Планетарная муфта сцепления с бесступенчатым регулированием жесткости упругого элемента

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях тракторов и дорожно-строительных машин, работающих в условиях неустановившихся режимов движения.

Известен гидрообъемный ходоуменьшитель самоходной машины, содержащий зубчатый понижающий редуктор, последовательно установленный в кинематической цепи трансмиссии, связанную с редуктором гидромашину постоянного рабочего объема, в напорной гидролинии которой установлен регулятор потока с органом управления, гидробак (авторское свидетельство SU №1482829 A1, М. кл. B60K 17/10. Гидрообъемный ходоуменьшитель самоходной машины. Заявлено 16.09.1987; Опубл. 30.05.1989, Бюл. №20).

Недостатком известной конструкции является ее сложность, отсутствие возможности демпфирования и изменения рабочей характеристики привода.

Известна трансмиссия транспортного средства, содержащая связанный с двигателем планетарный редуктор, гидроаккумулятор, гидронасос, связанный механически с одним из звеньев планетарного редуктора и распределитель, первая линия которого сообщена с нагнетательной магистралью гидронасоса, а вторая - со сливом (авторское свидетельство SU №1592173 A1, М. кл. B60K 17/10. Трансмиссия транспортного средства. - Заявлено 12.12.1988; Опубл. 15.09.1990, Бюл. №34).

Недостатком указанной конструкции является невозможность предохранения двигателя от полной остановки.

Известно устройство для снижения жесткости трансмиссии транспортного средства, взятое за ближайший аналог, содержащее планетарную передачу, реактивное звено которой соединено с масляным насосом, подключенным к всасывающей и напорной магистралям, нагнетающим масло в пневмогидроаккумулятор, коробку передач, соединенную с ведомым валом планетарной передачи, масляный бак. (авторское свидетельство SU №1062035 A, М. кл. B60K 17/10. Устройство для снижения жесткости трансмиссии транспортного средства. - Заявлено 07.09.1982; Опубл. 23.12.1983, Бюл. №47).

Недостатками данного устройства, принятого в качестве ближайшего аналога, является сложность конструкции гидравлической системы. Наличие трех клапанов в одной гидролинии не сможет обеспечить плавное изменение потока жидкости в демпферном устройстве. Медленное опорожнение пневмогидравлического аккумулятора через гидронасос задает ему обратное вращение, ухудшая режим переключения передач. Накопленная энергия в пневмогидравлическом аккумуляторе не возвращается в трансмиссию транспортного средства.

Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение эффективности использования машинно-тракторного агрегата за счет снижения износа деталей трансмиссии, устранения динамических нагрузок в силовой передаче путем плавного изменения передаваемого крутящего момента и расширение функциональных возможностей при установке планетарной муфты сцепления с регулируемой жесткостью в трансмиссии.

Технический результат заключается в расширении кинематических возможностей, снижении колебаний внешней тяговой нагрузки, увеличении долговечности муфты и улучшении динамических характеристик транспортного средства при трогании и разгоне.

Указанный технический результат достигается тем, что известная планетарная муфта сцепления с бесступенчатым регулированием жесткости упругого элемента, содержащая связанный с двигателем планетарный редуктор, пневмогидравлический аккумулятор, гидронасос, механически связанный с солнечной шестерней редуктора, и гидрораспределитель, а согласно изобретению она снабжена дополнительной цилиндрической пневмокамерой, трубопроводом соединенной с воздушной полостью пневмогидравлического аккумулятора, которая имеет разделительный поршень с уплотнительными кольцами и перепускными клапанами, каждый из которых выполнен в виде стального шарика, прижатого пружиной к седлу и обеспечивающего открытие клапана при давлении 0,15-0,2 МПа, при этом поршень имеет возможность перемещения внутри камеры, а шайба-разобщитель устанавливает требуемое крайнее его положение для регулирования жесткости муфты благодаря наличию фиксатора.

Изобретение поясняется чертежом, где схематично представлена планетарная муфта сцепления с бесступенчатым регулированием жесткости упругого элемента.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Предлагаемая муфта состоит из коронной шестерни 1, которая болтами крепится к маховику 2. Водило 3 планетарного механизма является его выходным валом 4, соединяющимся шлицами с ведомым валом коробки передач. С помощью сателлитов 5 водило связано с коронной 2 и солнечной 6 шестернями. Солнечная шестерня 6 входит в зацепление с шестерней привода гидронасоса 7, который соединен всасывающей магистралью 8 с гидробаком 9, а нагнетательной магистралью 10 - с гидрораспределителем 11. Он сливной магистралью 12 соединен с гидробаком 9, а напорной магистралью 13 - с пневмогидравлическим аккумулятором 14, связанным магистралью 15 с дополнительной цилиндрической пневмокамерой 16 цилиндра-регулятора 17, имеющего поршень 18 с уплотнительными кольцами 19, внутри которого расположены перепускные клапаны 20 и 21, перемещение его ограничивается шайбой-разобщителем 22, положение которой устанавливается рычагом 23 и блокируется фиксатором 24.

Работа предлагаемой муфты в приводе трансмиссии транспортного средства осуществляется следующим образом.

Крутящий момент от маховика 1 передается на коронную шестерню 2 планетарного механизма. Она начинает вращаться и передает вращение на сателлиты 5, приводя в движение солнечную шестерню 6 и привод масленого насоса 7, который, вращаясь, закачивает в его всасывающую магистраль 8 масло из бака 9 гидросистемы транспортного средства. Масло под давлением поступает в нагнетательную магистраль 10 и подходит к распределителю 11. Если же распределитель закрыт, то масло уходит на слив в магистраль 12, также соединенную с гидросистемой транспортного средства. При закрытом положении распределителя 11 муфта находится в выключенном положении, транспортное средство не приводится в движение, даже если включена передача. Если же распределитель 11 открыт, то масло поступает по напорной магистрали 13 в пневмогидравлический аккумулятор 14. Насос подает масло до тех пор, пока давление масла не достигнет величины, уравновешивающейся давлением в гидроаккумуляторе. В этом случае насос 7 остановится, в результате этого остановится и солнечная шестерня 6, но при этом сателлиты 5 начнут вращаться вокруг своей оси, обегая солнечную шестерню 6, и будут передавать момент на водило 3 и вал силовой передачи 4. Транспортное средство начнет поступательное движение вперед. При увеличении крюковой нагрузки возникает необходимость изменения объема и жесткости пневмогидравлического аккумулятора 14. Для этого перемещением рычага 22 от себя выдвигаем шайбу-разобщитель 21 на некоторую величину, тогда перепускной клапан 20 открывается и газ из полости пневмогидравлического аккумулятора 14 поступает в под поршневое пространство между поршнем 18 и шайбой-разобщителем 21. В результате этого перемещение поршня 18 замедляется и происходит плавное увеличение объема пневмогидравлического аккумулятора 14 без скачков. В том случае, если нагрузка на крюке продолжает увеличиваться, можно дополнительно произвести увеличение объема пневмогидравлического аккумулятора 14 выдвижением шайбы-разобщителя 21 в полости гидроцилиндра-регулятора 17. В процессе работы шайба-разобщитель блокируется фиксатором 23.

Накопленная энергия в пневмогидравлическом аккумуляторе в процессе трогания периодически возвращается на элементы трансмиссии. При этом происходит плавное перемещение транспортного средства в период трогания с места и разгона транспортного средства с нагрузкой на крюке, в зависимости от выполняемой работы степень жесткости упругого элемента регулируется.

Таким образом, в изобретении предлагается техническое решение по защите двигателя и трансмиссии транспортной машины от пиковых динамических нагрузок не только в начале разгона, но и в процессе установившегося движения путем подключения к газовому объему ПГА дополнительного газового объема, за счет перемещения в цилиндре поршня обеспечивается возможность бесступенчатого регулирования жесткости вала водила планетарной муфты сцепления.

Планетарная муфта сцепления с бесступенчатым регулированием жесткости упругого элемента, содержащая связанный с двигателем планетарный редуктор, пневмогидравлический аккумулятор, гидронасос, механически связанный с солнечной шестерней редуктора, и гидрораспределитель, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной цилиндрической пневмокамерой, трубопроводом соединенной с воздушной полостью пневмогидравлического аккумулятора, которая имеет разделительный поршень с уплотнительными кольцами и перепускными клапанами, каждый из которых выполнен в виде стального шарика, прижатого пружиной к седлу и обеспечивающего открытие клапана при давлении 0,15-0,2 МПа, при этом поршень имеет возможность свободного перемещения внутри камеры, а шайба-разобщитель устанавливает требуемое крайнее его положение для регулирования жесткости муфты благодаря наличию фиксатора.