гидромеханическая передача для путевой машины

Формула изобретения

Гидромеханическая передача для путевой машины, содержащая механическую и гидравлическую части, а также систему питания и управления, гидравлическая часть включает в себя расположенный после входного вала гидротрансформатор с турбинным валом, насосным и турбинным колесами, а механическая часть гидромеханической передачи для осуществления переключения ступеней скорости снабжена расположенной за гидротрансформатором коробкой передач, обеспеченной муфтой переключения реверса, при этом турбинный вал коробки передач жестко связан с турбинным колесом гидротрансформатора, кроме того механическая часть снабжена валами для отбора мощности, а система питания и управления в свою очередь обеспечена аппаратами автоматического управления и насосом для питания гидротрансформатора и коробки передач, отличающаяся тем, что гидромеханическая передача снабжена трехступенчатой коробкой передач, которая в свою очередь содержит первый фрикционный вал с установленной на нем многодисковой фрикционной муфтой первой ступени, и второй фрикционный вал с установленными на нем двумя многодисковыми фрикционными муфтами соответственно второй и третьей ступеней, при этом на турбинном валу коробки передач жестко насажены шестерни, которые передают крутящий момент на фрикционные валы, а гидротрансформатор обеспечен фрикционной муфтой блокировки, установленной между насосным и турбинным колесами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к конструкциям гидродинамических передач, устанавливаемых на путевых машинах, предназначенных для ремонта и поддержания текущего состояния пути.

Известен «Тяговый привод тепловоза», содержащий дизель, подключенный к колесным парам через гидропередачу с питающей магистралью, связывающий заполненный жидкостью картер с проточной частью гидротрансформатора, при этом параллельно питающей магистрали включен гидравлический ускоритель увеличения тягового момента, соединенный управляющим входом с резервуаром воздуха, сжатого под давлением, превышающем давление жидкости в питающей магистрали.

Авт. св-во СССР № 2001799, М. кл. В61С 9/14, д. публ. 1993.10.30.

Гидропередача для транспортных машин, преимущественно для дизель-поездов и автомотрис, содержащая входной вал, повышающую передачу, тяговые гидроаппараты, тормозную гидромуфту, турбинное колесо которой жестко связано с корпусом гидропередачи, реверсивное устройство и систему трубопроводов, связывающих элементы гидропередачи между собой, причем насосное колесо гидромуфты кинематически связано с входным валом гидропередачи.

Авт. св-во СССР № 422649, М. кл. В61С 9/14, д. публ. 1974.04.05.

Известна «Система регулирования рабочей скорости путевой машины», состоящая из двигателя, кинематически связанного с колесными парами посредством гидропередачи, на которой установлен гидронасос, при этом гидронасос выполнен управляемым и кинематически связан с двигателем и гидромотором с возможностью приведения последнего в действие, причем система оборудована устройством для автоматического вывода в нейтраль, установленным на гидронасосе, содержащим рычаг управления гидронасосом, взаимодействующий со штоками нормально разомкнутых конечных выключателей и кинематически связанный с электродвигателем управления, реверсируемым через реле торможения.

Патент РФ на изобретение № 2128122, МПК В61С 9/42; д. публ. 1999.03.27.

Известна «Система распределения мощности дизеля", содержащая механическую передачу мощности на один потребитель и гидродинамическую передачу на другой потребитель, связанную с дизелем через повышающий одноступенчатый редуктор, а также устройство для передачи повышенной мощности через гидродинамическую передачу при отключении одного потребителя, при этом система выполнена в виде пары зацепленных шестерен, установленных параллельно шестерням одноступенчатого редуктора, причем передаточные отношения последнего и этой пары шестерен различны, ведущие шестерни редуктора и этого устройства смонтированы свободно на приводном валу по обе стороны подвижной в осевом направлении муфты, зафиксированной от проворота относительно вала.

Авт. св-во СССР № 1136997, М. кл. В61С 9/14, д. публ. 1985.01.30.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому в качестве изобретения является конструкция гидромеханической передачи, устанавливаемой на путевых машинах, предназначенных для ремонта и поддержания текущего состояния пути. Гидромеханическая передача состоит из трех частей: механической, гидравлической и систем питания и управления. Механической частью является повышающий редуктор с входным валом, установленный перед гидротрансформатором для увеличения числа оборотов насосного колеса гидротрансформатора по отношению к числу оборотов коленчатого вала двигателя и коробка перемены передач, расположенная за гидротрансформатором. Повышающий редуктор имеет два цилиндрических зубчатых колеса: ведущее, выполненное заодно с входным валом, и ведомое на валу. Гидротрансформатор с одной неподвижной ступенью направляющего аппарата обладает уменьшенной преобразующей способностью, т.е. отношение моментов и разница в оборотах ведущего и ведомого валов уменьшается. Состоит из насосного колеса, соединенного со ступицей на валу, турбинного колеса, через колокол и зубчатую муфту связанного с первичным валом КПП. Кроме насосного и турбинного колес в круге циркуляции находится направляющий аппарат с двумя раздельными ступенями и в виде лопастных колес, установленных на муфтах свободного хода, находящихся на неподвижной ступице. «Устройство, эксплуатация и ремонт мотовозов и автодрезин», А.С.Белкин, В.А.Грибков, Н.А.Груненышев, М., Транспорт, 1967, стр.127-131.) Известны также подобные гидромеханические передачи УГП-230/300 (ТУ 24-4-429-76); ГП-300 (ТУ 24.04.03.262-96); и ГП-320 (ТУ 24.04.03.238-95), производства ОАО «Калугапутьмаш» Все они имеют одинаковую конструкцию (два фрикциона, соответственно две ступени и гидротрансформатор без блокировки и различаются только мощностью, количеством валов отбора мощности и конфигурацией.

К техническому результату относится повышение эффективности работы гидромеханической передачи для путевой машины путем улучшения ее технических и эксплуатационных характеристик за счет использования в устройстве трехступенчатой коробки передач и снабжения гидротрансформатора фрикционной муфтой блокировки.

Технический результат достигается тем, что «Гидромеханическая передача для путевой машины» содержит механическую часть, гидравлическую часть и систему питания и управления. Гидравлическая часть включает в себя расположенный после входного вала гидротрансформатор с турбинным валом, насосным и турбинным колесами. Механическая часть гидромеханической передачи для осуществления переключения ступеней скорости снабжена расположенной за гидротрансформатором коробкой передач. Последняя снабжена муфтой переключения реверса. Турбинный вал коробки передач жестко связан с турбинным колесом гидротрансформатора. Механическая часть гидромеханической передачи также снабжена валами для отбора мощности. Система питания и управления в свою очередь обеспечена аппаратами автоматического управления и насосом для питания гидротрансформатора и коробки передач. При этом гидромеханическая передача снабжена трехступенчатой коробкой передач. Коробка передач в свою очередь содержит первый фрикционный вал с установленной на нем многодисковой фрикционной муфтой первой ступени и второй фрикционный вал с установленными на нем двумя многодисковыми фрикционными муфтами соответственно второй и третьей ступеней. На турбинном валу коробки передач жестко насажены шестерни, которые передают крутящий момент на фрикционные валы. Гидротрансформатор обеспечен фрикционной муфтой блокировки, установленной между насосным и турбинным колесами.

Предлагаемая в качестве изобретения «Гидромеханическая передача для путевой машины» может быть использована в путевых машинах, предназначенных для ремонта и поддержания текущего состояния пути (специальный самоходный подвижной состав ССПС).

«Гидромеханическая передача для путевой машины» поясняется чертежом на фиг.1. Фиг.1 - схема общего вида гидромеханической передачи для путевой машины;

«Гидромеханическая передача для путевой машины» согласно фиг.1 содержит механическую часть, гидравлическую часть и систему питания и управления. Гидравлическая часть включает в себя расположенный после входного вала 1 гидротрансформатор 2. Механическая часть гидромеханической передачи для осуществления переключения ступеней скорости снабжена расположенной за гидротрансформатором 2 коробкой передач 3. Последняя имеет муфту переключения реверса 4. Турбинное колесо 5 гидротрансформатора 2 жестко связано с турбинным валом 6 коробки передач 3. Коробка передач 3 содержит первый фрикционный вал 7 с установленной на нем многодисковой фрикционной муфтой 8 первой ступени и второй фрикционный вал 9 с установленными на нем двумя многодисковыми фрикционными муфтами 10 и 11 соответственно второй и третьей ступеней. Кроме того, механическая часть гидромеханической передачи имеет вал промежуточный 12, вал выходной 13 и вал паразитный 14, служащий для привода дополнительного оборудования. На турбинном валу 6 коробки передач 3 жестко насажены шестерни 15, которые передают крутящий момент на фрикционные валы 7 и 9. Гидротрансформатор 2 обеспечен фрикционной муфтой блокировки 16, установленной между насосным 17 и турбинным 5 колесами. Гидромеханическая передача имеет валы для отбора мощности 18. Система питания и управления в свою очередь снабжена аппаратами автоматического управления и насосом для питания гидротрансформатора 2 и коробки передач 3. Гидромеханическая передача для путевой машины работает следующим образом. Гидротрансформатор 2 - это устройство, которое передает механическую энергию через циркулирующий поток жидкости и автоматически бесступенчато изменяет в определенных пределах передаваемый крутящий момент в зависимости от внешней нагрузки. Гидротрансформатор способствует снижению динамических нагрузок в трансмиссии, обеспечивает устойчивую работу двигателя при изменении нагрузки на путевую машину и позволяет получать малые скорости движения с увеличенным тяговым усилием на ведущих колесах. В гидромеханической передаче применен комплексный одноступенчатый, блокируемый гидротрансформатор 2. При малых скоростях он увеличивает крутящий момент, передаваемый от двигателя, а при больших скоростях передает момент без изменения, т.е. работает в режиме гидромуфты. При выходе гидротрансформатора на режим гидромуфты происходит его автоматическая блокировка фрикционной муфтой блокировки 16 гидротрансформатора 2. Передача крутящего момента при работе на блокировке осуществляется так же как и при работе на гидротрансформаторе, только крутящий момент передается не рабочей жидкостью гидротрансформатора, а фрикционной муфтой блокировки 16. Последняя включается и выключается автоматически в зависимости от частоты вращения турбинного вала 6 коробки передач 3. Коробка передач 3 - трехступенчатый зубчатый редуктор с управляемыми многодисковыми фрикционными муфтами 8, 10 и 11 для каждой ступени передач. В коробке передач 3 предусмотрены три ступени переднего хода и три - заднего. Турбинный вал 6 коробки передач 3 жестко связан с турбинным колесом 5 гидротрансформатора 2. На турбинном валу 6 жестко насажены шестерни 15, которые передают крутящий момент на фрикционные валы 7 и 9 первой, второй и третьей ступеней. Переключение ступеней осуществляется поочередной блокировкой шестерен 15 с валами 7 и 9 многодисковыми фрикционными муфтами 8, 10 и 11. На каждой ступени замыкаются диски соответствующей фрикционной муфты, диски остальных муфт разомкнуты. Все фрикционные муфты 8, 10 и 11 конструктивно одинаковы. На выходном валу 13 установлена муфта переключения реверса 4. В зависимости от положения муфты реверса 4 осуществляется изменение направления вращения выходного вала 13.

В предложенной в качестве изобретения «Гидромеханической передаче для путевой машины» улучшения технических и эксплуатационных характеристик добиваются за счет введении вместо двухступенчатой коробки передач трехступенчатой (три скорости вперед и три скорости назад), а также обеспечением гидротрансформатора фрикционной муфтой блокировки. Наличие большего количества ступеней обеспечивает более плавный ход, более быстрый разгон и увеличение к.п.д. на 2-3%. Блокируемый гидротрансформатор обеспечивает жесткую связь дизеля с колесной парой, что позволяет реализовать весь диапазон по оборотам дизеля. Экономия топлива при этом достигает порядка 10-15%.