ГИДРОСТАТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА
HYDROSTATIC TRANSMISSION

Настоящее изобретение относится к гидростатическим передачам и может быть использовано для привода транспортных средств.
Известна гидростатическая передача, состоящая из насоса и гидромотора, связанных между собой магистралями высокого и низкого давления (А.С.Антонов, М.М.Запрягаев. Гидрообъемные передачи транспортных и тяговых машин. - Л.: Машиностроение, 1968, с.171, рис.III.17).
Известна также гидростатическая передача, содержащая гидростатический трансформатор, состоящий из поршневого насоса и поршневого гидромотора, соединенных трубопроводом (Ю.Мацкерле. Современный экономичный автомобиль. Пер. с чешского. - М.: Машиностроение, 1987, с.251, рис.124).
Недостаток данных устройств заключается в потере мощности при передаче энергии от приводного двигателя к нагрузке.
Решение указанной проблемы предложено в гидростатической передаче, включающей по меньшей мере один гидростатический трансформатор, содержащий шестеренный насос с овальными шестернями и поршневой гидромотор, мощность которого превышает мощность, потребляемую шестеренным насосом. Возможно последовательное соединение двух и более гидростатических трансформаторов, при этом мощность насоса последующего трансформатора соответствует мощности гидромотора предыдущего трансформатора (патент RU ПМ №54637, F03B 17/02, F15B 3/00, 2006).
Однако указанная конструкция представляет собой нерегулируемую кинематическую связь между приводным двигателем и нагрузкой (так называемый «гидравлический вал»), в то время как в большинстве случаев требуется регулируемая передача, обеспечивающая возрастание крутящего момента на валу выходного гидромотора при уменьшении частоты его вращения и наоборот, а также эффективное торможение приводным двигателем.
Целью настоящего изобретения является разработка конструкции гидростатической передачи, обеспечивающей плавное регулирование передаточного отношения и возрастание крутящего момента при уменьшении частоты вращения выходного вала и увеличение частоты вращения выходного вала при соответствующем уменьшении крутящего момента при постоянной мощности приводного двигателя, а также эффективное торможение приводным двигателем.
Поставленная цель достигается тем, что гидростатическая передача, включающая по меньшей мере один гидростатический трансформатор, содержащий шестеренный насос с овальными шестернями и поршневой гидромотор, мощность которого превышает мощность, потребляемую шестеренным насосом, дополнительно снабжена гидромеханическим вариатором, включающим гидроцилиндр, поршень которого соединен с приводным двигателем посредством регулируемой кинематической связи.
А также тем, что она содержит второй гидроцилиндр, установленный перед вариатором, причем поршень гидроцилиндра имеет постоянную амплитуду и приводится в движение шестеренным насосом с овальными шестернями, установленным на валу приводного двигателя, при этом гидроцилиндр и насос образуют гидростатический трансформатор, а между штоками поршней первого и второго гидроцилиндров установлена регулируемая кинематическая связь.
В дальнейшем изобретение поясняется примером его выполнения со ссылкой на чертежи, где фиг.1 - схема предлагаемой передачи, фиг.2 - схема передачи с двумя гидроцилиндрами.
Гидростатическая передача (фиг.1) содержит регулируемую кинематическую связь между приводным двигателем 1 и поршнем 2 гидроцилиндра 3 гидромеханического вариатора 4. Параметры кинематической связи изменяются с помощью регулятора 5. Гидроцилиндр 3 питает гидромотор 6, который, в свою очередь, приводит в движение шестеренный насос 7 с овальными шестернями гидростатического трансформатора 8.
С целью увеличения выходной мощности передача может иметь два и более последовательно соединенных гидростатических трансформатора. В этом случае вал гидромотора предыдущего трансформатора соединен с валом насоса последующего трансформатора, при этом мощность насоса последующего трансформатора соответствует мощности гидромотора предыдущего трансформатора.
Перед гидромеханическим вариатором 4 может быть установлен второй гидроцилиндр 9 (фиг.2). Поршень гидроцилиндра имеет постоянную амплитуду, обеспечиваемую золотниковым устройством 10, и приводится в движение шестеренным насосом 11 с овальными шестернями, установленным на валу приводного двигателя 1. Гидроцилиндр 9 и насос 11 образуют гидростатический трансформатор 12. Поршни гидроцилиндров 3 и 9 соединены посредством регулируемой кинематической связи. Наличие второго гидроцилиндра упрощает конструкцию регулируемой кинематической связи.
Передача работает следующим образом. Мощность приводного двигателя 1 через регулируемую кинематическую связь передается на поршень 2 гидроцилиндра 3 вариатора 4, причем при уменьшении амплитуды движения поршня давление, нагнетаемое гидроцилиндром, увеличивается, а при увеличении амплитуды давление уменьшается. При перемещении регулятора 5 кинематической связи в положение «стоп» поршень 2 гидроцилиндра 3 остается неподвижным при вращении приводного двигателя, а в другом крайнем положении регулятора амплитуда движения поршня 2 максимальна. При торможении, когда функции гидромотора и насоса меняются местами, сначала происходит торможение приводным двигателем, и при достижении регулятором 5 положения «стоп» выходной вал передачи останавливается или продолжает медленное вращение, обусловленное величиной проходных сечений регулируемых дроссельных отверстий (не показано) в гидростатической передаче.
При наличии в передаче второго гидроцилиндра мощность приводного двигателя 1 передается на вал шестеренного насоса 11 с овальными шестернями, который питает гидроцилиндр 9, шток поршня которого передает движение через регулируемую кинематическую связь на поршень 2 гидроцилиндра 3.
Применение описанной схемы гидростатической передачи для транспортных средств позволяет отказаться от муфты сцепления и автономной тормозной системы.