Гидрообъемная трансмиссия самоходной полноприводной машины

(51)16 61/44,15 11/22 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГИДРООБЪЕМНАЯ ТРАНСМИССИЯ САМОХОДНОЙ ПОЛНОПРИВОДНОЙ МАШИНЫ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный научно-исследовательский институт БелдорНИИ(72) Авторы Бусел Алексей Владимирович Котлобай Анатолий Яковлевич Котлобай Андрей Анатольевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный научно-исследовательский институт БелдорНИИ(57) Гидрообъемная трансмиссия полноприводной самоходной машины, содержащая насос с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком, сообщенный через делитель потока и гидрораспределитель реверса с напорными магистралями нерегулируемых гидравлических моторов с реверсируемым потоком, сливные магистрали которых связаны с баком гидросистемы, вал каждого гидравлического мотора кинематически связан с колесом борта, отличающаяся тем, что гидрообъемная трансмиссия содержит четыре нерегулируемых гидравлических мотора, сливные магистрали 1166 которых связаны с баком и насосом в первой и второй позициях гидрораспределителя реверса, делитель - сумматор потока объемного типа, установленный в гидравлических линиях связи насоса и гидравлических моторов колес, состоит из четырех гидроцилиндров дозирования с плунжерами, три кулачка каждого плунжера образуют в гидроцилиндре дозирования две торцевые рабочие полости и две внутренние, образованные между периферийными и центральным кулачками, связывающие между собой попарно в крайних позициях плунжера три подводящих и два отводящих канала, в рабочей полости одного гидроцилиндра дозирования установлена пружина, обеспечивающая плунжеру данного гидроцилиндра дозирования две позиции, у остальных трех гидроцилиндров дозирования пружина установлена в каждой рабочей полости, обеспечивая плунжеру третью позицию,при этом рабочая полость данного гидроцилиндра дозирования связана с отводящим каналом предыдущего гидроцилиндра дозирования, центральные подводящие каналы гидроцилиндров дозирования связаны с насосом через двухпозиционные гидрораспределители включения и реверса в первой позиции и баком гидросистемы во второй позиции гидрораспределителя реверса, а два периферийных подводящих канала каждого гидроцилиндра дозирования связаны с гидравлической полостью гидропневматического аккумулятора, напорной магистралью гидравлического мотора привода колеса борта, и во второй позиции гидрораспределителя включения с насосом и баком соответственно в первой и второй позициях гидрораспределителя реверса.(56) 1. Андреев А.Ф., Барташевич Л.В., Богдан Н.В. и др. Гидропневмоавтоматика и гидропривод мобильных машин. Объемные гидро- и пневмомашины и передачи Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.В. Гуськова. - Мн. Выш. шк, 1987. - С. 271, рис. 14.10. 2. А. с. СССР 1813945 А 1, МПК 16 61/44, 1511/22, 1993. Полезная модель относится к гидрообъемным передачам транспортных машин, преимущественно к приводу ходового оборудования самоходных полноприводных транспортных машин. Известна гидрообъемная трансмиссия самоходной машины, содержащая два кинематически связанных насоса с регулируемой производительностью и реверсивным потоком,каждый из которых гидравлически связан через распределяющую аппаратуру с нерегулируемым гидравлическим мотором привода колеса борга с реверсивным потоком 1. Известная гидрообъемная трансмиссия обеспечивает рациональное распределение мощности между колесами борта при движении колес в различных условиях по сцеплению с опорной поверхностью. Трансмиссия обеспечивает регулирование скорости за счет изменения объемов обоих насосов и маневрирование машины при изменении угла установки управляемых колес машины. Недостатком известной трансмиссии является сложность конструкции, обусловленная применением по одному на каждый борт управляемому насосу с механизмом привода. Известна гидрообъемная трансмиссия самоходной машины, содержащая насос с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком, сообщенный через делитель потока и гидрораспределитель реверса с двумя нерегулируемыми гидравлическими моторами с реверсируемым потоком, вал каждого из которых кинематически связан с колесом борта 2. Конструкция известной гидрообъемной трансмиссии существенно упрощается благодаря исключению одного гидронасоса и применению делителя потока. Возможность регулирования расхода жидкости по бортам расширяет функциональные возможности гидрообъемной трансмиссии, позволяя реализовать схему бортового поворота. Недостатком известной трансмиссии является то, что применение делителя потока с дросселированием потока рабочей жидкости не обеспечивает необходимой точности де 2 1166 ления потока рабочей жидкости из насоса по гидравлическим моторам бортов. Это объясняется тем, что малое перемещение плунжера в осевом направлении существенно изменяет площади проходных сечений дросселирующих щелей делителя потоков, и соответственно расход рабочей жидкости по напорным магистралям гидравлических моторов. В результате низкой точности деления потока рабочей жидкости гидрообъемная трансмиссия не обеспечивает курсовой устойчивости машины и потребует частого корректирования курса посредством торможения колеса одного из бортов. Кроме того, известная трансмиссия обеспечивает привод только двух колес одной оси. Попытка создания многоосных полноприводных самоходных машин приводит к необходимости использования механической трансмиссии для привода колес остальных осей. Функциональные возможности известной трансмиссии ограничены. Задачей, решаемой полезной моделью является расширение функциональных возможностей гидрообъемной трансмиссии самоходной машины. Решение поставленной задачи достигается тем, что гидрообъемная трансмиссия полноприводной самоходной машины, содержащая насос с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком, сообщенный через делитель потока и гидрораспределитель реверса с напорными магистралями нерегулируемых гидравлических моторов с реверсируемым потоком, сливные магистрали которых связаны через гидрораспределитель реверса с баком гидросистемы, вал каждого гидравлического мотора кинематически связан с колесом борта, содержит четыре нерегулируемых гидравлических мотора, сливные магистрали которых связаны с баком и насосом в первой и второй позициях гидрораспределителя реверса, делитель - сумматор потока объемного типа, установленный в гидравлических линиях связи насоса и гидравлических моторов колес, состоит из четырех гидроцилиндров дозирования с плунжерами, три кулачка каждого плунжера образуют в гидроцилиндре дозирования две торцевые рабочие полости и две внутренние,образованные между периферийными и центральным кулачками, связывающие между собой попарно в крайних позициях плунжера три подводящих и два отводящих канала, в рабочей полости одного гидроцилиндра дозирования установлена пружина, обеспечивающая плунжеру данного гидроцилиндра дозирования две позиции, у остальных трех гидроцилиндров дозирования пружина установлена в каждой рабочей полости, обеспечивая плунжеру третью позицию, при этом рабочая полость данного гидроцилиндра дозирования связана с отводящим каналом предыдущего гидроцилиндра дозирования, центральные подводящие каналы гидроцилиндров дозирования связаны с насосом через двухпозиционные гидрораспределители включения и реверса в первой позиции и баком гидросистемы во второй позиции гидрораспределителя реверса, а два периферийных подводящих канала каждого гидроцилиндра дозирования связаны с гидравлической полостью гидропневматического аккумулятора, напорной магистралью гидравлического мотора привода колеса борта, и во второй позиции гидрораспределителя включения с насосом и баком соответственно в первой и второй позициях гидрораспределителя реверса. Существенные отличительные признаки предлагаемого технического решения обеспечивают привод двух ведущих осей полноприводной самоходной машины при реализации схемы поворота машины посредством поворота колес, либо при применении шарнирно-сочлененной рамы. Кроме того, предлагаемое техническое решение обеспечивает отключение делителя потоков при повороте машины. На чертеже представлена гидравлическая схема гидрообъемной трансмиссии самоходной полноприводной машины. Гидрообъемная трансмиссия самоходной машины включает насос 1 с регулируемой производительностью и постоянным направлением потока с баком 2, делитель потока 3 объемного типа, двухпозиционный гидрораспределитель реверса 4, нерегулируемые гидравлические моторы 5, 6, 7, 8 с реверсируемым потоком, вал каждого из которых кинематически связан с колесом 9, 10, 11, 12 борта. Делитель - сумматор потока 3 объемного типа состоит из гидроцилиндров дозирования 13, 14, 15, 16 с плунжерами 17, 18, 19, 20. Три кулачка 21, 22, 23 каждого плунжера 3 116617, 18, 19, 20 образуют две торцевые рабочие полости 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, и две внутренние, образованные между перифийными 21, 23 и центральным 22 кулачками,связывающие между собой попарно в крайних позициях плунжеров 17, 18, 19, 20 три подводящих 32, 33, 34 и два отводящих 35, 36 канала В рабочей полости 31 гидроцилиндра дозирования 16 установлена пружина 37, обеспечивающая плунжеру 20 две позиции. У гидроцилиндров дозирования 13, 14, 15 пружина 38 установлена в каждой торцевой рабочей полости, обеспечивая плунжерам 17, 18, 19 дополнительную среднюю позицию. Пружины 37, 38 имеют незначительную жесткость, и не оказывают заметного воздействия на работу гидроцилиндров дозирования. Торцевые рабочие полости 24, 26, 28 связаны с отводящими каналами 35, а торцевые рабочие полости 25, 27, 29 - с отводящими каналами 36 гидроцилиндров дозирования 14,15,16. Торцевые рабочие полости 30, 31 связаны соответственно с отводящими каналами 36, 35 гидроцилиндра дозирования 13. Центральные подводящие каналы 33 гидроцилиндров дозирования 13, 14, 15, 16 связаны с насосом 1 в первой, второй позициях двухпозиционного гидрораспределителя включения 39, первой позиции гидрораспределителя реверса 4, и баком 2 во второй позиции парораспределителя реверса 4. Управление гидрораспределителя включения 39 осуществляется посредством электромагнита 40 по сигналу датчика поворота (не показан). Периферийные подводящие каналы 32, 34 гидроцилиндров дозирования 13, 14, 15, 16 связаны соответственно с гидравлическими полостями 41, 42, 43, 44 гидропневматических аккумуляторов 45 46, 47, 48, напорными магистралями (при прямом ходе машины) соответственно гидравлических моторов 6, 5, 7, 8 привода колес 10, 9, 11, 12 борта, и во второй позиции гидрораспределителя включения 39 с насосом 1 и баком 2 соответственно в первой и второй позициях гидрораспределителя реверса 4. Сливные магистрали (при прямом ходе машины) гидравлических моторов 5, 6, 7, 8 связаны с баком 2 и насосом 1 в первой и второй позициях гидрораспределителя реверса 4. Гидрообъемная трансмиссия самоходной полноприводной машины работает следующим образом. Пневматические полости гидропневматических аккумуляторов 45, 46, 47, 48 заряжаются газом до расчетного давления. При прямолинейном движении прямым ходом машины катушка электромагнита 40 обесточена и двухпозиционный гидрораспределитель включения 39 находится в первой позиции. Насос 1 подает рабочую жидкость к делителю-сумматору потока 3, работающему в режиме делителя потока, через двухпозиционные гидрораспределитель реверса 4 в первой позиции и гидрораспределитель включения 39. При положении плунжера 20 гидроцилиндра дозирования 16 в первой позиции под действием пружины 37 жидкость через каналы 33, 36 гидроцилиндра дозирования 16 поступает в торцевую рабочую полость 19 гидроцилиндра дозирования 15. Плунжер 19, находящийся начально в средней позиции под действием пружин 38, перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 28 через каналы 35, 32 гидроцилиндра дозирования 16 поступает в гидравлическую полость 44 гидропневматического аккумулятора 48 и в напорную магистраль гидропневматического мотора 8 привода колеса 12 борта. При достижении плунжером 19 крайнего положения (на чертеже верхнего) жидкость через каналы 33, 36 гидроцилиндра дозирования 15 поступает в торцевую рабочую полость 27 гидроцилиндра дозирования 14. Плунжер 18, находящийся начально в средней позиции под действием пружин 38, перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 26 через каналы 35, 32 гидроцилиндра дозирования 15 поступает в гидравлическую полость 43 гидропневматического аккумулятора 47 и в напорную магистраль гидравлического мотора 7 привода колеса 11 борта. При достижении плунжером 18 крайнего положения (на чертеже верхнего) жидкость через каналы 33, 36 гидроцилиндра дозирования 14 поступает в торцевую рабочую полость 25 гидроцилиндра дозирования 13. Плунжер 17, находящийся начально в средней 4 1166 позиции под действием пружин 38, перемешается, и жидкость из торцевой рабочей полости 24 через каналы 35, 32 гидроцилиндра дозирования 14 поступает в гидравлическую полость 42 гидропневматического аккумулятора 46 и в напорную магистраль гидравлического мотора 5 привода колеса 9 борта. При достижении плунжером 17 крайнего положения (на чертеже верхнего) жидкость через каналы 33, 36 гидроцилиндра дозирования 13 поступает в торцевую рабочую полость 30 гидроцилиндра дозирования 16. Плунжер 20 перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 31 через каналы 35, 32 гидроцилиндра дозирования 13 поступает в гидравлическую полость 41 гидропневматического аккумулятора 45 и в напорную магистраль гидравлического мотора 6 привода колеса 10 борта. При достижении плунжером 20 крайнего положения (на чертеже нижнего) жидкость через каналы 33, 35 гидроцилиндра дозирования 16 поступает в торцевую рабочую полость 28 гидроцилиндра дозирования 15. Плунжер 19 перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 29 через каналы 36, 34 гидроцилиндра дозирования 16 поступает в гидравлическую полость 44 гидропневматического аккумулятора 48 и в напорную магистраль гидравлического мотора 8 привода колеса 12 борта. При достижении плунжером 19 крайнего положения (на чертеже нижнего) жидкость через каналы 33, 35 гидроцилиндра дозирования 15 поступает в торцевую рабочую полость 26 гидроцилиндра дозирования 14. Плунжер 18 перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 27 через каналы 36, 34 гидроцилиндра дозирования 15 поступает в гидравлическую полость 43 гидропневматического аккумулятора 47 и в напорную магистраль гидравлического мотора 7 привода колеса 11 борта. При достижении плунжерам 18 крайнего положения (на чертеже нижнего) жидкость через каналы 33, 35 гидроцилиндра дозирования 14 поступает в торцевую рабочую полость 24 гидроцилиндра дозирования 13. Плунжер 17 перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 25 через каналы 36, 34 гидроцилиндра дозирования 14 поступает в гидравлическую полость 42 гидропневматического аккумулятора 46 и в напорную магистраль гидравлического мотора 5 привода колеса 9 борта. При достижении плунжером 17 крайнего положения (на чертеже нижнего) жидкость через каналы 33, 35 гидроцилиндра дозирования 13 поступает в торцевую рабочую полость 31 гидроцилиндра дозирования 16. Плунжер 20 перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 30 через каналы 36, 34 гидроцилиндра дозирования 13 поступает в гидравлическую полость 41 гидропневматического аккумулятора 45 и в напорную магистраль гидравлического мотора 6 привода колеса 10 борта. При достижении плунжером 20 крайнего (начального) положения цикл закачки жидкости от насоса 1 в напорные магистрали гидравлических моторов 8, 7, 5, 6 продолжается,как описано выше. Поскольку в каждый конкретный промежуток времени работает один гидравлический цилиндр дозирования, направляющий в напорную магистраль данного мотора одинаковый для всех малый объем рабочей жидкости, возможная разность условий сцепления колес самоходной машины с опорной поверхностью не оказывает влияния на работу гидрообъемной трансмиссии самоходной полноприводной машины Гидравлические моторы 5, 6, 7, 8 получают из делителя потока 3 одинаковые объемы жидкости,чем достигается необходимая курсовая устойчивость самоходной машины при различных условиях сцепления колес обоих бортов с опорной поверхностью. Гидропневматические аккумуляторы 45, 46, 47, 48 снижают динамичность расхода жидкости по напорным магистралям гидравлических моторов 5, 6, 7, 8. При выполнении поворота на прямом ходу самоходной полноприводной машины посредством поворота колес, или изменением геометрии рамы машины на катушку электромагнита 40 полается напряжение от датчика поворота (не показан). Гидрораспределитель 39 переводится во вторую позицию. Каналы 32, 34 и 33 гидроцилиндров дозирования 13,14, 15, 16 соединяются, и жидкость от насоса 1 поступает в напорные магистрали гидрав 5 1166 лических моторов 5, 6, 7, 8 через гидрораспределители реверса в первой и включения 39 во второй позиции. Частоты вращения параллельно работающих гидравлических моторов 5, 6, 7, 8 обусловливаются условиями движения колес машины. Для изменения направления движения самоходной полноприводной машины двухпозиционный гидрораспределитель реверса 4 переводится во вторую позицию. Жидкость от насоса 1 поступает в магистрали гидравлических моторов 5, 6, 7, 8. Слив жидкости из гидравлических моторов 5, 6, 7, 8 осуществляется через делитель-сумматор потока 3, работающий в режиме сумматора потоков. Гидравлические полости 41, 42, 43, 44 гидропневматических аккумуляторов 45, 46, 47, 48 подключены к сливным магистралям гидравлических моторов 6, 5, 7, 8. При прямолинейном движении самоходной полноприводной машины задним ходом жидкость от насоса 1 поступает в магистрали гидравлических моторов 5, 6, 7, 8. В канальный момент времени плунжеры 17, 18, 19 находятся в средней позиции Кулачки 21, 23 гидроцилиндров дозирования 13, 14, 15 перекрывают каналы 32, 34, запирая сливные магистрали гидравлических моторов 5, 6, 7, соединенные с гидравлическими полостями 42,41, 43 гидропневматических аккумуляторов 46, 45, 47. При положении плунжера 20 гидроцилиндра дозирования 16 в первой позиции под действием пружины 37 жидкость из сливной магистрали гидравлического мотора 8 через каналы 32, 35 гидроцилиндра дозирования 16 поступает в торцевую рабочую полость 28 гидроцилиндра дозирования 15, и в гидравлическую полость 44 гидропневматического аккумулятора 48. Плунжер 19, находящийся начально в средней позиции под действием пружин 38, перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 29 через каналы 36, 33 гидроцилиндра дозирования 16,гидрораспределители включения 39, реверса 4 во второй позиции поступает в бак 2. При достижении плунжером 19 крайнего (нижнего) положения жидкость из сливной магистрали гидравлического мотора 7, и гидравлической полости 43 гидропневматического аккумулятора 47 через каналы 34, 36 гидроцилиндра дозирования 15 поступает в торцевую рабочую полость 27 гидроцилиндра дозирования 14. Плунжер 18, находящийся начально в средней позиции под действием пружин 38, перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 26 через каналы 35, 33 гидроцилиндра дозирования 15, гидрораспределители включения 39, реверса 4 во второй позиции поступает в бак 2. При достижении плунжером 18 крайнего (верхнего) положения жидкость из сливной магистрали гидравлического мотора 5, и гидравлической полости 42 Гидропневматического аккумулятора 46 через каналы 32, 36 гидроцилиндра дозирования 14 поступает в торцевую рабочую полость 24 гидроцилиндра дозирования 13. Плунжер 17, находящийся начально в средней позиции под действием пружин 38, перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 25 через каналы 36, 33 гидроцилиндра дозирования 14, гидрораспределители включения 39, реверса 4 во второй позиции поступает в бак 2. При достижении плунжером 17 крайнего (нижнего) положения жидкость из сливной магистрали гидравлического мотора 6, и гидравлической полости 41 гидропневматического аккумулятора 45 через каналы 34, 36 гидроцилиндра дозирования 13 поступает в торцевую рабочую полость 30 гидроцилиндра дозирования 16. Плунжер 20 перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 31 через каналы 35, 33 гидроцилиндра дозирования 13, гидрораспределители включения 39, реверса 4 во второй позиции поступает в бак 2. При достижении плунжером 20 крайнего (нижнего) положения жидкость из сливной магистрали гидравлического мотора 8, и гидравлической полости 44 гидропневматического аккумулятора 48 через каналы 34, 36 гидроцилиндра дозирования 16 поступает в торцевую рабочую полость 29 гидроцилиндра дозирования 15. Плунжер 19 - перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 28 через каналы 35, 33 гидроцилиндра дозирования 16, гидрораспределители включения 39, реверса 4 во второй позиции поступает в бак 2. При достижении плунжером 19 крайнего (верхнего) положения жидкость из сливной магистрали гидравлического мотора 7, и гидравлической полости 43 гидропневматическо 6 1166 го аккумулятора 47 через каналы 32, 35 гидроцилиндра дозирования 15 поступает в торцевую рабочую полость 26 гидроцилиндра дозирования 14. Плунжер 18 - перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 27 через каналы 36, 33 гидроцилиндра дозирования 15, гидрораспределители включения 39, реверса 4 во второй позиции поступает в бак 2. При достижении плунжером 18 крайнего (нижнего) положения жидкость из сливной магистрали гидравлического мотора 5, и гидравлической полости 42 гидропневматического аккумулятора 46 через каналы 34, 36 гидроцилиндра дозирования 14 поступает в торцевую рабочую полость 25 гидроцилиндра дозирования 13. Плунжер 17 - перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 24 через каналы 35, 33 гидроцилиндра дозирования 14, гидрораспределители включения 39, реверса 4 во второй позиции поступает в бак 2. При достижении плунжером 17 крайнего (верхнего) положения жидкость из сливной магистрали гидравлического мотора 6, и гидравлической полости 41 гидропневматического аккумулятора 45 через каналы 32, 35 гидроцилиндра дозирования 13 поступает в торцевую рабочую полость 31 гидроцилиндра дозирования 16. Плунжер 20 - перемещается, и жидкость из торцевой рабочей полости 30 через каналы 36, 33 гидроцилиндра дозирования 13, гидрораспределители включения 39, реверса 4 во второй позиции поступает в бак 2. При достижении плунжером 20 крайнего (начального) положения цикл закачки жидкости от насоса 1 в напорные магистрали гидравлических моторов 8, 7, 5, 6 и слив ее чрез сумматор потоков продолжается, как описано выше. Поскольку, в каждый конкретный промежуток времени работает один гидравлический цилиндр дозирования, сливающий из магистрали данного мотора одинаковый для всех малый объем рабочей жидкости, возможная разность условий сцепления колес самоходной машины с опорной поверхностью не оказывает влияния на работу гидрообъемной трансмиссии самоходной полноприводной машины Гидравлические моторы 5, 6, 7, 8 сливают через сумматор потоков 3 одинаковые объемы жидкости, чем достигается необходимая курсовая устойчивость самоходной машины при различных условиях сцепления колес обоих бортов с опорной поверхностью. Гидропневматические аккумуляторы 45, 46, 47, 48 снижают динамичность расхода жидкости по напорным магистралям гидравлических моторов 5, 6, 7, 6. При выполнении поворота задним ходом самоходной полноприводной машины посредством поворота колес, или изменением геометрии рамы машины на катушку электромагнита 40 подается напряжение от датчика поворота (не показан). Гидрораспределитель 39 переводится во вторую позицию. Каналы 32, 34 и 33 гидроцилиндров дозирования 13,14, 15, 16 соединяются, и жидкость от насоса 1 поступает в напорные магистрали гидравлических моторов 5, 6, 7, 8 через парораспределители реверса 4 и включения 39 во второй позиции и сливается в бак, минуя сумматор потоков. Частоты вращения параллельно работающих гидравлических моторов 5, 6, 7, 8 обусловливаются условиями движения колес машины. Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает высокую курсовую устойчивость за счет точного деления потока рабочей жидкости насоса по гидравлическим моторам привода колес. Также, гидрообъемная трансмиссия обеспечивает привод всех колес самоходной машины, чем достигается расширение функциональных возможностей трансмиссии. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.