регулируемая гидромеханическая передача для транспортного средства

Формула изобретения

1. Регулируемая гидромеханическая передача для транспортного средства, содержащая входной и выходной валы для соединения с двигателем и движителем транспортного средства соответственно, гидромашины, гидравлически связанные между собой, и дифференциальный механизм, отличающаяся тем, что на входном валу закреплен ротор реверсивного регулируемого гидронасоса, на промежуточном валу закреплено солнечное колесо дифференциального механизма, на роторе нерегулируемого реверсивного гидромотора, соосно расположенном на промежуточном валу, жестко закреплено корончатое колесо дифференциального механизма, а передаточное отношение между солнечным колесом дифференциального механизма и ротором реверсивного регулируемого гидронасоса равно единице.

2. Регулируемая гидромеханическая передача для транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что всасывающая и нагнетающая магистрали образуют замкнутую гидросистему, к всасывающей ветви которой постоянно подключен компенсатор утечек через обратный клапан и золотник, кинематически соединенный с регулятором реверсивного регулируемого гидронасоса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве коробки передач транспортного средства.

Известная гидромеханическая передача включает в себя две гидромашины, гидравлически связанные между собой, одна из которых, например первая, является регулируемой, а вторая - нерегулируемой, входное звено дифференциального механизма, жестко связанное с ведущим валом, выходное звено, жестко связанное с ведомым валом и кинематически с одной из гидромашин, промежуточное звено дифференциального механизма, кинематически связанное со второй гидромашиной, двухпозиционное переключающее устройство, кинематически связывающее первую гидромашину с промежуточным звеном, а вторую с выходным звеном в одной из позиций и первую гидромашину с выходным звеном, а вторую гидромашину - с промежуточным звеном во второй позиции (а.с. №1435874, F 16 Н 47/04, опубл. БИ №41 от 07.11.1988 г.) - [1].

Недостатком такой конструкции является наличие двухпозиционного переключающего устройства, приводящего к потерям мощности в момент переключения.

Известна регулируемая гидропередача для трансмиссии транспортного средства, выбранная для сравнительного анализа с предлагаемым техническим решением (а.с. №1585595, F 16 Н 61/40, В 60 К 17/10, опубл. БИ №41 от 07.11.1988 г.) - [2]. Регулируемая гидропередача содержит входной и выходной валы, связанные соответственно с двигателем и движителем транспортного средства. Она включает в себя основную гидромашину, являющуюся задающим элементом скорости промежуточного звена, соединяющего входной и выходной валы дифференциального механизма, дополнительную гидромашину, подключаемую к основной посредством гидрораспределителя, и регулирующее устройство. Регулирующее устройство состоит из корпуса с входным отверстием, связанным с нагнетательной магистралью основной гидромашины, и выходным отверстием, связанным с гидробаком, цилиндрической гильзы с торцами, установленного в гильзе штока, связанного с рукояткой, и пружины.

Требуемый поддиапазон регулирования скорости транспортного средства устанавливается посредством распределителя, при этом происходит или соответствующее подсоединение нагнетательной магистрали основной гидромашины к дополнительной гидромашине, или ее отсоединение. Регулирование скорости в выбранном поддиапазоне осуществляется регулирующим устройством за счет вращения рукоятки и деформации пружины, увеличивая или уменьшая расход жидкости из магистрали в гидробак. С изменением расхода из магистрали в гидробак изменяется скорость вращения основной гидромашины и связанного с ней промежуточного звена дифференциального механизма, т.е. скорость транспортного средства. В случае изменения нагрузки на движитель транспортного средства соответствующее изменение давления происходит и в нагнетательной магистрали основной гидромашины. Это приводит к частичной деформации пружины с соответствующим изменением расхода, что компенсирует изменение величины утечек от изменения давления.

Недостатком такой гидропередачи является невозможность осуществления заднего хода транспортного средства.

Изобретение решает задачу создания регулируемой гидромеханической передачи с широким диапазоном изменения скоростей вращения выходного звена, включая смену направления вращения, для использования в качестве бесступенчатой коробки передач транспортного средства.

Поставленная задача достигается тем, что в регулируемой гидромеханической передаче для транспортного средства, содержащей входной вал для соединения с двигателем и выходной вал для соединения с движителем транспортного средства, гидромашины, гидравлически связанные между собой, дифференциальный механизм, на входном валу посажен ротор реверсивного регулируемого гидронасоса, а на роторе нерегулируемого реверсивного гидромотора, соосно расположенном на промежуточном валу, жестко закреплено корончатое колесо дифференциального механизма, передаточное отношение между солнечным колесом которого и ротором реверсивного регулируемого гидронасоса равно единице, а передаточное отношение дифференциального механизма равно передаточному отношению первой передачи транспортного средства, обеспечивая диапазон передаточных отношений гидромеханической передачи от заднего хода транспортного средства до его прямой передачи и выше, кроме того всасывающая и нагнетающая магистрали могут быть объединены в замкнутую гидросистему, к всасывающей ветви которой постоянно подключен компенсатор утечек через обратный клапан и золотник, кинематически соединенный с регулятором реверсивного регулируемого гидронасоса.

Для получения передаточного отношения между солнечным колесом дифференциального механизма и ротором реверсивного регулируемого гидронасоса, равного единице, на входном и промежуточном валах жестко закреплены зубчатые колеса, передаточное отношение которых равно единице.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1, 2, где представлены варианты реализации регулируемой гидромеханической передачи для транспортного средства.

Здесь: 1 - входной вал; 2 - реверсивный регулируемый гидронасос; 3 - промежуточный вал; 4 - солнечное колесо дифференциального механизма; 5 - сателлит дифференциального механизма; 6 - корончатое колесо дифференциального механизма; 7 - реверсивный нерегулируемый гидромотор; 8 - водило дифференциального механизма; 9 - выходной вал; 10 - движитель транспортного средства; 11 - двигатель; 12 - золотник; 13 - гидробак; 14 - компенсатор утечек; 15 - обратный клапан; 16, 17 - зубчатые колеса.

На входном валу 1 регулируемой гидромеханической передачи закреплен ротор реверсивного регулируемого гидронасоса 2 и зубчатое колесо 16, связанное с зубчатым колесом 17, посаженным на промежуточный вал 3, на котором закреплено солнечное колесо 4 дифференциального механизма, включающего в себя также сателлиты 5, водило 8 и корончатое колесо 6, жестко закрепленное на роторе нерегулируемого реверсивного гидромотора 7, соосно расположенном на промежуточном валу 3. Всасывающая и нагнетающая магистрали через золотник 12 соединены с гидроблоком 13. Всасывающая и нагнетающая магистрали могут быть объединены в замкнутую гидросистему, к всасывающей ветви которой постоянно подключен компенсатор утечек 14 через обратный клапан 15 и золотник 12, кинематически соединенный с регулятором реверсивного регулируемого гидронасоса 2 (не показан). Входной вал 1 является валом для соединения с двигателем 11 транспортного средства, а выходной вал 9 соединен с помощью дифференциала с движителем 10 транспортного средства. Зубчатые колеса 16 и 17 имеют передаточное отношение, равное единице, а передаточное отношение дифференциального механизма равно передаточному отношению первой передачи транспортного средства.

Гидромеханическая передача работает следующим образом.

Нейтральное (нулевое) положение регулятора реверсивного регулируемого гидронасоса 2 соответствует неподвижному положению ротора реверсивного нерегулируемого гидромотора 7, корончатого колеса 6 дифференциального механизма и, следовательно, первой скорости транспортного средства. Отклонение регулирующего элемента в одну сторону приводит к увеличению подачи гидронасоса 2 и к вращению ротора гидромотора 7, корончатого колеса 6 в ту же сторону, что и промежуточного вала 3 с солнечным колесом 4. Это, в свою очередь, ведет к увеличению скорости вращения выходного вала 9.

При отклонении регулятора гидронасоса 2 в другую сторону относительно нулевого положения с помощью кинематически связанного с регулятором золотника 12 меняются местами всасывающая и нагнетающая магистрали и, как следствие, изменяется направление вращения ротора гидромотора 7 и корончатого колеса 6 дифференциального механизма. Когда подача гидронасоса 2 достигнет величины, обеспечивающей отношение угловых скоростей солнечного колеса 4 и корончатого колеса 6, равное обратному отношению чисел зубьев этих колес, то это будет соответствовать неподвижному состоянию транспортного средства - “нейтралке”. Дальнейшее отклонение регулятора и увеличение скорости подачи гидронасоса 2 в прежнем направлении приведет к заднему ходу транспортного средства.

Таким образом, представленная регулируемая гидромеханическая передача для транспортного средства реализуема в качестве бесступенчатой коробки передач, обеспечивает широкий диапазон изменения скоростей вращения выходного вала, включая смену направления вращения, при этом ее конструкция проста в реализации, так как содержит в своем составе элементы, многократно апробированные в различных областях техники.