СИСТЕМА ВКЛЮЧЕНИЯ ПЕРЕДАЧ В ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ВАЛЬНОЙ КОРОБКЕ ПЕРЕДАЧ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и касается систем включения передач в гидромеханической вальной коробках передач.
Известны механические коробки передач, в которых для выравнивания скоростей соединяемых при включении передач деталей используется сцепление и синхронизаторы. (Юрковский И.М. и Толпыгин В.А. Автомобиль КАМАЗ.. - М.: ДОСААФ, 1975 с.150, рис.78 и с.167, рис.84)
Их недостатком является сложность конструкции, значительное время выравнивания оборотов, т.к. тормозной момент синхронизатора небольшой.
Известны также гидромеханические коробки передач, в которых сцепление отсутствует, а передачи включаются отдельными фрикционами для каждой из передач (Сироткин З.Л. и др. Автомобили-самосвалы и автомобили-тягачи БелАЗ. - М.: Транспорт, 1973, с.98-99, рис 64).
Недостатком таких коробок является сложность конструкции, большое количество деталей, зависимость момента трения во фрикционе от давления подаваемого в бустер фрикциона масла.
Устанавливаемый в гидромеханических коробках передач гидротрансформатор не дает полного разрыва потока мощности. На турбинный вал действует крутящий момент даже при малых оборотах, что не позволяет включить передачу в установленной за гидротрансформатором механической коробке передач. Поэтому между гидротрансформатором и коробкой передач ставится сцепление, отсоединяющее коробку передач от гидротрансформатора при включении передач, а выравнивание скоростей вращения соединяемых деталей происходит за счет трения в синхронизаторе.
Для выравнивания скоростей вращения соединяемых при включении передачи деталей, установленных на промежуточном и вторичном валах коробки передач, предлагается тормозить или разгонять промежуточный вал, так как изменить обороты соединенного с колесами автомобиля вторичного вала за короткое время, когда включается передача, невозможно. Для этого на промежуточном валу установлен тормоз, а для разгона промежуточного вала на двигателе установлено устройство, например, пневмоцилиндр для автоматического увеличения количества подаваемого в цилиндры двигателя топлива. Применение устройств для торможения и разгона промежуточного вала делает ненужными сцепление и синхронизаторы. Необходимый для торможения промежуточного вала тормозной момент в десятки раз меньше, чем крутящий момент, передаваемый сцеплением. Это еще одно преимущество предлагаемой системы.
Система включения передач в гидромеханической вальной коробке передач, содержащая рычаг переключения передач, дополнительно содержит устройство для увеличения подачи топлива в цилиндры двигателя, а также установленный
на промежуточном валу тормоз и установленные на промежуточном и вторичном валах тахогенераторы, соединенные с блоком управления, блок управления, пневмоэлектроклапаны и пневмоцилиндр.
На фиг.1 изображен общий вид гидромеханической коробки передач. На фиг.2 изображена система включения передач в вальной коробке передач с гидротрансформатором. На фиг.3 изображен вид сверху на систему включения передач в рассматриваемой коробке передач.
Система включения передач содержит тормоз 7, установленный на промежуточном валу коробки передач, пневмоэлектроклапаны 2 и 3, соединенные с электронным блоком управления 4, рычаг переключения передач 5, пневмоцилиндр 6, установленный на коробке передач, тахогенератор 7, соединенный с промежуточным валом, тахогенератор 8, соединенный с вторичным валом, пневмоэлектроклапан 9, соединенный с электронным блоком управления 4, пневмоцилиндр 10, соединенный с управлением подачей топлива в цилиндры дигателя насоса высокого давления 11.
Обеспечивающие выравнивание частоты вращения соединяемых деталей при включении передачи напряжения от тахогенераторов 7 и 8 подаются в электронный блок управления 4. Сравнением подаваемых напряжений определяется, требуется ли для выравнивания скоростей соединяемых деталей торможение промежуточного вала или его разгон.
Работа предлагаемой системы для включения передач.
Водитель переводит рычаг переключения передач 5 из нейтрального положения в положение выбранной передачи и нажимает на кнопку соответствующей передачи на панели, закрепленной на конце рычага переключения (фиг.2). Электрическая цепь этой передачи включается и происходит сравнение частоты вращения промежуточного и вторичного валов коробки передач. Промежуточный вал либо тормозится, если его скорость выше, чем требуется для включения передачи, либо разгоняется, если скорость ниже. Когда частоты вращения установленных на вторичном валу деталей включаемой передачи становятся одинаковы, из блока управления подается сигнал в пневмоэлектроклапан 2 или 3, открывающих поступление сжатого воздуха в соответствующую полость установленного на коробке передач пневмоцилиндра 6. Передача включается.
Подаваемые тахогенераторами в электронный блок управления напряжения перед включением передачи должны отличаться в число раз, равное передаточному числу включаемой передачи. Для удобства работы эти напряжения можно сравнять введением сопротивлений (своего для каждой передачи). В этом случае равенство подаваемых в блок управления напряжений наступит, когда отношение оборотов соединяемых валов становится такое, какое необходимо для включения передачи.
Выравнивание скоростей вращения соединяемых деталей вальной гидромеханической коробки передач тяжелых грузовых автомобилей торможением или разгоном промежуточного вала значительно упрощают конструкцию коробки передач, снижается стоимость ее изготовления. Так как синхронизаторы
не требуются, не ограничивается и мощность, на которую может проектироваться коробка передач.
Для включения и выключения передач используется пневмоцилиндр двустороннего действия. Поршень располагается в середине цилиндра и усилие от него могут передаваться в обе стороны. (фиг.2).
Рычаг 5 для переключения передач дает возможность включать передачи в случае выхода из строя электронной системы синхронизации. В этом случае при включении передачи на месте водитель нажатием на педаль, установленную там, где обычно находится педаль сцепления, останавливает промежуточный вал и включает передачу. При разгоне автомобиля для включения каждой следующей передачи требуется притормозить промежуточный вал нажатием на эту педаль, а для включения понижающей передачи, например, когда увеличилось сопротивление дороги, после выведения рычага переключения передач в нейтральное положение нужно нажатием на педаль подачи топлива увеличить частоту вращения промежуточного вала. Имея опыт вождения, водитель включает передачи без затруднений.
Испытания вальной коробки передач, работающей совместно с гидротрансформатором, где вместо сцепления и синхронизаторов был установлен тормоз для включения первой передачи на месте и устройство для воздействия на подачу топлива в цилиндры двигателя при включении передач в движении, показали достаточную надежность такого способа включения. Выравнивание скоростей соединяемых деталей перед включением передачи исключает рывки и дергания автомобиля, какие бывают после отпускания педали сцепления или включения фрикционов.
Система включения передач с использованием тахогенераторов и электронного блока управления позволяет быстро и плавно включать передачи в коробке передач с минимальным усилием со стороны водителя при выборе передачи, когда рычаг качается в поперечной плоскости. Само же включение передачи происходит от усилия, создаваемого пневмоцилиндром. Водитель лишь контролирует процесс включения передачи. Придерживая рычаг переключения передач, он не допускает резкого действия пневмоцилиндра. Использованием в гидромеханических коробках передач грузовых автомобилей предлагаемой системы, можно исключить из конструкции коробки передач сложные и сильно нагруженные узлы, какими являются сцепление и механические синхронизаторы. Отсутствие синхронизаторов дает возможность снять ограничения на величину мощности, на которую проектируются однопоточные коробки.