ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ С ДВОЙНЫМ СЦЕПЛЕНИЕМ
ELECTROHYDRAULIC CONTROL SYSTEM FOR GEARBOX WITH DUAL CLUTCH

Техническое решение относится к трансмиссиям транспортных средств. Оно касается электрогидравлического управления коробкой передач с двойным сцеплением.
В патентах №№2439404, 2458270, выданных в РФ, показаны электрогидравлические системы управления коробкой передач с двойным сцеплением, содержащие один насос, гидроаккумулятор, трехлинейные трехпозиционные клапаны с электрическим управлением для подачи рабочей жидкости под давлением к гидроцилиндрам перемещения зубчатых муфт и поршней фрикционных муфт двойного сцепления, десятилинейные распределительные клапаны, которые имеют очень сложную конструкцию. В заявке №2016/0003347, опубликованной в США, также показана электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением. Она содержит один насос, гидроаккумулятор, электронный блок управления трехлинейными двухпозиционными клапанами подачи рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндры фрикционных муфт двойного сцепления и к гидроцилиндрам зубчатых муфт двухстороннего действия, сообщаемым с источником давления рабочей жидкости посредством четырехлинейных трехпозиционных клапанов, управляемых электронным блоком. Однако в случае неисправности электронного блока управления коробкой передач или нарушений в работе бортовой системы электропитания исключается возможность включения и работы сцепления, что приводит к потере подвижности транспортного средства, а также невозможности его буксировки. Кроме того, в этой системе не предусмотрено управление коробкой передач при ее использовании совместно с демультипликатором. Более близким аналогом является электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением, представленная в патенте №2656809, выданном в РФ. Она содержит один основной насос и один дополнительный насос с электрическим приводом, двухпозиционные клапаны с электрическим управлением, при включении сообщающие гидроцилиндры включения фрикционных и зубчатых муфт с напорной гидролинией, дополнительные двухпозиционные клапаны с гидравлическим управлением посредством трехпозиционного гидрораспределителя с ручным управлением. Входы указанных дополнительных клапанов при их включении сообщают гидроцилиндры с напорной гидролинией. В случае неисправности электронного блока управления и отсутствия источника электричества для включения электрического насоса исключается возможность включения и работы сцепления и зубчатых муфт, что приводит к потере подвижности транспортного средства, а также невозможности его буксировки без отсоединения карданного вала. Также в случае неисправности электронного блока управления данная электрогидравлическая система управления не позволяет снять усилие включения со стороны механизмов зубчатых муфт, в частности сухарей вилок, что приводит к их сгоранию и поломке. В случае пуска двигателя транспортного средства и неисправности электронного блока управления коробкой передач происходит включение зубчатых муфт и давление, при котором происходит включение, становится равным давлению напорной гидролинии, при этом нагрузка на зубчатые муфты в момент включения может достигать значений больших, чем максимально допустимые, что может привести к поломке. Также в случае пуска двигателя транспортного средства и неисправности электронного блока управления коробкой передач автоматически начинает включаться фрикционная муфта, что может привести к включению одной из передач и началу движения, что не отвечает требованиям безопасности и может привести к поломке коробки передач и невозможности прогреть двигатель в условиях низких температур. В этой электрогидравлической системе управления у основных клапанов с электрическим управлением сливная гидролиния является объединенной, и в случае опустошения нескольких камер гидроцилиндров может произойти наполнение других камер из-за возникновения пульсаций давления в сливной гидролинии, что может вызвать нежелательное перемещение поршней гидроцилиндров.
Технической проблемой является создание электрогидравлической системы управления коробкой передач с двойным сцеплением, обеспечивающей нормальную работу этой коробки передач с помощью электронного блока и ее работу в аварийном режиме в случае неисправности электронного блока и отсутствия источника электричества.
Решение технической проблемы обеспечения работы коробки передач с двойным сцеплением в нормальном режиме и ее работы в аварийном режиме в случае прекращения поступления сигналов от электронного блока достигается тем, что электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением содержит насос с приводом от двигателя, питающий рабочей жидкостью напорную гидролинию, гидроцилиндры для перемещения зубчатых муфт коробки передач, гидроцилиндры для включения фрикционных муфт двойного сцепления, трехлинейные двухпозиционные клапаны с электрическим управлением для подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры фрикционных муфт и в гидроцилиндры перемещения зубчатых муфт, трехпозиционный гидрораспределитель с ручным управлением. Электрогидравлическая система управления содержит промежуточные трехлинейные двухпозиционные клапаны с гидравлическим управлением, при включении поочередно сообщающие гидроцилиндры фрикционных муфт с напорной гидролинией, а при выключении сообщающие их с выходом клапанов с электрическим управлением. Управляющий вход каждого из промежуточных клапанов сообщается с одним из выходов четырехлинейного трехпозиционного клапана с гидравлическим управлением, вход которого сообщается с выходом дополнительного трехлинейного двухпозиционного клапана с электрическим управлением, вход которого сообщается с обособленной питающей гидролинией, с которой сообщен выход и управляющий вход трехлинейного двухпозиционного клапана пропорционального действия с гидравлическим управлением, вход которого сообщен с напорной гидролинией. Один из управляющих входов указанного четырехлинейного клапана сообщен с гидроцилиндром одной из фрикционных муфт, а другой управляющий вход сообщен с выходом клапана с функцией «ИЛИ», один из входов которого сообщен с гидроцилиндром другой фрикционной муфты, а другой его вход сообщен с гидролинией, подключаемой к напорной гидролинии посредством упомянутого гидрораспределителя с ручным управлением.
При таком выполнении электрогидравлической системы управления коробкой передач с двойным сцеплением обеспечивается в случае выхода из строя электронного блока поддержание в рабочем состоянии включенной фрикционной муфты двойного сцепления при прекращении поступления электрического сигнала к трехлинейным двухпозиционным клапанам с электрическим управлением, отвечающим за попеременное включение фрикционных муфт двойного сцепления.
Технический результат при использовании изобретения заключается в обеспечении возможности движения транспортного средства в нормальном режиме в случае прекращения поступления сигналов от электронного блока управления двойным сцеплением и коробкой передач.
Вход упомянутого клапана с функцией «ИЛИ», сообщаемый с гидролинией, подключаемой к напорной гидролинии посредством гидрораспределителя, сообщен с выходом дополнительного клапана с функцией «ИЛИ», входы которого подключены к гидролиниям, сообщающим с гидрораспределителем входы пятилинейного двухпозиционного клапана с гидравлическим управлением, выходы которого сообщаются с гидролиниями подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры перемещения зубчатых муфт, а управляющий вход сообщен через дроссель с выходом дополнительного клапана с функцией «ИЛИ».
Электрогидравлическая система управления содержит двухлинейный регулятор расхода пропорционального действия с гидравлическим управлением, вход которого сообщен с выходом из насоса, имеющего привод от двигателя, один из управляющих входов регулятора сообщен с выходом упомянутого насоса, а другой управляющий вход сообщен с напорной гидролинией, которая сообщена с насосом через дроссель.
Электрогидравлическая система управления содержит трехлинейный двухпозиционный клапан пропорционального действия с электрическим управлением, вход которого сообщен с обособленной питающей гидролинией, и двухлинейный двухпозиционный клапан с гидравлическим управлением, вход которого сообщен с напорной гидролинией, а выход сообщен с гидролинией подачи рабочей жидкости на смазку коробки передач и фрикционных муфт, один из гидравлических управляющих входов указанного двухлинейного двухпозиционного клапана сообщен с напорной гидролинией, а другой управляющий вход сообщается с выходом указанного трехлинейного двухпозиционного клапана пропорционального действия с электрическим управлением.
Электрогидравлическая система управления содержит дополнительный насос, имеющий привод от выходного вала коробки передач через муфту, выключаемую гидроцилиндром, сообщаемым с напорной гидролинией, рабочие камеры дополнительного насоса сообщены через обратные клапаны с баком для рабочей жидкости и подключены через другие обратные клапаны к дополнительному входу гидрораспределителя, имеющего дополнительные выходы, один из дополнительных выходов сообщается с гидролинией подачи рабочей жидкости на смазку, а другой дополнительный выход сообщается с напорной гидролинией.
На фигуре 1 показана кинематическая схема коробки передач с двойным сцеплением.
На фигуре 2 показана электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением.
Коробка передач, кинематическая схема которой показана на фигуре 1, содержит два первичных вала 1 и 2 разного диаметра, имеющих привод от двух фрикционных муфт 3 и 4 двойного сцепления, промежуточные валы 5, из которых показан только один вал, и вторичный вал 6. Вал 6 соединен со звеном планетарного ряда, образующего демультипликатор 7, а именно с солнечной шестерней 8. На первичном валу 2 большего диаметра свободно установлено зубчатое колесо 9, соединяемое с ним зубчатой муфтой 10 двухстороннего действия, в другом ее положении соединяющей с валом 2 зубчатое колесо 11. Зубчатые колеса 9 и 11 зацеплены с зубчатыми колесами 12 и 13, закрепленными на промежуточном валу 5. Помимо зубчатых колес 12 и 13 на промежуточном валу 5 закреплены зубчатые колеса 14, 15 и 16. Зубчатое колесо 14 зацеплено с зубчатым колесом 17, свободно установленным на первичном валу 1 меньшего диаметра и соединяемым с ним зубчатой муфтой 18. Зубчатое колесо 15 имеет кинематическую связь через промежуточную шестерню 19 реверсивной передачи с зубчатым колесом 20, свободно расположенным на вторичном валу 6 и соединяемым с ним зубчатой муфтой 21 двухстороннего действия, соединяющей в другой ее позиции первичный вал 1 с вторичным валом 6. Зубчатое колесо 16 зацеплено с зубчатым колесом 22, свободно расположенным на вторичном валу 6 и соединяемым с ним зубчатой муфтой 23, соединяющей в другой ее позиции зубчатое колесо 22 с водилом 24 планетарного ряда, образующего демультипликатор 7. Водило 24 соединено с выходным валом 25. На водиле 24 расположены сателлиты, зацепленные с солнечной шестерней 8 демультипликатора 7 и с коронным зубчатым колесом 26. Демультипликатор 7 содержит зубчатую муфту 27, соединяющую в одной ее позиции коронное зубчатое колесо 26 с водилом 24, а в другой ее позиции - с корпусом коробки передач.
Электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением, показанная на фигуре 2, содержит насос 28 с механическим приводом от двигателя внутреннего сгорания, питающий рабочей жидкостью напорную гидролинию 29, и дополнительный насос 30, имеющий привод от выходного вала коробки передач через муфту, выключаемую гидроцилиндром 31, сообщаемым с напорной гидролинией 29. Дополнительный насос 30 позволяет обеспечить подачу рабочей жидкости в электрогидравлическую систему управления коробкой передач с двойным сцеплением в случае, когда не работает насос 28. К таким режимам можно отнести пуск двигателя с помощью буксира и буксировку транспортного средства на дальние расстояния без отсоединения карданного вала, когда необходимо обеспечить подачу рабочей жидкости на смазку трущихся элементов коробки передач. С напорной гидролинией 29 сообщены входы трехлинейных двухпозиционных клапанов 32-41 с электрическим управлением, подключенных к электронному блоку (не показан). Клапаны 32-41 предназначены для сообщения с напорной гидролинией 29 для подачи рабочей жидкости в рабочие камеры гидроцилиндров 42-46 двухстороннего действия, предназначенных для перемещения зубчатых муфт 10, 18, 21, 23 и 27 коробки передач. Включение гидроцилиндров 42-46 производится путем подачи рабочей жидкости под давлением в одну из их камер. При подаче давления в обе камеры гидроцилиндров 42-45, то есть при сообщении с напорной гидролинией 29 обеих камер каждого из этих гидроцилиндров зубчатые муфты 10, 18, 21 и 23 занимают среднее положение. Клапаны 32 и 33 при их включении по сигналу электронного блока сообщают с гидролинией 29 рабочие камеры 47 и 48 гидроцилиндра 42 перемещения зубчатой муфты 10 коробки передач, клапаны 34 и 35 сообщают с гидролинией 29 рабочие камеры 49 и 50 гидроцилиндра 43 перемещения зубчатой муфты 18, клапаны 36 и 37 сообщают с гидролинией 29 рабочие камеры 51 и 52 гидроцилиндра 44 перемещения зубчатой муфты 21, клапаны 38 и 39 сообщают с гидролинией 29 рабочие камеры 53 и 54 гидроцилиндра 45 перемещения зубчатой муфты 23, клапаны 40 и 41 сообщают с гидролинией 29 рабочие камеры 55 и 56 гидроцилиндра 46 перемещения зубчатой муфты 27 демультипликатора 7. Выходы клапанов 32 и 33 сообщаются с рабочими камерами 47 и 48 гидроцилиндра 42 через гидролинии 57 и 58, выходы клапанов 34 и 35 сообщаются с камерами 49 и 50 гидроцилиндра 43 через гидролинии 59 и 60, выходы клапанов 36 и 37 сообщаются с камерами 51 и 52 гидроцилиндра 44 через гидролинии 61 и 62, выходы клапанов 38 и 39 сообщаются с камерами 53 и 54 гидроцилиндра 45 через гидролинии 63 и 64, выходы клапанов 40 и 41 сообщаются с камерами 55 и 56 гидроцилиндра 46 через гидролинии 65 и 66.
Один из выходов клапанов 32-41 сообщается со сливной гидролинией, слив из которой рабочей жидкости в поддон корпуса коробки передач производится через подпорные клапаны 67-76, препятствующие полному опорожнению гидроцилиндров, что в свою очередь уменьшает время переключения зубчатых муфт.
Кроме того, с напорной гидролинией 29 сообщены входы трехлинейных двухпозиционных клапанов 77 и 78 пропорционального действия с электрическим управлением, предназначенных для подачи рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндры 79 и 80 включения фрикционных муфт 4 и 3 двойного сцепления. Выходы клапанов 77 и 78 сообщаются с гидроцилиндрами 79 и 80 включения фрикционных муфт через гидролинии 81 и 82. Один из выходов клапанов 77 и 78 сообщается со сливной гидролинией, слив из которой рабочей жидкости в поддон корпуса коробки передач производится через подпорные клапаны 83 и 84, препятствующие полному опорожнению гидроцилиндров 79 и 80 включения фрикционных муфт, что в свою очередь уменьшает время включения сцепления.
Эта электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением снабжена двухпозиционными дополнительными клапанами 85-88 с гидравлическим управлением посредством трехпозиционного гидрораспределителя 89, имеющего ручное управление, и промежуточными трехлинейными двухпозиционными клапанами 90 и 91 с гидравлическим управлением посредством четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 с гидравлическим управлением. Два дополнительных клапана 85 и 86 выполнены пятилинейными, а другие дополнительные клапаны 87 и 88 выполнены трехлинейными. Один из входов дополнительных клапанов 85-88 соединен с обособленной питающей гидролинией 93, а другие их входы сообщаются с выходами клапанов, имеющих электрическое управление. Пятилинейным выполнен дополнительный клапан 85, при включении сообщающий с обособленной питающей гидролинией 93 камеру 49 гидроцилиндра 43 зубчатой муфты 18, соединяющей зубчатое колесо 17 с первичным валом 1, и камеру 54 гидроцилиндра 45 зубчатой муфты 23, соединяющей зубчатое колесо 22 со вторичным валом 6. Клапан 85 имеет два выхода, сообщающиеся с гидроцилиндрами 43 и 45 зубчатых муфт 18 и 23, и два входа, сообщающиеся с выходами клапанов 34 и 39, и один вход, сообщающийся с обособленной питающей гидролинией 93. Кроме того, пятилинейным выполнен дополнительный клапан 86, при включении сообщающий с обособленной питающей гидролинией 93 камеру 53 гидроцилиндра 45 зубчатой муфты 23, соединяющей зубчатое колесо 22 с водилом 24 планетарного ряда, и камеру 56 гидроцилиндра 46 зубчатой муфты 27, соединяющей коронное зубчатое колесо 26 с корпусом коробки передач. Клапан 86 имеет два выхода, сообщающиеся с гидроцилиндрами 45 и 46 зубчатых муфт 23 и 27, два входа, сообщающиеся с выходами клапанов 38 и 41, и один вход, сообщающийся с обособленной питающей гидролинией 93. Трехлинейными выполнены дополнительный клапан 87, при включении сообщающий с обособленной питающей гидролинией 93 камеру 51 гидроцилиндра 44 зубчатой муфты 21, соединяющей зубчатое колесо 20 с вторичным валом 6, дополнительный клапан 88, при включении сообщающий с обособленной питающей гидролинией 93 камеру 52 гидроцилиндра 44 зубчатой муфты 21, соединяющей вторичный вал 6 с первичным валом 1, промежуточный клапан 90, при включении сообщающий с напорной гидролинией 29 через дроссель 94 гидроцилиндр 79 включения фрикционной муфты 4, а при выключении сообщающий гидроцилиндр 79 с выходом клапана 77 с электрическим управлением, и промежуточный клапан 91, при включении сообщающий с напорной гидролинией 29 через дроссель 95 гидроцилиндр 80 включения фрикционной муфты 3, а при выключении сообщающий гидроцилиндр 80 с выходом клапана 78 с электрическим управлением. Дроссели 94 и 95 способствуют медленному наполнению гидроцилиндров 79 и 80 включения фрикционных муфт 4 и 3, позволяя перед смыканием одной из фрикционных муфт включиться всем необходимым зубчатым муфтам.
Четырехлинейный трехпозиционный клапан 92 с гидравлическим управлением имеет две пружины 96 и 97, возвращающие его в среднее положение при отсутствии управляющих сигналов. Два выхода четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 сообщены с управляющими входами промежуточных клапанов 90 и 91. Третий выход четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 сообщен со сливной гидролинией. Вход клапана 92 сообщен с одним из выходов дополнительного трехлинейного двухпозиционного клапана 98 с электрическим управлением. Другой выход дополнительного клапана 98 сообщен со сливной гидролинией, а его вход сообщен с обособленной питающей гидролинией 93.
Гидрораспределитель 89 выполнен семилинейным. Основной его вход сообщен через напорную гидролинию 29 и обратный клапан 99 с насосом 28, имеющим механический привод. Дополнительный вход гидрораспределителя 89 сообщен через гидролинию 100 и гидролинии 101 и 102 с дополнительным насосом 30, имеющим привод от выходного вала коробки передач. При нахождении органа управления гидрораспределителя 89 в среднем положении, обозначенном буквой N, гидролинии 103 и 104 сообщаются через гидрораспределитель 89 со сливной гидролинией, а гидролиния 100 дополнительного насоса 30 сообщается с дополнительным входом гидрораспределителя 89, один из дополнительных выходов которого сообщается через гидролинию 105 с гидролинией 106 подачи рабочей жидкости на смазку коробки передач и фрикционных муфт. При работе дополнительного насоса 30 в таком режиме обеспечивается подача рабочей жидкости в систему смазки, что позволяет буксировать транспортное средство без отсоединения карданного вала. Основной вход гидрораспределителя 89 в крайней позиции его органа управления, обозначенной буквой D, сообщается через гидролинию 103 с входом пятилинейного двухпозиционного клапана 107 с гидравлическим управлением и с входом дополнительного клапана 108 с функцией «ИЛИ». Выходы пятилинейного клапана 107 при его включении сообщены со сливной гидролинией, а при выключении - с гидролиниями подачи рабочей жидкости в гидроцилиндры перемещения зубчатых муфт. Таким образом гидролиния 103 при выключении клапана 107 сообщена через гидролинию 109 с управляющим входом дополнительного двухпозиционного клапана 88 и с одним из входов клапана ПО с функцией «ИЛИ». Выход клапана 110 с функцией «ИЛИ» сообщен через гидролинию 111 с управляющими входами дополнительных пятилинейных клапанов 85 и 86. Выход дополнительного клапана 108 с функцией «ИЛИ» сообщен через гидролинию 112 со входом клапана 113 с функцией «ИЛИ» и через гидролинию 114 и дроссель 115 с управляющим входом пятилинейного двухпозиционного клапана 107. Выход клапана 113 с функцией «ИЛИ» сообщен с управляющим входом четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 через дроссель 116. Другой вход клапана 113 с функцией «ИЛИ» сообщен с гидролинией 82. Другой управляющий вход четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 сообщен с гидролинией 81 через дроссель 117. Дроссели 116 и 117 обеспечивают задержку при переключении четырехлинейного трехпозиционного клапана 92.
Таким образом в крайнем положении органа управления, обозначенном буквой D, соответствующем движению транспортного средства вперед, в случае неисправности электронного блока, гидрораспределитель 89 сообщает с насосом 28 один из входов пятилинейного двухпозиционного клапана 107 и один из входов дополнительного клапана 108 с функцией «ИЛИ». Выход клапана 107 при положении органа управления, обозначенном буквой D, сообщен через гидролинию 109 с управляющим входом дополнительного двухпозиционного клапана 88 и через клапан 110 с функцией «ИЛИ» по гидролинии 111 сообщен с управляющими входами дополнительных пятилинейных клапанов 85 и 86. Выход дополнительного клапана 108 с функцией «ИЛИ» сообщен по гидролинии 114 через дроссель 115 с управляющим входом пятилинейного двухпозиционного клапана 107, а также по гидролинии 112 через клапан 113 с функцией «ИЛИ» и дроссель 116 с управляющим входом четырехлинейного трехпозиционного клапана 92.
В другом крайнем положении органа управления, обозначенном буквой R, соответствующем движению транспортного средства назад, в случае неисправности электронного блока, гидрораспределитель 89 сообщает с насосом 28 другой вход пятилинейного двухпозиционного клапана 107 и другой вход дополнительного клапана 108 с функцией «ИЛИ». Выход клапана 107 при положении органа управления, обозначенном буквой R, сообщен через гидролинию 118 с управляющим входом дополнительного двухпозиционного клапана 87 и через клапан 110 с функцией «ИЛИ» по гидролинии 111 сообщен с управляющими входами дополнительных пятилинейных клапанов 85 и 86. Выход дополнительного клапана 108 с функцией «ИЛИ» сообщен по гидролинии 114 через дроссель 115 с управляющим входом пятилинейного двухпозиционного клапана 107, а также по гидролинии 112 через клапан 113 с функцией «ИЛИ» и дроссель 116 с управляющим входом четырехлинейного трехпозиционного клапана 92. При этом в обоих крайних положениях органа управления гидрораспределитель 89 сообщает напорную гидролинию 29 с дополнительным насосом 30.
Гидролинии 81 и 82 сообщены с пружинными демпферами 119 и 120, сглаживающими пульсации давления рабочей жидкости, вызванные работой клапанов системы, насосов 28 и 30 и работой фрикционных муфт.
Электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением снабжена средствами многоступенчатого регулирования давления рабочей жидкости. Давление в напорной гидролинии регулируется за счет наличия трехлинейного двухпозиционного клапана 121 пропорционального действия с электрическим управлением, вход которого сообщен с обособленной питающей гидролинией 93, а выход сообщен с его гидравлическим управляющим входом и с одним из гидравлических управляющих входов двухлинейного двухпозиционного клапана 122 с гидравлическим управлением через управляющую гидролинию 123. Другой гидравлический управляющий вход клапана 122 сообщен с напорной гидролинией 29. С управляющей гидролинией 123 сообщен пружинный демпфер 124, предназначенный для сглаживания пульсаций давления, возникающих при работе насоса 28, что позволяет более точно регулировать и поддерживать заданное давление в напорной гидролинии 29. Вход клапана 122 сообщен с напорной гидролинией 29, а выход сообщен через гидролинию 105 с гидролинией 106 подачи рабочей жидкости на смазку коробки передач и фрикционных муфт. Давление в обособленной питающей гидролинии 93 регулируется трехлинейным двухпозиционным клапаном 125 пропорционального действия с гидравлическим управлением, вход которого сообщен с напорной гидролинией 29, а выход сообщен с его управляющим входом и с обособленной питающей гидролинией 93. С напорной гидролинией 29 сообщен вход предохранительного клапана 126. Также имеется предохранительный клапан 127, вход которого сообщен по гидролиниям 100-102 с дополнительным насосом 30, а выход сообщен через гидролинию 105 с гидролинией 106. На входе предохранительного клапана 127 установлен обратный клапан 128. Управляющий вход клапана 127 сообщен с гидролинией дополнительного насоса 30 на участке до обратного клапана 128, что позволяет отключать предохранительный клапан 127, если насос 30 не работает. В гидролинии 105 расположен теплообменный аппарат 129, параллельно с которым расположен перепускной клапан 130, предназначенный для перепуска рабочей жидкости в случае большого перепада давления на входе и выходе теплообменного аппарата 129. Также с гидролинией 106 сообщен вход предохранительного клапана 131, выход которого сообщен со сливной гидролинией.
Электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением снабжена обратными клапанами 132-135, которые расположены в гидролиниях таким образом, чтобы направлять поток рабочей жидкости, поступающей из бака, на вход дополнительного насоса 30, а также обеспечивать подачу рабочей жидкости от насоса 30 в зависимости от направления вращения ротора насоса 30. Рабочие камеры насоса 30 сообщены через обратные клапаны 132 и 133 с баком для рабочей жидкости и подключены через обратные клапаны 134, 135 и 128 к дополнительному входу гидрораспределителя 89. При вращении ротора насоса 30 в одну сторону его вход сообщен с гидролинией 136 через обратный клапан 132, а выход сообщен с дополнительным входом гидрораспределителя 89 через обратные клапаны 135 и 128. При вращении ротора насоса в другую сторону вход насоса 30 сообщен с гидролинией 136 через обратный клапан 133, а выход сообщен с дополнительным входом гидрораспределителя 89 через обратные клапаны 134 и 128.
Электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением снабжена также двухлинейным регулятором 137 расхода рабочей жидкости пропорционального действия с гидравлическим управлением. Вход регулятора 137 сообщен с выходом из насоса 28 через напорную гидролинию 29, а его выход сообщен через гидролинию 138 с входом в насос 28. Один из управляющих входов регулятора 137 сообщен с выходом насоса 28, а другой управляющий вход сообщен с напорной гидролинией 29 через дроссель 139. При включении регулятора 137 осуществляется перепуск избыточного потока масла по гидролинии 138 во всасывающую линию насоса 28. Такое решение позволяет повысить КПД коробки передач за счет того, что рабочая жидкость циркулирует по короткому гидравлическому контуру, а также уменьшает риск возникновения кавитации, что очень актуально, когда электрогидравлическая система управления располагается на относительно большом расстоянии от насоса и рабочая жидкость не успевает возвращаться в поддон корпуса коробки передач, в то время как регулятор 137 расхода располагается вблизи насоса 28. С напорной гидролинией 29 также сообщена полость гидроцилиндра 31 муфты отключения дополнительного насоса 30 через гидролинию 140, что обеспечивает отключение дополнительного насоса 30 в случае работы насоса 28 с приводом от двигателя.
Электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением оснащена четырехлинейным трехпозиционным клапаном 92 с гидравлическим управлением, дополнительным трехлинейным двухпозиционным клапаном 98 с электрическим управлением и промежуточными трехлинейными двухпозиционными клапанами 90 и 91 с гидравлическим управлением, позволяющими поддерживать необходимое значение давление рабочей жидкости в гидроцилиндре одной из включенных фрикционных муфт в случае прекращения поступления электрического сигнала от электронного блока и тем самым обеспечивающими удержание этой фрикционной муфты во включенном состоянии. При выключении клапанов 77, 78 и 98, имеющих электрическое управление, вход четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 сообщается с выходом дополнительного клапана 98, вход которого сообщается с обособленной питающей гидролинией 93, а выходы четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 сообщаются с управляющими входами промежуточных клапанов 90 и 91. При включении клапанов 90 и 91 гидроцилиндры 79 и 80 фрикционных муфт 4 и 3 сообщаются через дроссели 94 и 95 с напорной гидролинией 29. Один управляющий вход четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 сообщен через дроссель 117 с гидролинией 81 подачи рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндр фрикционной муфты. Другой управляющий вход четырехлинейного трехпозиционного клапана 92 сообщается через дроссель 116 с выходом клапана 113 с функцией «ИЛИ», один из входов которого сообщен с гидролинией 82 подачи рабочей жидкости под давлением в гидроцилиндр фрикционной муфты, а другой вход клапана 113 с функцией «ИЛИ» сообщается посредством гидролинии 112 с одним из выходов гидрораспределителя 89 в крайних его позициях.
Для очистки рабочей жидкости система снабжена фильтрами 141-144. Параллельно с фильтрами 142 и 144 установлены обратные клапаны 145 и 146.
При работе коробки передач во время движения транспортного средства от электронного блока поступают электрические сигналы к клапанам 32-41 электрогидравлической системы управления гидроцилиндрами 42-46 зубчатых муфт 10, 18, 21, 23 и 27 и к клапанам 77 и 78 управления гидроцилиндрами 79 и 80 включения фрикционных муфт 4 и 3. Клапаны 32-41 при их включении поочередно сообщают с напорной гидролинией 29 камеры гидроцилиндров 42-46 зубчатых муфт 10, 18, 21, 23 и 27, переключающих ступени в коробке передач и ее демультипликаторе. Клапаны 77 и 78 попеременно сообщают с напорной гидролинией 29 гидроцилиндры 79 и 80 включения фрикционных муфт 4 и 3 после включения соответствующих зубчатых муфт.
Для включения фрикционной муфты 3 подают электрический сигнал от электронного блока к клапану 78. При включении клапан 78 сообщает гидроцилиндр 80 через гидролинию 82 с напорной гидролинией 29, обеспечивая смыкание фрикционных дисков муфты 3 и передачу ими от двигателя крутящего момента первичному валу 1 коробки передач. Также, при включении клапана 78, происходит подача рабочей жидкости под давлением через клапан 113 с функцией «ИЛИ» и дроссель 116 к управляющему входу четырехлинейного трехпозиционного клапана 92. Под действием давления запорный элемент клапана 92 перемещается влево. Во избежание преждевременного включения муфты 3 включают также дополнительный клапан 98 с электрическим управлением, что предотвратит подачу рабочей жидкости к клапану 92. После включения муфты 3 клапаны 78 и 98 выключают для уменьшения затрат электрической энергии. В этом случае обособленная питающая гидролиния 93, которая соединена через клапан 125 с напорной гидролинией 29, сообщается через выключенный дополнительный клапан 98 и четырехлинейный трехпозиционный клапан 92 с управляющим входом промежуточного клапана 91, который при включении сообщает гидроцилиндр 80 с напорной гидролинией 29 через дроссель 95.
Для включения фрикционной муфты 4 подают электрический сигнал от электронного блока к клапану 77. При включении клапан 77 сообщает гидроцилиндр 79 через гидролинию 81 с напорной гидролинией 29, обеспечивая смыкание фрикционных дисков муфты 4 и передачу ими от двигателя крутящего момента первичному валу 2 коробки передач. Также, при включении клапана 77, происходит подача рабочей жидкости под давлением через дроссель 117 к другому управляющему входу четырехлинейного трехпозиционного клапана 92. Под действием давления запорный элемент клапана 92 перемещается вправо. Во избежание преждевременного включения муфты 4 включают также дополнительный клапан 98 с электрическим управлением, что предотвратит подачу рабочей жидкости к клапану 92. После включения муфты 4 клапаны 77 и 98 выключают для уменьшения затрат электрической энергии. В этом случае обособленная питающая гидролиния 93, соединенная через клапан 125 с напорной гидролинией 29, сообщается через выключенный дополнительный клапан 98 и четырехлинейный трехпозиционный клапан 92 с управляющим входом промежуточного клапана 90, который при включении сообщает гидроцилиндр 79 с напорной гидролинией 29 через дроссель 94.
При таком управлении фрикционными муфтами 3 и 4 любая из них остается в замкнутом состоянии, продолжая передавать крутящий момент в случае отказа электронного блока, что существенно повышает безопасность движения транспортного средства.
В случае прекращения работы электронного блока по какой-либо причине во время движения транспортного средства перестают поступать сигналы к клапанам 32-41 коробки передач. Однако зубчатые муфты остаются на прежнем месте, так как их перемещение происходит только при подаче давления рабочей жидкости в камеры их гидроцилиндров. При прекращении поступления сигналов от электронного блока к клапанам 77 и 78 управления гидроцилиндрами 79 и 80 включения фрикционных муфт 4 и 3 и к дополнительному клапану 98 происходит выключение этих клапанов. Однако гидроцилиндр ранее включенной фрикционной муфты продолжает сообщаться с напорной гидролинией 29, удерживая фрикционные диски этой муфты в замкнутом состоянии. В результате продолжается передача крутящего момента от двигателя к коробке передач и далее к колесам транспортного средства. Это способствует сохранению транспортным средством своей подвижности, возможности продолжения движения.
При необходимости обеспечения движения транспортного средства вперед при неисправном электронном блоке, не подающем сигналы клапанам коробки передач и двойного сцепления, имеющим электрическое управление, устанавливают орган управления гидрораспределителем 89 в положение, обозначенное буквой D. Тогда рабочая жидкость поступает по гидролинии 103 ко входу пятилинейного двухпозиционного клапана 107 с гидравлическим управлением, от которого она поступает по гидролинии 109 к управляющему входу дополнительного двухпозиционного клапана 88 с гидравлическим управлением и через клапан 110 с функцией «ИЛИ» по гидролинии 111 к управляющим входам дополнительных двухпозиционных клапанов 85 и 86 с гидравлическим управлением. Также рабочая жидкость поступает ко входу дополнительного клапана 108 с функцией «ИЛИ», от которого она поступает по гидролинии 114 через дроссель 115 к управляющему входу пятилинейного двухпозиционного клапана 107, а также по гидролинии 112 через клапан 113 с функцией «ИЛИ» и дроссель 116 к управляющему входу четырехлинейного трехпозиционного клапана 92. При включении клапанов 85, 86 и 88 происходит поступление рабочей жидкости под давлением в камеры 49, 54, 53, 56 и 52 гидроцилиндров 43-46, устанавливающих зубчатые муфты 18, 21, 23 и 27 в требуемое рабочее положение. Одновременно с этим рабочая жидкость поступает в управляющую полость пятилинейного двухпозиционного клапана 107, медленно наполняя ее за счет дросселя 115 и постепенно включая этот клапан. После включения клапана 107 его выходы сообщаются со сливной гидролинией и дополнительные клапаны 85, 86 и 88 отключаются, при этом зубчатые муфты успевают занять требуемое положение. Это позволяет снимать усилия с механизмов зубчатых муфт, в частности сухарей вилок, предотвращая их поломку и сгорание от повышенного трения. При включении клапана 91 рабочая жидкость под давлением также поступает в гидроцилиндр 80 фрикционной муфты 3 через дроссель 95, медленно наполняя камеру гидроцилиндра. При включении фрикционной муфты 3 происходит передача крутящего момента от двигателя к зубчатым колесам коробки передач и ее демультипликатора, а затем к колесам транспортного средства. Медленное наполнение гидроцилиндра 80 фрикционной муфты 3 способствует плавному троганию транспортного средства и дает возможность зубчатым муфтам занять требуемое рабочее положение до того, как произойдет смыкание фрикционных дисков муфты. В случае если необходимо запустить двигатель с помощью буксира орган управления гидрораспределителем 89 также устанавливают в положение, обозначенное буквой D. При этом напорная гидролиния 29 через гидрораспределитель 89 сообщается с гидролинией 100 дополнительного насоса 30, имеющего привод от выходного вала коробки передач. В этом случае рабочая жидкость будет поступать из бака через фильтр 143 и далее по гидролинии 136 через обратный клапан 132 на вход насоса 30, при этом обратный клапан 134 будет закрыт. При выходе из насоса 30 рабочая жидкость под давлением будет подаваться по гидролинии 102 через обратные клапаны 135 и 128 к гидролинии 100, подключенной ко входу гидрораспределителя 89. При этом обратный клапан 133 под действием давления рабочей жидкости будет оставаться закрытым.
При необходимости обеспечения движения транспортного средства назад при неисправном электронном блоке, не подающем сигналы клапанам коробки передач и двойного сцепления, имеющим электрическое управление, устанавливают орган управления гидрораспределителем 89 в положение, обозначенное буквой R. Тогда рабочая жидкость поступает по гидролинии 104 ко входу пятилинейного двухпозиционного клапана 107 с гидравлическим управлением, от которого она поступает по гидролинии 118 к управляющему входу дополнительного двухпозиционного клапана 87 с гидравлическим управлением и через клапан 110 с функцией «ИЛИ» по гидролинии 111 к управляющим входам дополнительных двухпозиционных клапанов 85 и 86 с гидравлическим управлением. Также рабочая жидкость поступает ко входу дополнительного клапана 108 с функцией «ИЛИ», от которого она поступает по гидролинии 114 через дроссель 115 к управляющему входу пятилинейного двухпозиционного клапана 107, а также по гидролинии 112 через клапан 113 с функцией «ИЛИ» и дроссель 116 к управляющему входу четырехлинейного трехпозиционного клапана 92. При включении клапанов 85, 86 и 87 происходит поступление рабочей жидкости под давлением в камеры 49, 54, 53, 56 и 51 гидроцилиндров 43-46, устанавливающих зубчатые муфты 18, 21, 23 и 27 в требуемое рабочее положение. Одновременно с этим рабочая жидкость поступает в управляющую полость пятилинейного двухпозиционного клапана 107, медленно наполняя ее за счет дросселя 115 и постепенно включая этот клапан. После включения клапана 107 его выходы сообщаются со сливной гидролинией и дополнительные клапаны 85, 86 и 87 отключаются, при этом зубчатые муфты успевают занять требуемое положение. Это позволяет снимать усилия с механизмов зубчатых муфт, в частности сухарей вилок, предотвращая их поломку и сгорание от повышенного трения. При включении клапана 91 рабочая жидкость под давлением также поступает в гидроцилиндр 80 фрикционной муфты 3 через дроссель 95, медленно наполняя камеру гидроцилиндра. При включении фрикционной муфты 3 происходит передача крутящего момента от двигателя к зубчатым колесам коробки передач и ее демультипликатора, а затем к колесам транспортного средства. Медленное наполнение гидроцилиндра 80 фрикционной муфты 3 способствует плавному троганию транспортного средства и дает возможность зубчатым муфтам занять требуемое рабочее положение до того, как произойдет смыкание фрикционных дисков муфты. В случае если необходимо запустить двигатель с помощью буксира орган управления гидрораспределителем 89 также устанавливают в положение, обозначенное буквой R. При этом напорная гидролиния 29 через гидрораспределитель 89 сообщается с гидролинией 100 дополнительного насоса 30, имеющего привод от выходного вала коробки передач. В этом случае рабочая жидкость будет поступать из бака через фильтр 143 и далее по гидролинии 136 через обратный клапан 133 на вход насоса 30, при этом обратный клапан 135 будет закрыт.При выходе из насоса 30 рабочая жидкость под давлением будет подаваться по гидролинии 101 через обратные клапаны 134 и 128 к гидролинии 100, подключенной ко входу гидрораспределителя 89. При этом обратный клапан 132 под действием давления рабочей жидкости будет оставаться закрытым.
При буксировке транспортного средства без отсоединения карданного вала орган управления гидрораспределителем 89 устанавливают в среднее положение, обозначенное буквой N. Тогда рабочая жидкость от насоса 30 через гидрораспределитель 89 и через фильтр 144 и теплообменный аппарат 129 по гидролинии 106 поступает на смазку деталей коробки передач и фрикционных муфт.
Электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением, содержащая гидроцилиндры для перемещения зубчатых муфт коробки передач, гидроцилиндры для включения фрикционных муфт двойного сцепления, трехпозиционный гидрораспределитель с ручным управлением, четырехлинейный трехпозиционный клапан с гидравлическим управлением, один из управляющих входов которого сообщен с гидроцилиндром одной из фрикционных муфт, а другой управляющий вход сообщен с выходом клапана с функцией «ИЛИ», один из входов которого сообщен с гидроцилиндром другой фрикционной муфты, а другой его вход сообщен с гидролинией, подключаемой к напорной гидролинии посредством гидрораспределителя, промежуточные трехлинейные двухпозиционные клапаны с гидравлическим управлением, управляющие входы которых сообщены с выходами четырехлинейного трехпозиционного клапана с гидравлическим управлением, вход которого сообщается с выходом дополнительного трехлинейного двухпозиционного клапана с электрическим управлением, вход которого сообщается с обособленной питающей гидролинией, трехлинейный двухпозиционный клапан пропорционального действия с гидравлическим управлением, выход которого сообщен с обособленной питающей гидролинией, а вход сообщен с напорной гидролинией, обеспечивает возможность движения транспортного средства вперед либо назад и его буксировку в случае неисправности электронного блока, используемого для подачи электрических сигналов.
Таким образом, представленная электрогидравлическая система управления коробкой передач с двойным сцеплением обеспечивает ее управление в следующих режимах:
- в случае выхода из строя электронного блока управления во время движения транспортного средства;
- трогание с места и движение транспортного средства вперед или назад в случае выхода из строя электронного блока управления, отключения электропитания;
- возможность буксировки транспортного средства без отсоединения карданного вала в случае выхода из строя электронного блока управления;
- пуск двигателя при достаточной скорости буксирования транспортного средства передним или задним ходом;
- пуск двигателя в случае неисправности электронного блока управления. Обеспечение возможности управления транспортным средством в вышеперечисленных режимах существенно повышает безопасность эксплуатации транспортного средства в чрезвычайных ситуациях, а также дает возможность запустить и прогреть двигатель в случае неисправности электронного блока управления.