Гідромеханічна передача

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к гидродинамическим трансмиссиям. Известна гидромеханическая передача, содержащая гидротрансформатор, муфты переключения передач, муфту изменения направления движения с шестернями прямого и обратного ходов, первичный, вторичный валы и, по крайней мері, один промежуточный вал, который связан с первичным и вторичным валами парами шестерен постоянного зацепления для изменения хода и переключения передач, причем, одна из шестерен каждой пары жестко закреплена на валу, а вторая - установлена свободно с возможностью вращения [1]. Процесс переключения хода в известной гидромеханической передаче требует длительного времени, так как для его осуществления требуется полная остановка транспортного средства. Кроме того, даже при неподвижном транспортном средстве зубья муфты не сразу попадают во впадины шестерни из-за их несовпадения в пространстве при переключении, что не только снижает скорость переключения, но и приводит к частым поломкам зубьев муфты. Применение фрикционных гидроуправляемых муфт для переключения передач вызывает значительные усложнения конструкции гидропередачи, поскольку требует дополнительного уплотнения каналов подвода текучей среды, увеличение количества которых снижает надежность гидромеханических передач и увеличивает их габариты. В основу изобретения поставлена задача создания гидромеханической передачи, в которой путем введения гидравлической муфты изменения направления движения и удачного ее расположения обеспечивается изменение направления хода движения транспортного средства на всех передачах (как хода вперед, так и хода назад) и за счет этого достигается высокая надежность работы гидромеханической передачи и низкая ее себестоимость. Поставленная задача решается тем, что в гидромеханической передаче, содержащей гидротрансформатор, муфты переключения передач, муфту изменения направления движения с шестернями прямого и обратного ходов, первичный, вторичный валы и, по крайней мере, один промежуточный вал, который связан с первичным и вторичными валами парами шестерен постоянного зацепления для изменения хода и переключения передач, причем одна из шестерен каждой пары жестко закреплена на валу, а вторая установлена свободно с возможностью вращения, согласно изобретению муфта изменения направления движения с шестернями прямого и обратного ходов расположена на первичном валу между гидротрансформатором и шестернями переключения передач и выполнена в виде двухсторонней фрикционной муфты/управляемой рабочей жидкостью под давлением, а муфты переключения передач выполнены в виде зубчатых синхронизированных муфт, расположенных на вторичном и промежуточном валах между шестернями постоянного зацепления для переключения передач, установленными свободно с возможностью вращения. Использование в качестве муфты изменения направления движения двухсторонней фрикционной муфты позволяет изменять направление движения транспортного средства без контроля за его остановкой, поскольку такая муфта переключается при движении транспортного средства по инерции в том или ином направлении, при этом переключение осуществляется быстро, легко, без толчков и рывков, что позволяет использовать такую гидромеханическую передачу в транспортных средствах, работающих челночным способом, например, в погрузчиках. Применение зубчатых синхронизированных муфт в качестве муфт переключения передач исключает применение громоздких уплотняющих конструкций. Удачное расположение муфты изменения направления движения, а также муфт переключения передач упрощает компоновку передачи, а в случае возникновения необходимости иметь большее число ступеней передач позволяет устанавливать дополнительные пары шестерен на вторичном и промежуточном валах без принципиального изменения кинетической схемы передачи. На фиг. 1 представлена кинематическая схема заявляемой гидромеханической передачи; на фиг. 2 конструктивное выполнение двухсторонней фрикционной гидроуправляемой муфты; на фиг. 3 конструктивное выполнение зубчатой синхронизированной муфты. Гидромеханическая передача (фиг. 1) состоит из комплексного гидротрансформатора, механизма изменения направления движения и доробки передач, соединенных между собой валами и обеспечивает четыре скорости прямого хода и четыре скорости обратного хода. Гидротрансформатор содержит насосное колесо 1, соединенное с приводным валом 2 двигателя М, турбинное колесо 3, установленное на первичном валу 4, статор 5, установленный на реактивном валу 6 на обгонной муфте 7, что позволяет гидротрансформатору работать в режиме гидромуфты, когда статор свободно вращается в потоке рабочей жидкости (фиг. 1). Механизм изменения направления движения представляет собой двухстороннюю фрикционную муфту 8, расположенную на первичном валу 4, по обе стороны которой размещены шестерня 9 прямого хода и шестерня 10 обратного хода. Фрикционная муфта 8 (фиг. 2) состоит из корпуса 11, закрепленного на первичном валу 4, двух поршней 12, двух пакетов ведущих дисков 13, двух опорных дисков 14, зафиксированных в корпусе 11, двух пакетов ведомых дисков 15, установленных на ступицах шестерен 9 и 10 прямого и обратного ходов, возвратных пружин 16, Между корпусом 11 и поршнями 12 имеются две полости "а" и "б". Управление фрикционной муфтой 8 осуществляется через продольные и радиальные каналы "в" и "г" в первичном валу 4 посредством электромагнитного золотника переключения направления движения (на чертеже не показан). Шестерня 9 прямого хода установлена на подшипниках на первичном валу 4 и находится в постоянном зацеплении с шестерней 17, установленной жёстко на промежуточном валу 18. Шестерня 10 обратного хода также установлена на первичном валу 4 на подшипниках и входит в зацепление с жестко закрепленной на промежуточном валу 18 шестерней 19 при помощи промежуточной шестерни 20. Коробка передач включает четыре пары шестерен, установленных на промежуточном валу 18 и вторичном валу 22. На промежуточном валу 18 помимо шестерен 17, 19 прямого и обратного ходов свободно установлены на подшипниках шестерни 23, 24 третьей и четвертой передач и жестко закреплены шестерни 25, 26 второй и первой передач. На вторичном валу 22 жестко закреплены шестерни 27, 28 третьей и четвертой передач и свободно установлены шестерни 29, 30 второй и первой передач. Между шестернями 23, 24 промежуточного вала 18 и шестернями 29,30 вторичного вала 22 на прямобочных шлицах установлены зубчатые синхронизированные муфты 31. Каждая муфта 31 (фиг. 3) включает в себя каретку 32, перемещающуюся по шлицам вала (промежуточного 18 или вторичного 22) и содержит диск с тремя отверстиями для блокирующих пальцев 33 и тремя отверстиями для фиксирующих пальцев 34, а также зубья наружного зацепления с левой и правой сторон каретки 32. Блокирующие пальцы 33 жестко связывают между собой два конусных кольца 35 и в средней своей части имеют конические поверхности "д". Отверстия в диске каретки 32, через которые проходят блокирующие пальцы 33, также имеют блокирующие поверхности "е" в виде фасок по обе стороны отверстий. Конусные кольца 35 не имеют жесткой связи с кареткой 32 и могут быть смещены относительно нее. С кареткой 32 кольца 35 связаны посредством трех фиксирующих пальцев 34. Управление зубчатыми муфтами 31 осуществляется вручную с помощью рычага переключения передач (на чертеже не показан). Подача рабочей жидкости во внутреннюю полость гидротрансформатора к двухсторонней фрикционной муфте 8 обеспечивается насосом 36, приводимым. в действие шестерней 37, входящей в зацепление с шестерней 38, установленной на ступице насосного колеса 1 гидротрансформатора. Работа гидромеханической передачи на различных передачах происходит следующим образом. При нейтральном положении муфты 8 в ее полостях "а"и "б" давление отсутствует, Вращение от вала 2 двигателя М через насосное колесо 1, турбинное колесо 3 передается на первичный вал 4. Шестерни 9, 10, свободно установленные на первичном валу 4, при этом неподвижны, неподвижны также промежуточный вал 18 и вторичный вал 22. При необходимости движения транспортного средства вперед с помощью электромагнита включают золотник переключения направления движения, подающий рабочую жидкость от насоса 36 в полость "а" фрикционной муфты 8 под поршень 12. Поршень 12, перемещаясь, сжимает между собой вращающиеся вместе с первичным валом 4 ведущие диски 13, ведомые диски 15 и опорный диск 14, образует единый пакет дисков и тем самым жестко соединяет корпус 11 фрикционной муфты 8 со ступицей шестерни 9 прямого хода, Приводя ее во вращение. Шестерня 9 через шестерню 17 передает вращение на промежуточный вал 18 и на шестерни 25, 26. Шестерни 23, 24, свободно посаженные на промежуточном валу 18, при этом остаются неподвижными. Шестерни 29,30, входящие в зацепление с шестернями 25, 26, не вращаются и не передают вращение на вторичный вал 22, поскольку установлены на нем свободно. Для включения первой передачи рычаг переключения передач перемещают от себя, переводят каретку 32 синхронизированной зубчатой муфты 31, расположенной на вторичном валу 22, вправо. При этом конусное кольцо 35, перемещаясь вместе с кареткой 32, подводится к конусной поверхности ступицы шестерни 30. Вследствие разности окружных скоростей каретки 32, связанной со вторичным валом 22, и шестерни 30, вращающейся на валу 22 свободно, происходит сдвиг конусного кольца 35 относительно каретки 32 до соприкосновения блокирующих поверхностей "д" пальцев 33 с блокирующими поверхностями "е" каретки 32. Как только скорости конических поверхностей каретки 32 и шестерни 30 сравняются (синхронизируются), блокирующие поверхности перестают препятствовать дальнейшему продвижению каретки 32. Наружные зубья правой стороны каретки 32 входят в зацепление с внутренними зубьями ступицы шестерни 30 и жестко соединяют шестерню 30 со вторичным валом 22. Передача включается без шума и удара. При включении второй передачи рычаг переключения передач перемещают на себя, переводят тем самым каретку 32 зубчатой муфты 31 вторичного вала 22 влево, вводят в зацепление наружные зубья левой стороны каретки 32 с внутренними зубьями ступицы шестерни 29, т.е. жестко соединяют свободно вращающуюся шестерню 29 со вторичным валом 22, приводя его во вращение. Третья передача включается переводом рычага переключения вправо и на себя. Каретка 32 зубчатой муфты 31, расположенной на промежуточном валу 18, перемещается влево, заставляя работать левое конусное кольцо 35, левые блокирующие поверхности каретки 32 и пальцев 33, соединяет наружные зубья левой стороны каретки 32 с внутренними зубьями свободно установленной шестерни 23. При этом шестерня 24 жестко соединяется с вращающимся промежуточным валом 18 и начинает вращаться вместе с ним, передавая вращение на вторичный вал 22 посредством жестко сидящей на нем шестерни 27, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней 23. Включение четвертой передачи требует перевода рычага переключения влево и от себя. Каретка 32 зубчатой муфты 31 промежуточного вала 18 перемещается вправо, соединяя наружные зубья правой стороны каретки 32 с внутренними зубьями ступицы, свободно сидящей на промежуточном валу ! 18 шестерни 24. Шестерня 24 находится в постоянном зацеплении с зубьями жестко сидящей на вторичном валу 22 шестерни 28 посредством последней передает вращение на вторичный вал 22 и далее на привод колес транспортного средства. Обратный ход транспортного средства осуществляют путем подачи рабочей жидкости через электромагнитный золотник переключения в полость "б" фрикционной муфты 8, соединяя при этом вращающийся совместно с валом 4 корпус 11 муфты 8 со ступицей шестерни 10 обратного хода и приводя шестерню 10 во вращение. Шестерня 10 через промежуточную шестерню 20, соединяемую с шестернями 10 и 19 одновременно, передает вращение на промежуточный вал 18 в направлении, противоположном направлению вращения прямого хода. Заявляемая гидромеханическая передача надежна, обеспечивает процесс переключения хода транспортного средства без полной остановки его, при этом переключение осуществляется быстро, легко, без толчков и рывков, что особенно важно для работы транспортных средств, работающих челночным способом, например, в погрузчиках, думперах.