Гидромеханическая передача транспортного средства малой мощности

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к гидромеханическим передачам, устанавливаемым на различных транспортных средствах, в частности на транспортных средствах мощностью от 200 до 300 л.с. (транспортные средства малой мощности), и может быть использована на автомобилях малой грузоподъемности, в том числе высокой проходимости, городских автобусах, дорожно-строительной технике, в том числе малогабаритной и т.п.
Гидромеханической называется силовая передача, в которой вращающий момент от двигателя передается к колесным парам как механическими (коробкой передач, карданными валами, осевыми редукторами и т.д.), так и гидравлическим (гидропередачей) элементами. По сравнению с передачами других видов гидромеханическая передача имеет следующие достоинства: плавное, бесступенчатое изменение силы тяги, автоматически изменяющейся в зависимости от сопротивления движению; предохранение двигателя от ударных нагрузок вследствие отсутствия жесткой связи между ведущим и ведомым валами. Использование автоматических гидромеханических передач (ГМП) на автомобилях как большой (свыше 300 л.с.), так и малой (200-300 л.с.) мощности, включая машины высокой проходимости, городских автобусах, дорожно-строительной технике, включая малогабаритную, обеспечивает значительное улучшение технических характеристик и параметров безопасности машин, повышает надежность и ресурс агрегатов трансмиссии и двигателя за счет снижения динамических нагрузок, уменьшает токсичные выбросы в атмосферу благодаря оптимальному режиму работы двигателя. Современные ГМП представляют собой конструктивно сложные устройства, включающие механические, гидравлические и электронные компоненты.
В общем случае, гидромеханическая передача транспортного средства содержит гидротрансформатор, который состоит из насосного, турбинного и реакторного колеса, механическую часть, включающую входной редуктор/коробку передач, а также систем управления, питания и смазки (Гидромеханическая коробка передач. Интернет-ресурс ZnanieAvto.ru (Устройство автомобиля. Конструкция, строение, узлы и агрегаты автомобиля). [Электронный ресурс] - 20 сентября 2015. - Режим доступа: http://znanieavto.ru/kpp/gidromexanicheskaya-korobka-peredach.html).
Гидротрансформатор представляет собой агрегат, который передает механическую энергию через циркулирующий поток жидкости и автоматически бесступенчато изменяет в определенных пределах передаваемый крутящий момент в зависимости от внешней нагрузки. Гидротрансформатор обеспечивает устойчивую работу двигателя, при изменении внешней нагрузки, сглаживает динамические нагрузки и увеличивает долговечность двигателя и трансмиссии. Таким образом, при разработке конструкций гидромеханических передач в целом и гидротрансформаторов в их составе, важным является конструктивное обеспечение эффективных режимов функционирования гидротрансформатора. Так, известно, что наличие в конструкции гидротрансформатора муфты свободного хода обеспечивает возможность регулирования вращения реакторного колеса в зависимости от момента движения транспортного средства (в зависимости от скоростей вращения насосного и турбинного колес) (История создания гидротрансформатора. [Электронный ресурс] - 16 октября 2015. - Режим доступа: http://a-kpp.narod.ru/istoriagidrotr.htm). Так, в самом начале разгона, когда насосное колесо вращается существенно быстрее турбинного, неподвижные лопатки реакторного колеса «подкручивают» поток масла, позволяя гидротрансформатору плавно и бесступенчато увеличивать крутящий момент на выходе, сохраняя неизменными обороты и крутящий момент двигателя. Когда же турбинное колесо раскручивается до оборотов насосного (например, если автомобиль уже набрал скорость), неподвижное реакторное колесо создает бесполезное сопротивление, и КПД передачи снижается на несколько процентов. При наличии муфты свободного хода в момент трогания с места или движения в сложных условиях муфта блокируется, а после разгона - расклинивается, и реакторное колесо начинает вращаться вместе с насосным и турбинным. Это позволяет снизить потери.
Для повышения КПД, чтобы избежать потери мощности, вызванной проскальзыванием турбинного колеса в том случае, когда в определенных условиях гидротрансформатор работает как гидромуфта, используют также блокировку гидротрансформатора (блокировку гидротрансформатора осуществляют, в частности, при движении автомобиля по хорошим дорогам). С этой целью в его конструкцию включают дополнительное устройство с принудительным включением - механизм блокировки трансформатора, которое позволяет на определенном режиме соединить валы насосного и турбинного колес, т.е. объединить их в единый вал. В частности, известна блокировка гидротрансформатора дисковым фрикционом, жестко соединяющим турбинное и насосное колеса при повышении частоты вращения и передаточном отношении, несколько большим того, при котором гидротрансформатор переходит на режим гидромуфты. В общем случае, при использовании механизма блокировки трансформатора КПД гидротрансформатора может повышаться до 0,95 -0,98. В связи с этим, важным является совершенствование конструкции механизм блокировки трансформатора для достижения установленных технических характеристик, в том числе, в транспортных средствах малой мощности, в частности, в транспортных средствах, эксплуатирующихся в различных дорожных условиях.
Ранее заявителем было предложена конструкция гидромеханической передачи транспортного средства большой мощности, в которой механизм блокировки гидротрансформатора состоит из бустера, поршня, упорного диска и фрикционных стальных и металлокерамических дисков и ступицы механизма блокировки, соединенной с насосным и турбинным колесами (Патент BY №11113 U1, опубл. 30.08.2016). Практика показала, что такая конструкция механизма блокировки обеспечивает повышение КПД, снижение динамических нагрузок на агрегаты трансмиссии и двигателя за счет более плавного переключения передач и регулирования режимов блокировки гидротрансформатора при изменении нагрузки на двигатель и/или дорожных условий. Однако, принимая во внимание, что гидромеханическая передача с описанным механизмом блокировки гидротрансформатора была специально разработана для транспортных средств большой мощности (свыше 300 л.с.), на момент разработки отсутствовали жесткие ограничения по габаритным размерам (как диаметральным, так и осевым), а также массе гидромеханической передачи в целом и отдельных ее узлов и деталей. Принимая во внимание значительные массогабаритные характеристики гидромеханической передачи описанной конструкции, ее установка на транспортные средства малой мощности (до 300 л.с.) без дополнительной конструктивной доработки невозможна. При этом следует также отметить, что при простом «масштабировании» гидромеханической передачи описанной конструкции для применения на транспортных средствам малой мощности, размеры отдельных деталей и, соответственно, узлов уменьшаются непропорционально, и возникает сложность оптимального использования технических решений, использованных в гидромеханической передаче для транспортных средств большой мощности.
С учетом этого была разработана модифицированная конструкция гидромеханической передачи с описанным выше механизмом блокировки гидротрансформатора, подходящая по своим габаритам для установки на транспортные средства малой мощности.
В качестве прототипа, по совокупности общих технических признаков, для заявляемой гидромеханической передачи для транспортного средства малой мощности по результатам анализа уровня техники выбрана известная гидродинамическая передача транспортного средства, которая применяется на транспортных средствах, в том числе малой мощности, и состоит из гидравлической части, механической части, а также систем управления, питания и смазки (Гидромеханические коробки передач (Рис. 12.16.). Интернет-ресурс studref.com. [Электронный ресурс] - 20 ноября 2017. - Режим доступа: https://studref.com/314509/tehnika/gidromehanicheskie_korobki_peredach). Гидравлическая часть включает гидротрансформатор, который, в свою очередь, состоит из насосного, турбинного и реакторного колес, а также механизма блокировки трансформатора. Реакторное колесо оснащено муфтой свободного хода, а механизм блокировки трансформатора включает фрикцион блокировки. Механическая часть включает входной редуктор, выполненный в виде планетарного редуктора, состоящего из планетарных рядов. Гидромеханическая передача включает также систему управления с механизмом регулирования давления и механизмом переключения передач и системы питания и смазки. Гидромеханическая передача описанной конструкции, с учетом формы выполнения механизма блокировки гидротрансформатора, уступает по своему КПД гидромеханической передаче [3] ранее предложенной заявителем для транспортных средств большой мощности.
Таким образом, задачей полезной модели является создание гидромеханической передачи транспортного средства, в частности, транспортного средства малой мощности, которая будет обеспечивать достижение следующих технических результатов: повышение КПД и снижение динамических нагрузок на агрегаты трансмиссии и двигателя за счет более плавного переключения передач и регулирования режимов блокировки гидротрансформатора при изменении нагрузки на двигатель и/или дорожных условий при одновременном обеспечении оптимальных для транспортного средства малой мощности массогабаритных характеристик. Техническими результатами, достигаемыми заявляемой гидромеханической передачей также являются высокая ремонтопригодность и упрощение сборки (монтажа/демонтажа), а также простой доступ к подлежащим техническому обслуживанию и/или ремонту узлам и деталям.
Поставленная задача с достижением указанных технических результатов решается заявляемой гидромеханической передачей транспортного средства малой мощности, состоящей из гидравлической части, включающей связанный с турбинным валом гидротрансформатор, который состоит из насосного, турбинного и реакторного колес, где реакторное колесо оснащено муфтой свободного хода, а также механизма блокировки трансформатора, механической части, включающей входной редуктор, выполненный в виде связанного с выходным валом планетарного редуктора, состоящего из связанных между собой планетарных рядов, а также системы управления, включающей механизм регулирования давления и механизм переключения передач, и систем питания и смазки. Поставленная задача решается за счет того, что механизм блокировки трансформатора состоит из бустера, поршня, упорного диска и фрикционных стальных и металлокерамических дисков и ступицы механизма блокировки, соединенной с насосным и турбинным колесами. При этом ступица механизма блокировки выполнена в виде одной детали. Ступица гидротрансформатора выполнена со сквозными отверстиями для крепления на ней насосного колеса. На ступенчатом турбинном валу, поверхность которого в зоне установки на него деталей выполнена гладкой, со стороны планетарного редуктора предусмотрены стопорное кольцо круглого сечения и дистанционная втулка. Водило последнего планетарного ряда планетарного редуктора со стороны выходного вала снабжено фланцем, который имеет диаметр, превышающий диаметр указанного водила, и в котором выполнены сквозные отверстия для соединения с выходным валом.
В предпочтительных формах реализации заявляемой гидромеханической передачи планетарный редуктор состоит из трех планетарных рядов, трех тормозов и двух фрикционов с толкателями. При этом каждый планетарный ряд состоит из солнечного зубчатого колеса, коронного зубчатого колеса, водила и сателлитов. Сателлиты установлены на оси водила, а солнечное и коронное зубчатые колеса установлены соосно с осью водила и входят в зацепление со всеми сателлитами.
Для указанных предпочтительных форм реализации, предпочтительно, водило первого планетарного ряда жестко соединено с коронным зубчатым колесом второго планетарного ряда, водило второго планетарного ряда жестко соединено с коронным зубчатым колесом третьего планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо второго планетарного ряда жестко соединено с солнечным зубчатым колесом третьего планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо первого планетарного ряда жестко соединено с турбинным колесом посредством турбинного вала, а водило третьего планетарного ряда жестко соединено с выходным валом гидромеханической передачи.
Для указанных предпочтительных форм реализации, предпочтительно, тормоза и фрикционы состоят из бустера, поршня, фрикционных стальных и металлокерамических дисков.
Для указанных предпочтительных форм реализации, предпочтительно, первый тормоз выполнен с возможностью жестко соединять коронное зубчатое колесо первого планетарного ряда с картером редуктора, второй тормоз выполнен с возможностью жестко соединять коронное зубчатое колесо второго планетарного ряда с ккартером редуктора, третий тормоз выполнен с возможностью жестко соединять коронное зубчатое колесо третьего планетарного ряда с картером редуктора, первый фрикцион выполнен с возможностью жестко соединять турбинный вал и солнечное зубчатое колесо второго планетарного ряда, а второй фрикцион выполнен с возможностью жестко соединять турбинный вал и водило второго планетарного ряда.
Для указанных предпочтительных форм реализации, предпочтительно, когда ось сателлита первого планетарного ряда зафиксирована в водиле первого планетарного ряда посредством штифта.
Для указанных предпочтительных форм реализации, предпочтительно, когда толкатели первого фрикциона выполнены с кольцевой канавкой.
В предпочтительных формах реализации заявляемой гидромеханической передачи ступица гидротрансформатора выполнена со сквозными резьбовыми отверстиями для крепления на ней насосного колеса посредством резьбовой крепежной детали, предпочтительно шпильки.
В предпочтительных формах реализации заявляемой гидромеханической передачи гидротрансформатор с механизмом блокировки и планетарный редуктор выполнены в отдельных картерах, при этом картер планетарного редуктора выполнен с фланцем, снабженным сквозными отверстиями для крепления картера гидротрансформатора.
В предпочтительных формах реализации заявляемой гидромеханической передачи механизм регулирования давления снабжен расположенными снаружи регулировочными винтами.
В предпочтительных формах реализации заявляемой гидромеханической передачи система питания состоит из двух, переднего и заднего шестеренчатых насосов, при этом передний насос соединен зубчатым приводом с насосным колесом, а задний насос с внутренним зацеплением соединен с выходным валом гидромеханической передачи.
Достоинства и преимущества заявляемой гидромеханической передачи далее будут проиллюстрированы на примерах некоторых возможных предпочтительных, но не ограничивающих форм реализации со ссылками на позиции фигур чертежей, на которых схематично представлены:
Фиг. 1 - вид сбоку заявляемой гидромеханической передачи;
Фиг. 2 - вид сбоку в разрезе заявляемой гидромеханической передачи;
Фиг. 3 - вид сзади заявляемой гидромеханической передачи.
На Фиг. 1 схематично представлен вид сбоку заявляемой гидромеханической передачи, которая состоит из гидродинамического трансформатора 1, планетарного редуктора 2, системы управления, включающей механизм 3 регулирования давления и механизм 4 переключения передач и системы 5 питания. Механизм 3 регулирования давления имеет расположенные снаружи регулировочные винты (позициями на чертежах не обозначены).
На Фиг. 2 представлен вид сбоку в разрезе заявляемой гидромеханической передачи, иллюстрирующий конструкцию подетально. Так, в частности, гидродинамический трансформатор 1 состоит из насосного 6, турбинного 7 и реакторного 8 колес, а также механизма 9 блокировки трансформатора 1. Насосное колесо 6 соединено со ступицей 10 гидротрансформатора с помощью шпильки 11. Резьбовое отверстие (позицией на чертежах не обозначено) в ступице 10 гидротрансформатора для установки шпильки 11 выполнено сквозным. Реакторное колесо 7 оснащено муфтой 12 свободного хода. Механизм 9 блокировки трансформатора 1 состоит из бустера 13, поршня 14, упорного диска 15 и фрикционных стальных 16 и металлокерамических 17 дисков, и ступицы 18 механизма блокировки гидротрансформатора, соединенных с насосным 6 и турбинным 7 колесами. При этом ступица 18 механизма блокировки гидротрансформатора выполнена одной деталью.
Планетарный редуктор 2 гидромеханического привода состоит из трех планетарных рядов, трех тормозов 19, 20, 21 и двух фрикционов 22, 23. Каждый планетарный ряд состоит из солнечного зубчатого колеса 24, 25, 26, соответственно, коронного зубчатого колеса 27, 28, 29, соответственно, водила 30, 31, 32, соответственно, и сателлитов 33, 34, 35, соответственно. Сателлиты 33, 34, 35 установлены на оси соответствующего водила 30, 31, 32. Солнечное 24, 25, 26 и коронное 27, 28, 29 зубчатые колеса установлены соосно с осью соответствующего водила 30, 31, 32 и входят в зацепление со всеми сателлитами 33, 34, 35. Ось 36 сателлита 33 первого планетарного ряда фиксируется в водиле 30 от проворота с помощью штифта (позицией на чертежах не обозначен). Кроме того, водило 30 первого планетарного ряда жестко соединено с коронным зубчатым колесом 28 второго планетарного ряда, водило 31 второго планетарного ряда жестко соединено с коронным зубчатым колесом 29 третьего планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда жестко соединено с солнечным зубчатым колесом 26 третьего планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 24 первого планетарного ряда жестко соединено с турбинным колесом 7 с помощью турбинного вала.
Бустеры тормозов 19, 20, 21 обозначены позициями 37, 38, 39, бустер первого фрикциона 22 - позицией 40, а бустер второго фрикциона 23 - позицией 41. Толкатели 42 фрикциона 22 выполнены с кольцевой канавкой. Турбинный вал обозначен позицией 43, выходной вал - позицией 44, а картер планетарного редуктора - позицией 45. Для осевой фиксации деталей, размещенных на турбинном валу 43, применено стопорное кольцо 46 круглого сечения. Поверхность ступенчатого турбинного вала 43 в районе установки на него деталей выполнена гладкой, а в конструкцию введена дистанционная втулка 47. Водило 32 с выходным валом 44 жестко соединено болтовым фланцевым соединением. При этом резьбовое отверстие в водиле 32 выполнено сквозным, а диаметр фланца (позицией на чертежах не обозначен) больше диаметра водила 32. Картер 45 планетарного редуктора 2 имеет фланец 48 для крепления гидротрансформатора 1.
На Фиг. 3 схематично представлен вид сзади заявляемой гидромеханической передачи. На данном виде представлены, в частности, передний насос 49 и задний насос 50.
Заявляемая гидромеханическая передача работает следующим образом.
В процессе работы гидромеханической передачи полость, создаваемая в гидродинамическом трансформаторе 1 насосным 6, турбинным 7 и реакторным 8 колесами, заполнена рабочей жидкостью. Насосное колесо 6 приводится в движение от коленчатого вала двигателя (на чертежах не изображен). При вращении насосного колеса 6 рабочая жидкость за счет формы его лопаток направляется к турбинному колесу 7, разгоняя его. После турбинного колеса 7 поток жидкости попадает на реакторное колесо 8. Реакторное колесо 8 в зависимости от того, с какой стороны на его лопатки направляется поток жидкости, что зависит от соотношения частот вращения насосного 6 и турбинного 7 колес, остается неподвижным за счет муфты 12 свободного хода, или вращается в ту же сторону что и насосное колесо 6. Когда реакторное колесо 8 неподвижно, крутящий момент на турбинное колесо 7 увеличивается по отношению к крутящему моменту на насосном колесе 6. Когда реакторное колесо 8 вращается, крутящий момент на турбинное колесо 7 от насосного 6 передается без изменений.
Механизм блокировки гидротрансформатора предназначен для жесткого соединения турбинного 7 и насосного 6 колес. При блокировке рабочая жидкость подается в бустер 13, и под ее давлением перемещается поршень 14, сжимая фрикционные стальные 16 и металлокерамические 17 диски, которые упираются в упорный диск 15. Фрикционные стальные 16 и металлокерамические 17 диски соединены со ступицей 18, что обеспечивает жесткое соединение насосного 6 и турбинного 7 колес.
При подаче рабочей жидкости в бустер 40, 41, 37, 38, 39 фрикциона 22, 23 или тормоза 19, 20, 21 поршень перемещается под ее давлением и сжимает фрикционные диски, соединяя жестко между собой два элемента редуктора. Первый тормоз 19 имеет возможность жестко соединять коронное зубчатое колесо 27 первого планетарного ряда с картером 45 редуктора. Второй тормоз 20 второго планетарного ряда имеет возможность жестко соединять коронное зубчатое колесо 28 второго планетарного ряда с картером 45 редуктора. Третий тормоз 21 третьего планетарного ряда имеет возможность жестко соединять коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда с картером 45 редуктора. Первый фрикцион 22 имеет возможность жестко соединять турбинный вал 43 и солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда. Второй фрикцион 23 имеет возможность жестко соединять турбинный вал 43 и водило 31 второго планетарного ряда.
Планетарный редуктор 2 может обеспечить шесть передач переднего хода, одну передачу заднего хода и нейтральное положение.
В нейтральном положении рабочая жидкость под давлением подается в бустер 39 третьего тормоза 21. При этом жестко соединяются картер 45 редуктора 2 и коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда. При этом мощность через планетарный редуктор 2 не передается.
На первой передаче рабочая жидкость под давлением подается в бустера 40, 39 первого фрикциона 22 и третьего тормоза 21, соответственно. При этом жестко соединяются турбинный вал 43 с солнечным зубчатым колесом 25 второго планетарного ряда и коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда с картером 45 редуктора. При этом мощность передается с турбинного вала 43 через первый фрикцион 22 к солнечному зубчатому колесу 25 второго планетарного ряда от него к солнечному зубчатому колесу 26 третьего планетарного ряда, через сателлиты 35 третьего планетарного ряда на водило 32 третьего планетарного ряда, на выходной вал 44 гидромеханической передачи.
На второй передаче рабочая жидкость под давлением подается в бустера 40, 38 первого фрикциона 22 и второго тормоза 20, соответственно. При этом жестко соединяются турбинный вал 43 с солнечным зубчатым колесом 25 второго планетарного ряда и коронное зубчатое колесо 28 второго планетарного ряда с картером 45 редуктора. При этом мощность передается двумя потоками. Первый поток с турбинного вала 43 через первый фрикцион 22, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда, сателлиты 34 второго планетарного ряда, водило 31 второго планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи. Второй поток - с турбинного вала 43 через первый фрикцион 22, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 26 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи.
На третьей передаче рабочая жидкость под давлением подается в бустера 40, 37 первого фрикциона 22 и первого тормоза 19, соответственно. При этом жестко соединяются турбинный вал 43 с солнечным зубчатым колесом 25 второго планетарного ряда и коронное зубчатое колесо 27 первого планетарного ряда с картером 45 редуктора. При этом мощность передается тремя потоками. Первый - с турбинного вала 43 через солнечное зубчатое колесо 24 первого планетарного ряда, сателлиты 33 первого планетарного ряда, водило 30 первого планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 28 второго планетарного ряда, сателлиты 34 второго планетарного ряда, водило 31 второго планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи. Второй - с турбинного вала 43 через первый фрикцион 22, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда, сателлиты 34 второго планетарного ряда, водило 31 второго планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи. Третий - с турбинного вала 43 через первый фрикцион 22, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 26 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи.
На четвертой передаче рабочая жидкость под давлением подается в бустера 40, 41 первого 22 и второго 23 фрикционов. При этом турбинный вал 43 жестко соединяется с солнечным зубчатым колесом 25 и водилом 31 второго планетарного ряда. При этом мощность передается двумя потоками. Первый - с турбинного вала 43 через первый фрикцион 22, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 26 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи. Второй - с турбинного вала 43 через второй фрикцион 23, водило 31 второго планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи. При этом все элементы редуктора вращаются с одинаковой скоростью, как одно целое.
На пятой передаче рабочая жидкость под давлением подается в бустера 41, 37 второго фрикциона 23 и первого тормоза 19. При этом жестко соединяются турбинный вал 43 с водилом 31 второго планетарного ряда и коронное зубчатое колесо 27 первого планетарного ряда с картером 45 редуктора. При этом мощность передается двумя потоками. Первый - с турбинного вала 43 через солнечное зубчатое колесо 24 первого планетарного ряда, сателлиты 33 первого планетарного ряда, водило 30 первого планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 28 второго планетарного ряда, сателлиты 34 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 26 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи. Второй - с турбинного вала 43 через второй фрикцион 23, водило 31 второго планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 26 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи.
На шестой передаче жидкость под давлением подается в бустера 41, 38 второго фрикциона 23 и второго тормоза 20. При этом жестко соединяются турбинный вал 43 с водилом 31 второго планетарного ряда и коронное зубчатое колесо 28 второго планетарного ряда с картером 45 редуктора. При этом мощность передается двумя потоками. Первый - с турбинного вала 43 через второй фрикцион 23, водило 31 второго планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи. Второй - с турбинного вала 43 через водило 31 второго планетарного ряда, сателлиты 34 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 26 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи.
На передаче заднего хода жидкость под давлением подается в бустера 37, 39 первого 19 и третьего 21 тормозов. При этом жестко соединяются коронное зубчатое колесо 27 первого планетарного ряда с картером 45 редуктора и коронное зубчатое колесо 29 третьего планетарного ряда с картером 45 редуктора. При этом мощность передается с турбинного вала 43 через солнечное зубчатое колесо 24 первого планетарного ряда, сателлиты 33 первого планетарного ряда, водило 30 первого планетарного ряда, коронное зубчатое колесо 28 второго планетарного ряда, сателлиты 34 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 25 второго планетарного ряда, солнечное зубчатое колесо 26 третьего планетарного ряда, сателлиты 35 третьего планетарного ряда, водило 32 третьего планетарного ряда на выходной вал 44 гидромеханической передачи.
Механизм 3 регулирования давления обеспечивает поддержание главного давления рабочей жидкости, давления смазки рабочей жидкости и давление рабочей жидкости в гидротрансформаторе 1 в заданных для штатной работы гидромеханической передачи пределах. Механизм 4 переключения передач осуществляет подачу рабочей жидкости в соответствующие бустера фрикционов и тормозов в зависимости от выбранной передачи.
Система 5 питания гидромеханической передачи состоит из двух шестеренчатых насосов, которые нагнетают рабочую жидкость в общий масляный канал и подают ее к механизму регулирования давления. Передний насос 49 соединен зубчатым приводом с насосным колесом. Задний насос 50 с внутренним зацеплением соединен с выходным валом гидромеханической передачи.
Для уменьшения массогабаритных характеристик гидродинамической передачи в целом и отдельных ее узлов и деталей в конструкции использован ряд технических решений. Так, для уменьшения габаритного осевого размера гидромеханической передачи:
- уменьшены осевые размеры ступицы 10 гидротрансформатора (за счет выполнения сквозным резьбового отверстия для установки шпильки 11 для соединения с насосным колесом 6), ступицы 18 механизма блокировки гидротрансформатора (за счет выполнения ее одной деталью), водила 32 (за счет выполнения его с фланцем, в котором выполнены сквозные резьбовые отверстия для соединения с выходным валом 44);
- для осевой фиксации деталей, размещенных на турбинном валу 43, применено стопорное кольцо 46 круглого сечения;
- ступенчатая поверхность турбинного вала 43 в районе установки на него деталей выполнена гладкой, и
- в конструкцию введена дистанционная втулка 47.
При этом применение для осевой фиксации деталей, размещенных на турбинном валу 43, стопорного кольца 46 круглого сечения, выполнение поверхности ступенчатого турбинного вала 43 в районе установки на него деталей гладкой, а также введение в конструкцию дистанционной втулки 47 одновременно обеспечивает уменьшение габаритного диаметрального размера гидромеханической передачи. Тот же результат (уменьшение габаритного диаметрального размера) обеспечивает и выполнение водила 32 третьего планетарного ряда с фланцем, диаметр которого больше диаметра водила.
Упомянутые выше решения обеспечивают также высокую ремонтопригодность гидромеханической передачи в целом и отдельных ее узлов, в том числе, упрощение сборки (монтажа/демонтажа), а также простой доступ к подлежащим техническому обслуживанию и/или ремонту узлам и деталям. Так, выполнение ступицы 18 механизма блокировки гидротрансформатора одной деталью исключает операцию сборки составной ступицы. Сборка упрощается также за счет размещения деталей на «гладком» участке турбинного вала 43 и их осевой фиксации посредством стопорного кольца 46 круглого сечения. Также снизить трудоемкость сборочно-разборочных работ по стыковке гидротрансформатора 1 с редуктором 2 и их обслуживания при эксплуатации позволяет выполнение картера 45 планетарного редуктора 2 с фланцем 48, к которому крепится гидротрансформатор 1. При этом свободный доступ без проведения дополнительных разборочных работ обеспечен ко всем крепежным элементам.
Также, для снижения трудоемкости сборки толкатели 42 фрикциона 22 выполнены с кольцевой канавкой, а для снижения трудоемкости настройки механизма регулирования давления 3 его регулировочные винты расположены снаружи.
При этом в конструкции заявляемой гидромеханической передачи учтены также вопросы обеспечения надежности (как передачи в целом, так и связей/соединений между отдельными ее конструктивными элементами), а также заданных технических характеристик. Так, например, в связи со значительным уменьшением размеров оси 36 сателлита 33 первого планетарного ряда, предусмотрена ее фиксация в водиле 30 от проворота с помощью штифта, что при уменьшенных размерах детали обеспечивает более надежное ее крепление, чем традиционное крепление с помощью шарика. Выполнение водила 32 третьего планетарного ряда с фланцем, диаметр которого больше диаметра водила 32, позволяет обеспечить требуемую несущую способность соединения водила 32 с выходным валом 44 при уменьшении размеров самого водила, а также габаритов гидромеханической передачи в целом.