[1]Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к гидравлическим объемным трансмиссиям, и может быть использовано в многоприводных транспортных средствах.
[2]Известна гидрообъемная трансмиссия транспортной машины [1], содержащая насосную станцию, состоящую из основного и подпиточного насосов, имеющих привод от двигателя машины, гидромоторы, связанные с насосной станцией магистральными гидролиниями, образующими циркуляционный гидравлический контур, и автономный насос с электрическим приводом, полость нагнетания которого соединена с гидравлическим контуром, образованным магистральными гидролиниями, дополнительно снабженная герметичным гидробаком с устройством наполнения его воздушной полости сжатым воздухом из пневматической системы машины, содержащим запорный кран, регулятор давления сжатого воздуха в герметичном гидробаке с предохранительным клапаном и вакуумный клапан с ручным управлением для выпуска сжатого воздуха из герметичного гидробака, двухпозиционным клапаном с ручным управлением для попеременной гидравлической связи полости всасывания автономного насоса, имеющего электрический привод, с герметичным гидробаком и с устройством его заправки рабочей жидкостью, обратным клапаном, расположенным в сливной гидролинии на входе в герметичный гидробак, и запорным клапаном с ручным управлением, расположенным во всасывающей гидролинии на выходе из герметичного гидробака.
[3]Недостатком [1] является, непосредственное параллельное подключение напрямую гидромоторов одной оси к общим магистральным гидролиниям, что из-за перетечек жидкости между ними делает невозможным блокировку колес одной оси при движении по вязким грунтам и ухудшает проходимость транспортного средства.
[4]Регулирование момента гидромоторов производится только за счет изменения их рабочего объема, при этом величина момента ограничена максимальным давлением и максимальным объемом плунжерного насоса, что также ухудшает проходимость транспортного средства по вязким грунтам.
[5]Наиболее близким к заявленному техническому решению, прототипом, является многоконтурная гидрообъемная трансмиссия колесной машины [2], содержащая насосную станцию, состоящую из насосов высокого давления и подпиточных насосов, гидромоторы с регулируемым рабочим объемом для привода колес машины, связанные с насосами высокого давления магистральными гидролиниями, образующими циркуляционные гидравлические контуры, клапаны с принудительным управлением для сообщения гидравлических контуров привода крайних колес машины с гидравлическим контуром привода средних колес, причем в каждом гидравлическом контуре с магистральными гидролиниями соединены перепускные гидролинии, в которых расположены разгрузочные клапаны, у которых полость перед запорным элементом сообщена с одной из магистральных гидролиний, а полость сзади запорного элемента соединена через дроссель с той же магистральной гидролинией и через обратный клапан сообщена со сточной гидролинией, в которой расположен пилотный клапан, управляемый электрическими средствами, соединенными с источником электрического тока электрической цепью, в которой расположен коммутирующий элемент реле, соединенного с электрической цепью управления пневмоклапаном, сообщающим пневмокамеры выключения стояночного тормоза с источником сжатого воздуха, и с которой через диод соединены электрические средства изменения рабочего объема гидромоторов всех гидравлических контуров.
[6]Недостатками прототипа [2], как и в случае аналога [1], являются параллельное подключение гидромоторов непосредственно к магистральным гидролиниям и возможность регулирования момента гидромоторов только за счет изменения их рабочего объема, что в совокупности ухудшает проходимость транспортного средства по вязким грунтам.
[7]Осуществление процесса «гидравлического» торможения за счет полнопоточного дросселирования жидкости через предохранительные клапаны, настроенные на открытие при максимальном давлении, ведет к практически мгновенному возрастанию момента торможения до максимума при максимальном рабочем объеме гидромоторов, а при минимальном рабочем объеме гидромоторов невозможно получение больших тормозных моментов, что в совокупности не позволяет осуществлять процесс торможения плавно с разной интенсивностью тормозного момента.
[8]Возможное нарушение целостности магистральных гидролиний контура привода реверсивных плунжерных радиальных гидравлических мотор-колес вследствие внешнего воздействия полностью выводит из строя гидрообъемную трансмиссию по причине утечки рабочей жидкости, что ограничивает области эксплуатации многоприводного транспортного средства.
[9]Осуществление аварийной буксировки при отсутствии электрического питания двухпозиционного пилотного клапана, возможно только при нулевой подаче гидромоторов, а это за счет механических потерь приведет к перегреву гидромоторов, снижению их надежности, либо полному выходу из строя.
[10]Целью заявляемого изобретения является разработка гидрообъемной трансмиссии, повышающая проходимость многоприводного транспортного средства по вязким грунтам, обеспечивающая плавность торможения с различной интенсивностью тормозного момента, защищенная от утечек при нарушении целостности гидравлических контуров привода реверсивных плунжерных радиальных гидравлических мотор-колес и позволяющая осуществлять аварийную буксировку многоприводного транспортного средства, исключая выход из строя гидромоторов по причине их перегрева из-за отсутствия циркуляции жидкости.
[11]Цели достигают тем, что в гидрообъемной трансмиссии с объемным делителем для многоприводного транспортного средства, оборудованного стояночными тормозами, включаемыми пружинами и выключаемыми пневмокамерами, содержащей насосную станцию, состоящую из групп регулируемых насосов высокого давления и подпиточного насоса, имеющих привод от теплового двигателя, предохранительные клапаны, фильтры и теплообменный аппарат, реверсивные плунжерные радиальные гидравлические мотор-колеса с регуляторами направления вращения, связанные с регулируемыми насосами высокого давления магистральными гидролиниями для подвода и отвода рабочей жидкости и образующие несколько циркуляционных гидравлических контуров, согласно настоящему изобретению, в каждый гидравлический контур, содержащий одну группу насосов высокого давления, установлен аксиальный делитель потока, объединяющий дифференциально и гидравлически в отдельный контур несколько гидравлических контуров привода реверсивных плунжерных радиальных мотор-колес, каждый аксиальный делитель имеет дополнительно секции, содержащие пилотные клапаны с электрическим управлением, при этом одна секция, через пилотный клапан соединяет между собой общие полости для подвода жидкости каждого аксиального делителя в одну сообщающуюся линию, а другая секция, соединяет через пилотный клапан перепускными гидролиниями эти же полости со сливными магистральными гидролиниями, в конце которых расположены гидравлические краны торможения с электрическим управлением, каждый гидравлический контур привода реверсивных плунжерных радиальных мотор-колес содержит предохранительный клапан, вмонтированный в подающую гидролинию между аксиальным делителем и радиальным мотор-колесом, переливная линия которого соединена с подающей магистральной гидролинией для подвода жидкости к аксиальному делителю, и клапан перепада давлений расположенный в сливной гидролинии каждого плунжерного радиального мотор-колеса.
[12]Для осуществления аварийной буксировки многоприводного транспортного средства в каждом гидравлическом контуре привода реверсивных плунжерных радиальных мотор-колес подающая и сливная гидролинии соединены между собой через запорный элемент.
[13]Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенная гидрообъемная трансмиссия с объемным делителем для многоприводного транспортного средства имеет отличительные признаки, которые отсутствуют в аналогах. В совокупности, перечисленные отличительные существенные признаки позволяют получить новый технический результат: повысить проходимость многоприводного транспортного средства, обеспечить плавность торможения, защитить гидротрансмиссию от утечек при нарушении целостности подводящих и сливных гидролиний реверсивных плунжерных радиальных гидравлических мотор-колес и позволить осуществлять аварийную буксировку без снижения надежности гидромоторов вследствие их перегрева.
[14]Сущность изобретения поясняется гидравлической принципиальной схемой гидросистемы гидрообъемной трансмиссии (фиг. 1).
[15]Цифрами на схеме обозначены:
[16]1 - первая группа регулируемых насосов,
[17]2 - вторая группа регулируемых насосов,
[18]3 - подпиточный насос,
[19]4-6, 52 - предохранительные клапана,
[20]7 - полнопоточный напорный фильтр,
[22]9 - теплообменный аппарат,
[23]10-17 - реверсивные плунжерные радиальные гидравлические мотор-колеса,
[24]18 - регулятор направления вращения гидромоторов,
[25]19-20 - подающие магистральные гидролинии,
[26]21-24, 33-36 - подающие гидролинии,
[27]25-28, 37-40 - сливные гидролинии,
[28]29-32 - сливные магистральные гидролинии,
[29]41 - всасывающая линия,
[30]42-43 - аксиальные делители потока,
[31]44, 45 - пилотные клапаны,
[32]46 - общая полость для подвода жидкости,
[33]47 - сообщающаяся гидролиния,
[34]48, 49 - перепускные гидролинии,
[35]50, 51 - гидравлические краны торможения,
[36]53 - переливная гидролиния,
[37]54-61 - клапаны перепада давления,
[38]62 - запорный элемент,
[39]63-64 - гидроаккумуляторы,
[40]65-72 - дисковые стояночные тормоза,
[42]74-81 - пневмокамеры,
[43]82 - двухпозиционный пневмоклапан,
[44]83 - пневматическая магистраль,
[45]84 - источник сжатого воздуха.
[46]Предлагаемая гидрообъемная трансмиссия содержит насосную станцию, состоящую из двух групп 1, 2 аксиально-плунжерных насосов высокого давления с регулируемым рабочим объемом (фигура 1), и подпиточного насоса 3, имеющих совместный привод от теплового двигателя, предохранительных клапанов 4, 5, 6, полнопоточного напорного фильтра 7 и напорного фильтра 8, теплообменного аппарата 9. Реверсивные плунжерные радиальные гидромоторы 10-17 со встроенными регуляторами направления вращения 18 связаны с группами регулируемых насосов высокого давления, подающими магистральными гидролиниями 19, 20 и подающими гидролиниями 21-24 и 33-36 для подвода к моторам жидкости, а так же сливными гидролиниями 25-28 и 37-40 и сливными магистральными гидролиниями 29-32 для отвода от гидромоторов жидкости, при этом все они в совокупности образуют несколько циркуляционных гидравлических контуров. В каждый гидравлический контур групп насосов высокого давления 1, 2 установлен соответственно аксиальный делитель потока 42 и 43, который объединяет дифференциально и гидравлически в отдельные контуры, соответственно подающую магистральную гидролинию 19 с подающими гидролиниями 21-24 и сливными гидролиниями 25-28, а также подающую магистральную гидролинию 20 с подающими гидролиниями 33-36 и сливными гидролиниями 37-40.
[47]Каждый аксиальный делитель потока 42 и 43 имеет дополнительно секции, содержащие пилотные клапаны 44-45 с электрическим управлением. При этом одна секция через пилотный клапан 44 соединяет между собой общие полости для подвода жидкости 46 каждого аксиального делителя в одну сообщающуюся линию 47, а другая секция соединяет через пилотный клапан 45 перепускными гидролиниями 48, 49 эти же полости со сливными магистральными гидролиниями 29-30. Между сливными магистральными гидролиниями 29, 30 и 31, 32 расположены соответственно гидравлические краны торможения 50, 51 с электрическим управлением. Каждый гидравлический контур привода реверсивных плунжерных радиальных мотор-колес содержит предохранительный клапан 52, расположенный между аксиальным делителем и радиальным мотор-колесом, переливная линия которого соединена с подающими магистральными гидролиниями 19, 20, клапан перепада давлений 54-61, расположенный в сливной гидролинии линии каждого плунжерного радиального мотор-колеса, и запорный элемент 62, предназначенный для перепуска жидкости из подающей линии в сливную. К напорным гидролиниям 19, 20 подключены гидроаккумуляторы 63, 64, предназначенные для демпфирования пульсаций давления.
[48]Подпиточный насос 3 подает жидкость во всасывающую гидролинию 41 насосных групп 1 и 2 для компенсации утечек в гидравлических контурах гидрообъемной трансмиссии и предотвращения кавитации.
[49]В соединенных с гидромоторами механизмах привода колес расположены дисковые стояночные тормоза 65-72, замыкаемые пружинами 73 и размыкаемые пневмокамерами 74-81 соответственно. Воздушные полости указанных пневмокамер сообщены с двухпозиционным пневмоклапаном 82 пневматической магистралью 83 для их сообщения поочередно с источником 84 сжатого воздуха и с атмосферой.
[50]Предлагаемая гидрообъемная трансмиссия работает следующим образом.
[51]В исходном положении при отключенном тепловом двигателе электромагнит пневмоклапана 82 отключен, и пневмокамеры 74-81 сообщены этим пневмоклапаном с атмосферой, вследствие чего стояночные тормоза 65-72 замкнуты пружинами 73, и транспортное средство не движется. Рабочий объем секций аксиальных делителей 42, 43 установлен на максимальном значении. Гидравлические краны торможения 50, 51 находятся в закрытом положении.
[52]При пуске двигателя гидравлические краны торможения 50, 51, подачей электрического сигнала, переводятся в положение «открыто», а насосные группы 1, 2 в положение "нулевого" рабочего объема.
[53]После пуска двигателя подпиточный насос 3 нагнетает рабочую жидкость во всасывающую магистраль 41 насосных групп 1, 2, в которых, при этом устанавливается положение регулятора, соответствующее их минимальному рабочему объему и рабочая жидкость с минимальным расходом начинает циркулировать через аксиальные делители 42, 43 по подающим магистральным гидролиниям 19 и 20 соответственно, сообщающей гидролинии 47, перепускным гидролиниям 48, 49 и сливным магистральным гидролиниям 29-32 через предварительно уже открытые гидравлические краны торможения 50, 51, создавая при этом противодавление в сливных гидролиниях 25-28, 37-40. Таким образом, обеспечивается минимальное давление на выходе насосных групп 1, 2 и осуществляется разгрузка двигателя. При этом пока не будет подан управляющий электрический сигнал на клапана 45, рабочая жидкость не будет поступать к гидромоторам 10-17 через аксиальные делители потока 42, 43.
[54]Перед началом движения машины гидравлические краны торможения 50, 51 и пилотные клапаны 45 переключаются в положение «закрыто», при этом в системе повышается давление до максимального значения. Затем включают электромагнит пневмоклапана 82. При этом пневмоклапан 82 сообщает пневмокамеры 74-81 с источником сжатого воздуха 84, то есть с пневматической системой транспортного средства, в результате чего происходит размыкание пневмокамерами стояночных тормозов 65-72. Параллельно с размыканием пневмокамер стояночных тормозов 65-72, управляющий электрический сигнал переводит гидравлические краны торможения 50, 51 в позицию «открыто», обеспечивая, тем самым, циркуляцию жидкости через гидравлические мотор-колеса 10-17, сливные магистрали 29-32, полнопоточный напорный фильтр 7, теплообменный аппарат 9, всасывающую магистраль 41 насосных групп 1, 2.
[55]После начала движения транспортного средства насосные группы 1, 2 подают жидкость под высоким давлением по подающим магистральным гидролиниям 19, 20 к аксиальным делителям 42, 43, которые, в свою очередь, направляют жидкость по подающим гидролиниям 21-24 и 33-36 к гидравлическим мотор-колесам, обеспечивающим привод колес транспортного средства. Управление направлением вращения гидромоторов обеспечивается переключением позиций распределителя 18. При прямолинейном движении изменение скорости вращения гидромоторов осуществляется путем регулирования рабочего объема насосных групп 1, 2, а при маневрировании - рабочих объемов аксиальных делителей 42, 43.
[56]При движении транспортного средства по дорогам с твердым покрытием на каждое мотор-колесо приходится одинаковая нагрузка, аксиальные делители 42, 43 пропорционально разделяют потоки жидкости, поступающей по подающим гидролиниям 21-24 и 33-36 к гидравлическим мотор-колесам 10-17.
[57]При движении транспортного средства по вязким грунтам пилотные клапаны 44 закрыты, а аксиальные делители 42, 43 независимо осуществляют блокировку привода гидравлических мотор-колес 10-13 и 14-17 соответственно, таким образом, что при изменении нагрузки на одном или нескольких мотор-колесах, суммарный крутящий момент распределяется на оставшиеся мотор-колеса.
[58]Для буксировки транспортного средства с выключенным двигателем открывается запорный элемент 62, сообщая между собой магистрали высокого и низкого давления. Это обеспечивает возможность свободной циркуляции жидкости через гидромоторы 10-17 с малым перепадом давления на их входе и выходе.
[59]При остановках машины для удержания ее на месте приводят в действие стояночные тормоза 65-72, прекращая поступление электрического тока к пневмоклапану 82. Тогда пневмоклапан 82 разобщает пневмокамеры 74-81 с источником сжатого воздуха 84 и сообщает их с атмосферой по пневматической магистрали 83. Происходит замыкание стояночных тормозов посредством пружин 73, расположенных в каждой пневмокамере.
[60]Главной особенностью предлагаемой гидрообъемной трансмиссии является то, что в каждый гидравлический контур, содержащий одну группу насосов высокого давления, установлен аксиальный делитель потока 42, 43, объединяющий дифференциально и гидравлически в отдельный контур несколько гидравлических контуров привода реверсивных плунжерных радиальных мотор-колес 10-17, каждый аксиальный делитель имеет дополнительно секции, содержащие пилотные клапаны 44, 45 с электрическим управлением, при этом одна секция, через пилотный клапан 44 соединяет между собой общие полости для подвода жидкости 46 каждого аксиального делителя в одну сообщающуюся линию 47, что при закрытом положении пилотных клапанов 44 и перераспределении аксиальными делителями приводной мощности между реверсивными плунжерными радиальными мотор-колесами, позволяет повысить проходимости многоприводного транспортного средства по вязким грунтам. В конце сливных магистральных гидролиний 29-30 расположены гидравлические краны торможения 50, 51 с электрическим управлением, обеспечивающие плавность и интенсивность торможения транспортного средства, за счет регулируемого дросселирования потока жидкости. Клапан перепада давлений 54-61, расположенный в сливной гидролинии каждого плунжерного радиального мотор-колеса, обеспечивает защиту гидрообъемной трансмиссии от утечек при нарушении целостности гидравлических контуров привода реверсивных плунжерных радиальных гидравлических мотор-колес. В каждом гидравлическом контуре привода реверсивных плунжерных радиальных мотор-колес подающая и сливная гидролинии соединены между собой через запорный элемент 62, что позволяет жидкости циркулировать через гидромотор, исключая выход его из строя по причине перегрева при аварийной буксировке многоприводного транспортного средства.
[61]Таким образом, полностью решена техническая задача по разработке гидрообъемной трансмиссии, повышающей проходимость многоприводного транспортного средства по вязким грунтам, обеспечивающей плавность торможения с различной интенсивностью тормозного момента, защищенной от утечек при нарушении целостности гидравлических контуров привода реверсивных плунжерных радиальных гидравлических мотор-колес и позволяющей осуществлять аварийную буксировку многоприводного транспортного средства, исключая выход из строя гидромоторов по причине их перегрева из-за отсутствия циркуляции жидкости.
[62]Предложенная гидрообъемная трансмиссия с объемным делителем для многоприводного транспортного средства соответствует условию промышленной применимости и может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением освоенных ранее технологий.
[63]Использованные источники
[64]1. Патент РФ №2256564, МПК В60K 17/10. Приоритет от 25.12.2003. Опубликовано 20.07.2005. Описание патента.
[65]2. Патент РФ №2309056, МПК В60K 17/356. Приоритет от 06.03.2006. Опубликовано 27.10.2007. Описание патента.
