механизм отбора мощности транспортного средства

Формула изобретения

Механизм отбора мощности транспортного средства, содержащий установленную в корпусе двухступенчатую передачу, ведущая шестерня которой связана с входным валом, а ведомая - со сменным выходным валом, гидроуправляемую фрикционную муфту, входной элемент которой выполнен в виде шлицевой муфты с установленными на ней ведущими дисками, а выходной - в виде барабана с поршнем, образующими бустер фрикционной муфты, и ведомыми дисками, связанными со сменным ведомым валом, отличающийся тем, что шлицевая муфта входного элемента снабжена упругой шайбой с управляющими выступами на торцевой поверхности, установленной внутри ее, барабан выходного элемента снабжен поршнями с кольцевыми проточками, установленными в глухих отверстиях, выполненных на торце барабана параллельно его оси, кольцевым каналом переключения и полостью управления поршнями, связанными между собой подпружиненным клапаном и пересекаемыми упомянутыми глухими отверстиями, при этом полость управления поршнями связана с бустером фрикционной муфты, а кольцевой канал переключения выполнен с возможностью соединения его со сливом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к механизмам отбора мощности тракторов и аналогичных машин.

Известен механизм отбора мощности транспортного средства, содержащий установленную в корпусе двухступенчатую передачу, ведущая и ведомая шестерни которой выполнены со шлицами, посредством которых первая связана с ведущим полым валом, а вторая - со сменным ведомым валом, подпружиненную относительно ведущего вала управляемую муфту включения первой и второй передач, выполненную в виде втулки со шлицами на внешней и внутренней поверхностях и установленную внутри ведущего вала, гидроуправляемую фрикционную муфту, входной элемент которой выполнен в виде шлицевой муфты с установленными на ней ведущими дисками, а выходной - в виде барабана с поршнем, образующими бустер фрикционной муфты, и ведомыми дисками, связанными со сменным ведомым диском (см. а.с. СССР N 835845, B 60 K 17/28, 1981).

Недостатком данного механизма отбора мощности транспортного средства является отсутствие контроля за продолжительностью включения фрикционной муфты до полной передаваемой мощности от момента на сменном ведомом валу в период разгона рабочих органов агрегатируемой машины, что приводит к резкому возрастанию передаваемого момента и возникновению пиковых нагрузок как в самом механизме, так и в агрегатируемой машине, что приводит к поломкам механизма и, как следствие, снижению надежности и долговечности.

Изобретение направлено на создание конструкции механизма отбора мощности, устраняющей эти недостатки прототипа и обеспечивающей плавность пуска, что исключает поломки механизма отбора мощности при пуске тяжелых машин.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в механизме отбора мощности транспортного средства, содержащем установленную в корпусе двуступенчатую передачу, ведущая шестерня которой связана с входным валом, а ведомая - со сменным ведомым валом, гидроуправляемую фрикционную муфту, входной элемент которой выполнен в виде шлицевой муфты с установленными на ней ведущими дисками, а выходной - в виде барабана с поршнем, образующими бустер фрикционной муфты, и ведомыми дисками, связанными со сменным ведомым валом, шлицевая муфта входного элемента снабжена упругой шайбой с управляющими выступами на торцевой поверхности, установленной внутри муфты, барабан выходного элемента снабжен поршнями с кольцевыми проточками, установленными в глухих отверстиях, выполненных на торце барабана параллельно его оси, кольцевым каналом переключения и полостью управления поршнями, связанными между собой подпружиненным клапаном и пересекаемыми глухими отверстиями, при этом полость управления поршнями связана с бустером фрикционной муфты, а кольцевой канал переключения выполнен с возможностью соединения его со сливом.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемый механизм отбора мощности отличается тем, что шлицевая муфта входного вала снабжена упругой шайбой с управляющими выступами на торцевой поверхности, установленной внутри муфты, барабан выходного элемента снабжен поршнями с кольцевыми проточками по наружной поверхности, установленными в глухих отверстиях, выполненных на торце барабана параллельно его оси, кольцевым каналом переключения и полостью управления поршнями, связанными между собой подпружиненным клапаном и пересекаемыми упомянутыми глухими отверстиями, при этом полость управления поршнями связана с бустером фрикционной муфты, а кольцевой канал переключения выполнен с возможностью соединения со сливом.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид механизма отбора мощности, на фиг. 2 - сечение А-А, на фиг. 3 - сечение Б-Б по плоскости расположения осей поршней на фиг. 2.

Механизм отбора мощности транспортного средства содержит ведущий вал 1, установленный в корпусе 2 двухступенчатый редуктор с тремя равнорасположенными блок-шестернями 3, установленными на осях 4, ведущей 5 и ведомой 6 шестернями, сменный ведомый вал, выполненный в виде хвостовиков 7 и 8, и гидроуправляемую фрикционную муфту 9, включающую входной элемент в виде установленной на ведущем валу 1 шлицевой муфты 10, с ведущими дисками 11, выходной элемент, выполненный в виде барабана 12 с упорным диском 13, ведомыми дисками 14, связанными со сменным ведомым валом, и поршня 15 с отжимными пружинами 16. Барабан 12 и поршень 15 образуют бустер "В" фрикционной муфты 9. В пазах 17 шлицевой муфты 10 упорами 18 установлена упругая профильная шайба 19 с управляющими выступами 20 на ее торцевой поверхности, контактирующими с торцевой поверхностью "Г" барабана 12.

В торцевой поверхности "Г" барабана 12, параллельно его оси, выполнены глухие отверстия, в которых установлены поршни 21 с кольцевыми проточками "Д" и проточками "Е".

В барабане 12 выполнен кольцевой канал переключения 22, связанный каналом 23 со сливом, а подпружиненным клапаном 24 установленным на давление разгона, с полостью "Ж" управления поршнями 21, образованной барабаном 12 и запрессованной в него втулкой 25. Кольцевой канал переключения 22 и полость "Ж" управления поршнями 21 пересекаются упомянутыми глухими отверстиями барабана 12.

Полость "Ж" связана каналом 26 с распределителем 27, а каналом 28 - с бустером "В" фрикционной муфты.

Для исключения кругового потока жидкости кольцевой канал переключения 22 перекрыт заглушкой 29. Жидкость из полости "Ж" при открытом клапане 24 по кольцевому каналу переключения к каналу 23 - на слив может поступать только через кольцевые проточки "Д" поршней 21 при утопленном положении последних.

Проточки "Е" образуют с поверхностями "З" глухих отверстий кольцевые щелочные дроссели, ограничивающие расход жидкости из полости "Ж" в пространство между торцами "И" поршней 21 и торцами "К" глухих отверстий.

Для исключения подпора жидкости при резком утоплении поршней 21 в глухих отверстиях под воздействием управляющих выступов 20 упругой шайбы 19 в торцах "И" поршней 21 установлены перепускные клапаны 30, связанные отверстиями 31 с полостью "Е" управление поршнями.

Барабан 12 посредством шлиц 32 связан с ведущей шестерней 5 и опирается на ведущий вал 1 посредством подшипника 33.

На конце сменного хвостовика 7 имеются шлицы 34 на 540 об/мин (верхняя часть чертежа) и шлицы 35 для зацепления с ведомой шестерней 6. Опора хвостовика 7 осуществляется через подшипник 36 и через втулку 37 на подшипник 38.

На конце сменного хвостовика 8 имеются шлицы 39 на 1000 об/мин (нижняя часть чертежа) и шлицы 40 для зацепления с ведущей шестерней 5. Опора хвостовика 8 осуществляется аналогично хвостовику 7.

Осевая фиксация хвостовиков 7 и 8 осуществляется стопорным кольцом 41.

Проворачивание хвостовиков 7 и 8 предотвращается шлицами, выполненными на внутренней поверхности втулки 37.

Радиальными опорами ведущей 5 и ведомой 6 шестерен являются зубчатые венцы трех равнорасположенных блок-шестерен 3.

Тормоз 42 сменных хвостовиков 7 и 8 выполнен в виде фрикционного диска 43, установленного на шлицах 44 барабана 12, и упорного диска 45, установленного в неподвижном корпусе 46, сжимаемых поршнем 47. Полость между поршнем 47 и корпусом 46 связана посредством канала 48 с распределителем 27.

Распределитель 27 предназначен для включения и выключения муфты 9 муфты 9 и тормоза 42 и имеет три фиксированных положения: "Муфта включена, тормоз выключен", "Нейтраль" (муфта и тормоз выключены), "Тормоз включен, муфта выключена".

Включение указанных трех положений осуществляется рычагом управления 49.

Для повышения безопасности при обслуживании агрегата и исключения работы муфты 9 при давлении рабочей жидкости ниже допустимого распределитель 27 может быть снабжен гидростопором 50 для фиксации положений "Муфта включена, тормоз включен" и "Тормоз включен, муфта выключена" и механическим фиксатором 51 положения "Нейтраль". При этом фиксатор 51 должен иметь возвратную пружину 52.

Подвод рабочей жидкости к гидростопору 50 осуществляется от магистрали 53, подводящей рабочую жидкость к распределителю 27.

Работает предлагаемый механизм отбора мощности следующим образом.

При включении механизма отбора мощности рабочая жидкость от распределителя 27 под рабочим давлением, рассчитанным на передачу полной мощности, поступает по каналу 26 в полость "Ж" управления поршнями и далее по каналу 28 поступает в бустер "В", образуемый барабаном 12 и поршнем 15. И как только давление рабочей жидкости по мере заполнения полости "Ж" управления поршнями 21 и бустера "В" достигнет значения давления разгона, открывается клапан 24. Рабочая жидкость через клапан 24 поступает в кольцевой канал переключения 22, из которого через кольцевые проточки "Д" поршней 21 поступает в канал 23 и далее - на слив. В результате давление рабочей жидкости в бустере "В" не превышает давления разгона.

По мере поступления рабочей жидкости в бустер "В" происходит зажим ведущих 11 и ведомых 14 дисков фрикционной муфты поршнем 15, и ведомые элементы муфты 9 начинают вращаться. Но так как динамические моменты при разгоне с/х машины значительно превышают момент фрикционной муфты 9 (при давлении рабочей жидкости, равном давлению разгона), то весь период разгона из-за буксования фрикционной муфты 9 будет сохраняться относительное вращение между ведущими и ведомыми ее элементами, которое прекратится после завершения разгона рабочих органов с/х машины. После чего ведущие 11 и ведомые 14 диски фрикционной муфты будут вращаться как единое целое.

Одновременно с поступлением рабочей жидкости в бустер "В" происходит дросселирование жидкости в пространство между торцами "З" поршней 21 и торцами "З" глухих отверстий барабана 12. Поршни 21 под воздействием давления рабочей жидкости начинают перемещаться в направлении упругой шайбы 19. При выходе поршней 21 из глухих отверстий барабана 12 происходит их взаимодействие с управляющими выступами 20 упругой шайбы 19. В момент взаимодействия управляющих выступов 20 с поршнями 21 происходит утапливание последних в глухие отверстия барабана 12.

Скорость перемещения поршней 21 под воздействием давления рабочей жидкости подбирается такой, чтобы весь промежуток времени между воздействием двух соседних управляющих выступов 20 на один поршень 21 кольцевая проточка "Д" данного поршня не выходила из кольцевого канала переключения 22. Т.е. чтобы кольцевой канал переключения 22 не перекрывался в течение периода разгона и рабочая жидкость из полости "Ж" имела возможность истечения через клапан 24 по кольцевому каналу переключения 22 на слив.

Достигается это ограничение расхода рабочей жидкости поступающей из полости "Ж" в пространство торцов "З" поршней 21 и торцами "И" глухих отверстий барабана 12 путем подбора размеров щелевого дросселя, образуемого проточками "Е" поршней 21 и поверхностями "З" глухих отверстий барабана 12.

При утоплении поршней 21 в глухие отверстия барабана 12 под воздействием управляющих выступов 20 упругой шайбы 19 происходит открытие перепускных клапанов 30 и пространство между торцами "И" поршней 21 и торцами "К" глухих отверстий барабана 12 сообщается с полостью "Ж". Тем самым исключается подпор рабочей жидкости со стороны торца "И" поршня 21.

После завершения разгона рабочих органов с/х машины пробуксовка муфты 9 прекращается и вращение ведущих элементов муфты 9 относительно ведомых ее элементов отсутствует. Т.е. пружинная шайба 19 неподвижна относительно торцевой поверхности "Г" барабана 12, и, следовательно, прекращается и периодическое воздействие управляющих выступов 20 пружинной шайбы 19 на поршни 21. Поршни 21, или хотя бы один поршень 21, под воздействием давления рабочей жидкости выходят из глухих отверстий барабана 12 в промежуток между управляющими выступами 20 пружинной шайбы 19 и упираются в нее. Кольцевые проточки "Д" при этом выходят из кольцевого канала переключения 22 и он перекрывается. В результате истечение рабочей жидкости из полости "Ж" через подпружиненный клапан 24 по кольцевому каналу переключения 22 на слив прекращается и давление рабочей жидкости в полости "Ж" и бустере "В" возрастает до рабочего значения. Т.е. с завершением разгона рабочих органов с/х машины фрикционная муфта 9 автоматически переключается на режим работы с передачей полной мощности.

После включения фрикционной муфты 9 вращение с ведущего вала 1 передается на ведущую шестерню 5 через барабан 12, связанный с ней посредством шлиц 32. Ведущая шестерня 5 посредством шлиц 39 передает вращение сменному хвостовику 8 (1000 об/мин).

При 540 об/мин вращение от ведущей шестерни 5 посредством трех равнорасположенных блок-шестерен 3 передается на ведомую шестерню 6, которая посредством шлиц 34 передает вращение на сменный хвостовик 7.

При выключенном механизме отбора мощности, т.е. когда нет давления рабочей жидкости в бустере "В" фрикционной муфты 9, происходит холостое вращение ведущих элементов относительно ведомых элементов муфты 9 без передачи крутящего момента. При этом управляющие выступы 20 упругой шайбы 19 скользят по торцевой поверхности "Г" барабана 12. Поршни 21 из-за отсутствия давления рабочей жидкости в полости "Ж" свободно утоплены в глухих отверстиях барабана 12 и не осуществляют следующей функции относительно упругой шайбы 19, тем исключая излишние износы и дополнительные потери мощности.

Включается и выключается механизм отбора мощности распределителем 27.

При установке рычага управления 49 распределителем 48 в положение "Муфта включена, тормоз выключен" канал 28 соединяется с магистралью 53, а канал 48 соединяется со сливом. При установке рычага управления 49 распределителем 27 в положение "Тормоз включен, муфта выключена" канал 48 соединяется с магистралью 53, а канал 28 соединяется со сливом. При установке рычага управления 49 распределителем 27 в положение "Нейтраль" каналы 48 и 28 соединены со сливом, а запитка распределителя 27 от магистрали 53 заперта.

В случае снабжения распределителя 27 гидростопором 50 фиксация распределителя 27 в положениях "Муфта включена, тормоз выключен" и "Тормоз включен, муфта выключена" осуществляется от воздействия давления рабочей жидкости в магистрали 53. При этом усилие фиксации находится в прямой зависимости от величины давления рабочей жидкости в магистрали 53. Возвратная пружина 52 фиксатора 51 подбирается с учетом данной зависимости, усилие от растяжения которой при переводе рычага управления 49 распределителем 27 в положение "Муфта включена, тормоз включен" или "Тормоз включен, муфта выключена" было бы равно усилию фиксации распределителя 27 от воздействия гидростопора 50 при давлении рабочей жидкости в магистрали 53, равном минимально допустимому.

При падении давления рабочей жидкости в магистрали 53 ниже допустимого распределитель 27 от воздействия усилия возвратной пружины 52 снимается с гидростопора 50, переводится в нейтральное положение и устанавливается на механический фиксатор 51, что предотвращает буксование муфты 9 при работе под нагрузкой.

При остановке (выключении) двигателя транспортного средства давление в магистрали 53 падает. Распределитель 27 при этом снимается с гидростопора 50, переводится в нейтральное положение и устанавливается на механический фиксатор 51, что исключает ошибочное включение механизма отбора мощности при повторном запуске (включении) двигателя.