устройство для снижения жесткости трансмиссии машинотракторных агрегатов

Формула изобретения

Устройство для снижения жесткости трансмиссии машинотракторных агрегатов содержит планетарную передачу, реактивное звено которой соединено с шестерней привода масляного насоса, масляный насос подключен к всасывающей и напорной магистралям, планетарная передача валом водила соединена с коробкой передач, в напорной магистрали установлен двухступенчатый регулируемый дроссель, к входу которого подсоединены предохранительный клапан и кран управления, при этом имеются гидробак и пневмогидроаккумулятор, разделенный на три полости и состоящий из гидроцилиндра, поршня со штоком и свободного поршня, а также имеется регулятор положения поршней, к которому подсоединен маслопровод, а в поршне со штоком имеется масляный канал, отличающееся тем, что в устройство дополнительно установлены гидромотор параллельно гидронасосу (масляному насосу) и гидрораспределитель, а шестерни привода масляного насоса и гидромотора установлены на валах привода масляного насоса и гидромотора через обгонные муфты противоположного действия друг относительно друга.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано на различных транспортных средствах и машинотракторных агрегатах (МТА), работающих в условиях неустановившихся режимов движения в полевых условиях и на транспортных работах, а так же при установившейся колебательной нагрузке.

Известно устройство для снижения жесткости трансмиссии транспортного средства /1/, содержащее планетарную передачу, реактивное звено, масляный насос, всасывающую и напорную магистрали, двухступенчатый регулируемый дроссель, предохранительный клапан и кран управления, гидробак. Демпферный клапан состоит из гильзы, плунжера, пружины, регулировочного винта и разгрузочного канала. Пневмогидроаккумулятор, являясь концевым элементом напорной магистрали, состоит из гидроцилиндра и свободного поршня.

Недостатком данного устройства является то, что оно защищает двигатель от определенного диапазона частот колебаний внешней тяговой нагрузки. И если колебания переходят в другой диапазон частот, то известное устройство будет работать с низким коэффициентом полезного действия.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для снижения жесткости трансмиссии машинотракторных агрегатов /2/, содержащее планетарную передачу, реактивное звено которой соединено с шестерней привода масляного насоса, масляный насос подключен к всасывающей и напорной магистралям, планетарная передача валом водила соединена с коробкой передач, а валом коронной шестерни - с двигателем через муфту сцепления, в напорной магистрали установлены двухступенчатый регулируемый дроссель, к входу которого подсоединены предохранительный клапан и кран управления, демпферный клапан подключен параллельно дросселю, при этом имеется гидробак и пневмогидроаккумулятор, являющийся концевым элементом напорной магистрали, демпферный клапан состоит из гильзы, плунжера, пружины, регулировочного винта и разгрузочного канала. Пневмогидроаккумулятор (ПГА), являясь концевым элементом напорной магистрали, разделен на три полости и имеет поршень со штоком и свободный поршень, при этом поршень со штоком снабжен масляным каналом, который через маслопровод соединен с регулятором положения поршней.

Недостатком данного устройства является то, что оно имеет только гидронасос, который, работая в режиме гидромотора, имеет низкий коэффициент полезного действия, поэтому известное устройство в тот момент, когда снижается тяговая нагрузка (в момент отдачи накопленной энергии обратно в трансмиссию), будет работать с низким коэффициентом полезного действия.

Предложенным изобретением решается задача увеличения коэффициента полезного действия механизма, тем самым увеличивая эффективность функционирования машинотракторного агрегата.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство для снижения жесткости трансмиссии машинно-тракторных агрегатов, содержащее планетарную передачу, реактивное звено которой соединено с шестерней привода масляного насоса, масляный насос подключен к всасывающей и напорной магистралям, планетарная передача валом водила соединена с коробкой передач, а валом коронной шестерни - с двигателем через муфту сцепления, в напорной магистрали установлены двухступенчатый регулируемый дроссель, к входу которого подсоединены предохранительный клапан и кран управления, при этом имеется гидробак и пневмогидроаккумулятор, являющийся концевым элементом напорной магистрали, разделен на три полости и имеет поршень со штоком и свободный поршень, при этом поршень со штоком снабжен масляным каналом, который через маслопровод соединен с регулятором положения поршней, дополнительно установлен гидромотор параллельно масляному насосу (гидронасосу) и гидрораспределитель, а шестерни привода масляного насоса и гидромотора установлены на валах привода масляного насоса и гидромотора через обгонные муфты. Обгонные муфты гидромотора и гидронасоса противоположного действия расположены друг относительно друга.

На чертеже приведена общая схема устройства для снижения жесткости трансмиссии машинно-тракторных агрегатов.

Устройство для снижения жесткости трансмиссии машинотракторных агрегатов содержит планетарную передачу 1, которая состоит из коронной шестерни 2 и реактивного звена 3, в свою очередь реактивное звено 3 соединено с шестерней 4 привода масляного насоса 5 и с шестерней 6 привода гидромотора 7. Шестерня 4 привода масляного насоса 5 соединена с насосом через обгонную муфту 8. Шестерня 6 привода гидромотора 7 соединена с гидромотором 7 через обгонную муфту 9. Масляный насос 5 подключен к всасывающей 10 и напорной 11 магистралям. Гидромотор 7 подключен к напорной 12 и сливной 13 магистралям. Планетарная передача 1 валом водила 14 соединена с коробкой передач 15 и приводится от муфты сцепления 16 двигателя 17. В напорной магистрали 11 установлен двухступенчатый регулируемый дроссель 18. Перед регулируемым дросселем 18 к напорной магистрали 11 подсоединены предохранительный клапан 19, кран управления 20 и управляющая гидравлическая магистраль 21 гидравлическим распределителем 22. Гидравлический распределитель 22 состоит из золотника 23, левой возвратной пружины 24 и правой возвратной пружины 25. При этом имеется гидробак 26 и пневмогидроаккумулятор 27, имеющий три полости (I - нагнетательная, II - управляющая объемом, III - пневматическая или воздушная) и состоящий из гидроцилиндра 28, свободного поршня 29, поршня со штоком 30, а также имеется регулятор положения поршней 31, к которому подсоединен маслопровод 32, а в поршне со штоком имеется масляный канал 33. Воздушная полость III пневмогидроаккумулятора 27 соединена управляющей пневматической магистралью 34 с гидравлическим распределителем 22. Для подпитки воздухом воздушной полости III пневмогидроаккумулятора 27 установлен кран 35.

Устройство работает следующим образом: при включении муфты сцепления 16 в момент трогания машинотракторного агрегата начинает вращаться коронная шестерня 2 планетарной передачи 1, которая передает движение на реактивное звено 3, а последнее на шестерню 4 привода масляного насоса 5 и шестерню 6 привода гидромотора 7. При этом обгонная муфта 8 замыкается и передает вращающий момент на масляный насос 5, а обгонная муфта 9 размыкается и шестерня 6 привода гидромотора 7 вращается свободно на валу гидромотора 7. Между поршнями 29 и 30 устанавливается определенное расстояние, соответствующее определенному объему пневмогидроаккумулятора.

Масляный насос 5, засасывая масло из гидробака 26, нагнетает его через гидравлический распределитель 22 в пневмогидроаккумулятор 27, в одной из полостей которого находится предварительно сжатый воздух (полость III), а в двух других полостях находятся нагнетаемая жидкость (со стороны гидравлического распределителя - полость I) и стационарная жидкость (между двумя поршнями - полость II).

Регулируемый дроссель 18 в напорной магистрали 11 обеспечивает быстрое нарастание давления масла в первый момент трогания МТА в масляном насосе 5 и в напорной магистрали 11. Масло по гидравлической управляющей магистрали 21, преодолевая сопротивление левой возвратной пружины 24 и правой возвратной пружины 25, перемещает золотник 23 в крайнее правое положение, открывая путь к пневмогидроаккумулятору 27. Масло, заполняя полость I пневмогидроаккумулятора 27, перемещает поршни 29 и 30, сжимая воздух, находящийся в полости III, в результате чего крутящий момент масляного насоса 5 возрастает, отчего возрастает и крутящий момент на валу водила 14, преодолевая момент сопротивления движению МТА. С этого момента начинается его плавное трогание.

Давление в пневмогидроаккумуляторе 27 нарастает с некоторым запаздыванием плавно по закону сжатия воздуха при совместном перемещении поршней 29 и 30. После трогания МТА до конца разгона давление, которое создает масляный насос 5 и крутящий момент на валу водила 14, остаются постоянными. В конце разгона давление в пневмогидроаккумуляторе 27 достигает максимального значения и значения, равного давлению в напорной магистрали 11 до дросселя 18. После этого масляный насос 5 останавливается и в работе при нагрузке находится под рабочим давлением.

При возрастании внешней нагрузки ведущий момент трансмиссии возрастает, вследствие чего масляный насос 5 проворачивается и подает больше масла в пневмогидроаккумулятор 27, после чего баланс моментов восстанавливается.

При уменьшении внешней нагрузки ведущий момент трансмиссии снижается и перестает соответствовать моменту сопротивления масляного насоса 5. В этом случае под давлением сжатого газа начинает вытесняться жидкость из пневмогидроаккумулятора 27 (со стороны дросселя - полость I), а так как давление в напорной магистрали 11 и в управляющей гидравлической магистрали 21 становится меньше, чем в полости III пневмогидроаккумулятора 27, то воздух по управляющей пневматической магистрали 34 поступает к гидравлическому распределителю 22 и, преодолевая сопротивление пружин 24 и 25, а так же масла, находящегося в управляющей гидравлической магистрали 21 (масло, вытесняемое из управляющей гидравлической магистрали 21, помогает растормозить обгонную муфту 8 масляного насоса 5, заставляя провернуться последний в обратную сторону), перемещает золотник 23 распределителя 22 в крайнее левое положение, открывая путь маслу от пневмогидроаккумулятора 27 к гидромотору 7. Гидромотор, вращаясь, затормаживает обгонную муфту 9 и передает вращающий момент через шестерню 6 привода гидромотора 7 на реактивное звено 3. При этом обгонная муфта 8 растормаживается и шестерня 4 привода масляного насоса 5 вращается свободно на валу масляного насоса 5. Накопленная энергия от пневмогидроаккумулятора 27 возвращается в трансмиссию через гидромотор 7, способствуя при этом повышению мощности МТА. Полученная таким образом дополнительная энергия в трансмиссии расходуется на преодоление сопротивления движению МТА.

При скачкообразном возрастании нагрузки вступает в работу предохранительный клапан 19, который ограничивает давление масляного насоса 5, а следовательно, и ведущий момент трансмиссии, то есть момент на валу водила 14.

При изменении операции возникает необходимость в изменении объема ПГА 27.

Изменение объема происходит следующим образом: регулятором 31 подают определенную порцию масла в полость II по маслопроводу 32 и масляному каналу 33. Количеством масла в межпоршневом пространстве регулируют объем ПГА (чем больше масла в полости II, тем меньше объем ПГА и тем меньше масла нужно закачать в полость I, вследствие этого жесткость устройства возрастает), тем самым уменьшая или увеличивая жесткость всего устройства. В свою очередь, получая возможность изменения жесткости всего устройства, можно настраивать весь механизм на определенный диапазон частот внешней тяговой нагрузки.

Источники информации

1. А.С. 748036 М.Кл ² В60К 17/10 БИ. №26, 1980.

2. Пат. 2252148 RU МПК ⁷ В60К 17/10 БИ. №14, 2005 (прототип).