RU2803101C1

RU2803101C1 - Hydromechanical transmission of the vehicle

Info

Publication number: RU2803101C1
Application number: RU2023109562A
Authority: RU
Inventors: Николай Николаевич Трушин
Filing date: 2023-04-13
Publication date: 2023-09-06

Abstract

FIELD: hydromechanical transmission.

SUBSTANCE: hydromechanical transmission comprises a torque converter with a dependent rotation reactor, a pump and turbine wheels, and brake devices for the reactor and turbine wheel. The hydromechanical transmission also comprises two controlled clutches from the side of the input shaft or from the side of the output shaft. The first controlled clutch connects the turbine wheel to the output shaft. A second controlled clutch connects the torque converter reactor to the output shaft.

EFFECT: simplification of the design of the hydromechanical transmission of the vehicle.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях самоходных машин.The invention relates to transport engineering and can be used in transmissions of self-propelled vehicles.

В трансмиссиях самоходных машин различного назначения широко применяются гидромеханические передачи, в которых используются гидродинамические трансформаторы вращающего момента (далее - гидротрансформаторы) (Нарбут А.Н. Гидромеханические передачи автомобилей. М.: ООО "Гринлайт+", 2010). Наиболее широко в трансмиссиях самоходных машин используются гидротрансформаторы прямого хода, для которых направление вращения ведущего (входного) и направление вращения ведомого (выходного) валов совпадают. С целью получения в трансмиссии режима обратного (заднего) хода самоходной машины, которая приводится от нереверсируемого двигателя, гидротрансформатор прямого хода сопрягается с реверс-редуктором или коробкой передач, при помощи которых обеспечивают режимы переднего и заднего хода самоходной машины.In transmissions of self-propelled vehicles for various purposes, hydromechanical transmissions are widely used, which use hydrodynamic torque transformers (hereinafter referred to as torque converters) (Narbut A.N. Hydromechanical transmissions of automobiles. M.: Greenlight+ LLC, 2010). The most widely used in transmissions of self-propelled vehicles are forward torque converters, for which the direction of rotation of the drive (input) and the direction of rotation of the driven (output) shafts coincide. In order to obtain a reverse (reverse) mode in the transmission of a self-propelled vehicle, which is driven by a non-reversible engine, the forward torque converter is interfaced with a reverse gearbox or gearbox, with the help of which the forward and reverse modes of the self-propelled vehicle are provided.

Известные также гидромеханические передачи, в которых режим заднего хода самоходной машины осуществляется за счет реверсирования выходного вала гидротрансформатора путем изменения порядка соединения рабочих колес гидротрансформатора с выходным валом (патенты США №№2456328, 2590472, 2695533, 2890602, 3030823; а.с. СССР №№126751, 138494, 249889, 669136, 1756179; патент РФ №2695471). Общим недостатком гидромеханических передач с реверсируемыми гидротрансформаторами является наличие в них согласующих зубчатых передач, а также механизмов (муфт) свободного хода, что также усложняет их конструкцию.Also known are hydromechanical transmissions, in which the reverse mode of a self-propelled vehicle is carried out by reversing the output shaft of the torque converter by changing the order of connection of the torque converter impellers with the output shaft (US patents No. No. 126751, 138494, 249889, 669136, 1756179; RF patent No. 2695471). A common disadvantage of hydromechanical transmissions with reversible torque converters is the presence in them of matching gears, as well as freewheel mechanisms (clutches), which also complicates their design.

В качестве прототипа выбрана гидромеханическая передача транспортного средства по патенту РФ №2695471, содержащая гидротрансформатор с реактором зависимого вращения, насосным и турбинными колесами, соединенными соответственно с входным и выходными валами передачи, трехзвенный планетарный механизм, состоящий из водила с сателлитами, солнечной и коронной шестерен, тормозные устройства реактора, водила, турбинного колеса и коронной шестерни, три управляемые сцепные муфты, соединяющие соответственно турбинное колесо, водило и коронную шестерню с выходным валом, причем сцепные муфты расположены вне гидротрансформатора и с ним соосно со стороны входного вала или со стороны выходного вала. Недостатком прототипа является его сложная конструкция.As a prototype, a hydromechanical transmission of a vehicle was selected according to RF patent No. 2695471, containing a torque converter with a dependent rotation reactor, pump and turbine wheels connected respectively to the input and output transmission shafts, a three-link planetary mechanism consisting of a carrier with satellites, sun and ring gears, braking devices of the reactor, carrier, turbine wheel and ring gear, three controlled couplings connecting the turbine wheel, carrier and ring gear respectively with the output shaft, and the couplings are located outside the torque converter and coaxially with it on the input shaft side or on the output shaft side. The disadvantage of the prototype is its complex design.

Задачей данного изобретения является упрощение конструкции гидромеханической передачи транспортного средства, приводимой от нереверсируемого приводного двигателя и содержащий реверсируемый гидротрансформатор, за счет отказа от зубчатых передач и механизмов свободного хода, а также сокращения устройств управления.The objective of this invention is to simplify the design of a hydromechanical transmission of a vehicle, driven from a non-reversible drive engine and containing a reversible torque converter, by eliminating gears and freewheel mechanisms, as well as reducing control devices.

Поставленная задача достигается тем, что в гидромеханической передаче транспортного средства, содержащей гидротрансформатор с реактором зависимого вращения, насосным и турбинными колесами, соединенными соответственно с входным и выходными валами передачи, тормозные устройства реактора и турбинного колеса, две управляемые сцепные муфты, расположенные вне гидротрансформатора и с ним соосно со стороны входного вала или со стороны выходного вала, первая из которых соединена с турбинным колесом и с выходным валом, а вторая управляемая сцепная муфта соединена с реактором гидротрансформатора и с выходным валом.The task is achieved by the fact that in a hydromechanical transmission of a vehicle containing a torque converter with a reactor of dependent rotation, pump and turbine wheels connected respectively to the input and output shafts of the transmission, brake devices of the reactor and turbine wheel, two controlled couplings located outside the torque converter and with it is coaxial from the input shaft side or the output shaft side, the first of which is connected to the turbine wheel and the output shaft, and the second controlled clutch is connected to the torque converter reactor and the output shaft.

На фиг. 1 и фиг. 2 представлены два варианта принципиальной кинематической схемы гидромеханической передачи транспортного средства на основе одноступенчатого трехколесного гидротрансформатора комплексного типа. Первый вариант кинематической схемы гидромеханической передачи транспортного средства по фиг. 1 предусматривает соосное расположение вала приводного двигателя и входного вала передачи, второй вариант кинематической схемы по фиг. 2 -несоосное расположение вала приводного двигателя и входного вала передачи.In fig. 1 and fig. Figure 2 shows two variants of the basic kinematic diagram of a hydromechanical transmission of a vehicle based on a single-stage three-wheeled torque converter of an integrated type. The first version of the kinematic diagram of the hydromechanical transmission of the vehicle according to Fig. 1 provides for a coaxial arrangement of the drive motor shaft and the transmission input shaft, the second version of the kinematic diagram in Fig. 2 - misaligned arrangement of the drive motor shaft and the transmission input shaft.

Элементы гидромеханической передачи транспортного средства смонтированы в неподвижном корпусе (на схеме не обозначен). Гидромеханическая передача содержит гидротрансформатор 1, который содержит насосное колесо 2, соединенное с входным валом 3, турбинное колесо 4, соединенное с промежуточным валом 5, реактор 6, который через муфту свободного хода 7 связан с промежуточным валом 8. Промежуточные валы 5 и 8 посредством элементов управления - управляемых сцепных муфт 9 и 10 соответственно соединены с выходным (ведомым) валом 11. С промежуточными валами 5 и 8 связаны тормозные устройства (тормоза) 12 и 13 соответственно. Управление муфтами 9 и 10, тормозами 12 и 13 предусматривают от гидравлической системы гидротрансформатора 1.The elements of the hydromechanical transmission of the vehicle are mounted in a fixed housing (not indicated on the diagram). The hydromechanical transmission contains a torque converter 1, which contains a pump wheel 2 connected to the input shaft 3, a turbine wheel 4 connected to the intermediate shaft 5, a reactor 6, which is connected to the intermediate shaft 8 through the freewheel 7. Intermediate shafts 5 and 8 by means of elements control - controlled couplings 9 and 10 are respectively connected to the output (driven) shaft 11. Braking devices (brakes) 12 and 13 are connected to the intermediate shafts 5 and 8, respectively. Clutches 9 and 10 and brakes 12 and 13 are controlled from the hydraulic system of torque converter 1.

Муфта свободного хода 7 не является необходимым элементом в конструкции гидромеханической транспортного средства и может отсутствовать; в этом случае реактор 6 непосредственно соединяют с промежуточным валом 8.The freewheel 7 is not a necessary element in the design of a hydromechanical vehicle and may be absent; in this case, reactor 6 is directly connected to the intermediate shaft 8.

Гидромеханическая передача транспортного средства имеет два основных режима работы - прямого и обратного хода - и работает следующим образом.The hydromechanical transmission of a vehicle has two main operating modes - forward and reverse - and operates as follows.

В исходном состоянии все элементы управления гидромеханической передачей транспортного средства находятся в выключенном состоянии, вращение от входного вала 3 на выходной вал 11 не передают.In the initial state, all control elements of the hydromechanical transmission of the vehicle are in the off state, rotation from the input shaft 3 to the output shaft 11 is not transmitted.

На режиме переднего хода включают муфту 10, которая соединяет турбинное колесо 4 и связанный с ним промежуточный вал 5 с выходным валом 11, и тормоз 13, который останавливает промежуточный вал 8. Муфта 9 и тормоз 12 выключены. Приводной двигатель (на схеме не показан) через входной вал 3 приводит во вращение насосное колесо 2 гидротрансформатора 1, которое создает поток и напор рабочей жидкости. Рабочая жидкость поступает в турбинное колесо 4, приводит в движение промежуточный вал 5, движение далее через включенную муфту 10 передают на выходной вал 11. При наличии муфты свободного хода 7 в гидротрансформаторе 1 обеспечивают автоматический переход на режим гидромуфты.In forward mode, clutch 10 is turned on, which connects the turbine wheel 4 and the associated intermediate shaft 5 with the output shaft 11, and brake 13, which stops the intermediate shaft 8. Clutch 9 and brake 12 are turned off. The drive motor (not shown in the diagram) through the input shaft 3 rotates the pump wheel 2 of the torque converter 1, which creates the flow and pressure of the working fluid. The working fluid enters the turbine wheel 4, drives the intermediate shaft 5, the movement is then transmitted through the engaged clutch 10 to the output shaft 11. If there is a freewheel 7 in the torque converter 1, an automatic transition to the fluid coupling mode is provided.

На режиме обратного хода включают муфту 9, соединяющую промежуточный вал 8 с выходным валом 11, и тормоз 12, останавливающий промежуточный вал 5 и связанное с ним турбинное колесо 4. Муфта 10 и тормоз 13 выключены. Рабочая жидкость, выходящая из насосного колеса 2, поступает на лопатки неподвижного турбинного колеса 4, которое в данном случае играет роль неподвижного реактора. Рабочая жидкость, выходящая из неподвижного турбинного колеса 4 поступает на лопатки реактора 6 приводит его во вращение, которое является противоположным относительно направления вращения входного вала 3 и насосного колеса 2 (Петров А.В. Планетарные и гидромеханические передачи колесных и гусеничных машин. М.: Машиностроение, 1966, с. 274). Обратное движение от реактора 6 через заклиненную муфту свободного хода 7 далее передают на промежуточный вал 8, муфту 9 и выходной вал 11.In reverse mode, clutch 9 is turned on, connecting the intermediate shaft 8 to the output shaft 11, and brake 12, which stops the intermediate shaft 5 and the associated turbine wheel 4. Clutch 10 and brake 13 are turned off. The working fluid leaving the pump wheel 2 enters the blades of the stationary turbine wheel 4, which in this case plays the role of a stationary reactor. The working fluid leaving the stationary turbine wheel 4 enters the blades of the reactor 6 causing it to rotate, which is opposite to the direction of rotation of the input shaft 3 and the pump wheel 2 (Petrov A.V. Planetary and hydromechanical transmissions of wheeled and tracked vehicles. M.: Mechanical Engineering, 1966, p. 274). The reverse movement from the reactor 6 through the jammed freewheel 7 is then transmitted to the intermediate shaft 8, clutch 9 and output shaft 11.

Предлагаемая гидромеханическая передача транспортного средства по сравнению с прототипом обладает более простой конструкцией, характеризуется уменьшенными габаритными размерами и массой. Гидромеханическая передача транспортного средства может найти применение, в частности, в трансмиссиях транспортно-погрузочных машин, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, таких как вилочные и ковшовые погрузчики.The proposed hydromechanical transmission of the vehicle, compared to the prototype, has a simpler design and is characterized by reduced overall dimensions and weight. Hydromechanical vehicle transmission can find application, in particular, in transmissions of transport and loading machines equipped with internal combustion engines, such as forklifts and bucket loaders.

Claims

A hydromechanical transmission of a vehicle containing a torque converter with a reactor of dependent rotation, pump and turbine wheels connected respectively to the input and output shafts of the transmission, brake devices of the reactor and turbine wheel, two controlled couplings located outside the torque converter and coaxially with it on the side of the input shaft or from the output shaft side, the first of which is connected to the turbine wheel and to the output shaft, characterized in that the second controlled clutch is connected to the torque converter reactor and to the output shaft.