Патент на изобретение №2294848

(54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА

(57) Реферат:

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к коробкам передач автомобилей, гусеничных транспортно-тяговых машин, двухзвенных гусеничных машин, гусеничных шасси лесопромышленных машин и др. Гидромеханическая передача содержит входной 1 и выходной 2 валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт 11, 12 и тормозов 7-10. Три дифференциальных механизма, солнечные шестерни 31, 27, 23 которых установлены на входном валу 1, образуют основную планетарную коробку передач. Эпициклические шестерни 28, 20 первого и третьего дифференциальных механизмов соединены с водилом 25 второго. Водило 29 первого дифференциального механизма соединено с тормозом 7 и через фрикционную муфту 11 с входным валом 1. Водило 21 третьего дифференциального механизма соединено с выходным валом 2 через четвертый дифференциальный механизм, используемый как делитель на выходе. Технический результат – упрощение конструкции, снижение частоты вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов, универсальность коробки передач. 2 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к коробкам передач автомобилей, гусеничных транспортно-тяговых машин, двухзвенных гусеничных машин, гусеничных шасси лесопромышленных машин и др.

Из научно-технической литературы известна схема гидромеханической передачи транспортного средства грузового автомобиля, имеющая шесть передач переднего хода и одну заднего, содержащая входной и выходной валы, три дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов. Два дифференциальных механизма образуют основную планетарную коробку передач: водило второго дифференциального механизма и эпициклическая шестерня первого соединены между собой и с выходным валом, водило первого дифференциального механизма связано с тормозом, солнечные шестерни первого и второго дифференциальных механизмов связаны между собой и с тормозом. Третий дифференциальный механизм является замедляющим делителем на входе, эпициклическая шестерня которого связана с входным валом, солнечная шестерня связана с тормозом и через муфту с входным валом, а водило через муфту связано с солнечными шестернями первого и второго дифференциальных механизмов и, кроме того, через другую муфту с эпициклической шестерней второго дифференциального механизма (см. Проектирование трансмиссий автомобилей: Справочник / Под общ. ред. А.И.Гришкевича. – М.: Машиностроение, 1984, – 272 с., стр. 205, табл. 8.4).

Однако недостатком схемы такой гидромеханической передачи является сложность соединения водила второго дифференциального механизма с эпициклической шестерней первого дифференциального механизма, соосное расположение вала солнечных шестерен первого и второго дифференциальных механизмов, а также получение каждой передачи происходит при одновременном включении трех фрикционных элементов.

Установленный на входе замедляющий делитель увеличивает крутящий момент на входе в основную коробку передач по сравнению с крутящим моментом двигателя, что вызывает возрастание нагрузок на зубья и фрикционные элементы, кроме того, гидромеханическая передача может применяться лишь на тех транспортных средствах, где требуется прямая высшая передача.

Однако конструктивным недостатком схемы такой гидромеханической передачи является сложность соединений между дифференциальными механизмами, к ним относятся соединения водил первого и второго дифференциальных механизмов, соединения солнечной шестерни первого, эпициклической шестерни второго и водила третьего дифференциальных механизмов, что обуславливает расположение второго дифференциального механизма внутри соединительных звеньев, сложность конструкции опор и увеличение габаритов.

Установленный на входе ускоряющий делитель увеличивает частоту вращения на входе в основную коробку передач по сравнению с частотой вращения двигателя и, как следствие, частоту вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов, что вызывает возрастание потерь на холостое вращение и динамической составляющей нагрузок на зубья, кроме того, гидромеханическая передача может применяться лишь на тех транспортных средствах, где требуется ускоряющая высшая передача.

Техническая задача изобретения состоит в упрощении конструкции, снижении частоты вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов, в достижении универсальности гидромеханической передачи.

Поставленная задача достигается за счет того, что гидромеханическая передача содержит входной и выходной валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, причем три дифференциальных механизма, солнечные шестерни которых установлены на входном валу, образуют основную планетарную коробку передач, эпициклические шестерни первого и третьего дифференциальных механизмов соединены с водилом второго, водило первого соединено с тормозом и через фрикционную муфту с входным валом, водило третьего дифференциального механизма соединено с выходным валом через четвертый дифференциальный механизм, используемый как обратимый делитель на выходе.

При установке делителя на выходе частота вращения на входе в основную коробку передач равна частоте вращения двигателя и, как следствие, частота вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов будет меньше, чем при установке делителя на входе.

Делитель за счет обращения звеньев дифференциального механизма позволяет обеспечить получение прямой или ускоряющей высшей передачи и тем самым достичь универсальности коробки передач.

Получение каждой передачи происходит при одновременном включении двух фрикционных элементов.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена кинематическая схема гидромеханической передачи (без гидротрансформатора) с ускоряющим делителем на выходе, на фиг.2 представлена схема гидромеханической передачи (без гидротрансформатора) с замедляющим делителем на выходе.

Гидромеханическая передача содержит входной 1 и выходной 2 валы, дифференциальные механизмы 3, 4, 5 и 6, тормоза 7, 8, 9 и 10, муфты 11 и 12. Дифференциальные механизмы 3, 4 и 5, тормоза 7, 8 и 9, муфта 11 образуют основную трехступенчатую планетарную коробку передач 13, а дифференциальный механизм 6, тормоз 10 и муфта 11 составляют обратимый делитель, который может быть ускоряющим 14 или замедляющим 15.

Дифференциальный механизм 6 состоит из эпициклической шестерни 16, водила 17 с сателлитами 18 и солнечной шестерни 19. Солнечная шестерня 19 соединена с тормозом 10 и через муфту 12 с эпициклической шестерней 16. Эпициклическая шестерня 16 соединена с выходным валом 2, и образуется ускоряющий делитель 14.

При обращении звеньев дифференциального механизма 6, когда водило 17 соединяется с выходным валом 2, делитель становится замедляющим 15.

Дифференциальный механизм 5 состоит из эпициклической шестерни 20, водила 21 с сателлитами 22 и солнечной шестерни 23. Эпициклическая шестерня 20 соединена с тормозом 9. Солнечная шестерня 23 соединена с входным валом 1.

Дифференциальный механизм 4 состоит из эпициклической шестерни 24, водила 25 с сателлитами 26 и солнечной шестерни 27. Водило 25 соединено с эпициклической шестерней 20 дифференциального механизма 5. Эпициклическая шестерня 24 соединена с тормозом 8. Солнечная шестерня 27 соединена с входным валом 1.

Дифференциальный механизм 3 состоит из эпициклической шестерни 28, водила 29 с сателлитами 30 и солнечной шестерни 31. Эпициклическая шестерня 28 соединена с водилом 25 дифференциального механизма 4. Водило 29 соединено с тормозом 7 и через муфту 11 с входным валом 1. Солнечная шестерня 31 соединена с входным валом 1.

Гидромеханическая передача имеет шесть передач переднего хода и две передачи заднего хода.

Управляющие элементы гидромеханической передачи: тормоз 9 первой и второй передач, тормоз 8 третьей и четвертой передач, муфта 11 пятой и шестой передач, тормоз 7 передач заднего хода, муфта 12 низшей ступени и тормоз 10 высшей ступени для ускоряющего делителя 14 или муфта 12 высшей ступени и тормоз 10 низшей ступени для замедляющего делителя 15.

Гидромеханическая передача работает следующим образом.

Первая, третья и пятая передачи переднего хода и первая передача заднего хода образуются при включении муфты 12 низшей ступени ускоряющего делителя 14.

Вторая, четвертая и шестая передачи переднего хода и вторая передача заднего хода образуются при включении тормоза 10 высшей ступени ускоряющего делителя 14.

Первая, третья и пятая передачи переднего хода и первая передача заднего хода образуются при включении тормоза 10 низшей ступени замедляющего делителя 15.

Вторая, четвертая и шестая передачи переднего хода и вторая передача заднего хода образуются при включении муфты 12 высшей ступени замедляющего делителя 15.

Первая и вторая передачи образуются при включении тормоза 9 основной коробки передач 13. Мощность от входного вала 1 передается через солнечную шестерню 23, водило 21 и делитель к выходному валу 2.

Третья и четвертая передачи образуются при включении тормоза 8. При этом из дифференциальных механизмов 4 и 5 образуется двухпоточная передача, работающая в режиме разветвления мощности. Мощность от входного вала 1 передается к водилу 21 и через делитель к выходному валу 2 двумя потоками: первым – через солнечную шестерню 23, вторым – через солнечную шестерню 27, водило 25 и эпициклическую шестерню 20.

Пятая и шестая передачи образуются при включении муфты 11. Муфта 11 блокирует два звена дифференциального механизма 3: солнечную шестерню 31 и водило 29 – и образуется прямая передача.

Передачи заднего хода образуются при включении тормоза 7. При этом из дифференциальных механизмов 3 и 5 образуется двухпоточная передача, работающая в режиме циркуляции мощности. Мощность от входного вала 1 передается через двухпоточную передачу к водилу 21 и через делитель к выходному валу 2.

Параметры дифференциальных механизмов 3, 4 и 6 одинаковы и подобраны таким образом, что обеспечивается ряд передаточных чисел по геометрической прогрессии.

Использование предлагаемой схемы гидромеханической передачи по сравнению с прототипом позволяет упростить конструкцию, снизить частоту вращения звеньев дифференциальных механизмов и фрикционных элементов и достичь универсальности коробки передач за счет использования обратимого делителя для получения прямой или ускоряющей высшей передачи.

Формула изобретения

Гидромеханическая передача, содержащая входной и выходной валы, четыре дифференциальных механизма, каждый из которых имеет водило, сателлиты, солнечную и эпициклическую шестерни, и шесть фрикционных элементов управления в виде муфт и тормозов, отличающаяся тем, что три дифференциальных механизма, солнечные шестерни которых установлены на входном валу, образуют основную планетарную коробку передач, эпициклические шестерни первого и третьего дифференциальных механизмов соединены с водилом второго, водило первого соединено с тормозом и через фрикционную муфту – с входным валом, водило третьего дифференциального механизма соединено с выходным валом через четвертый дифференциальный механизм, используемый как делитель на выходе, который за счет обращения звеньев дифференциального механизма может быть выполнен замедляющим или ускоряющим.

РИСУНКИ