СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПЕРЕДАЧ В ТРАНСМИССИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СООТВЕТСТВУЮЩАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
CONTROL METHOD OF SWITCHING OF GEARS IN TRANSPORT VEHICLE TRANSMISSION, AND CORRESPONDING HYDRAULIC SYSTEM

Настоящее изобретение относится к трансмиссионному устройству транспортного средства, в частности инженерно-строительной техники. А именно, настоящее изобретение относится к гидравлической системе трансмиссионного устройства и способу управления с ее помощью переключением передач в трансмиссии.
Поскольку инженерно-строительная техника обычно работает при значительной нагрузке и в тяжелых условиях, особенно рельефа местности, предпочтительно, чтобы в трансмиссии инженерно-строительной техники было относительно больше передач для того, чтобы повысить эффективность ее эксплуатации. Соответственно, гидравлическая система трансмиссии обычно включает несколько, в частности два, управляющих клапана и соответственно для каждого из этих двух клапанов используется по два рычага управления. В этом случае, тот факт, что у каждого из клапанов имеется нейтральное положение, снижается эффективность работы инженерно-строительной техники, к тому же ее эксплуатация может оказаться затруднительной.
Кроме этого, при работе, особенно в условиях умеренного рельефа местности, для повышения эффективности, предпочтительно чтобы техника эксплуатировалась на относительно высоких задних передачах. Однако этому могут препятствовать относительно низкие задние передачи, что приводит к повышенному расходу энергии. Поэтому была разработана инженерно-строительная техника, в трансмиссии которой предусмотрена одна единственная задняя передача. Однако известные варианты требуют внесения существенных изменений в конструкцию трансмиссии, а их производительность также имеет ограничения.
Настоящее изобретение направлено на решение указанных выше проблем.
Согласно настоящему изобретению количество передач в трансмиссии уменьшается за счет простого изменения гидравлической системы, а не ее механической конструкции, что позволяет эксплуатировать транспортное средство в благоприятных условиях, повышая при этом эффективность его использования.
Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложен способ управления трансмиссией транспортного средства. Трансмиссия является ступенчатой трансмиссией и имеет, по меньшей мере, две задние передачи. Гидравлическая система оперативно взаимодействует с трансмиссией для управления переключением в ней передач, при этом гидравлическая система содержит источник жидкости под давлением, несколько муфт сцепления и клапан в сборе, обеспечивающий их гидравлическую связь. Способ характеризуется тем, что когда транспортному средству нужно двигаться назад, гидравлическая система, управляющая клапаном в сборе, включается таким образом, что комплект муфт сцепления из упомянутых нескольких муфт сцепления, соединенных с высшей задней передачей, взаимодействует с источником жидкости под давлением и таким образом переключает трансмиссию с нейтральной на заднюю высшую передачу.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложена гидравлическая система для трансмиссии транспортного средства. Трансмиссия является ступенчатой трансмиссией и по своей механической конструкции может переключаться, по меньшей мере, между двумя задними передачами. Гидравлическая система состоит из источника жидкости под давлением, нескольких муфт сцепления и клапана в сборе, обеспечивающего гидравлическую связь источника жидкости под давлением и упомянутых муфт сцепления, при этом клапан в сборе содержит единый клапан (картридж), передвигающийся внутри корпуса клапана. При переключении трансмиссии на заднюю передачу единый клапан перемещается таким образом, что комплект муфт сцепления упомянутых нескольких муфт сцепления, соединенных с более высокой из двух задних передач, взаимодействует с источником жидкости под давлением и таким образом переключает трансмиссию с нейтральной на заднюю высшую передачу.
Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к инженерно-строительным машинам, трансмиссия которых содержит упомянутую гидравлическую систему.
Настоящее изобретение будет подробно описано ниже вместе с предпочтительными вариантами выполнения изобретения и прилагаемыми чертежами, на которых представлено следующее:
фиг.1 - вид в перспективе примера транспортного средства;
фиг.2 - предпочтительный вариант выполнения гидравлической системы согласно настоящему изобретению;
фиг.3 - вариант выполнения гидравлической системы по фиг.2.
На фиг.1 показано в качестве примера транспортное средство 100. Транспортное средство 100 может являться инженерно-строительной машиной, грузовиком или любым мобильным транспортным средством. В качестве пояснения транспортное средство показано в виде колесного погрузчика, однако следует заметить, что настоящее изобретение применимо для любых мобильных транспортных средств.
В частности, транспортное средство 100 может содержать двигатель D и трансмиссионное устройство. Трансмиссионное устройство может содержать трансмиссию 110 и гидравлическую систему 120 для управления переключением передач в трансмиссии, функционально связанную с трансмиссией. Трансмиссия 110 может быть выполнена в виде обычной ступенчатой трансмиссии с несколькими передачами. В частности, трансмиссия 110 может быть выполнена в виде механической конструкции, как устройство, позволяющее выбирать одну из четырех передач, включая две передние передачи и две задние передачи.
На фиг.2 подробно показана гидравлическая система 120. Как известно из существующего уровня техники, гидравлическая система 120 может состоять из источника жидкости под давлением, приводимых в действие устройств и блока клапанов, гидравлически связанного с приводимыми в действие устройствами и источником жидкости под давлением. В частности, источник жидкости под давлением может содержать насос 3 для создания давления жидкости, приводимое в действие устройство может содержать муфты 11-14 сцепления для переключения скоростей за счет зацепления и расцепления соответствующих передач в трансмиссии, а блок клапанов может представлять собой распределитель 2. Гидравлическая система 120 также может обычно иметь источник пониженного давления для хранения запаса жидкости, например маслосборник 51. Жидкость может быть специальной гидравлической жидкостью, моторным маслом, трансмиссионным маслом или любой другой жидкостью из известного уровня техники.
В настоящем варианте выполнения изобретения приводимые в действие гидравлической системой 120 устройства содержат первую муфту 11 сцепления, вторую муфту 12 сцепления, третью муфту 13 сцепления и четвертую муфту 14 сцепления. Как видно из таблицы 1, трансмиссия 110 переключается на переднюю низшую передачу, если одновременно включаются вторая и четвертая муфты 12, 14 сцепления, на переднюю высшую передачу, если одновременно включаются вторая и третья муфты 12, 13 сцепления, на заднюю низшую передачу, если одновременно включаются первая и четвертая муфты 11, 14 сцепления и переключается на заднюю высшую передачу, если одновременно включаются первая и третья муфты 11, 13. Здесь следует заметить, что количество и режим работы муфт сцепления ни в коем случае не ограничиваются данным примером и могут меняться в зависимости от конструкции конкретной трансмиссии.
Таблица 1
Первая муфта 11 сцепления
Вторая муфта 12 сцепления
Третья муфта 13 сцепления
Четвертая муфта 14 сцепления
Передняя высшая передача (F2)
Х
Х
Передняя низшая передача (F1)
Х
Х
Нейтраль (N)
Задняя низшая передача (R1)
Х
Х
Задняя высшая передача (R2)
Х
Х
Символ «x» в таблице означает, что включена соответствующая передача. Как показано на фиг.2, насос 3, приводимый в действие двигателем D, имеет гидравлическую связь с распределителем 2 по линии 40 для подачи в последний жидкости под давлением. Распределитель 2, в свою очередь, имеет гидравлическую связь с муфтами сцепления 11, 12, 13 и 14 соответственно по линиям 41, 42, 43 и 44 таким образом, чтобы включать соответствующие муфты сцепления путем подачи в них жидкости под давлением. Что касается первой муфты 11 сцепления, которая связана только с задними передачами трансмиссии, то линия 41, обеспечивающая гидравлическую связь с первой муфтой 11 сцепления, имеет ответвление к баку 52, расположенному перед муфтой 11 сцепления. Аналогичным образом линия 42, обеспечивающая гидравлическую связь со второй муфтой 12 сцепления, которая сопряжена только с передними передачами трансмиссии, имеет ответвление к баку 52, расположенному перед муфтой 12 сцепления.
Согласно настоящему изобретению, число передач в трансмиссии 110 можно менять, в частности уменьшать за счет изменения гидравлической системы 120, не затрагивая при этом механическую конструкцию трансмиссии 110. В частности, изменение гидравлической системы заключается в том, что несколько, а именно два золотника, для изменения направления и скорости в распределителе 2 заменяются на объединенный золотник 21. Таким образом, отдельные муфты сцепления перестают работать одновременно за счет прекращения одновременной подачи на них жидкости под давлением и, следовательно, соответствующая передача трансмиссии 120 не используется.
Как показано на фиг.2, в предпочтительном варианте выполнения изобретения объединенный золотник 21 может быть выполнен в виде четырехпозиционного золотника с положениями F2, F1, N и R2. Когда четырехпозиционный объединенный золотник 21 находится в первом положении F2, первая и четвертая муфты 11 и 14 сцепления сообщаются с маслосборником 51 с пониженным давлением по соответствующим линиям 41 и 44 через объединенный золотник 21, тогда как вторая и третья муфты 12 и 13 гидравлически связаны с насосом 3 по соответствующим линиям 42 и 43, а также через объединенный золотник 21 по линии 40, и поэтому вторая и третья муфты 12, 13 сцепления включаются посредством подачи жидкости под давлением приводя в зацепление соответствующие механизмы трансмиссии 110, при этом трансмиссия 110 переключается на переднюю высшую передачу. Когда объединенный золотник 21 находится во втором положении F1, первая и третья муфты 11, 13 сцепления сообщаются с поддоном картера 51, тогда как вторая и четвертая муфты 12, 14 сцепления включаются посредством подачи жидкости под давлением, проходящей через насос 3, обеспечивая переключение трансмиссии на переднюю низшую передачу. Когда объединенный золотник 21 находится в третьем положении, т.е. нейтрали, N, все муфты сцепления 11-14 сообщаются с поддоном картера 51, это означает, что ни одну из муфт сцепления включить нельзя и трансмиссия 110 переключается на нейтраль. Наконец, когда объединенный золотник 21 находится в четвертом положении R2, как показано на чертеже, вторая и четвертая муфты 12, 14 сцепления сообщаются с маслосборником 51, тогда как первая и третья муфты 11, 13 гидравлически связаны с насосом 3 и одновременно включаются подачей жидкости под давлением, обеспечивая переключение трансмиссии 110 на заднюю высшую передачу.
Таким образом, количество передач в трансмиссии 110 уменьшается с четырех до трех, поскольку первая и четвертая муфты сцепления 11, 14 не могут сообщаться с насосом 3 одновременно, а следовательно, не могут включаться одновременно, что исключает использование задней низшей передачи.
Здесь следует учесть, что, несмотря на то, что в представленном варианте выполнения изобретения распределитель 2 показан как четырехпозиционный шестиходовой распределитель, его конструкция не ограничивается подобным выполнением, можно использовать любые подходящие конструкции, обеспечивающие прекращение подачи жидкости под давлением на определенные муфты сцепления. Более того, несмотря на то, что в описанном выше варианте выполнения изобретения исключается использование задней низшей передачи за счет прекращения одновременной подачи жидкости под давлением на первую и четвертую муфты сцепления, можно также исключать использование любых других передач за счет прекращения подачи жидкости под давлением на соответствующие муфты сцепления.
На фиг.3 в гидравлической системе предпочтительно использовать распределитель 22, включаемый при нажатии на тормоз. В частности, распределитель 22 может располагаться в линиях 41, 42, между объединенным золотником 21 и муфтами сцепления 11, 12 таким образом, чтобы, по меньшей мере, влиять на взаимодействие между первой и второй муфтами 11,12 сцепления и источником жидкости под давлением, т.е. насосом 3.
Как показано на фиг.3, согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения распределитель 22 может быть выполнен в виде трехходового пневматического золотника с двумя положениями, распределитель включается сжатым воздухом А из тормозного клапана. Когда двухпозиционный распределитель 22 находится в первом положении Р1, первая и вторая муфты 11, 12 сцепления сообщаются с объединенным золотником 21 через распределитель 22 и соответствующие линии 41,42, и таким образом муфты сцепления работают в обычном режиме. После того как двухпозиционный распределитель 22 включается сжатым воздухом А из тормозного клапана и переключается во второе положение Р2, муфты 11, 12 сцепления начинают сообщаться с маслосборником 51, заставляя трансмиссию 110 переключаться в нейтраль.
Поскольку распределитель 2 содержит объединенный золотник 21, для переключения распределителя в разные положения можно использовать один рычаг управления 6, что упрощает переключение скоростей.
Функционирование настоящей гидравлической системы будет описано ниже применительно к трансмиссии с двумя передними передачами и двумя задними передачами.
Начиная с нейтрального положения четырехпозиционного объединенного золотника 21, показанного на фиг.3, где все четыре муфты 11, 12, 13 и 14 сцепления сообщаются с маслосборником 51 с пониженным давлением, а трансмиссия соответственно находится в нейтрали, объединенный золотник 21 переключается во второе положение F1 посредством рычага управления 6, обеспечивая связь с насосом 3 второй и четвертой муфт 12 и 14 сцепления, включаемых подачей жидкости под давлением, проходящей через насос 3, таким образом механизмы, связанные с переключением трансмиссии 110 на переднюю низшую передачу, приводятся в зацепление, обеспечивая переключение трансмиссии 110 на переднюю низшую передачу.
Если транспортному средству нужно увеличить скорость, объединенный золотник 21 переводится в первое положение F2 посредством рычага управления 6, обеспечивая связь второй и третьей муфт 12 и 13 сцепления с насосом 3 и их включение подачей жидкости под давлением, таким образом механизмы, связанные с передней верхней передачей трансмиссии 110, приводятся в зацепление, обеспечивая переключение трансмиссии 110 на переднюю высшую передачу.
Если транспортному средству нужно двигаться назад, объединенный золотник 21 на фиг.3 переводится вправо посредством рычага управления 6, непосредственно переключаясь в четвертое положение R2 из нейтрального положения, первая и третья муфты 11 и 13 сцепления включаются подачей жидкости под давлением, проходящей через насос 3, приводя в зацепление механизмы, обеспечивающие включение задней высшей передачи и позволяющие тем самым трансмиссии 110 переключаться на заднюю высшую передачу непосредственно из нейтрали.
Кроме этого, между четырехпозиционным объединенным золотником 21 и муфтами 11 и 12 сцепления находится двухпозиционный распределитель 22, включаемый сжатым воздухом из тормозного клапана. В дальнейшем, при нормальной работе транспортного средства распределитель 22 находится в первом положение Р1, обеспечивая нормальную работу гидравлической системы, при торможении транспортного средства распределитель 22 переключается сжатым воздухом во второе положение Р2, препятствуя поступлению жидкости под давлением в муфты 11 и 12 сцепления, в результате этого задействовать ни один из механизмов трансмиссии 110 становится невозможно, т.е. трансмиссия переключается в нейтраль.
Согласно настоящему изобретению неиспользуемые передачи трансмиссии можно отключать за счет изменения гидравлической системы, а не ее механической конструкции, что позволяет использовать транспортное средство в легких условиях эксплуатации. Изменения просты и экономически целесообразны. В частности, поскольку для переключения направления и скорости движения в гидравлической системе обычно используются два имеющихся клапана, в настоящем варианте выполнения изобретения они заменяются на объединенный клапан, для переключения скоростей достаточно единого рычага управления, что повышает эффективность эксплуатации транспортного средства.
Транспортное средство согласно заявленному изобретению может обеспечивать топливную экономичность за счет сокращения ненужных передач в трансмиссии. Кроме этого, работа трансмиссии в транспортном средстве может быть более эффективной, чем в известных конструкциях, где число передач уменьшается за счет изменения механической конструкции трансмиссии.
Следует учесть, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается приведенными примерами вариантов выполнения изобретения, подробно описанными выше. Специалистам в данной области будет очевидно, что можно производить различные модификации и вариации, не выходя за рамки и следуя сущности данного изобретения. Согласно настоящему изобретению способ и система могут быть использованы в любых транспортных средствах, а технические признаки, раскрытые в настоящем изобретении, возможны в любых сочетаниях.