Гидравлическое сцепление

Предполагаемая полезная модель относится к области транспортного гидромашиностроения и может быть использована в качестве альтернативного более простого по конструкции, более долговечного и надежного сцепления в трансмиссиях самоходных машин вместо фрикционных и гидравлических сцеплений, так называемых, виско-муфт.

Гидравлическое сцепление отличается от известных тем, что в качестве сцепления использованы не фрикционные элементы, не силикон в виско-муфтах, а силы гидростатического давления между шестернями многосекциоиного насоса планетарной компоновки, центральная шестерня которого соединена с первичным валом коробки переменных передач, а сателлиты через корпус водила и крышку соединены с маховиком двигателя.

Величина крутящего момента, передаваемого на первичный вал КПП, определяется моментом сопротивления движению машины и скоростью вращения вала двигателя.

Включение и выключение гидравлическое сцепления осуществляется водителем педалью сцепления, кинематически соединенной с плунжером дроссельного переходника, управляющего соединением полостей низкого и высокого давления.

Полезная модель относится к области транспортного гидромашиностроения и может быть использована в качестве более простого по конструкции, более надежного и прогнозируемого по отказам сцепления в трансмиссиях самоходных машин вместо фрикционных и гидравлических сцеплений с вязкой жидкостью, твердеющей при возникновении сил жидкостного трения между пластинами муфты, так называемых, виско-муфт.

Известна конструкция по а.с. СССР 1242406 «Автоматическая коробка передач», содержащая планетарный ряд шестерен, включающий в себя солнечную шестерню, соединенную с приводом, и сателлиты, помещенные в расточки корпуса водила, жестко соединенного с выходным валом

Конструкция содержит дроссельные переходники для управления полостями высокого и низкого давления в секциях насосов, образованных зацеплением солнечной шестерни с каждым сателлитом.

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции, обусловленная как поставленной задачей по созданию автоматической коробки передач, так и недоработкой конструкторских решений..

Задача предполагаемой полезной модели - упрощение конструкции для создания надежного и долговечного гидравлического сцепления, далее - сцепления, взаимозаменяемого с фрикционным сцеплением самоходных машин.

Универсальность предлагаемой конструкции сцепления обеспечивается широким диапазоном создаваемого секциями сцепления суммарным крутящим моментом, превышающим величину крутящего момента двигателей легковых и грузовых автомобилей.

Поставленная задача достигается тем, что сцепление содержит, по меньшей мере, один планетарный ряд шестерен, помещенный в расточки корпуса водила, с солнечной шестерней, жестко соединенной с первичным валом КПП, и с сателлитами, образующими в зацеплении с солнечной отдельные секции насоса с полостями всасывания и нагнетания, и плунжерные дроссельные переходники между ними, кинематически соединенные с педалью сцепления, при этом водило жестко соединено с маховиком двигателя.

Общий вид сцепления представлен на рис.1, 2 и 3

Сцепление, рис.1, состоит из крышки 1 с корпусом 2 водила, жестко соединенного с маховиком двигателя, сателлитов 3, установленных на валах 4, и солнечной шестерни 5, жестко соединенной с первичным валом 6 КПП. Торцевое уплотнение секции насоса, образованной зацеплением солнечной шестерни 5 с сателлитом 3, осуществляется компенсатором 10 и манжетом 11, установленном в компенсаторе 10.

Нажимная пластина 7, кинематически соединенная через штатный выжимной подшипник серийного сцепления с педалью сцепления, обеспечивает соединение или изоляцию между собой полостей высокого (ВД) и низкого давления (НД), образованных зацеплением солнечной шестерни 5 с сателлитами 3, см. рис.3.

На рис.2 представлена конструкция и принцип работы дроссельного переходника, в частности, при выжатой педали сцепления, соединяющей посредством диаметрального отверстия в плунжере 8 полостей низкого (НД) и высокого (ВД) давления. Возврат плунжера 8 в исходное положение или изоляцию между собой полостей НД и ВД осуществляется пружинной 9 после возврата педали сцепления в исходное положение.

Сцепление работает следующим образом.

При запуске двигателя полости ВД и НД, рис.2, при перекрытии плунжером 8 диаметрального отверстия между этими полостями, полностью изолированы друг от друга. Поскольку шестерни 3 и 5 не имеют возможности вращаться друг относительно друга и перекачивать рабочую жидкость между полостями, то они остаются неподвижными друг относительно друга и начинают вращаться синхронно с маховиком двигателя, с которым жестко соединен корпус водила через крышку 1, в частности, болтами.

Вращение всей конструкции сцепления передается на первичный вал КПП через солнечную шестерню 5, жестко связанную с ним, на пример, шлицевым соединением.

Исключение утечек рабочей жидкости по торцу венцов шестерен осуществляется подачей давления из полости ВД под манжету 11.

Для включения или переключения передач КПП необходимо выжать сцепление, при этом выжимная вилка от штатного сцепления давит на выжимную пластину 7, а та, в свою очередь, на плунжер 6, перемещая его в положение открытия диаметрального отверстия, соединяющего полости НД и ВД. Высокое давление в полостях ВД резко падает и шестерни 3 начинают обкатываться вокруг центральной 5, перекачивая без давления жидкость из полости низкого давления (НД) в полость высокого давления (ВД). Передача крутящего момента на шестерню 5 прекращается и прекращается вращение шестерни 5 совместно с первичным валом КПП. В этот период происходит включение или выключение передачи КПП.

При отпускании сцепления и возврате педали в исходное положение свободная перекачка жидкости шестернями 3 и 5 между полостями прекращается и в полости ВД происходит резкое возрастание давления, т.к. выдавливание жидкости, находящейся между зубьями, тоже прекращается. Рост давления вызывает увеличение крутящего момента, равного удвоенному, для данной конструкции, произведению давления рабочей жидкости в полости ВД на площадь давления (межцентровое расстояние, умноженное на ширину шестерен) и плечо прилагаемого момента - радиус солнечной шестерни. Для исключения вращения между собой шестерен 3 и 5, или проскальзывания, снижающего скорость вращения первичного вала КПП, уплотняются торны венцов шестерен 3 и 5 за счет прижатия компенсатора 10 к торцу шестерен гидравлическим давлением, подведенным в полость манжеты 11. В результате исключаются утечки из полости высокого (ВД) в полость низкого (НД) давления и происходит гидравлическое замыкание кинематическом связи двигателя с первичным валом КПП.

Гидравлическое сцепление, содержащее, по меньшей мере, один планетарный ряд шестерен, помещенный во вскрытые параллельные расточки корпуса водила, с солнечной шестерней, жестко соединенной с первичным валом коробки переменных передач и с сателлитами, образующими в зацеплении с солнечной отдельные секции насоса с полостями всасывания и нагнетания, герметизируемые компенсаторами с манжетами, внутренняя полость которых гидравлически соединена с полостью высокого давления секции, и плунжерные дроссели между ними, кинематически соединенные с педалью сцепления, при этом водило жестко соединено с маховиком двигателя.