Гидромеханическая трансмиссия транспортного средства

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

О И

РЕСПУБЛИН

09) (11) (504 В 60 К 41 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3795635/27-11 (22) 28.09.84 (46) 07.01.86.Бюл.У 1 (71) Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева (72) Ю. С.Шурлапов (53) 629.113-585.2(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР и 737259, кл. В 60 К 41/06, 1977, (54)(57) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ ТРАНСМНССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая гидротрансформатор с фрикционной муфтой его блокировки, ступенчатую коробку передач с фрикционными муфтами и систему управления с клапанами автоматического переключения ступеней коробки передач и блокировки гидротрансформатора, имеющими управляющие камеры и корпус с золотником и сообщающимися с источником давления рабочей жидкости, гидробаком, датчиками скорости транспортного средства и нагрузки двигателя, селектором ручного управления, выполненным в виде установленного в корпусе золотника с фиксатором его положения, при этом датчик нагрузки двигателя имеет силовой элемент, контактирующий с торцом подпружиненного золотника, связанного с нажимным элементом и размещенного в корпусе, входная полость которого сообщена с источником давления рабочей жидкости, а выходная — с одной из управляющих камер клапанов переклю,чения ступеней непосредственно, а с полостью перед торцом золотника датчика нагрузки двигателя — через полости селектора, другие управляющие камеры клапанов сообщены с датчиком скорости также через полости селектора, отличающаяся тем, что, с целью повьппения ее надежности, селектор снабжен упором для ограничения перемещения его зо" лотника, в корпусе селектора со стороны, противоположной упору, установлена крьппка, полость перед торцом золотника селектора сообщена с полостью фрикционной муфты включения низшей ступени, в корпусе датчика нагрузки выполнены два отверстия, а в нажимном элементе — кольцевая проточка, клапаны автоматического переключения передач снабжены фиксаторами положений золотника, управляющая камера клапана включения низшей ступени снабжена втулкой, внутри которой размещен плунжер, а на хвостовиках золотников клапанов переключения ступеней выполнены канавки для взаимодействия со стопором фиксатора, при этом сечение си:лового элемента датчика нагрузки двигателя выполнено больше, чем сечение его золотника, одно из отверстий, выполненное в корпусе этого датчика, сообщено с источником давления рабочей жидкости, а другое— с полостью перед торцом плунжера клапана включения низшей ступени и с гидробаком через проточку нажимного элемента датчика нагрузки двигателя.

4 12029

Изобретение относится к транспорт," ной технике, а именно к гидромеханическим трансмиссиям транспортных средств, преимущественно автомобилей. 5

Цель изобретения — повышение надежности гидромеханической трансмиссии.

На чертеже схематично показана гидромеханическая .трансмиссия с сис» 10

I темой управления.

Гидромеханическая трансмиссия содержит гидротрансфррматор 1, фрикци онную муфту 2. его блокировки, корпус .3 которой связан с валом 4 двигате- 15 ля (не показан), коробку ) передач с фрикционными муфтами 6 и 7, корпус

8 которых связан с валом 9 турбинного колеса 10 гидротрансформатора 1.

Система управления трансмиссией, 20 показанная в стационарном режиме работы — на экономическом режиме (позиция Э селектора), содержит источник

11 давления рабочей жидкости, клапан

12 переключения фрикционных муфт 6 25 и 7, клапан 13 блокировки гидротрансформатора 1, датчик 14 нагрузки двигателя, датчик 15 скорости транспортного средства и ручной селектор 16.

Ввиду идентичности конструкции в конструктивном исполнении показан один клапан автоматического переключения ступеней — клапан 12 переключения 1 — П ступени, хотя их количество К зависит от числа ступеней в коробке передач: К = n — 1 ° Клапан 13 блокировки гидротрансформатора показан схематично, поскольку его конструкция принципиально аналогична клапану 12 и проще его, поскольку 40 клапан 13 управляет включением одной фрикционной муфты 2, а не двух, как это имеет место в клапане 12.

Клапаны 12 и 13 представляют собой двухпозиционные эолотниковые распределители давления источника

11, золотники которых находятся под воздействием противоположно направленных усилий со стороны датчиков

14 и 15. Преобладание мощностного фактора (усилия со стороны датчика

14 нагрузки двигателя) определяет правое крайнее положение золотника клапана 12, при котором включена муфта 7 низшей (1-й) ступени в коробке передач и выключена муфта 2 в кла55 пане 13, т.е. разблокирован гидротрансформатор. Преобладание скоростного фактора (усилия со стороны

16 2 датчика 15 скорости) определяет левое крайнее положение золотника клапана 12, при котором включена муфта 6 П-й ступени в коробке 5 передач и заблокирован гидротрансформатор 1 через клапан 13. Клапан 12 содержит корпус 17 с полостями 1823, в котором установлен золотник

24 с шейками 25 — 27. На хвостовике 28 золотника 24 выполнены канав.ки 29 для взаимодействия со стопором

30 (подпружиненным шариком) фиксатора 31, размещенного в выполненной отдельно от корпуса 17 управляющей камере 32 с поршнем 33. В другой управляющей камере 34, также выполненной отдельно от корпуса 17, раз» мещен поршень 35, установленный относительно корпуса камеры 34 на величину S хода золотника 24. К icaмере 34 примыкает втулка 36 с размещенным в ней плунжером 37, заглушенная крышкой 38. Поршень 35 контактирует с золотником 24 через штифт 39, подвижно установленный в стенке 40 корпуса 17. В камере 32 выполнено отверстие 41, а в камере

34 — проточка 42, сообщенная с гидробаком 43 через регулируемый дроссель 44. В поршне 35 выполнены проточка 45 и отверстие 46.

Датчик 14 нагрузки двигателя содержит корпус 47 с подпружиненным золотником 48, находящимся под воздействием нажимного элемента 49 с выполненной в нем проточкой 50, связанного кинематической цепью с педалью подачи топлива к двигателю (не показана). К золотнику 48 примыкает силовой элемент 51, размещенный в полости 52, а в корпусе 47 имеются входная полость 53, выходная полость

54, а также отверстия 55 и 56.

Селектор 16, имеющий три положения (Д, Э и Ф), содержит корпус 57 с полостями 58 — 63, в котором размещен золотник 64 с шейками 65 — 67 и хвостовиком 68 с канавками 69 для взаимодействия со стопором 70 фиксатора 71. Селектор 16 снабжен упором 72, ограничивающим перемещение золотника 64 в левое крайнее положение Д, которое является исходным при работе трансмиссии.

Корпус 57 селектора 16 со стороны, противоположной упору 72, заглушен крышкой 73, с помощью которой образована полость 74 перед торцом

Гидромеханическая трансмиссия работает следующим образом.

При вращении вала 4 двигателя крутящий момент передается на корпус

3 на гидротрансформатор 1 (его насосное колесо) и через турбинный вал 9 на корпус 8 фрикционных муфт

6 и 7. Одновременно с этим начинает работать источник 11 давления рабочей жидкости, поскольку его ведущий вал приводится от вала 4 двигателя, — в системе управления позволяется давление Р„ в линиях питания гидротрансформатора, давление Р

55 з 1202 золотника 64. Упор 72 прикреплен к панели управления с помощью крепежного элемента 75.

Источник 11 каналом 76 сообщен с

1 олостью 22 корпуса 17 клапана 12 каналом 77 — а входом клапана 13 и далее каналом 78 — с фрикционной муфтой 2, каналом 79 соединен с входом 53 датчика 14 и каналом 80— с отверстием 55 корпуса 47 датчика

14.

Полость 21 корпуса 17 клапана 12 каналом 81 сообщена с полостью муфты 7 включения низшей ступени в коробке 5 передач, а каналом 82 - с полостью 74 корпуса 57 селектора 16.

Полость 23 корпуса 17 клапана 12 каналом 83 сообщена с полостью муфты 6 включения более высокой ступени в, коробке 5 передач.

Выходная полость 54 датчика 14 каналом 84 сообщена с полостью 18 корпуса 17 клапана 12 и через смежную полость 19 каналом 85 с полостью перед поршнем 35, а каналом 86 с одной из управляющих камер клапана 13 блокировки гидротрансформатора 1, Выходная полость 54 каналом 87 сообщена с полостью 59 корпуса 57 селектора 16 и через смежную полость 58 каналом 88 с полостью 89 перед торцом золотника 48 датчика 14.

Датчик 15 скорости каналом 90 сообщен с полостью 62 корпуса 57 селектора 16 и далее каналом 91 через отверстие 41 с полостью перед поршнем 33 клапана 12, а через полость

61 корпуса 57 селектора 16 и канал с другой управляющей камерой клапана 13 блокировки гидротрансформатора.

Отверстие 56 корпуса 47 датчика

14 каналом 93 соединено с полостью перед торцом плунжера 37.

916

4 в линиях, связанных с фрикционными, муфтами 2,6 и 7, а также давление P ю датчика 14 нагрузки двигателя, Под действием давления P соответствующего исходному (начальному) положению педали управления подачей топлива к двигателю, золотник 24 клапана 12 и золотник клапана 13 перемещаются в крайнее правое положение, соответствующее включению в коробке передач низшей ступени (показано на чертеже) и раэблокированному гидротрансформатору 1. При этом жидкость под давлением Р через канал 76, полости 22 и 21 корпуса 17 клапана

12 и канал 81. подводится к полости фрикционной муфты 7, а каналом 82— в полость 74 и, воздействуя на торец золотника 64 селектора 16, устанавливает его в левое крайнее положение

Д включенного динамического режима.

В крайнем правом положении золотниЪ ка клапана 13 полость фрикционной муфты 2 через полости корпуса этого клапана сообщена с гидробаком, т,е. гидротрансформатор при этом разблокирован.

Таким образом транспортное средство тронется с места при включенной в коробке 5 передач низшей передаче, разблокирсванном гидротрансформаторе и динамическом режиме переключений ступеней, обеспечиваемом положением Д селектора 16. Этот режим характеризуется тем, что по сравнению с экономическим режимом точки переключения как вверх, так и вниз проходят при более высоких значениях скоростей движения, что позволяет в большей степени использовать мощность двигателя при разгоне и замедлениях.

По мере разгона при увеличении скорости усилие на золотник

24 клапана 12, действующее со стороны датчика 15 скорости, в какой-то момент станет равным усилию, действующему на золотник с противоположной стороны со стороны датчика

14, Дальнейшее увеличение скорости приводит к нарушению равновесия золотника 24, который под действием избыточной силы начинает перемещаться влево. При этом, примерно в середине хода золотника 24 его левая кромка перекрывает полость 19 корпуса, разобщив ее с полостью 18.

В результате этого давление датчика

1202916

f5

25

5

14 перестает действовать на площадь поршня 35,что приводит к ускоренному перемещейию золотника 24 до упора влево. При этом полость фрикционной муфты 7 соединяется с гидробаком через полости 21 и 20 корпуса

17, а полость фрикционной муфты 6 через полости 22 и 23 корпуса 17 сообщается с источником 11. Происходит включение более высокой ступени в коробке 5 передач. Аналогичным образом производится автоматическая блокировка гидротфйнсформатора 1 с помощью клапана. 13 при движении на более высоких ступенях, а также обратные включения ступеней вниз при уменьшении скорости движения в случае увеличения дорожного сопротивления.

Динамическцй режим переключения ступеней в коробке передач в данном случае обеспечивается тем, что при установке золотника 64 селектора 16 в левое крайнее положение выходная полость 54 датчика 14 через полости

59 и 58 корпуса 57 селектора 16 и канал 88 подводится к полости 89 перед торцом золотника 48 датчика

14. При этом редуцированное выходное давление датчика 14 равно

Я ле

Ч <>оа где Q — усилие пружины датчика .4 пр при заданном положении педали управления подачей топ- З5 лива к двигателю;

Й „- площадь сечения золотника 48.

При левом положении (Д) золотника

64 селектора 16 силовой элемент 51 разгружен — давление действует на него с,двух противоположных сторон.

: При движении транспортного средства на более высоких ступенях водитель переводит селектор в среднее положение (Э), соответствующее экономическому режиму переключений. При этом характеристика давления Р, а следовательно, и усилий со стороны . датчика 14 нагрузки двигателя иное, чем на динамическом режиме и обеспечивает переключение вверх и вниз при меньших значениях скоростей дви:хения: где F — площадь сечения силового элемента 51.

Поскольку F,> Й „, à g„= const, то во втором случае характеристика давления Р, более пологая, чем Р1 чем и достигается получение указанных соотношений скоростей на обоих режимах движения.

На экономическом режиме переключений ступеней предусматривается автоматическая блокировка гидротрансформатора (с помощью клапана 13), что в сочетании с выбранными точками переключения вверх и вниз улучшает экономические характеристики транспортного средства. Этот режим используется длительное время за исключением особых случаев, например возникновения цикличности переклю чений при движении по дороге сложного профиля (чередовании подъемов и спусков) или при преодолении препятствий. В этих случаях целесообразно пользоваться еще двумя рабочими положениями, предусмотренными в данной трансмиссии.

При появлении цикличности — чередующихся с малым временным интервалом переключениях вверх и вниз, водитель устанавливает золотник 64 селектора 16 в правое крайнее положение Ф, фиксируя состояние выбранной им ступени в коробке передач для преодоления участка переменного по знаку сопротивления движению. При этом положении селектора оба датчика соединены через полости корпуса селектора с гидробаком: датчик 14 через полости 59 и 60, а датчик 15 скорости через полости 62 и 63.

При отсутствии силового воздействия на золотники клапанов переключения сту.;,аней они фиксируются в выбранном положении с помощью фиксаторов 31.

И, наконец, для движения в особо тяжелых случаях при преодолении препятствий водитель имеет возможность принудительно включить низшую ступень в коробке передач путем выжима педали управления подачей топлива к двигателю за "пружинный упор". При этом нажимной элемент 49 датчика 14 перемещается иэ своего крайнего положения, показанного на чертеже и соответствующего режиму максимальной нагрузки двигателя, до упора влево. В этом положении давление источника 11 подводится через полость 55, проточку 50, полость 56 и канал 93 к торцу плун7 12029! 6 8 аера 37, обеспечивая тем самым при- ка селектора влево, что повышает нудительное включение низюей ступе- !динамические качества транспортного ни в коробке передач. Одновременно,средства за счет болев "раннего" золотник 64 селектора 16 автоматн-. включения поникающих ступеней, напчески, как при разгоне с места. g ример, при обгоне на участках с поустанавливается в левое крайнее по- выяенным сопротивлением и т.д. локение (Д), соответствующее дина- Предлагаемая трансмиссия имеет мическому рекнму переключений сту» систему управления, снабженную пеней и разблокированному гидро- устройствами принудительного (ручтранс@орматору. При необходимости 10 ного) управления его, позволяющими длительного двикения на низщей сту- гибко приспосабливать автоматику пенн она мокнет быть зафиксирована к резко меняющимся условиям движения. переводом золотника селектора в по- Рационально подбирая ревим работы лонение Ф (до- упора вправо). Прн автоматического управления трансмисдвиаении транспортного средства íà fS сией мокко добиться оптимального более высоких ступенях водитель при сочетания динамических и зкономичеснелании монет включить динамичес- ких показателей транспортного средкий реким ручным переводом золотки- сТВа различных дорокwm условиях

1202916

ВНИИПИ Заказ 8371/22 Тираж б49 Подписное

Филиал НПП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4