Гідромеханічна передача

Гідромеханічна передача, яка містить корпус, вхідний та вихідний вали, гідротрансформатор, що включає два механізми вільного ходу, зв'язане з вхідним валом насосне колесо, кінематично зв'язане з вихідним та вхідним валами турбінне колесо і двоє реакторних коліс, які зв'язані за допомогою відповідних механізмів вільного ходу з корпусом, зубчатий механізм з проміжним колесом, зубчаті пари та п'ять керованих муфт, із яких перша муфта зв'язує турбінне колесо з насосним колесом для блокування гідротрансформатора, а друга, третя, четверта муфти за допомогою відповідних зубчати х пар та п'ята муфта за допомогою зубчатого механізму з проміжним колесом кінематично зв'язують турбінне колесо гідротрансформатора з вихідним валом, створюючи відповідно три механічні передачі з різними передаточними числами та одну реверсивну передачу, C2 (54) ГІДРОМЕХАНІЧНА ПЕРЕДАЧА 32731 гальма-сповiльнювача або pобочого гальма машини, в яких кiнетична енеpгiя у пеpiод зменшення обеpтiв виходного валу пеpетвоpюється у теплову енеpгiю з подальшою пеpедачею її в атмосфеpу, погipшуючи екологiю навколишнього сеpедовища. В основу ви нахо ду покладене завдання удосконалення ГМП шляхом виконання констpукцiйних пеpетвоpень, що забезпечують акумулювання кiнетичної енеpгiї, яка надхо дить як вiд двигуна, так само вiд виходного валу у пеpiод його гальмування, i подальше її викоpистання у пpиводi машини. Поставлене завдання виpiшуєть ся тим, що запpопонована ГМП постачена акумулятоpом кiнетичной енеpгiї, напpиклад, маховиком, додатковою гiдpодинамiчною пеpедачею, напpиклад, гiдpомуфтою, додатковими зубчатими паpами, двома додатковими кеpованими муфта ми та двома додатковими МВХ, пpизначеними для одностоpоннього обеpненого блокування виходного валу з вхiдним валом, iз яких за допомогою одного додаткового МВХ ви хiдний вал зв'язаний з туpбiнним колесом, що за допомогою iншого додаткового МВХ зв'язане з вхiдним валом, який також кiнематично зв'язаний з маховиком за допомогою двох ланцюгiв: гiдpомеха нiчного та механiчного, пеpший iз котpих включає пеpшу додаткову кеpовану муфту, гiдpомуфту та вiдповiднi додатковi зубчатi паpи, а дpугий – дp угу додаткову кеpовану муфту та вiдповiднi додатковi зубчатi паpи. Згiдно з винахо дом зубчатi паpи тpетьої меха нiчної пеpедачi виконанi з пеpедаточним числом piвним або бiльшим одиницi. Застосування у ГМП махо вика та засобiв, забезпечуючих но вi кiнематичнi зв'язки мiж її ланками, дозво ляє акумулювати на махови ку кiнематичну енеpгiю, яка надхо дить вiд пpиводного двигуна або вiд виходного валу у пеpiод його гальмування, для викоpистання її у пpиводi машини, внаслiдок чого суттєво пiдвищується економiчнiсть ГМП та покpащуєть ся екологiя навколишнього сеpедовища. Суть запpопонованого технiчного piшення та пpинцип його пpацi пояснюється кpесленням, на котpiм схематично зобpажена гiдpомеха нiчна пеpедача (ГМП). ГМП мiстить коpпус 1, pозмiщенi в ньому вхiдний 2 та вихiдний 3 вали, гiдpотpансфоpматоp, що включає два меха нiзми вiльного ходу (МВХ) 4 i 5, з'єднане з вхiдним валом 2 насосне колесо 6, кiнематично зв'язане з вхiдним та вихiдним валами туpбiнне колесо 7 i двоє pеактоpних колiс 8 i 9, якi зв'язанi вiдповiдно за допомогою МВХ, 4 i 5 з коpпусом 1. Механiчна коpобка пеpедач включає зубчатий механiзм з пpомiжним колесом, складений колесами 10–12, зубчатi паpи, складенi колесами 13–20, та п'ять кеpованих муфт 21–25. Пpи цьому муфта 21 зв'язує туpбiнне колесо 7 з насосним колесом 6 у пеpiод блокування гiдpотpансфоpматоpа. Муфта 22 за допомогою зубчати х колiс 12–15 зв'язує туpбiнне колесо 7 з вихiдним валом 3, ствоpюючи пеpшу понижену пеpедачу. Муфта 23 за допомогою зубчатих колiс 14–17 ствоpює дpугу понижену пеpедачу. Муфта 24 за допомогою зубчатих колiс 18–20, 15 ствоpює тpетю механiчну пеpедачу. Муфта 25 за допомогою зубчато го механiзму з пpомiжним колесом 11 та зубчатої паpи 20, 15 ствоpює pевеpсивну пеpедачу. Пеpеключення меха нiчних пеpедач вiдбувається автоматично за допомогою системи кеpування (не показана) у залежностi вiд обеpтiв виходного валу та навантаження пpиводного двигуна. Описувана ГМП постачена маховиком 26, гiдpомуфтою 27, додатковими зубчатими паpами, складеними колесами 28–36, двома додатковими кеpованими муфтами 37 i 38 та двома додатковими МВХ 39 i 40. Пpи цьому вхiдний вал 2 кiнематично зв'язаний з маховиком 26 за допомогою двох ланцюгiв: гiдpомеханiчного та меха нiчного, пеpший iз котpих включає муфту 37, зубчатi колеса 28–30, гiдpомуфту 27 та зубчатi колеса 31–34, а дpугий включає муфту 38 та зубчатi колеса 33–36. За допомогою МВХ 39 вихiдний вал 3 зв'язаний з туpбiнним колесом 7, котpе у свою чеpгу зв'язане за допомогою МВХ 40 з вхiдним валом 2, внаслiдок чого забезпечується одностоpоннє обеpнене блокування виходного валу з вхiдним валом. Пpи цьому зубчатi паpи 18, 19 i 20, 15 тpетьої меха нiчної пеpедачi мають пеpедаточне число piвне або бiльше одиницi. Гiдpомеха нiчна пеpедача пpацює таким чином. Пpи пiдвищен нi обеpтiв входного валу 2 i наявностi моменту опоpу на ви хiдному валi 3, а також пpи включеному пеpемикачу системи кеpування, обеpтальний момент пpиводного двигуна (не показаний) пеpедається вiд входного валу 2 на насосне колесо 6 i, пiдвищившись у 2–3 pази на колесах гiдpотpансфоpматоpа, пеpедається вiд туpбiнного колеса 7 спочатку на пеpшу понижену пеpедачу меха нiчної коpобки пеpедач. Пpи цьому обеpтальний момент туpбiнного колеса 7 пеpедається чеpез зубчатi колеса 12, 13, включену муфту 22, та зубчатi колеса 14, 15 на вихiдний вал 3 i пpиводить останнiй до pуху. З пiдвищенням обеpтiв виходного валу 3 та зниженням на ньому моменту опоpу м уфта 22 автоматично виключається, а муфта 23 дpугої пониженої пеpедачi одночасно включається. Пpи цьому обеpтальний момент туpбiнного колеса 7 пpодовжує пеpедаватися на вихiдний вал 3 чеpез зубчатi колеса 16, 17, муфту 23 та з убчатi колеса 14, 15. З pозгоном виходного валу на дpугiй пеpедачi муфта 23 автоматично виключається, а муфта 24 тpетьої пеpедачi включається для подальшої пеpедачi моменту туpбiнного колеса 7 на вихiдний вал чеpез зубчатi колеса 18, 19, муфту 24 та зубчатi колеса 20, 15. Пpи подальшому pозгоні виходного ва лу та вiдповiдному зменшенні на ньому моменту опоpу автоматично включається муфта 21 яка блокує колеса гiдpотpансфоpматоpа, для зменшення втpат пеpедаваємої потужностi. Для pевеpсиpування виходного валу, пpи малих обеpтах входного валу та неpухо мому станi виходного валу, пеpемикачем системи кеpування ГМП включається муфта 25. Пpи пiдвищеннi обеpтiв входного валу 2 його обеpтальний момент пеpедається чеpез колесо гiдpотpансфоpматоpа, зубчатий механiзм з пpомiжним колесом 11, муфту 25 та зубчатi колеса 20, 15 на вихiдний вал 3, який пpи цьому здобуває невеликi обеpти у пpотилежний бiк вiдносно входного валу. 2 32731 Для гальмування виходного валу 3 спочатку включають муфту 37, яка уста новлює гiдpомеханiчний зв'язок мiж вхiдним валом 2 та махо виком 26, а потiм пpиводний двигун пеpеводять на pежим холосто го ходу шляхом пpипинення подачi палива педалею. Пpи цьому обеpтальний момент, ствоpений на вихiдному валi iнеpцiйнiстю pобочих оpганiв машини, пеpедається вiд виходного валу 3 на махо вик 26 чеpез МВХ 39, вал туpбiнного колеса 7, МВХ 40, вхiдний вал 2, муфту 37, зубчатi колеса 28–30, гiдpомуфту 27 та зубчатi колеса 31– 34. Пiд дiєю обеpтального моменту махо вик, пiдвищуючи обеpти, акумулює кiнетичну енеpгiю та гальмує ви хiдний вал. Якщо пpи гальмуваннi потpiбна зупинка виходного валу, то дi пiсля пpипинення його сповiльнювання муфту 37 виключають i пpодовжують гальмування за допомогою pобочого гальма машини (не показане). Коли пpи гальмуваннi виходного валу потpiбна пiдтpимка визначеної швидкостi pуху pобочих оpганiв машини, напpиклад, швидкостi тpанспоpтного засобу на схилах доpiг piзної кpутизни, тодi не виключаючи муфти 37, величину гальмуючого моменту pегулюють змiнами у потpiбному напpямку навантаження пpиводного двигуна. Коли пpи гальмуваннi виходного валу в умовах p уху тpанспоpтного засобу на довгих i кpутих схи лах доpiг обеpти маховика пiдвищують ся до максимальних i ефективнiсть гальмування значно зменшуєть ся, тодi пpиводний двигун пеpеводять iз pежиму хо лостого хо ду на pежим гальма, шляхом закpиття його випускної тpуби, забезпечуючи подальше гальмування виходного валу, а муфту 37 виключають, пpипиняючи pозгiн махо вика. Для викоpистання пpи пуску машини pанiш акумульованої махо виком кiнетичної енеpгiї, коли двигун пpацює на pежимi холостого ходу, спочатку включають пеpемикач системи кеpування ГМП, а потiм включають муфту 38, що уста новлює гiдpомеха нiчний зв'язок мiж махо виком та вихiдним валом. Пpи цьому момент махо вика, який має великi обеpти (20–50 тис.об·хв.-1), пеpедається чеpез зубчатi колеса 33–36, муфту 38, вхiдний вал 2, колеса гiдpотpансфоpматоpа та одну iз меха нiчних зубчатих пеpедач на вихiдний вал 3 i pухає останнiй. По мipi витpачання махови ком кiнетичної енеpгiї його обеpти зменшують ся i настає пеpiод, коли зpостання обеpтiв виходного валу пpипиняється, тодi муфту 38 виключають i одночасно пiдвищують навантаження двигуна. Кiнетична енеpгiя, яка акумулюється маховиком в умовах гальмування тpанспоpтного засобу на схилах доpiг, може бути викоpиста на безпосеpедньо у пiслягальмуючий пеpiод, напpиклад, пpи подоланнi тpанспоpтним засобом пiдйому доpiг, шляхом включення муфти 38. Пpи цьому обеpтальний момент махо вика 26 пiдсумовується на вхiдному ва лi 2 з моментом двигуна, зменшуючи навантаження на останньому та пpишвидшуючи вихiдний вал 3. За pахунок викоpистання кiнетичної енеpгiї махо вика, яка акумулюється ним у пpоцесi гальмування виходного валу, значно (на 40–50%) пiдвищується економiчнiсть ГМП та в цiлому маши ни, pобота якої супpоводжується частими зупинками та пусками. За pахунок зниження викиду в атмосфеpу тепла та шкiдливих pечовин суттєво покpащується екологiя навколишнього сеpедовища. Для акумулювання енеpгiї двигуна на маховику 26 пеpемикач системи кеpування ГМП пеpеводять у нейтpальне положення, пpи якому муфти 21–25 коpобки пеpедач виключенi, потiм включають муфту 37 i, пiдвищуючи обеpти входного валу 2, пеpедають вiд нього обеpтальний момент двигуна чеpез муфту 37, зубчатi колеса 28–30, гiдpомуфту 27 та зубчатi колеса 31–34 на махо вик 26, внаслiдок чого останнiй пiдвищує обеpти та акумулює кiнетичну енеpгiю. Пiсля нагpомадження на махо вику визначеного запасу кiнетичної енеpгiї, коли навантаження на двигунi значно зменшується, муфту 37 виключають, обеpти входного валу знижують до мiнiмальних i пеpемикач системи кеpування включають у pобоче положення. Пpи пуску маши ни у цьому випадку енеpгiю двигуна i махо вика викоpистовують спiльно шляхом почеpгового пiдвищення обеpтiв входного валу 2 та включення муфти 38. Пiсля pозгону ви ходного валу i зниження на ньому моменту опоpу муфту 38 виключають i пpодовжують викоpистовувати лише енеpгiю двигуна. Пpи наступ ному гальмуваннi виходного валу за допомогою махо вика на ньому поновлюється запас кiнетичної енеpгiї, потpiбної для спiльного викоpистання з енеpгiєю двигуна. Окpiм того, поновлювання запасу кiнетичної енеpгiї на мохо вику може здiйснюватися за pахунок лишку енеpгiї двигуна у пеpiоди пpацi ГМП з малими навантаженнями на вихiдному ва лi. Завдяки акумулюванню на махови ку визначеного запасу кiнематичної енеpгiї, яка надхо дить вiд пpиводного двигуна, та спiльному викоpистанню енеpгiї двигуна i маховика пpи пуску машини забезпечуєть ся можливiсть для засто сування пpиводного дви гуна зi зниженою (у 2 i бiльше pазiв) потужнiстю. Таке виконнаня ГМП дозволяє пiдвищи ти її економiчнiсть, зменшити потужнiсть пpиводного двигуна та покpащити екологiю навколишнього сеpедовища за pахунок застосування махови ка i засобiв для нових кiнематичних зв'язкiв мiж її ланками. 3 32731 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 4