ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД
DIFFERENTIAL HYDRO-MECHANICAL DRIVE

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве бесступенчатой коробки передач транспортного средства, в частности, в автомобильной и дорожно-строительной технике.
Известна регулируемая гидромеханическая передача для транспортного средства (см. патент RU №2230246, опубл. 2004 г. 10.06.04 г. бюл. №16), содержащая входной вал и выходной вал для соединения с двигателем и движителем транспортного средства, промежуточный вал, дифференциальный механизм, зубчатую передачу и гидравлически связанные между собой реверсивный регулируемый гидронасос, ротор которого посажен на входном валу, и реверсивный нерегулируемый гидромотор, расположенный соосно на промежуточном валу, на роторе которого жестко закреплено корончатое колесо дифференциального механизма. Регулирование скорости в выбранном диапазоне осуществляется увеличением подачи гидронасоса к ротору гидромотора, который вместе с закрепленным на нем эпициклом дифференциала вращается в ту же сторону, что и проходящий через ротор гидромотора промежуточный вал, обеспечивая при этом реверс передачи и неподвижное состояние транспортного средства.
Недостатком данной конструкции является соосное расположение гидромотора на промежуточном валу с солнечной шестерной дифференциального механизма. Кроме того, расположение промежуточного вала внутри ротора гидромотора приводит к усложнению конструкции, увеличению трудоемкости при изготовлении, сборке и соответственно увеличению его стоимости.
Известна гидромеханическая трансмиссия, имеющая механическую и гидростатическую ветви (см. патент RU №2328641, опубл. 21.01.06 бюл. №3) и содержащая входной и выходной валы для соединения с двигателем и движителем, два гидромотора, сообщающиеся по жидкости, механическую трансмиссию, состоящую из планетарного механизма, включающего в себя три планетарных ряда, четыре муфты сцепления и тормоз для реализации реверса. Гидромеханическая трансмиссия воспроизводит четыре режима с передней скоростью и два режима заднего хода, обеспечивая при этом бесступенчатое регулирование скорости в интервале между наибольшей скоростью заднего хода и наибольшей скоростью движения вперед, т.е. в пределах диапазона реализуемых ею скоростей. Регулирование происходит таким образом, что увеличение рабочего объема первого гидромотора уменьшает рабочий объем второго гидромотора и увеличивает его скорость и наиборот.
Эта гидромеханическая передача наиболее близка по технической сущности и выбрана в качестве прототипа. Недостатками такой гидропередачи являются сложность ее конструкции и управления.
От этих недостатков свободно предлагаемое изобретение.
Изобретение решает задачу создания регулируемого гидромеханического привода более упрощенной конструкции и повышенной надежности. При этом достигается следующий технический результат: обеспечивается широкий диапазон изменения скорости вращения выходного вала привода при непрерывном вращении двух гидромоторов в одинаковом направлении вплоть до полной остановки выходного вала с последующим плавным изменением направления вращения этого вала, в зависимости от соотношения угловых скоростей двух входных валов гидромоторов.
Указанный технический результат достигается тем, что дифференциальный гидромеханический привод, содержащий два гидромотора, входные и выходной валы, снабжен дифференциальным редуктором, который выполнен сдвоенным, имеет общий блок сателлитов и передающий крутящий момент на выходной вал и в котором за счет бесступенчатого изменения соотношения угловых скоростей валов гидромоторов, вращающихся в одинаковом направлении, происходит бесступенчатое изменение угловой скорости выходного вала привода, вплоть до его полной остановки и плавного реверса вращения от нее.
Признаки, отличающие предлагаемый дифференциальный гидромеханический привод от наиболее близкого, - наличие сдвоенного дифференциального редуктора, имеющего общий блок сателлитов и нереверсивное, в одинаковом направлении соосное вращение роторов гидромоторов.
Отличительные признаки являются новыми и соответствуют критерию «новизна». Эти признаки обуславливают широкий диапазон угловой скорости выходного вала привода, обеспечивая при этом диапазон передаточных отношений гидромеханической передачи от прямой передачи до остановки и заднего хода.
При изучении других известных решений в этой области признаки, отличающие заявляемое решение, не были выявлены. Что обеспечивает изобретению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемый дифференциальный гидромеханический привод представлен на чертеже.
Дифференциальный гидромеханический привод состоит из водила 1, входных валов 2 и 3, выходного вала 4, соосных блоков зубчатых колес 5 и 6, зубчатых колес 7 и 8, общего блока сателлитов 9 и двух регулируемых нереверсивных гидромоторов 10 и 11.
Гидромеханический привод работает следующим образом. Два входных вала 2 и 3 передают вращение от двух регулируемых нереверсивных гидромоторов 10 и 11 двум зубчатым колесам 7 и 8. Соосные блоки зубчатых колес 5 и 6 передают вращение от двух входных валов 2 и 3 общему блоку сателлитов 9. Вращение от общего блока сателлитов передается на выходной вал, проходящий внутри соосных блоков 5 и 6, при помощи водила 1, жестко связанного с выходным валом.
При постоянном вращении только одного из гидромоторов выходная угловая скорость привода также постоянна и определяется соотношением чисел зубьев колес 5, 6, 7, 8, 9. В этом режиме можно изменять угловую скорость выходного вала изменением угловой скорости вращения этого гидромотора. Если запустить второй гидромотор в том же направлении, то при плавном увеличении его угловой скорости происходит плавное уменьшение угловой скорости выходного вала. При определенном соотношении угловых скоростей гидромоторов происходит полная остановка выходного вала привода. Если далее продолжать увеличивать соотношение угловой скорости второго гидромотора относительно первого, начинается вращение выходного вала привода в противоположную сторону, т.е. происходит реверс передачи. Регулирование реверсивного вращения заканчивается установленным или ограничивающим соотношением угловых скоростей обоих гидромоторов.
Таким образом, предлагаемый регулируемый дифференциальный гидромеханический привод для транспортного средства, реализуемый в качестве бесступенчатой коробки передач, обеспечивает широкий диапазон изменения скорости вращения выходного вала, включая смену направления вращения и его остановку.
В настоящее время на заявляемый гидромеханический привод ведется разработка конструкторской документации.