Механізм передач і повороту транспортного засобу

Винахід відноситься до транспортного машинобудування і може бути використаний як механізм передач та повороту (МПП) у трансмісіях, переважно гусеничних машин. Відома гідромеханічна передача, що містить корпус, дві гидравлічно зв'язані між собою гідромашини, щонайменше, одна з яких виконана регульованою, ведучий і відомий вали, кінематично зв'язані з гідромашинами, планетарний диференціал, що складається з вхідної, вихідної та проміжної ланок, вхідна ланка якого зв'язана з однієї з гідромашин, а вихідна з відомим валом, і керовані муфти, передача постачена щонайменше двома парами шестірень, ведучі шестірні кожної пари жорстко зв'язані з ведучим валом, а ведені - через керовані муфти зі співвісною ним проміжною ланкою диференціала, ведучий вал через зубчату передачу зв'язаний з регульованою гідромашиною і через керовану муфту з відомим валом [див. опис до авт. св. СРСР №1272040 від 24.12.84, Μ.кл. F16Н17/00]. Ця передача має тільки один вихідний вал і може використовуватися переважно в колісних машинах, де на ведучий міст необхідний привод від одного вихідного вала, а поворот машини здійснюється поворотом керованих коліс. Для використання на гусеничній машині, де потужність від двигуна розділяється на два потоки через два вихідних вали (на кожен борт чи гусеницю), і потрібно роздільне керування кожним потоком для здійснення повороту, необхідно застосувати дві такі передачі, по однієї на кожен борт. Це приведе до дворазового збільшення габаритів і маси передачі. Крім того, ускладниться керування машиною, тому що треба буде керувати удвічі більшою кількістю керованих муфт і гідромашин, і приведе до зниження ККД передачі. Найбільш близьким до рішення, що заявляється, (прототипом) є гідромеханічна передача транспортного засобу з двома і більш діапазонами, що містить дві гідравлічно зв'язані між собою гідромашини, щонайменше одна з яких є регульованою, ведучий і відомий вали кінематично зв'язані з гідромашинами, два планетарних диференціали, коробку передач, зв'язану з ведучим валом і керовані зубчаті муфти [див. опис до патенту РФ №2148503, від 11.07.95, М. кл. В60К17/10, F16Н47/04). При цьому планетарний чотирьохланковий механізм через коробку передач з'єднаний з ведучим валом, а через водило одного та епіциклічну шестірню другого планетарного диференціала - з відомим валом. Корпус гідромеханічної передачі виконаний із двох частин, одна з яких має можливість розвороту. У даній гідромеханічній передачі два планетарних диференціали утворюють чотирьохланковик, у якому водило одного і епіциклічна шестірня другого з'єднані з вихідним валом. Тобто кожен планетарний диференціал з'єднаний з тим самим вихідним валом. Тому ця передача з одним вихідним валом може бути використана для колісних машин, у яких вихідний вал приводить в обертання ведучий міст, а поворот здійснюється за рахунок керованих коліс. Для використання її в гусеничних машинах, де потужність від двигуна розділяється на два потоки (на кожен борт чи гусеницю) з можливістю керування потоками для здійснення повороту, необхідно мати два вихідних вали, тобто дві такі передачі, по однієї на кожен борт (на кожну гусеницю). Це приведе до дворазового збільшення габаритів і маси передачі, ускладнить керування, тому що необхідно керувати удвічі більшим числом гідромашин та керованих муфт, і приведе до зниження ККД [див. наприклад журнал "Трактори та сільгоспмашини", 2001. №1, стор.18, мал.4а]. В основу винаходу поставлена задача удосконалення гідромеханічної передачі з двома і більш діапазонами по патенту RU №2148503 шляхом установки другого вихідного вала, що з'єднаний з водилом другого планетарного диференціала, сонячна шестірня одного з планетарних диференціалів зв'язана з нерегульованою гідромашиною через додаткову шестірню, епіцикл другого через проміжний вал зв'язаний з епіциклом першого, а коробка передач постачена додатковим валом з шестірнями та керованою муфтою, що кінематично зв'язаний з ведучим і проміжним валами, забезпечується розширення функціональних можливостей за рахунок поділу потужності на два вихідних вали, з можливістю керування потоками потужності при прямолінійному русі і повороті гусеничних машин, при невеликих габаритах і масі, простому керуванні і високому ККД. Поставлена задача вирішується тим, що в МПП, що містить дві гідравлічно зв'язані між собою гідромашини, щонайменше одна з яких регульована, ведучий, проміжний та вихідний вали, кінематично зв'язані з гідромашинами, коробку передач з керованими муфтами, два планетарних диференціали з'єднані через коробку передач з ведучим валом, сонячні шестірні кінематично зв'язані з нерегульованою гідромашиною, епіцикл першого планетарного диференціала з'єднаний з проміжним валом, а його водило з вихідним валом, відповідно до винаходу, у ньому встановлений другий вихідний вал, що з'єднаний з водилом другого планетарного диференціала, сонячна шестірня одного з планетарних диференціалів зв'язана з нерегульованою гідромашиною через додаткову шестірню, епіцикл другого - через проміжний вал з епіциклом першого, а коробка передач постачена додатковим валом з шестірнями і керованою муфтою, що кінематично зв'язаний з ведучим і проміжним валами. Таке рішення дозволяє розширити функціональні можливості пристрою для використання в гусеничних машинах, за рахунок поділу потужності на два вихідних вали, тобто на кожен борт гусеничної машини, з можливістю керування потоками потужності на обох валах при прямолінійному русі і повороті, при невеликих габаритах і масі, простому керуванні і високому ККД. На Фіг. показана кінематична схема пропонованого механізму передач та повороту. Механізм передач та повороту транспортного засобу містить дві гідравлічно зв'язані між собою гідромашини 1, 2 щонайменше одна з яких є регульованою, вхідний 3, ведучий 4, проміжний 5 та вихідні вали 6 та 7 кінематично зв'язані з гідромашинами, два планетарних диференціали 8 та 9, коробку передач 10, зв'язану з ведучим та проміжним валами 4 і 5, керовані муфти 11, 12, 13 та 14, вал 15 гідронасоса 2, вал 16 гідромотора 1 та передавальний вал 17. Вихідні вали 6 та 7 жорстко з'єднані з водилами 18 та 19 відповідних планетарних диференціалів 8 та 9. Сонячні шестірні 20 та 21 кінематично зв'язані з валом 16 гідромотора 1, при цьому з планетарним диференціалом 8 зв'язок гідромотора 1 здійснюється через додаткову шестірню 22. Епіциклічні шестірні 23 та 24 планетарних диференціалів 8 та 9 жорстко зв'язані з проміжним валом 5, а шестірні 25 та 26 сполучені відповідно із сонячними шестірнями 20 та 21, а кінематичний зв'язок між сонячними шестірнями 20, 21 і епіциклічними шестірнями 23, 24 здійснюють відповідно сателіти 27 та 28. На проміжному валу 5 установлена муфта 12 включення заднього ходу і другої передачі, а також ведена шестірня заднього ходу 29. Ведуча шестірня заднього ходу 30 установлена на ведучому валу 4. Обертання від ведучої шестірні 30 передається на ведену шестірню 29 через проміжну шестірню 31. Шестірні 32 та 33 є шестірнями першої передачі відповідно, 34 та 35 - шестірні другої передачі, 36 та 37 - третьої передачі, 38 та 39 - четвертої передачі, 40 та 41 - п'ятої передачі, 42 та 43 шостої передачі. На валу 16 гідромотора 1 установлена шестірня 44, через яку та шестірні 45, 46, 47, які установлені на передавальному валу 17, здійснюється кінематичний зв'язок гідромотора 1 з планетарними диференціалами 8 та 9. Па додатковому валу 48 установлена шестірня 49, що зв'язана з шестірнею 50, жорстко закріпленої на валу 15 гідронасоса, і кінематично зв'язана за допомогою шестірень 36 та 37 третьої передачі з ведучим валом 4. Шестірня 51 закріплена на додатковому валу 48 і через шестірню 52, що вільно обертається на валу 15, шестірню 53, керовану муфту 11 кінематично зв'язана з шестірнями 32 та 33 першої передачі і проміжним валом 5. МПП працює в такий спосіб. При працюючому двигуні (на малюнку не показаний) і стані спокою транспортного засобу обертання від вхідного вала 3 передається на ведучий вал 4 за допомогою шестірень 30, 34, 36 та 38 які жорстко закріплені на ведучому валу 4. При цьому шестірні 40 та 42 не обертаються. Обертаються шестірні 29, 35, 39, а також шестірні 37, 49, 50 і вал 15 гідронасоса 2. У цьому положенні керуючий важіль, що змінює продуктивність гідронасоса 2 (на Фіг. не показаний), знаходиться у нейтральному положенні і вал 16 гідромотора 1 зупинений. Керовані муфти 11, 12, 13 та 14 знаходяться у нейтральному положенні, обертання на проміжний вал 5 не подається. Тому що вал 16 зупинений, не обертаються шестірні 44 та 45, вал 17 і шестірні 46, 47, 22, 25 та 26. Залишаються нерухомими сонячні шестірні 20 та 21, сателіти 27 та 28, що з'єднані з водилами 18 та і 9, а також епіциклічні шестірні 23 та 24. Транспортний засіб задрипається в спокої. Рух транспортний засіб починає на першій передачі. Для цього муфту 11 вводять у зачеплення із шестірнею 32. При плавній відпустці зчеплення (на Фіг. не показане) збільшується число обертів вхідного 3 та ведучого 4 валів. Збільшується число обертів шестірень 36, 37 та 49. Оскільки шестірня 49 жорстко з'єднана з валом 48 починають обертатися шестірні 51, 52 та 53. Через муфту 11 та шестірню 32 обертання передається на шестірню 33, що жорстко з'єднана з проміжним валом 5. При обертанні проміжного вала 5 обертаються епіциклічні шестірні 23 та 24, сателіти 27 та 28 обкатуються навколо зупинених сонячних шестірень 20 та 21, і передають обертання на водила 18 та 19, що приводять в обертання вихідні вали 6 та 7. Транспортний засіб починає рух. При цьому важіль керування гідронасосом 2 може знаходиться в нейтральному положенні. У такому випадку вал 16 гідромотора зупинений і транспортний засіб рухається прямолінійно. При необхідності здійснити поворот, рухаючись на першій передачі, важіль керування гідронасосом 2 встановлюють у те чи інше положення. У цьому випадку рідина подавана гідронасосом змушує обертатися вал 16 гідромотора 1 у ту чи іншу сторону. При цьому починають обертатися шестірня 44, 45, а також вал 17 і шестірні 46 та 47. Обертання на сонячні шестірні 20 та 21 передається на першу прямо через шестірню 46, а на другу через шестірню 47, і додаткову шестірню 22, тому вони одержують різне по напрямку обертання. Це змушує обертатися водила 18 та 19 з різними кутовими швидкостями, а отже і з різними кутовими швидкостями обертаються вихідні вали 6 та 7, що і приводить до повороту транспортного засобу. Причому, на яку величину збільшується кутова швидкість вихідного вала з одного боку, на таку ж величину зменшується кутова швидкість вихідного вала з другого боку і навпаки, що дозволяє центру мас транспортного засобу зберігати лінійну швидкість при повороті. При переході на другу передачу муфту 11 відключають, але включають муфту 12 у зачепленні із шестірнею 35. Оскільки передатне відношення шестірень 34 та 35 менше, то з більшою швидкістю починає обертатися проміжний вал 5, а отже і епіциклічні шестірні 23, 24 і далі, як описано вище. Для включення третьої, четвертої, п’ятої та шостої передачі використовують керовані муфти 13 та 14, що виконані у виді синхронізаторів. Для здійснення руху в зворотному напрямку використовують муфту 12, уводячи її в зачеплення із шестірнею 29. Поворот на другій та наступних передачах здійснюється так само як на першій передачі. Запропонований МПП виготовлений на ВАТ "Харківський тракторний завод імені С. Орджонікідзе" і встановлений на двох дослідних зразках легкого багатоцільового гусеничного транспортера, що були представлені на виставці, присвяченої 70-річчю заводу, і зараз проходять випробування. Попередні пробігові випробування в обсязі більш 1500км пробігу підтвердили функціонування і працездатність МПП що заявляється.