Гидростатическое устройство для гидростатно-механической коробки передач с разветвлением потока мощности

Номер патента: 4115

Опубликовано: 25.12.2003

Автор: Оттен Ульрих

Есть еще 3 страницы.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Гидростатическое устройство для гидростатно-механической коробки передач с разветвлением потока мощности сельскохозяйственного или промышленного грузового транспортного средства, содержащее по меньшей мере два гидростата (22, 24), которые выполнены в виде гидростатически соединенных друг с другом регулировочного насоса (22) и гидростатического двигателя (24) и имеют направленные параллельно друг другу валы (18, 20), входной вал (36, 100), который соединен с валом (18) регулировочного насоса (22), и по меньшей мере два направленных параллельно друг другу выходных вала (44, 50, 56, 64, 110), из которых по меньшей мере один выходной вал (44, 64) приводится во вращение механически и по меньшей мере один выходной вал (50, 56, 110) гидравлически, отличающееся тем, что предусмотрена выполненная с возможностью установки в картере (72) коробки передач монтажная рама (10, 12), на которую через опорные блоки (14, 16, 42, 48) опираются с возможностью вращения валы (18, 20) гидростатов (22, 24) и на которую опираются регулировочные устройства гидростатов (22, 24), что входной вал (36, 100) и выходные валы (44, 50, 56, 64, 110) гидростатического устройства через по меньшей мере один опорный блок (38, 102, 104) опираются с возможностью вращения на монтажную раму (10, 12) и что монтажная рама (10, 12) с гидростатами (22, 24), входным валом (36, 100), выходными валами (44, 50, 56, 64, 110) и опорными блоками (14, 16, 38, 42, 48, 54, 102, 104, 112) выполнена в виде предварительно монтируемого работоспособного гидростатического узла.

2. Гидростатическое устройство по п.1, отличающееся тем, что через монтажную раму (10, 12) проходит по меньшей мере один участок приводимого во вращение приводным двигателем входного вала (106) коробки передач.

3. Гидростатическое устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что входной вал (36) гидростатического устройства является приводимым во вращение приводным двигателем входным валом коробки передач или находится с входным валом коробки передач на одной линии и соединен с ним без возможности прокручивания.

4. Гидростатическое устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что входной вал (100) гидростатического устройства выполнен с возможностью соединения с выходным валом узла планетарной передачи.

5. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что входной вал гидростатического устройства выполнен в виде полого вала (100) и расположен концентрично проходящему внутри полого вала (100), приводимому во вращение приводным двигателем входным валом (106) коробки передач.

6. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что опирающийся на монтажную раму (10, 12) входной вал (36, 100) гидростатического устройства соединен через цепочку колес (66, 46, 108, 46) с валом (18) регулировочного насоса (22).

7. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что по меньшей мере один выходной вал выполнен в виде полого вала (56, 110).

8. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что входные валы (36, 100) и выходные валы (44, 50, 56, 64, 100) направлены параллельно валам (18, 20) гидростатов (22, 24) и что выходные валы (44, 50, 56, 64, 110) выходят на одной стороне гидростатического устройства.

9. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что по меньшей мере один выходной вал (64) расположен коаксиально входному валу (36) и соединен с ним без возможности прокручивания.

10. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что один выходной вал (56, 100) расположен коаксиально входному валу (36, 100) и с возможностью вращения относительно него.

11. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что вал (18, 20) гидростата (22, 24) соединен через цепочку колес (52, 58) с выходным валом (56, 110).

12. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что по меньшей мере один выходной вал (44, 50) расположен коаксиально валу (18, 20) гидростата (22, 24) и соединен с ним без возможности прокручивания.

13. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что выходной вал (100) и/или выходные валы (44, 50, 56, 64, 110) имеют зубчатые торцевые соединения (45, 51, 57, 65, 111) для соединения без возможности прокручивания со смежными элементами приводной ветви.

14. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что монтажная рама имеет по меньшей мере один опорный узел (10) и выполненный с возможностью закрепления на нем опорный корпус (12) и что валы (18, 20) гидростатов (22, 24), а также при необходимости входной вал (36, 100) и/или по меньшей мере один выходной вал (44, 50) опираются как на опорный узел (10), так и на опорный корпус (12).

15. Гидростатическое устройство по п.14, отличающееся тем, что в промежуточном пространстве между опорным узлом (10) и опорным корпусом (12) расположена по меньшей мере одна цепочка колес (66, 46; 58, 52; 108, 46; 112, 46), которые для передачи крутящего момента установлены с возможностью соединять по меньшей мере входной вал (36, 100) с валом (18) выполненного в виде регулировочного насоса (22) гидростата и/или для передачи крутящего момента установлены с возможностью соединять по меньшей мере один выходной вал (56, 110) с валом (20) выполненного в виде гидромотора (24) гидростата.

16. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что предусмотрены датчики (68, 70) скорости вращения для непосредственного или косвенного измерения скорости вращения входного вала (56, 100), соответственно по меньшей мере одного выходного вала (44, 50, 56, 110).

17. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что предусмотрен картер (72) коробки передач, в котором расположены монтажная рама (10, 12) и при необходимости опорный блок (84) входного вала (36) и/или опорный блок (84) входного вала (106) коробки передач и/или опорный блок по меньшей мере одного выходного вала гидростатического устройства с демпфированием вибраций.

18. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-17, отличающееся тем, что монтажная рама (10, 12) установлена в выполненном, по существу, в форме горшка, открытым в одну сторону картере (72) коробки передач, при этом входной вал (36, 106) коробки передач опирается на нижний фланец (76) выполненного в форме горшка картера (72) коробки передач, а свободные концы (45, 51, 57, 65, 111) выходных валов (44, 50, 56, 60, 110) расположены на открытой стороне.

19. Гидростатическое устройство по любому из пп.17 или 18, отличающееся тем, что картер (72) коробки передач выполнен с возможностью герметизации относительно смежных узлов и что предусмотрен собственный гидравлический контур для расположенных в картере (72) коробки передач составных частей.

20. Гидростатическое устройство по любому из пп.17-19, отличающееся тем, что предусмотрено гидравлическое снабжение при необходимости с насосом, жидкостным фильтром и радиатором, которые выполнены с возможностью крепления на монтажной раме (10, 12) или картере (72) коробки передач или интегрированы в нем и которые служат для поддерживания циркуляции жидкости в картере коробки передач.

21. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-20, отличающееся тем, что по меньшей мере одна соединяющая гидростаты (22, 24) гидравлическая магистраль установлена в виде кривошипа на монтажной раме (10, 12) и содержит поворотный проход (27).

Рисунок 1

 

Текст

Смотреть все

1 Изобретение относится к гидростатическому устройству для гидростатно-механической коробки передач с разветвлением потока мощности сельскохозяйственного или промышленного грузового автомобиля, содержащему монтажную раму, на которой через опорные блоки установлены с возможностью вращения направленные параллельно друг другу валы по меньшей мере двух гидростатов и на которую опираются регулировочные устройства гидростатов. Под гидростатом понимается гидростатический двигатель и регулировочный насос, которые соединены друг с другом гидростатически. Применение коробок передач с разветвлением потока мощности является предпочтительным для бесступенчатых систем привода грузовых автомобилей, поскольку они соответствуют высоким требованиям к потерям мощности. В коробках передач с разветвлением потока мощности часть мощности двигателя внутреннего сгорания проходит через бесступенчатую ветвь коробки передач, а другая часть мощности проходит через постоянную, механическую ветвь коробки передач. Оба потока мощности после прохождения ветвей коробки передач накладываются друг на друга и снова объединяются, а затем через механические приводные элементы направляются к колесам. Бесступенчатая ветвь коробки передач выполняется в большинстве случаев с гидростатическим приводом, гидростаты которого являются гидравлическим регулировочным насосом и двигателем постоянной мощности. В некоторых случаях вместо двигателя постоянной мощности применяют также регулировочный блок. Для большинства известных гидростатномеханических коробок передач с разветвлением потока мощности для грузовых автомобилей используют имеющиеся в торговле, серийно изготовляемые гидростатические насосы и двигатели, которые своими противоположными выходу вала сторонами расположены спина-кспине и в большинстве случаев находятся рядом с планетарной передачей в одном картере коробки передач (DE 40 21 686 A1). Планетарная передача может быть так называемым планетарным валком. Он состоит из суммирующей передачи и некоторого числа других планетарных передач, которые включены друг за другом и составные части которых выполнены с возможностью сцепления друг с другом для переключения между различным передаточными отношениями с помощью сцеплений и тормозов. В ЕР 0 465 752 A1 описано несколько бесступенчатых механизмов переключения скоростей с гидростатической передачей, которая имеет гидравлический насос и гидравлический двигатель. Гидравлический двигатель и регулировочный насос соединены друг с другом через гидравлический контур. Они могут быть выполнены отдельно или же в одном общем корпусе и 2 соединены через фланец с картером коробки передач. Оба их вала расположены параллельно друг другу и входят внутрь картера коробки передач, где они соединены с механической суммирующей передачей и обычной переключаемой передачей. Для каждого показанного механизма переключения скоростей предусмотрена собственная, приспособленная для этого гидростатическая передача. Из DE-A-36 24 989 известна коробка передач с гидростатическими и механическими частями для привода грузовых автомобилей, в которой гидростатические машины с управляемым и соединительным блоком соединены друг с другом в виде предварительно монтируемого блока. Предварительно монтируемый блок расположен в общем корпусе с планетарной передачей, несколькими сцеплениями и промежуточным валом, при этом гидростатические машины расположены на длине монтажа планетарной передачи и параллельно ее оси, за счет чего должно уменьшаться конструктивное пространство, а также уровень шумности. В гидростатно-механических коробках передач с разветвлением потока мощности гидростатические составные части регулировочного насоса и двигателя постоянной мощности составляют большую часть стоимости. В большинстве случаев изготовитель коробок передач с разветвлением потока мощности не является изготовителем гидростатических составных частей. Для того чтобы общая стоимость гидростатно-механической коробки передач оставалась сопоставимой со стоимостью переключаемых под частичной нагрузкой ступенчатых коробок передач или переключаемых под полной нагрузкой ступенчатых коробок передач, изготовитель коробок передач вынужден выбирать по возможности меньшие и поэтому меньшие по мощности гидростатические блоки. Однако из-за этого может возникнуть необходимость в значительном увеличении количества деталей в механической части коробки передач, что снова приводит к увеличению стоимости. Расположение и число гидростатов необходимо согласовывать с соответствующей механической ветвью (планетарным валком). При этом особое значение имеет то, где происходит разветвление потока мощности, в начале механической ветви (разветвление крутящего момента) или на выходе механической ветви(разветвление скорости), или же механическая ветвь находится между обоими гидростатами (смешанная трансмиссия). Кроме того,желательным является отделение масляного контура от контура смазки, что, однако, требует значительных конструктивных затрат. Также трудно и с большими затратами реализуется изоляция шумов. Задача предлагаемого изобретения состоит в создании такого гидростатического устройства указанного в начале типа, у которого исключа 3 ются указанные выше проблемы. В частности,должно быть создано гидростатическое устройство, которое можно применять универсально и тем самым в больших количествах с меньшей себестоимостью. Должна быть предусмотрена возможность наличия для гидростатов собственного гидравлического контура и снижения передачи шумов на картер коробки передач. Задача решается согласно изобретению с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты выполнения и модификации изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения. Гидростатическое устройство согласно изобретению содержит монтажную раму, на которую через опорные блоки опираются с возможностью вращения валы по меньшей мере двух гидростатов. На монтажной раме закреплены также гидравлические соединительные контуры с ярмом, гидравлическими магистралями, клапанами и т.п., а также регулировочные устройства гидростатов. При этом гидростаты не должны иметь своего собственного корпуса для гидростатов. При этом наиболее пригодными являются машины с наклонными осями, которые имеют большой угол поворота и большой объем подачи. Они обеспечивают более компактную конструкцию, чем центробежновихревые машины. По меньшей мере один, выполненный в виде регулировочного насоса гидростат смонтирован на монтажной раме с возможностью поворота, в то время как другой,выполненный в виде двигателя постоянной мощности гидростат может быть установлен на монтажной раме неподвижно. Однако на месте двигателя постоянной мощности можно использовать также подвижно установленный регулировочный двигатель. Кроме того, на монтажную раму через по меньшей мере один опорный блок опирается с возможностью вращения соединенный по приводу с регулировочным насосом входной вал гидростатического устройства. Предусмотрены по меньшей мере два направленных параллельно друг другу выходных вала, опирающихся на монтажную раму через соответствующий по меньшей мере один опорный блок. По меньшей мере один выходной вал приводится во вращение механически, непосредственно или опосредованно (например, через цепочку колес или торцевое соединение) с помощью входного вала, а по меньшей мере еще один выходной вал приводится во вращение гидравлически, непосредственно или опосредованно (например, через цепочку колес или торцевое соединение) с помощью регулировочного насоса. Таким образом, монтажная рама служит для крепления гидростатов и для опоры входного вала и выходных валов. Вместе с гидростатами, соответствующими гидравлическими контурами и регулировочными блоками, а также входным валом, выходными валами и опорными 4 блоками монтажная рама выполнена в виде предварительно монтируемого, самостоятельно работающего гидростатического блока, который можно испытывать независимо от других блоков коробки передач. Расположение входного вала, вала двигателя постоянной мощности, вала регулировочного насоса и выходных валов на монтажной раме обеспечивает возможность универсального применения выполненного согласно изобретению гидростатического устройства в качестве передаточного модуля в цепях привода автомобилей для реализации бесступенчатых гидростатно-механических приводов с разветвлением потока мощности. Гидростатическое устройство поставляет на разных выходных валах гидростатическую или механическую мощность для дальнейшей передачи в механическую ветвь передачи всей коробки передач, в частности в планетарный валок. Оно поставляет также механическую мощность для дальнейшей передачи на механические потребители мощности,такие как вал отбора мощности, воздушные насосы, масляные насосы и генератор. Понятно,что в универсально применяемом гидростатическом устройстве не обязательно использовать в каждом случае применения все его выходные валы. Конкретный, выполненный согласно изобретению модуль передачи можно соединять по выбору со всеми известными типами планетарных передач, такими как с разделением крутящего момента, с разделением скорости и смешанными, без выполнения принципиальных изменений конструкции. Тем самым обеспечивается возможность применения гидростатического устройства согласно изобретению для различных случаев применения в различных транспортных средствах (строительных машинах, тракторах, самодвижущихся рабочих машинах, таких как сельскохозяйственные машины для уборки урожая и поливочные машины, и т.д.). За счет универсального применения можно изготавливать гидростатические устройства в больших количествах и тем самым с низкой стоимостью. Особенно предпочтительно снабжать гидростатическое устройство согласно изобретению гидростатическими блоками относительно большой мощности. Тем самым можно конкретный тип гидростатического модуля использовать во всех коробках передач одной серии,которая перекрывает широкий диапазон мощности. Эти большие гидростаты могут работать с относительно небольшой скоростью и тем самым с благоприятным коэффициентом полезного действия. Для обеспечения коробки передач малой мощности необходимо предусматривать в механической ветви всей коробки передач лишь относительно небольшое число диапазонов переключения, что положительно сказывается на стоимости. Коробки передач большой мощно 5 сти можно реализовать при применении того же типа передаточного модуля за счет предусмотрения в механической ветви передачи дополнительных диапазонов переключения. Выполнение множества вариантов передачи с различными классами мощности с помощью гидростатического устройства согласно изобретению обеспечивает значительную экономию средств. Для модульной коробки передач является предпочтительным, если отдельные компоненты коробки передач расположены друг за другом,по существу, в осевом направлении. При этом может быть предпочтительным, если через монтажную раму, на которой установлен гидростатический модуль, проходит по меньшей мере один участок входного вала коробки передач,приводимый во вращение приводным двигателем (двигателем внутреннего сгорания). Входной вал коробки передач может служить в качестве входного вала гидростатического устройства и опираться через опорный блок на монтажную раму. Он может быть также расположен на одной линии с входным валом гидростатического устройства и соединен с ним без возможности прокручивания. Наряду с этими вариантами выполнения может быть также предпочтительным, если входной вал коробки передач свободно проходит через монтажную раму гидростатического модуля, например, внутри полого вала и если он сначала поставляет мощность привода в механическую ветвь всей коробки передач. При этом является предпочтительным, если входной вал гидростатического устройства выполнен с возможностью соединения с выходным валом механической ветви передачи, в частности с выходным валом модульного блока планетарной передачи. Может быть также целесообразным выполнять входной вал гидростатического устройства в виде полого вала и располагать концентрично входному валу коробки передач,проходящему внутри этого полого вала и приводимому во вращение приводным двигателем. Входной вал коробки передач во всех вариантах выполнения можно одновременно использовать также для привода вала отбора мощности. В предпочтительном варианте выполнения изобретения предусмотрено, что опирающийся на монтажную раму входной вал гидростатического устройства через цепочку колес соединен с валом регулировочного насоса. Цепочка колес,которая состоит, например, из зубчатого колеса входного вала и зубчатого колеса регулировочного насоса, является частью предварительно монтируемого гидростатического узла. Для компактности конструкции предпочтительно выполнять по меньшей мере один выходной вал гидростатического устройства в виде полого вала. Этот полый вал проходит, например, коаксиально входному валу с возможностью вращения относительно него. Он имеет 6 гидростатическую мощность, которая подается на планетарный валок. Мощность можно подавать также в расположенный за гидростатическим устройством делитель коробки передач,если необходимо выполнить чисто гидростатическую бесступенчатую коробку передач. Входной вал и выходные валы предпочтительно направлены параллельно валам гидростатов. Соединения (соединительные фланцы или торцевые соединения) входных валов, с одной стороны, и выходных валов, с другой стороны, могут лежать на одной стороне или на противоположных сторонах гидростатического устройства. Все выходные валы целесообразно выходят на одной стороне гидростатического устройства. Может быть предпочтительным располагать выходной вал коаксиально входному валу и соединять оба вала друг с другом без возможности прокручивания (например, с помощью торцевого соединения). За счет этого механическая мощность входного вала используется, с одной стороны, для гидростатического устройства, а с другой стороны, проходит насквозь через гидростатическое устройство. Проходящую насквозь мощность можно подводить, например, к планетарному валку и/или к другим потребителям мощности, таким как привод вала отбора мощности. Согласно другому предпочтительному варианту выполнения изобретения вал одного гидростата (двигателя постоянной мощности или регулировочного насоса) соединен через цепочку колес с выходным валом. Цепочка колес, которая состоит, например, из смонтированного на валу гидростата зубчатого колеса и зубчатого колеса, смонтированного на выходном валу, является частью предварительно монтируемого гидростатического узла. Дополнительно к этому или в качестве альтернативного решения предпочтительно по меньшей мере один выходной вал располагать коаксиально валу одного гидростата и соединять с ним без возможности прокручивания. За счет этого возможно, например, имеющуюся на валу гидростатического двигателя гидростатическую мощность снимать непосредственно с выходного вала, коаксиального этому валу, и подавать на планетарный валок. С валом выполненного в виде регулировочного насоса гидростата может быть также соединен без возможности прокручивания коаксиальный выходной вал, к которому можно подключать дополнительные потребители мощности, которые необходимо приводить в действие с постоянным передаточным отношением относительно скорости вращения двигателя внутреннего сгорания. Этими потребителями могут быть, например, насосы для масла коробки передач, воздушные насосы или электрические машины (генераторы). Соединенный с регулировочным насосом выходной вал может приводить в дей 7 ствие также другой гидростатический регулировочный насос, переменный объем масла которого подается в гидростатический постоянный насос, который приводит в действие бесступенчато регулируемый передний привод грузового автомобиля. Для простоты монтажа является предпочтительным снабжать входной вал и/или выходные валы зубчатыми торцевыми соединениями для соединения без возможности прокручивания со смежными компонентами трансмиссии,например с соответствующими валами механической ветви передачи, в частности, планетарного валка. Зубчатые торцевые соединения(торцевые фланцы) обеспечивают компенсирующие перемещения между гидростатическим устройством и присоединенными компонентами коробки передач. При монтаже коробки передач необходимо лишь перемещать навстречу друг другу предварительно смонтированное гидростатическое устройство и предварительно смонтированный компонент передачи до сцепления соответствующих торцевых соединений, а затем выполнить фланцевые соединения с картером коробки передач. Гидростатический узел предпочтительно имеет один входной вал и до четырех выходных валов. В особенно предпочтительной модификации изобретения предусмотрено, что монтажная рама имеет по меньшей мере один опорный узел и укрепляемый на нем опорный корпус. При этом валы гидростатов, а также при необходимости входной вал и/или выходные валы опираются как на опорный узел, так и на опорный корпус. Тем самым валы опираются в двух местах и могут выдерживать большие нагрузки. Эта мера способствует выполнению самостоятельного гидростатического устройства, которое в виде модуля можно вводить в коробку передач. В промежуточном пространстве между опорной частью и опорным корпусом предпочтительно расположена по меньшей мере одна цепочка колес, которая для передачи крутящего момента соединяет по меньшей мере один входной вал с валом выполненного в виде регулировочного насоса гидростата или же для передачи крутящего момента соединяет по меньшей мере один выходной вал с валом выполненного в виде гидромотора гидростата. При таком расположении несущие цепочку колес валы опираются на обеих сторонах соответствующего зубчатого колеса, что обеспечивает устойчивость конструкции. Кроме того, целесообразно, если гидростатическое устройство согласно изобретению содержит датчики скорости вращения, с помощью которых можно определять скорость вращения входного вала и/или скорость вращения по меньшей мере одного выходного вала непосредственно или с промежуточным включением одного или нескольких зубчатых колес. Интегри 004115 8 рованные в гидростатическое устройство датчики поставляют величины скоростей вращения,которые предоставляют контроллеру коробки передач важные регулировочные переменные для регулирования бесступенчатой общей коробки передач. Расположение гидравлических деталей и входного и выходных валов на монтажной раме,которая может быть выполнена в виде опорной плиты или в виде стенки картера коробки передач, обеспечивает очень простую конструкцию вокруг вибрирующих элементов, которая служит для изоляции шумов. Для гидростатического устройства предпочтительно предусматривать картер коробки передач, в котором монтажная рама расположена с демпфированием колебаний. Монтажная рама опирается, например, через три или четыре распределенных по периметру виброгасителя на картер коробки передач. Кроме того, при необходимости на картер коробки передач может опираться также опорный блок входного вала и/или по меньшей мере один опорный блок выходного вала гидростатического устройства с демпфированием вибраций. Картер коробки передач может быть выполнен с возможностью крепления на раме автомобиля. За счет этих мер монтажная рама с существенными элементами гидростатического устройства (гидростатами, входным и выходными валами, опорными блоками, цепочками колес) в значительной степени развязывается по вибрациям от картера коробки передач, соединенного с автомобилем, что обеспечивает демпфирование корпусных шумов и снижение шумности. Виброгасительные элементы выполнены с учетом минимизации излучения шумов гидростатического устройства. Подходящие виброгасительные элементы предлагаются в торговле. Для модульного построения всей коробки передач предпочтительно монтировать монтажную раму в выполненном, по существу, в форме горшка, открытoм с одной стороны картере коробки передач. При этом входной вал коробки передач опирается на нижний фланец горшкообразного картера коробки передач, а свободные концы выходных валов находятся на открытой стороне коробки передач. Целесообразно также выполнять картер коробки передач так, что его внутреннее пространство при смонтированном общем картере коробки передач герметизировано, например, с помощью фланца соседнего корпуса планетарного валка. За счет этого можно реализовать собственный гидравлический контур для расположенных в картере коробки передач составных частей. Выполненное в виде самостоятельного модуля гидростатическое устройство предпочтительно содержит также собственное гидростатическое снабжение, при необходимости с масляным насосом, жидкостным фильтром и радиа 9 тором, через который жидкость отводится обратно из зоны дна коробки передач. Компоненты гидравлического снабжения могут быть укреплены на монтажной раме и/или на картере коробки передач или же интегрированы в нем. Они служат для поддержания циркуляции жидкости внутри картера коробки передач, для зарядки контура низкого давления гидростатов, в частности для компенсации потерь утечки, и в качестве поставщика смазочного материала для опорных блоков гидростатического устройства. Это обеспечивает создание работоспособного модуля передачи, который можно испытывать отдельно. В этом гидравлическом контуре можно применять оптимальный для гидростатического устройства сорт жидкости. Кроме того, предпочтительно, если по меньшей мере одна соединяющая гидростаты гидравлическая магистраль опирается на монтажную раму в виде кривошипа и содержит поворотный проход. Эти гидравлические магистрали образуют само по себе известным образом поворотное ярмо. Гидростатическое устройство дополнительно содержит по меньшей мере одно регулировочное устройство, например электромотор, с помощью которого обеспечивается возможность поворота регулируемого гидростата вокруг его поворотной оси для установления угла поворота. Ниже приводится подробное описание изобретения, а также дополнительных преимуществ и предпочтительных модификаций и вариантов выполнения, со ссылками на чертежи,на которых изображено несколько примеров выполнения изобретения: фиг. 1 - первый пример выполнения гидростатического устройства согласно изобретению; фиг. 2 - второй пример выполнения гидростатического устройства согласно изобретению; фиг. 3 - третий пример выполнения гидростатического устройства согласно изобретению; фиг. 4 - валы гидростатического устройства согласно изобретению на виде с торца; фиг. 5-7 - различные гидростатно-механические коробки передач с разветвлением потока мощности с соответствующим гидростатическим устройством согласно изобретению. Показанное на фиг. 1 гидростатическое устройство содержит состоящую из двух частей монтажную раму, которая состоит, по существу,из опорного узла 10 и соединенного с ним с помощью фланца опорного корпуса 12. Хотя опорный узел 10 и опорный корпус 12 показаны, по существу, в виде линий, в действительности речь идет о сложных узлах, конкретное выполнение которых известно конструкторам коробок передач. В промежуточном пространстве между опорным узлом 10 и опорным корпусом 12 расположены цепочки колес, описание которых будет приведено ниже. 10 В опорном узле установлены с помощью соответствующих опорных блоков 14, 16 валы 18, 20 двух гидростатов 22, 24. Гидростаты представляют собой регулировочный насос 22 и двигатель 24 постоянной мощности. Оба гидростата 22, 24 соединены друг с другом обычным образом через выполненные с возможностью поворота относительно друг друга, имеющие форму кривошипа гидравлические магистрали 26, которые соединены друг с другом с помощью поворотного прохода 27 и через опорные элементы 28, 30 опираются с возможностью поворота на опорный узел 10. Для поворота регулировочного насоса 22 служит электромотор 32, выходной вал которого через цепочку 34 колес воздействует на поворотную часть гидравлической магистрали 26. Для поворота можно использовать также не изображенный гидростатический регулировочный блок. Входной вал 36 опирается через опорный блок 38 на опорный узел 10. Входной вал 36 можно с помощью фланца соединять со стороны привода с не изображенным приводным двигателем или же с расположенными на стороне входа составными частями ветви привода. Валы 18, 20 гидростатов 22, 24 и входной вал 36 проходят параллельно друг другу. Относительное положение осей валов показано на фиг. 4. В первом опорном блоке 42 опорного узла 12 установлен с возможностью вращения механический выходной вал 44. Этот выходной вал может быть валом 18 регулировочного насоса. Однако выходной вал 44 может быть также валом, расположенным на одной линии с валом 18 регулировочного насоса, который соединен с геометрическим замыканием с валом 18 с помощью не изображенного торцевого фланца. Выходной вал 44 несет насосное зубчатое колесо 46. Во втором опорном блоке 48 опорного узла 12 установлен с возможностью вращения гидравлический выходной вал 50. Этот выходной вал может быть валом 20 двигателя постоянной мощности. Однако выходной вал 50 может быть также валом, расположенным на одной линии с валом 20 двигателя постоянной мощности, который соединен с геометрическим замыканием с валом 20 с помощью не изображенного торцевого фланца. Выходной вал 50 несет моторное зубчатое колесо 52. В третьем опорном блоке 54 опорного узла 12 установлен с возможностью вращения выполненный в виде полого вала гидравлический выходной вал 56. Этот полый выходной вал 56 несет выходное зубчатое колесо 58, которое находится в зацеплении с моторным зубчатым колесом 52 и образует с ним выходную цепочку колес. Внутри полого выходного вала 56 через два опорных блока 60, 62 установлен с возможностью вращения механический выходной вал 64. Этот выходной вал 64 может быть продол 11 жением входного вала 36. Однако выходной вал 64 может быть также валом, расположенным на одной линии с входным валом 36, который соединен с геометрическим замыканием с валом 36 с помощью не изображенного торцевого фланца. Выходной вал 36 несет входное зубчатое колесо 66, которое находится в зацеплении с насосным зубчатым колесом 46 и образует с ним входную цепочку колес. Свободные концы обоих механических входных валов 44, 64 и обоих гидравлических выходных валов 50, 56 имеют торцевые соединения 45, 65, 51, 57, с помощью которых можно выполнять соединение с валами не изображенного механического модуля коробки передач. Схематично показаны датчики 68, 70 скорости вращения, которые обычным образом измеряют скорости вращения насосного зубчатого колеса 46 и зубчатого колеса 52 двигателя и передают соответствующие сигналы в не изображенный блок управления коробки передач. Из величин измерения скорости вращения можно с учетом передаточных отношений цепочек колес 46, 66 и 52, 58 вычислять также скорости вращения входного вала 36 и выходных валов 56, 64. Указанные конструктивные части находятся в выполненном в форме горшка картере 72 коробки передач, который имеет кожух 74 картера, нижний фланец 76 и кольцевой фланец 78. Опорный блок 10 опирается через три равномерно распределенных по периметру виброгасительных элемента 80, из которых два изображены, на кожух 74 картера. Через другой виброгасительный элемент 82 на нижний фланец 76 опирается опорный блок 84 входного вала 36. Виброгасительные элементы являются предлагаемыми в торговле деталями. На наружной стороне нижнего фланца 76 укреплена клапанная коробка 86, в которой расположены все устройства управления потоком масла, включая масляные фильтры, не изображенного автомобиля. Поток мощности через показанное на фиг. 1 гидростатическое устройство проходит следующим образом. Не изображенный приводной двигатель автомобиля через фланец 40 приводит во вращение входной вал 36. Он отдает механическую составляющую мощности непосредственно на выходной вал 64. Другая механическая составляющая мощности передается через входную цепочку 66, 46 колес, с одной стороны, на регулировочный насос 22, а с другой стороны, на выходной вал 44. Приводимый гидравлически через регулировочный насос 22 двигатель 24 постоянной мощности отдает через свой вал 20 гидравлическую составляющую мощности на выходной вал 50. Кроме того, вал 20 двигателя постоянной мощности передает через выходную цепочку колес 52, 58 гидравлическую составляющую мощности на выходной полый вал 56. 12 Показанные на фиг. 2 и 3 гидростатические устройства во многих деталях аналогичны показанному на фиг. 1 гидростатическому устройству. Поэтому одинаковые или аналогичные детали обозначены одинаковыми цифровыми позициями. Однако в этом случае гидростатический двигатель 24 выполнен не в виде двигателя постоянной мощности, как на фиг. 1, а в виде регулировочного двигателя. В показанном на фиг. 2 гидростатическом устройстве входной вал выполнен в виде полого вала, который через опорный блок 102 опирается на опорный узел 10, а через опорный блок 104 - на опорный корпус 12, и приводится во вращение от не изображенного механического модуля коробки передач. Входной вал 106 коробки передач проходит через гидростатическое устройство и, в противоположность показанному на фиг. 1 входному валу 36, не отдает мощность в гидравлическое устройство. Входной вал 106 коробки передач проходит концентрично внутри входного полого вала 100. Входной полый вал 100 несет установленное без возможности прокручивания входное зубчатое колесо 108, которое находится в зацеплении с насосным зубчатым колесом 46 и образует входную цепочку колес. Свободные концы входного вала 106 коробки передач, входного полого вала 100, механического выходного вала 44 и гидравлического выходного вала 50 имеют торцевые соединения 107, 101, 45, 51, с помощью которых можно создавать соединения с не изображенной механической ветвью коробки передач.Поток мощности проходит через изображенный на фиг. 2 гидростатический блок следующим образом. Не изображенный приводной двигатель автомобиля приводит во вращение через фланец 40 входной вал 106 коробки передач, который без разветвления потока мощности проходит через гидростатическое устройство и отдает через торцевое соединение 107 мощность в не изображенную механическую ветвь коробки передач. Один вал механической ветви коробки передач соединен через торцевое соединение 101 с входным валом 100 и отдает через входную цепочку 108, 46 колес мощность, с одной стороны, в регулировочный насос 22, а с другой стороны, на выходной вал 44. Приводимый гидравлически в действие регулировочным насосом 22 двигатель 24 постоянной мощности отдает через свой вал 20 гидравлическую мощность на выходной вал 50, а через торцевое соединение 51 - в не изображенный механический модуль коробки передач. В показанном на фиг. 3 гидростатическом устройстве входной вал 106 коробки передач и входной полый вал 100 выполнены аналогично фиг. 2 и проходят концентрично друг другу. Один конец приводимого во вращение механической ветвью коробки передач входного поло 13 го вала 100 опирается через опорный блок 102 на опорный узел 10. Согласно фиг. 3 входной полый вал 100 проходит внутри гидравлического выходного полого вала 110, который через опорный блок 112 опирается с возможностью вращения на опорный корпус 12. Входной полый вал 100 несет установленное без возможности прокручивания входное зубчатое колесо 108, которое находится в зацеплении с насосным зубчатым колесом 46 и образует входную цепочку колес. Вал 20 двигателя несет зубчатое колесо 52 двигателя, которое находится в зацеплении с выходным зубчатым колесом 58 гидравлического выходного полого вала 110 и образует выходную цепочку колес. Свободные концы входного вала 106 коробки передач, входного полого вала 100, механического выходного вала 44 и обоих гидравлических выходных валов 50, 100 имеют торцевые соединения 107, 101, 45, 51, 111, с помощью которых можно создавать соединения с валами не изображенного механического модуля коробки передач. Поток мощности через показанное на фиг. 3 гидростатическое устройство проходит следующим образом. Не изображенный приводной двигатель автомобиля приводит во вращение через фланец 40 входной вал 106 коробки передач, который без разветвления потока мощности проходит через гидростатическое устройство и отдает мощность в не изображенную механическую ветвь коробки передач. Один вал механической ветви коробки передач соединен через торцевое соединение 101 с входным валом 100 и отдает через входную цепочку 108, 46 колес механическую мощность, с одной стороны, в регулировочный насос 22, а с другой стороны, на выходной вал 44. Приводимый гидравлически в действие регулировочным насосом 22 двигатель 24 постоянной мощности отдает через свой вал 20 гидравлическую составляющую мощности на выходной вал 50, а через выходную цепочку 52,58 отдает гидравлическую мощность на выходной полый вал 110. На фиг. 5 показана так называемая коробка передач с разветвлением скорости, которая имеет выполненное согласно фиг. 2 гидростатическое устройство А, саму по себе известную планетарную суммирующую передачу В и саму по себе известную переключаемую передачу С. Проходящий через гидростатическое устройство А и планетарную суммирующую передачу В входной вал 106 коробки передач приводит в действие планетарную суммирующую передачу В и через выход 104 - не изображенный вал отбора мощности. Планетарная суммирующая передача В отдает механическую мощность через входной полый вал 100 в гидростатическое устройство А. Гидравлический выходной вал 50 гидростатического устройства А соединен с зубчатым колесом 116, которое находится в за 004115 14 цеплении с выходным зубчатым колесом 118 планетарной суммирующей передачи В и выполняет суммирование механической и гидравлической составляющих мощности. С помощью переключаемой передачи С можно обычным образом выполнять переключение между двумя группами. Общая мощность коробки передач через коническое зубчатое колесо 119 передается в не изображенный дифференциал. Механический выходной вал 44 гидростатического устройства А является согласно фиг. 5 свободным. Через него можно приводить в действие не изображенный потребитель мощности автомобиля,например масляный насос коробки передач. На фиг. 6 показана так называемая коробка передач с разветвлением крутящего момента,которая имеет выполненное согласно фиг. 1 гидростатическое устройство А, планетарный валок В, саму по себе известную реверсивную передачу D и саму по себе известную переключаемую передачу С. Проходящий через гидростатическое устройство А и планетарный валок В входной вал 36 приводит во вращение входное зубчатое колесо 66 гидростатического устройства А и через выход 120 - не изображенный вал отбора мощности. Гидростатическое устройство А отдает через выходной вал 44 механическую мощность, а через выходной полый вал 56 - гидравлическую мощность в планетарный валок В, который обычным образом суммирует составляющие мощности и обеспечивает переключение между различными рабочими диапазонами. С помощью расположенной за ним реверсивной передачи D можно выполнять переключение между движением передним ходом и задним ходом. С помощью переключаемой передачи С можно обычным образом выполнять переключение между двумя группами. Гидравлический выходной вал 50 гидростатического устройства А является согласно фиг. 6 свободным. На фиг. 7 показана так называемая смешанная коробка передач, которая имеет выполненное согласно фиг. 3 гидростатическое устройство А, саму по себе известную планетарную суммирующую передачу В и саму по себе известную переключаемую передачу С. Проходящий через гидростатическое устройство А и планетарную суммирующую передачу В входной вал 106 коробки передач приводит в действие планетарную суммирующую передачу В и через выход 122 - не изображенный вал отбора мощности. Планетарная суммирующая передача В отдает механическую мощность через входной полый вал 100 в гидростатическое устройство А. Гидравлический выходной полый вал 110 гидростатического устройства А служит в качестве гидравлического входного вала для планетарной суммирующей передачи В, в которой выполняется суммирование механической и гидравлической составляющих мощности. Планетарная суммирующая передача В отдает свою 15 выходную мощность через выходной полый вал 124 в переключаемую передачу, которую можно обычным образом переключать между двумя группами. Общая мощность коробки передач через коническое зубчатое колесо 119 передается в не изображенный дифференциал. Механический выходной вал 44 и гидравлический выходной вал гидростатического устройства А являются согласно фиг. 5 свободными. Через них можно при необходимости приводить в действие не изображенный потребитель мощности автомобиля. Показанные на фиг. 1-3 варианты выполнения гидростатического устройства имеют лишь незначительные различия. С помощью простых мер можно выполнять перестройку из одного варианта в другой вариант. Для этого необходимо лишь отсоединить опорный корпус 12 с соответствующими валами и цепочками колес от опорного узла 10 и смонтировать соответствующие другие валы и цепочки колес. Хотя изобретение описано с помощью только нескольких примеров выполнения, для специалистов в данной области техники в свете приведенного выше описания, а также чертежей становятся очевидными различные альтернативные решения, модификации и варианты выполнения, которые входят в объем данного изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гидростатическое устройство для гидростатно-механической коробки передач с разветвлением потока мощности сельскохозяйственного или промышленного грузового транспортного средства, содержащее по меньшей мере два гидростата (22, 24), которые выполнены в виде гидростатически соединенных друг с другом регулировочного насоса (22) и гидростатического двигателя (24) и имеют направленные параллельно друг другу валы (18, 20), входной вал (36, 100), который соединен с валом (18) регулировочного насоса (22), и по меньшей мере два направленных параллельно друг другу выходных вала (44, 50, 56, 64, 110), из которых по меньшей мере один выходной вал (44, 64) приводится во вращение механически и по меньшей мере один выходной вал (50, 56, 110) гидравлически, отличающееся тем, что предусмотрена выполненная с возможностью установки в картере (72) коробки передач монтажная рама (10, 12), на которую через опорные блоки (14, 16, 42, 48) опираются с возможностью вращения валы (18, 20) гидростатов (22,24) и на которую опираются регулировочные устройства гидростатов (22, 24), что входной вал (36, 100) и выходные валы (44, 50, 56, 64,110) гидростатического устройства через по меньшей мере один опорный блок (38, 102, 104) опираются с возможностью вращения на монтажную раму (10, 12) и что монтажная рама (10, 004115 16 12) с гидростатами (22, 24), входным валом (36,100), выходными валами (44, 50, 56, 64, 110) и опорными блоками (14, 16, 38, 42, 48, 54, 102,104, 112) выполнена в виде предварительно монтируемого работоспособного гидростатического узла. 2. Гидростатическое устройство по п.1, отличающееся тем, что через монтажную раму(10, 12) проходит по меньшей мере один участок приводимого во вращение приводным двигателем входного вала (106) коробки передач. 3. Гидростатическое устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что входной вал (36) гидростатического устройства является приводимым во вращение приводным двигателем входным валом коробки передач или находится с входным валом коробки передач на одной линии и соединен с ним без возможности прокручивания. 4. Гидростатическое устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что входной вал (100) гидростатического устройства выполнен с возможностью соединения с выходным валом узла планетарной передачи. 5. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что входной вал гидростатического устройства выполнен в виде полого вала (100) и расположен концентрично проходящему внутри полого вала (100), приводимому во вращение приводным двигателем входным валом (106) коробки передач. 6. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что опирающийся на монтажную раму (10, 12) входной вал (36,100) гидростатического устройства соединен через цепочку колес (66, 46; 108, 46) с валом(18) регулировочного насоса (22). 7. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что по меньшей мере один выходной вал выполнен в виде полого вала (56, 110). 8. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что входные валы(36, 100) и выходные валы (44, 50, 56, 64, 100) направлены параллельно валам (18, 20) гидростатов (22, 24) и что выходные валы (44, 50, 56,64, 110) выходят на одной стороне гидростатического устройства. 9. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что по меньшей мере один выходной вал (64) расположен коаксиально входному валу (36) и соединен с ним без возможности прокручивания. 10. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что один выходной вал (56, 100) расположен коаксиально входному валу (36, 100) и с возможностью вращения относительно него. 11. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что вал (18,20) гидростата (22, 24) соединен через цепочку колес (52, 58) с выходным валом (56, 110). 12. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что по меньшей мере один выходной вал (44, 50) расположен коаксиально валу (18, 20) гидростата (22,24) и соединен с ним без возможности прокручивания. 13. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-12, отличающееся тем, что выходной вал (100) и/или выходные валы (44, 50, 56, 64,110) имеют зубчатые торцевые соединения (45,51, 57, 65, 111) для соединения без возможности прокручивания со смежными элементами приводной ветви. 14. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-13, отличающееся тем, что монтажная рама имеет по меньшей мере один опорный узел (10) и выполненный с возможностью закрепления на нем опорный корпус (12) и что валы (18, 20) гидростатов (22, 24), а также при необходимости входной вал (36, 100) и/или по меньшей мере один выходной вал (44, 50) опираются как на опорный узел (10), так и на опорный корпус (12). 15. Гидростатическое устройство по п.14,отличающееся тем, что в промежуточном пространстве между опорным узлом (10) и опорным корпусом (12) расположена по меньшей мере одна цепочка колес (66, 46; 58, 52; 108, 46; 112, 46), которые для передачи крутящего момента установлены с возможностью соединять по меньшей мере входной вал (36, 100) с валом(18) выполненного в виде регулировочного насоса (22) гидростата и/или для передачи крутящего момента установлены с возможностью соединять по меньшей мере один выходной вал(56, 110) с валом (20) выполненного в виде гидромотора (24) гидростата. 16. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-15, отличающееся тем, что предусмотрены датчики (68, 70) скорости вращения для непосредственного или косвенного измерения скорости вращения входного вала (56, 100),соответственно по меньшей мере одного выходного вала (44, 50, 56, 110). 17. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-16, отличающееся тем, что предусмотрен картер (72) коробки передач, в котором расположены монтажная рама (10, 12) и при необходимости опорный блок (84) входного вала (36) и/или опорный блок (84) входного вала(106) коробки передач и/или опорный блок по меньшей мере одного выходного вала гидростатического устройства с демпфированием вибраций. 18. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-17, отличающееся тем, что монтажная рама (10, 12) установлена в выполненном,по существу, в форме горшка, открытым в одну сторону картере (72) коробки передач, при этом входной вал (36, 106) коробки передач опирается на нижний фланец (76) выполненного в форме горшка картера (72) коробки передач, а свободные концы (45, 51, 57, 65, 111) выходных валов (44, 50, 56, 60, 110) расположены на открытой стороне. 19. Гидростатическое устройство по любому из пп.17 или 18, отличающееся тем, что картер (72) коробки передач выполнен с возможностью герметизации относительно смежных узлов и что предусмотрен собственный гидравлический контур для расположенных в картере(72) коробки передач составных частей. 20. Гидростатическое устройство по любому из пп.17-19, отличающееся тем, что предусмотрено гидравлическое снабжение при необходимости с насосом, жидкостным фильтром и радиатором, которые выполнены с возможностью крепления на монтажной раме (10, 12) или картере (72) коробки передач или интегрированы в нем и которые служат для поддерживания циркуляции жидкости в картере коробки передач. 21. Гидростатическое устройство по любому из пп.1-20, отличающееся тем, что по меньшей мере одна соединяющая гидростаты (22,24) гидравлическая магистраль установлена в виде кривошипа на монтажной раме (10, 12) и содержит поворотный проход (27).

МПК / Метки

МПК: F16H 47/04

Метки: гидростатическое, гидростатно-механической, потока, разветвлением, устройство, передач, коробки, мощности

Код ссылки

<a href="http://easpatents.com/11-4115-gidrostaticheskoe-ustrojjstvo-dlya-gidrostatno-mehanicheskojj-korobki-peredach-s-razvetvleniem-potoka-moshhnosti.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Гидростатическое устройство для гидростатно-механической коробки передач с разветвлением потока мощности</a>

Похожие патенты