гидравлическая система гидромеханической передачи транспортного средства

Формула изобретения

Гидравлическая система гидромеханической передачи транспортного средства, состоящая из контура гидротрансформатора, включающего гидротрансформатор, первый насос, первый теплообменник, связанные между собой гидравлически через шланги, из контура планетарной коробки передач, включающего планетарную коробку передач, второй и третий насосы, фильтр, механизм регулирования давления, второй теплообменник, механизм переключения передач, механизм автоматического управления, демпфер, скоростного и силового датчиков, связанных между собой гидравлически через шланги и каналы и управляемые через электрическую связь посредством избирателя режимов, из контура охлаждения рабочей жидкости, включающего радиатор, циркуляционный насос, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительно компаратором, выполненным в виде гидроцилиндра с односторонним штоком и уравновешивающей пружиной, баком, четвертым насосом, распределителем, клапаном ограничения давления, предохранительным клапаном, первым и вторым двухпозиционным вентилем, первым, вторым, третьим и четвертым трехпозиционным вентилем и пневмомеханическим переключателем, связанными между собой пневматически, причем входы компаратора гидравлически связаны с выходами второго и четвертого трехпозиционных вентилей, а механически - с пневмомеханическим переключателем и распределителем, входы распределителя гидравлически связаны с выходами первого и третьего трехпозиционных вентилей, четвертого насоса, связанного гидравлически с предохранительным клапаном и баком, а выходы которого связаны гидравлически с контуром гидротрансформатора через клапан ограничения давления и входом механизма регулирования давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортным средствам и конкретно касается конструкции гидравлической системы гидромеханической передачи транспортного средства.

Известна гидравлическая система гидромеханической передачи транспортного средства (Колесное шасси 7911 и его модификации. Техническое описание.: М. Воениздат, 1990 г., с.79 - 104), выбранная в качестве прототипа, содержащая контур гидротрансформатора, включающий гидротрансформатор, первый насос, первый теплообменник, связанные между собой гидравлически через шланги, контур планетарной коробки передач, включающий планетарную коробку передач, второй и третий насос, фильтр, механизм регулирования давления, второй теплообменник, механизм переключения передач, механизм автоматического управления, демпфер, скоростной и силовой датчики, связанные между собой гидравлически через шланги и каналы и управляемые через электрическую связь посредством избирателя режимов, контур охлаждения рабочей жидкости, включающий радиатор и циркуляционный насос.

Недостатком известной гидравлической системы гидромеханической передачи является ее низкая живучесть, так как при повреждении одного из элементов контуров гидротрансформатора или планетарной коробки передач эти механизмы прекращают функционирование из-за вытекания из контуров рабочей жидкости во внешнюю среду. Кроме того, восстановление работоспособности гидросистемы гидромеханической передачи возможно только заменой или ремонтом поврежденной детали.

Изобретение направленно на повышение живучести гидравлической системы гидромеханической передачи и устранения ее повреждения при компактности и надежности конструкции.

Решение поставленной задачи достигается тем, что гидравлическая система гидромеханической передачи транспортного средства, состоящая из контура гидротрансформатора, включающего гидротрансформатор, первый насос, первый теплообменник, связанные между собой гидравлически через шланги, из контура планетарной коробки передач, включающего планетарную коробку передач, второй и третий насосы, фильтр, механизм регулирования давления, второй теплообменник, механизм переключения передач, механизм автоматического управления, демпфер, скоростного и силового датчиков, связанных между собой гидравлически через шланги и каналы и управляемые через электрическую связь посредством избирателя режимов, из контура охлаждения рабочей жидкости, включающего радиатор, циркуляционный насос, снабжена дополнительно компаратором, выполненного в виде гидроцилиндра с односторонним штоком и уравновешивающей пружиной, баком, четвертым насосом, распределителем, клапаном ограничения давления, предохранительным клапаном, первым и вторым двухпозиционным вентилем, первым, вторым, третьем и четвертым трехпозиционным вентилем и пневмомеханическим переключателем, связанных между собой пневматически, причем входы компаратора гидравлически связаны с выходами второго и четвертого трехпозиционных вентилей, а механически - с пневмомеханическим переключателем и распределителем, входы распределителя гидравлически связаны с выходами первого и третьего трехпозиционных вентилей, четвертого насоса, связанного гидравлически с предохранительным клапаном и баком, а выходы которого связаны гидравлически с контуром гидротрансформатора через клапан ограничения давления и с входом механизма регулирования давления планетарной коробки передач.

Отличительным признаком от прототипа является то, что она дополнительно снабжена силовым цилиндром и распределителем, а рабочая жидкость пополняется из бака за счет четвертого насоса.

На чертеже показана гидравлическая система гидромеханической передачи, общий вид.

Гидравлическая система состоит из контура 4 гидротрансформатора, включающего гидротрансформатор 3, связанный механически с приводным двигателем 1, первый 2 насос, первый 27 теплообменник, связанные между собой гидравлически через шланги и каналы и контура 15 планетарной коробки передач 10, включающего планетарную коробку передач 10, второй 8 и третий 11 насосы, обратный клапан 12, фильтр 19 тонкой очистки, механизм регулирования давления 20, второй 21 теплообменник, демпфер 14, датчик скорости 9 и силовой датчик 17, механизм переключения передач 13, механизм автоматического управления 16, соединенные между собой гидравлически и управляемые электрически через избиратель режимов 18. Первый 27 и второй 21 теплообменники связаны гидравлически с радиатором 28 и циркуляционным насосом 29.

Кроме того, выходы гидротрансформатора 3 и планетарной коробки передач 10 соединены через каналы соответственно трехпозиционными вентилями 36 и 37 со входами компаратора 5, выполненного в виде одностороннего штока 31, уравновешивающей пружины 30, поршня 32 и силового цилиндра 33, который механически связан с пневматическим переключателем 34 и с распределителем 24, входы которого соединены соответственно через клапан 26 ограничения давления с контуром 4 гидротрансформатора 3 через трехпозиционный вентиль 35, с контуром 15 планетарной коробки передач 10 через трехпозиционный вентиль 38 и с четвертым 22 насосом, который гидравлически связан через предохранительный клапан 23 с баком 7, а выходы по каналам соединены соответственно через клапан 26 ограничения давления с контуром 4 гидротрансформатора 3 и с механизмом регулирования давления 20 в планетарной коробке передач 10. Между фильтром 19 контура 15 планетарной коробки передач 10 и механизмом регулирования давления 20 и вторым 21 теплообменником установлен соответственно первый 39 и второй 40 двухпозиционные вентили, которые связаны пневматически с пневмомеханическим переключателем 34. К пневмомеханическому переключателю 34 подводится воздух от компрессора (на чертеже не показан).

В исправном состоянии гидравлическая система гидромеханической передачи работает следующим образом.

Рабочая жидкость в контуре 4 гидротрансформатора 3 циркулирует по следующему пути: первый 2 насос, второй 36 трехпозиционный вентиль, гидротрансформатор 3, первый 35 трехпозиционный вентиль, первый 27 теплообменник и далее подводится вновь к первому 2 насосу, при этом обеспечивая избыточное давление рабочей жидкости в гидротрансформаторе 3.

В контуре 15 планетарной коробки передач 10 рабочая жидкость циркулирует по следующему основному пути: второй 8 насос, фильтр 19, первый 39 двухпозиционный вентиль, механизм регулирования давления 20, второй 40 двухпозиционный вентиль, второй 21 теплообменник, третий 38 трехпозиционный вентиль, картер планетарной коробки передач 10 и вновь подводится к второму 8 насосу. Переключение передач в планетарной коробке передач 10 осуществляется за счет передачи гидравлической энергии по каналам от механизма регулирования давления 20, параллельно соответственно к механизму переключения передач 13 и механизму автоматического управления 16. В зависимости от режимов работы планетарной коробки передач 10 и скорости движения транспортного средства, водитель переключает передачи избирателем режимов 18, от которого электрический сигнал поступает в механизм переключения передач 13, а далее посредством гидравлической связи через демпфер 14 включается бустер соответствующей передачи в планетарной коробке передач 10. При движении транспортного средства на больших скоростях работой планетарной коробки передач 10 управляет механизм автоматического управления 16, принцип работы которого базируется на сравнении давлений рабочих жидкостей, поступающих от скоростного 9 и силового 17 датчиков, при этом водитель устанавливает избиратель режимов 18 в положение "Автомат". В этом случае рабочая жидкость движется по следующему пути: скоростной 9 и силовой 17 датчики, механизм переключения передач 13, демпфер 14 и бустер соответствующей передачи в планетарной коробке передач 10, кроме того, на этом режиме включается в работу третий 11 насос, создающий дополнительное давление рабочей жидкости через обратный клапан 12 и связанный выходом со входом второго 8 насоса, а входом с выходом планетарной коробки передач 10.

Первый 2, второй 8 и третий 11 насосы имеют механический привод от двигателя 1.

Тепловая энергия передается от рабочей жидкости к охлаждающей в первом 27 и втором 21 теплообменниках, которая движется по следующему пути: первый 27 и второй 21 теплообменники, циркуляционный насос 29, радиатор 28, из которого возвращается в контур теплообменников 25.

При этом в компараторе 5, выполненном в виде силового цилиндра 33, происходит сравнение давлений рабочих жидкостей от гидротрансформатора 3 и планетарной коробки передач 10. Так как давление в планетарной коробке передач 10 на порядок выше, чем в гидротрансформаторе 3, поршень 32 компаратора 5 уравновешен дополнительно пружиной 30, установленной в полости компаратора 5, соединенного с контуром 4 гидротрансформатора 3, при этом поршень 32 компаратора 5 остается неподвижным и не передает усилия через шток 31 к распределителю 24, который в этом случае перекрывает протекание рабочей жидкости между контурами 4 и 15 и ее поступление от четвертого 22 насоса, связанного через предохранительный клапан 23 с баком 7, при этом рабочая жидкость прокачивается четвертым 22 насосом через предохранительный клапан 23 в бак 7 и цикл повторяется. При этом первый 39 и второй 40 двухпозиционные вентили открыты, а первый 35, второй 36, третий 38, четвертый 37 трехпозиционные вентили закрыты и перекрывают протекание рабочей жидкости между контурами 4 и 15.

В общем случае при повреждении шлангов (на схеме показаны жирными линиями) одного из контуров 4 или 15, давление рабочей жидкости в соответствующем контуре будет уменьшатся. При этом произойдет смещение поршня 32 в компараторе 5 в сторону уменьшения давления и через шток 31 передастся усилие на распределитель 24 и пневмомеханический переключатель 34. В результате чего пневмомеханический переключатель 34 перекрывает первый 39 и второй 40 двухпозиционные вентили и открывает первый 35, второй 36, третий 38 и четвертый 37 трехпозиционные вентили, тем самым обеспечивая подачу рабочей жидкости через распределитель 24, минуя поврежденный контур к агрегату.

При повреждении контура 4 гидротрансформатора 3 рабочая жидкость будет циркулировать по следующему пути: гидротрансформатор 3, через первый 35 трехпозиционный вентиль, распределитель 24, механизм регулирования давления 20, второй 40 двухпозиционный вентиль, второй 21 теплообменник, третий 38 трехпозиционный вентиль, распределитель 24 и параллельно через клапан 26 ограничения давления на гидротрансформатор 3 и механизм регулирования давления 20. Давление в гидротрансформаторе 3 будет создаваться за счет четвертого 22 насоса, а потери рабочей жидкости - за счет пополнения из бака 7.

При повреждении шлангов контура 15 планетарной коробки передач 10 рабочая жидкость будет циркулировать по следующему пути: планетарная коробка передач 10, третий 38 трехпозиционный вентиль, распределитель 24, клапан 26 ограничения давления, контур 4 гидротрансформатора 3. Давление рабочей жидкости в планетарной коробке передач 10 будет обеспечиваться за счет работы первого 2 и четвертого 22 насосов.

Живучесть гидравлической системы гидромеханической передачи повышена за счет образования между контурами гидротрансформатора и планетарной коробки передач канальной гидравлической связи путем введения дополнительных элементов, а именно компаратора, выполненного в виде гидроцилиндра с односторонним штоком и уравновешивающей пружиной, бака, четвертого насоса, распределителя, клапана ограничения давления, предохранительного клапана, первого и второго двухпозиционных вентилей, первого, второго, третьего и четвертого трехпозиционных вентилей и пневмомеханического переключателя, обеспечивающих расход и давление рабочей жидкости, а следовательно, и работоспособность гидротрансформатора или планетарной коробки передач при повреждении их контура за счет функционального резерва и производительности элементов исправного контура. К тому же, при повреждении не требуется водителю выполнять ремонт и техническое обслуживание элементов поврежденного контура.