транспортного средства, содержащей входной и выходной валы, трехзвенный дифференциальный механизм, первое звено которого связано с входным валом, второе - с выходным валом, не менее трех нерегулируемых гидромашин, одна из которых связана с третьим звеном дифференциального механизма, по крайней мере четырехпозиционный четырехлинейный распределитель, первая линия котоpого соединена с нагнетательной магистралью первой гидромашины, и в первой позиции первая линия соединена с третьей, а вторая - четвертой, во второй позиции вторая линия соединена с четвертой, в третьей позиции первая линия соединена с третьей, согласно изобретению вторая и третья гидромашины соединены с выходным валом, вторая линия распределителя связана с нагнетательной магистралью первой гидромашины, третья и четвертая линии - с нагнетательными магистралями второй и третьей гидромашин соответственно. Кроме того, в коробке передач вторая и третья гидромашины соединены с вторым звеном дифференциального механизма через муфты свободного хода.

В предлагаемой коробке содержатся по крайней мере три нерегулируемые гидромашины, одна из которых является гидронасосом, а остальные - гидромоторами. При этом к гидронасосу подключаются через распределитель в определенной последовательности один или несколько гидромоторов, благодаря чему изменяется передаточное отношение. Коробка передач представляет собой двухпоточную передачу, имеющую гидравлическую и механическую ветви. Гидронасос постоянно связан с нагнетательными магистралями соответствующих гидромоторов, поэтому отсутствуют потери на перекачку рабочей жидкости на слив, как у прототипа.

Все это повышает экономичность коробки передач. Дополнительное снижение потерь достигнуто установкой муфт свободного хода, отключающих неработающие гидромоторы от выходного вала.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема коробки передач, содержащая три нерегулируемые гидромашины; на фиг. 2 - то же, содержащая четыре нерегулируемые гидромашины.

Коробка передач транспортного средства содержит входной вал 1, выходной вал 2, гидронасос 3, гидромоторы 4 и 5, дифференциальный механизм, включающий центральное колесо с наружными зубьями 6, водило 7 с сателлитами 8, центральное колесо с внутренними зубьями 9, причем входной вал 1 связан с водилом 7 через зацепляющиеся зубчатые колеса 10 и 11, центральное колесо с наружными зубьями 6 соединено с гидронасосом 3 через зацепляющиеся зубчатые колеса 12 и 13, центральное колесо с внутренними зубьями 9 связано с входным валом 14 механического редуктора 15, четырехпозиционный распределитель 16 имеет линии 17 и 18, соединенные с нагнетательной магистралью гидронасоса 3, и линии 19 и 20, связанные с нагнетательными магистралями гидромоторов 4 и 5. Гидромотор 4 кинематически соединен с валом 14 через муфту 21 свободного хода и зацепляющиеся зубчатые колеса 22 и 23, гидромотор 5 связан с валом 14 через муфту 24 свободного хода зацепляющиеся зубчатые колеса 25 и 23. Магистрали гидромашин (3, 4, 5) соединены с баком 26.

Коробка передач, показанная на фиг. 2, содержит третий гидромотор 27, связанный с валом 14 через муфту 28 свободного хода и зацепляющиеся зубчатые колеса 22 и 23. Распределитель 16 выполнен восьмипозиционным, шестилинейным, линия 29 которого соединена с магистралью гидронасоса 3, а линия 30 - с магистралью гидромотора 27.

Коробка передач работает следующим образом.

Управляемый распределитель 16 имеет четыре позиции, что соответствует четырем передачам в коробке передач. В первой позиции нагнетательная магистраль гидронасоса 3 соединена через линии 17 и 19 с гидромотором 4 и через линии 18 и 20 - с гидромотором 5. Движение передается с входного вала 1 через зубчатые колеса 10 и 11 на водило 7, которое приводит в движение гидронасос 3 через зубчатые колеса 6, 12 и 13. Гидронасос 3 сообщает движение через линии 19 и 20 гидромоторам 4 и 5, которые приводят в движение вал 14 через муфты 21 и 24 и зацепляющиеся зубчатые колеса 22, 23 и 25, 23. Этот режим соответствует первой передаче с минимальным передаточным отношением. Механический редуктор 15 служит для увеличения числа передач и получения требуемых значений передаточных чисел.

Во второй позиции гидронасос 3 соединен с гидромотором 4, а гидромотор 5 отключен от линии 18. Вследствие этого возрастает скорость вращения гидромотора 4, центрального колеса 9 и вала 14. Муфта 24 отсоединяет зубчатое колесо 25 от гидромотора 5, который находится в неподвижном состоянии.

В третьей позиции гидронасос 3 соединен с гидромотором 5, а гидромотор 4 отключен от линии 17 и находится в неподвижном состоянии, так как муфта 21 отсоединяет его от кинематической цепи. Для изменения передаточного отношения по отношению к второй передаче следует выбирать различные передаточные отношения зацепляющихся зубчатых колес 22, 23 и 25, 23, либо различные рабочие объемы гидромоторов 4 и 5, либо одновременно и то и другое.

В четвертой позиции нагнетательная магистраль гидронасоса 3 заперта, поэтому гидронасос 3 и кинематически связанное с ним центральное колесо 6 находятся в неподвижном состоянии. Соответственно в неподвижном состоянии находятся гидромоторы 4 и 5. Нагрузка передается только механическим путем через зацепляющиеся зубчатые колеса 10 и 11, водило 7, которое при неподвижном центральном колесе 6 приводит в движение центральное колесо 9 и вал 14. При этом достигается максимальное передаточное отношение и наиболее высокий КПД, так как отсутствуют гидравлические потери.

Число режимов с различными передаточными числами зависит от числа гидромоторов. При этом соответственно изменяется число линий и число позиций распределителя. В таблице указано число линий и число позиций распределителя 16 при различном числе гидромоторов.

На фиг. 2 изображена кинематическая схема коробки передач с тремя гидромоторами 4, 5 и 27, обеспечивающая получение восьми передач. Распределитель 16 выполнен восьмипозиционным, шестилинейным.

Работа происходит аналогичным образом, как у коробки с двумя гидромашинами. Всего имеется восемь вариантов подключения гидромоторов 4, 5 и 27 к гидронасосу 3. В зависимости от суммарного объема подключенных гидромоторов изменяется передаточное отношение. Минимальное передаточное отношение соответствует первой позиции, когда все три гидромашины 4, 5 и 27 соединены с гидронасосом. Максимальное передаточное отношение соответствует восьмой позиции, когда гидронасос и гидромоторы неподвижны, а вся мощность передается только механическим путем. В промежуточных позициях распределитель 16 отключает от гидронасоса 3 один либо два гидромотора в различных сочетаниях.

В заявляемой коробке отсутствует подача рабочей жидкости гидромашинами на слив, как у коробок передач с подключаемым блоком гидронасосов, кроме того, отключаемые гидромоторы могут оставаться полностью неподвижными благодаря наличию муфт свободного хода, существует также режим, при котором все гидромашины остаются неподвижными. Все это способствует снижению потерь и повышению экономичности коробки передач.