RU2098291C1

RU2098291C1 - Hydromechanical gearbox

Info

Publication number: RU2098291C1
Application number: RU96112979/11A
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Жаворонков; Станислав Сергеевич Какунин; Геннадий Андреевич Козлов; ков В чеслав Иванович Сил; Вячеслав Иванович Силяков
Original assignee: Андрей Владимирович Жаворонков; Станислав Сергеевич Какунин; Геннадий Андреевич Козлов; Вячеслав Иванович Силяков
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1996-07-01
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: road building machinery. SUBSTANCE: hydromechanical gearbox has shafts, gears and fluid couplings. Output shaft of gearbox has extensions at both ends. Output shaft has output extension disengagement mechanism provided by re-arrangement of number of gears and one fluid coupling. Such design makes it possible to use hydromechanical gearbox on loaders in which disengagement of rear axle drive is required at travelling duty to prevent intensive wear of rear wheel tyres and appearance of parasitic losses. EFFECT: enlarged operating capabilities, improved reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительно-дорожных машин, в частности к машинам типа погрузчиков, автогрейдеров и др. The invention relates to the field of road construction machines, in particular to machines such as loaders, graders, etc.

Известна гидромеханическая коробка передач строительно-дорожной машины, включающая установленные параллельно в корпусе выходной, промежуточные и входной валы, на последнем из которых жестко зацеплена первая шестерня, кинематически связанная со второй шестерней, жестко защепленной на первом промежуточном валу, на котором свободно установлена третья шестерня, связанная с этим валом первой фрикционной муфтой, третья шестерня кинематически связана с четвертой шестерней, жестко закрепленной на втором промежуточном валу, которая в свою очередь, кинематически связана с пятой шестерней, свободно установленной на входном валу и связанной с ним посредством второй фрикционной муфты, и с шестерней, жестко установленной на третьем промежуточном валу, на котором установлена также седьмая шестерня, кинематически связанная с восьмой шестерней, жестко закрепленной на входном валу, и девятую шестерню, свободно установленную на третьем промежуточном валу и связанную с ним третьей фрикционной муфтой, десятую шестерню, свободно установленную на четвертом промежуточном валу и связанную с ним четвертой фрикционной муфтой, одиннадцатую шестерню, жестко закрепленную на выходном валу и кинематически связанную с девятой шестерней, двенадцатую шестерню, жестко закрепленную на втором валу, кинематически связанную с тринадцатой шестерней, жестко установленной на четвертом промежуточном валу, пятую фрикционную муфту, связанную с третьим промежуточным валом и седьмой шестерней, четырнадцатую шестерню, жестко установленную на втором промежуточном валу и кинематически связанную с пятнадцатой шестерней, свободно установленной на первом промежуточном валу и связанной с ним шестой фрикционной муфтой. A hydromechanical gearbox of a road construction machine is known, including the output, intermediate and input shafts installed in parallel in the housing, on the last of which the first gear is rigidly engaged, kinematically connected to the second gear rigidly locked on the first intermediate shaft, on which the third gear is freely mounted, connected with this shaft by the first friction clutch, the third gear is kinematically connected with the fourth gear, rigidly fixed to the second intermediate shaft, which in its The belt is kinematically connected to the fifth gear, freely mounted on the input shaft and connected by means of the second friction clutch, and to the gear, rigidly mounted on the third intermediate shaft, on which the seventh gear is mounted, kinematically connected to the eighth gear, rigidly mounted on the input the shaft, and the ninth gear, freely mounted on the third intermediate shaft and connected with it by a third friction clutch, the tenth gear, freely mounted on the fourth intermediate shaft and connected the fourth friction clutch, the eleventh gear rigidly mounted on the output shaft and kinematically connected to the ninth gear, the twelfth gear rigidly mounted on the second shaft, kinematically connected to the thirteenth gear rigidly mounted on the fourth intermediate shaft, the fifth friction clutch associated with it the third intermediate shaft and the seventh gear, the fourteenth gear rigidly mounted on the second intermediate shaft and kinematically connected with the fifteenth gear, freely installed hydrochloric the first intermediate shaft and the sixth associated friction clutch.

По технической сущности и достигаемому результату рассмотренная коробка передач является наиболее близкой к предложению заявителя и поэтому принята за прототип. Прототип имеет компактную конструкцию и малые габариты. Недостатком ее является сужение эксплуатационных возможностей в связи с тем, что данная гидромеханическая коробка перемены передач предназначена лишь для встраивания к конструкцию автогрейдеров. Однако при минимальных изменениях конструкции с сохранением ее габаритов, количества осей, гидромуфт и межосевого расстояния коробка может быть использована в конструкциях колесных погрузчиков. According to the technical nature and the achieved result, the considered gearbox is the closest to the proposal of the applicant and therefore is taken as a prototype. The prototype has a compact design and small dimensions. Its disadvantage is the narrowing of operational capabilities due to the fact that this hydromechanical gearbox is intended only for integration into the design of motor graders. However, with minimal design changes while maintaining its size, number of axles, fluid couplings and center distance, the box can be used in the construction of wheel loaders.

Таким образом, задачей, решаемой в данном предложении, является расширение эксплуатационных возможностей устройства. Thus, the task to be solved in this proposal is to expand the operational capabilities of the device.

Указанная задача решается тем, что в гидромеханической коробке передач строительно-дорожной машины, включающей установленные параллельно в корпусе выходной, промежуточные и входной валы, на последнем из которых жестко закреплена первая шестерня, кинематически связанная со второй шестерней, жестко закрепленной на первом промежуточном валу, на котором свободно установлена третья шестерня, связанная с этим валом первой фрикционной муфтой, третья шестерня кинематически связана с четвертой шестерней, жестко закрепленной на втором промежуточном валу, которая, в свою очередь, кинематически связана с пятой шестерней, свободно установленной на входном валу и связанной с ним посредством второй фрикционной муфты, и с шестой шестерней, жестко установленной на третьем промежуточном валу, на котором установлена также седьмая шестерня, связанная с валом третьей фрикционной муфтой, кинематически связанной с восьмой шестерней, жестко закрепленной на входном валу, и девятую шестерню, свободно установленную на третьем промежуточном валу и связанную с четвертой муфтой, десятую шестерню, свободно установленную на четвертом промежуточном валу и связанную с ним пятой фрикционной муфтой, одиннадцатую шестерню, жестко закрепленную на выходном валу и кинематически связанную с девятой шестерней, двенадцатую шестерню, жестко закрепленную на втором промежуточном валу, кинематически связанную с тринадцатой шестерней, жестко установленной на четвертом промежуточном валу, четырнадцатую шестерню, жестко установленную на втором промежуточном валу и кинематически связанную с шестнадцатой шестерней, свободно установленной на первом промежуточном валу и связанной с ним шестой фрикционной муфтой, а шестерни седьмая и восьмая смещены в сторону четвертой фрикционной муфты, а пятая фрикционная муфта развернута на своем валу на 180^o, при этом выходной вал выполнен с дополнительным выходом на его противоположном конце и снабжен механизмом его отклонения, смонтированным на валу, а у шестерен седьмой и восьмой, двенадцатой и тринадцатой изменено передаточное отношение в меньшую сторону.This problem is solved by the fact that in a hydromechanical gearbox of a road construction machine, including output, intermediate and input shafts installed in parallel in the housing, the last of which has the first gear rigidly fixed, kinematically connected with the second gear, rigidly fixed to the first intermediate shaft, which the third gear is freely mounted connected to this shaft by the first friction clutch, the third gear is kinematically connected to the fourth gear, rigidly fixed to the second intermediate the exact shaft, which, in turn, is kinematically connected with the fifth gear, freely mounted on the input shaft and connected with it by the second friction clutch, and with the sixth gear, rigidly mounted on the third intermediate shaft, on which the seventh gear is also connected the shaft of the third friction clutch kinematically connected to the eighth gear rigidly mounted on the input shaft, and the ninth gear freely mounted on the third intermediate shaft and connected to the fourth clutch, the tenth pole a nude freely mounted on the fourth intermediate shaft and connected with it by a fifth friction clutch, an eleventh gear rigidly fixed to the output shaft and kinematically connected to the ninth gear, a twelfth gear rigidly fixed to the second intermediate shaft, kinematically connected to the thirteenth gear rigidly mounted on the fourth intermediate shaft, the fourteenth gear rigidly mounted on the second intermediate shaft and kinematically connected with the sixteenth gear freely mounted on a first intermediate shaft and the related-sixth friction clutch and gear seventh and eighth biased toward the fourth clutch, and the fifth clutch deployed on its shaft through 180 ^o, while the output shaft is formed with an additional outlet in its opposite end and provided with a mechanism its deviations mounted on the shaft, and the gears of the seventh and eighth, twelfth and thirteenth gear ratio is changed to a smaller side.

На фиг. 1 представлена схема гидромеханической коробки передач; на фиг. 2 гидравлическая схема управления муфтами сцепления коробки передач. In FIG. 1 shows a diagram of a hydromechanical gearbox; in FIG. 2 hydraulic transmission clutch control circuit.

Гидромеханическая коробка передач транспортного средства содержит установленные в корпусе 1 входной вал 2, выходной вал 3, первый, второй, третий и четвертый промежуточные валы 4-7. The hydromechanical gearbox of the vehicle comprises an input shaft 2, an output shaft 3, a first, second, third and fourth intermediate shafts 4-7 installed in the housing 1.

Валы 2-7 установлены в корпусе параллельно в подшипниках 8. На входном валу 2 жестко закреплена первая шестерня 9, кинематически связанная со второй шестерней 10, жестко закрепленной на первом промежуточном валу 4, на котором свободно установлена третья шестерня 11, связанная с валом 4 посредством первой фрикционной муфты 12. Третья шестерня 11 кинематически соединена с четвертой шестерней 13, жестко закрепленной на втором промежуточном валу 5. Шестерня 13 в свою очередь кинематически связана с пятой шестерней 14, свободно установленной на входном валу 2 и связанной с ним посредством второй фрикционной муфты 15, а также шестерня 13 кинематически связана с шестой шестерней 16, установленной жестко на третьем промежуточном валу 6, на котором установлена также седьмая шестерня 17, кинематически связанная с восьмой шестерней 18, жестко закрепленной на выходном валу 3, и девятая шестерня 19, свободно установленная на третьем промежуточном валу 6 и связанная с ним третьей фрикционной муфтой 20. Десятая шестерня 21 свободно установлена на четвертом промежуточном валу 7 и связана с ним четвертой фрикционной муфтой 22. Пятая фрикционная муфта 23 установлена на третьем промежуточном валу 6 для осуществления связи шестерни 17 с третьим промежуточным валом 6. Одиннадцатая шестерня 24 жестко закреплена на выходном валу 3 и кинематически связана с шестерней 19 и с шестерней 21. Двенадцатая шестерня 25 жестко закреплена на втором промежуточном валу 5 и кинематически связана с тринадцатой шестерней 26, закрепленной жестко на четвертом промежуточном валу 7. Четырнадцатая шестерня 27 жестко установлена на втором промежуточном валу и кинематически связана с пятнадцатой шестерней 28, свободно установленной на первом промежуточном валу 4 и связанной с валом 4 посредством шестой фрикционной муфты 29. Фрикционные муфты 12 и 29 являются муфтами включения первого или второго диапазонов, а муфта 15 муфтой включения заднего хода. The shafts 2-7 are mounted in parallel with the bearings 8. The input gear 2 is rigidly fixed to the first gear 9, kinematically connected to the second gear 10, which is rigidly fixed to the first intermediate shaft 4, on which the third gear 11 is freely mounted, connected to the shaft 4 by the first friction clutch 12. The third gear 11 is kinematically connected to the fourth gear 13, rigidly mounted on the second intermediate shaft 5. The gear 13, in turn, is kinematically connected to the fifth gear 14, freely mounted on the input alu 2 and associated with it through the second friction clutch 15, and the gear 13 is kinematically connected to the sixth gear 16, mounted rigidly on the third intermediate shaft 6, which also has a seventh gear 17, kinematically connected to the eighth gear 18, rigidly mounted on the output the shaft 3, and the ninth gear 19, freely mounted on the third intermediate shaft 6 and connected with it by a third friction clutch 20. The tenth gear 21 is freely mounted on the fourth intermediate shaft 7 and connected with it by a fourth friction an ionic clutch 22. The fifth friction clutch 23 is mounted on the third intermediate shaft 6 to communicate the gear 17 with the third intermediate shaft 6. The eleventh gear 24 is rigidly fixed to the output shaft 3 and kinematically connected to the gear 19 and gear 21. The twelfth gear 25 is rigidly fixed on the second intermediate shaft 5 and kinematically connected with the thirteenth gear 26 fixed rigidly to the fourth intermediate shaft 7. The fourteenth gear 27 is rigidly mounted on the second intermediate shaft and kinematically connected and a fifteenth gear 28 freely mounted on the first intermediate shaft 4 and connected to the shaft 4 through the sixth friction clutch 29. Friction clutches 12 and 29 are couplings enable the first or second ranges, and the clutch 15 coupling the reverse gear.

Муфты 20, 22 и 23 являются муфтами 10 включения передач. Clutches 20, 22 and 23 are clutches 10 for shifting gears.

Включение каждой из муфт осуществляется посредством гидросистемы управления коробки передач, включающей насос 30, всасывающая линия которого соединена с гидробаком 31, а нагнетательная с двумя группами последовательно соединенных гидрораспределителей 32-38, первые четыре из которых 32-35 гидравлически соединены с фрикционными муфтами 12, 29 и с механизмом отключения 36 дополнительного выходного конца 37, который имеет выходной вал 3, а вторые три гидрораспределителя 38, 39 и 40 гидравлически соединены с фрикционными муфтами 22, 20 и 23 соответственно. Each of the clutches is engaged by means of a hydraulic control system for the gearbox, including a pump 30, the suction line of which is connected to the hydraulic tank 31, and the discharge line with two groups of serially connected control valves 32-38, the first four of which 32-35 are hydraulically connected to the friction clutches 12, 29 and with a shut-off mechanism 36 of the additional output end 37, which has an output shaft 3, and the second three control valves 38, 39 and 40 are hydraulically connected to the friction clutches 22, 20 and 23, respectively.

Защита насоса 30 осуществляется посредством предохранительного клапана 41, установленного в напорной линии насоса 30. The pump 30 is protected by a safety valve 41 installed in the pressure line of the pump 30.

Работа гидромеханической коробки передач для погрузчика осуществляется следующим образом. Для включения первой передачи включаются гидрораспределители 32 и 38, при этом происходит замыкание фрикционных муфт 12 и 22. В этом случае крутящий момент от входного вала 2 передается через шестерни 9 и 10, муфту 12 на шестерню 11, связанную с шестерней 13, на второй промежуточный вал 5 и через шестерни 25 и 26, муфту 22, шестерни 21 и 24 на выходной вал 3. Для включения второй передачи включаются гидрораспределители 33 и 38, при этом происходит замыкание фрикционных муфт 29 и 22. В этом случае крутящий момент от входного вала 2 передается через шестерни 9 и 10, муфту 29 на шестерню 28, связанную с шестерней 27, на второй промежуточный вал 5 и далее через шестерни 25 и 26, муфту 22, шестерни 21 и 24 на выходной вал. The operation of the hydromechanical gearbox for the loader is as follows. To activate the first gear, the control valves 32 and 38 are turned on, while the friction clutches 12 and 22 are closed. In this case, the torque from the input shaft 2 is transmitted through gears 9 and 10, the clutch 12 to the gear 11 connected to the gear 13 to the second intermediate shaft 5 and through gears 25 and 26, clutch 22, gears 21 and 24 to the output shaft 3. To activate the second gear, the control valves 33 and 38 are engaged, while the friction clutches 29 and 22 are closed. In this case, the torque from the input shaft 2 transmitted through gears 9 and 10, clutch at 29 to the pinion 28 associated with the gear 27, the second intermediate shaft 5 and further through the gears 25 and 26, clutch 22, gears 21 and 24 to the output shaft.

Для включения третьей передачи включаются гидрораспределители 32 и 36, при этом происходит замыкание фрикционных муфт 12 и 20. Крутящий момент до второго промежуточного вала 5 передается как описано выше (для 1-ой передачи), а далее через шестерни 13 и 16, кинематически связанные между собой, подается на третий промежуточный вал 5 и далее через шестерни 25 и 26, муфту 22, шестерни 21 и 24 на выходной вал. To activate the third gear, the control valves 32 and 36 are turned on, and the friction clutches 12 and 20 are closed. The torque to the second intermediate shaft 5 is transmitted as described above (for the 1st gear), and then through the gears 13 and 16 kinematically connected between by itself, is fed to the third intermediate shaft 5 and then through gears 25 and 26, clutch 22, gears 21 and 24 to the output shaft.

Для включения третьей передачи включаются гидрораспределители 32 и 36, при этом происходит замыкание фрикционных муфт 12 и 20. Крутящий момент до второго промежуточного вала 5 передается, как описано выше (для 1-ой передачи), а далее через шестерни 13 и 16, кинематически связанные между собой, подается на промежуточный вал 6, с которого через муфту 20, шестерни 19 и 24 на выходной вал 3. To activate the third gear, the control valves 32 and 36 are turned on, while the friction clutches 12 and 20 are closed. The torque to the second intermediate shaft 5 is transmitted as described above (for the 1st gear), and then through the gears 13 and 16 kinematically connected among themselves, is fed to the intermediate shaft 6, from which through the coupling 20, gears 19 and 24 to the output shaft 3.

Для включения четвертой передачи включаются гидрораспределители 32 и 40, при этом происходит замыкание фрикционных муфт 12 и 23. Крутящий момент до третьего промежуточного вала 6 передается как написано выше, а долее через муфту 23, шестерню 17 и 18 на выходной вал 3. To engage the fourth gear, the control valves 32 and 40 are engaged, while the friction clutches 12 and 23 are closed. The torque to the third intermediate shaft 6 is transmitted as described above, and then through the clutch 23, gear 17 and 18 to the output shaft 3.

Для включения задней передачи необходимо выключить гидрораспределители 32 и 33 и включить гидрораспределитель 34, в этом случае замыкается муфта 15, и крутящий момент входного вала 2, через муфту 15 передается непосредственно на второй промежуточный вал 25. При этом меняется направление вращения вала 5. Дальнейшая передача крутящего момента на выходной вал 3 аналогично описанному выше в зависимости от того, какая муфта 20, 22 и 23. При этом обеспечивается получение 3-х скоростей для движения задним ходом. Для отключения заднего моста включается гидрораспределитель 35, происходит подача жидкости в гидроцилиндр 36, со штоком которого связана вилка каретки 42 отключения моста. To engage reverse gear, it is necessary to turn off the control valves 32 and 33 and turn on the control valve 34, in this case the clutch 15 closes and the input shaft 2 torque is transmitted directly through the clutch 15 to the second intermediate shaft 25. The direction of rotation of the shaft 5 changes. torque to the output shaft 3 is similar to that described above, depending on which clutch 20, 22 and 23. This provides 3 speeds for reversing. To turn off the rear axle, the control valve 35 is turned on, the fluid is supplied to the hydraulic cylinder 36, the plug of which is connected to the fork of the carriage 42 for disconnecting the bridge.

Таким образом, по сравнению с прототипом выходной вал выполнен с выходами из коробки на обоих концах, т.е. с дополнительным выходом на задний мост погрузчика. А за счет перекомпоновки на своих осях ряда шестерен и фрикционной муфты получена возможность разместить на выходном валу механизм отключения дополнительного выхода, т.е. отключение заднего моста погрузчика. Соответствующие коррективы внесены и в гидросхему управления коробкой. А отключение заднего моста погрузчика при транспортном режиме его работы является необходимым условием для сокращения износа дорогостоящих шин заднего моста и исключение циркуляции паразитной мощности. Thus, in comparison with the prototype, the output shaft is made with exits from the box at both ends, i.e. with additional access to the rear axle of the loader. And due to the rearrangement of a number of gears and a friction clutch on their axes, it was possible to place an additional output shut-off mechanism on the output shaft, i.e. disabling the rear axle of the loader. Corresponding adjustments have been made to the hydraulic control circuit box. And disabling the rear axle of the loader during the transport mode of its operation is a prerequisite for reducing the wear of expensive tires on the rear axle and eliminating parasitic power circulation.

В результате, за счет существенных, но минимальных переделок гидромеханическая коробка передач получила расширенный диапазон своего применения, сохранив свои габариты, количество валов и шестерен и межцентровые расстояния валов. As a result, due to significant, but minimal alterations, the hydromechanical gearbox received an expanded range of its application, preserving its dimensions, the number of shafts and gears, and the center-to-center distances of the shafts.

Claims

Гидромеханическая коробка перемены передач строительно-дорожной машины (колесного погрузчика), включающая установленные параллельно в корпусе выходной, промежуточные и входной валы, на последнем из которых жестко закреплена первая шестерня, кинематически связанная с второй шестерней, жестко закрепленной на первом промежуточном валу, на котором свободно установлена третья шестерня, связанная с этим валом первой функциональной муфтой, третья шестерня кинематически связана с четвертой шестерней, жестко закрепленной на втором промежуточном валу, которая, в свою очередь, кинематически связана с пятой шестерней, свободно установленной на входном валу и связанной с ним посредством второй функциональной муфты, и с шестой шестерней, жестко установленной на третьем промежуточном валу, на котором установлена также седьмая шестерня, кинематически связанная с восьмой шестерней, жестко закрепленной на входном валу, и девятую шестерню, свободно установленную на третьем промежуточном валу и связанную с ним третьей фрикционной муфтой, десятую шестерню, свободно установленную на четвертом промежуточном валу и связанную с ним четвертой фрикционной муфтой, одиннадцатую шестерню, жестко закрепленную на выходном валу и кинематически связанную с девятой шестерней, двенадцатую шестерню, жестко закрепленную на втором промежуточном валу, кинематически связанную с тринадцатой шестерней, жестко установленной на четвертом промежуточном валу, пятую фрикционную муфту, связанную с третьим промежуточным валом и седьмой шестерней, четырнадцатую шестерню, жестко установленную на втором промежуточном валу и кинематически связанную с пятнадцатой шестерней, свободно установленной на первом промежуточном валу и связанной с ним шестой фрикционной муфтой, отличающаяся тем, что шестерня седьмая и восьмая смещены на своих валах в направлении третьей фрикционной муфты, а пятая фрикционная муфта развернута на своем валу на 180^o и соединена с седьмой шестерней со стороны шестой шестерни, при этом выходной вал выполнен с дополнительным выходом на его противоположном конце и снабжен механизмом отключения дополнительного выхода, смонтированным на валу, а у шестерен седьмой и восьмой, двенадцатой и тринадцатой изменено передаточное отношение в меньшую сторону.Hydromechanical gearbox of a road-building machine (wheel loader), including output, intermediate and input shafts installed in parallel in the housing, on the last of which the first gear is rigidly fixed, kinematically connected to the second gear, rigidly fixed on the first intermediate shaft, on which a third gear is installed, connected with this shaft by the first functional clutch, the third gear is kinematically connected with the fourth gear, rigidly fixed to the second gap main shaft, which, in turn, is kinematically connected to the fifth gear, freely mounted on the input shaft and connected through the second functional coupling, and to the sixth gear, rigidly mounted on the third intermediate shaft, which also has the seventh gear, kinematically connected with an eighth gear fixed to the input shaft and a ninth gear freely mounted on the third intermediate shaft and connected with a third friction clutch, a tenth gear freely mounted on with the fourth intermediate shaft and the fourth friction clutch connected thereto, the eleventh gear rigidly fixed to the output shaft and kinematically connected to the ninth gear, the twelfth gear rigidly fixed to the second intermediate shaft kinematically connected to the thirteenth gear rigidly mounted on the fourth intermediate shaft, the fifth a friction clutch associated with the third intermediate shaft and the seventh gear, the fourteenth gear rigidly mounted on the second intermediate shaft and kinematically associated with the fifteenth gear, freely mounted on the first intermediate shaft and the sixth friction clutch associated with it, characterized in that the seventh and eighth gears are shifted on their shafts in the direction of the third friction clutch, and the fifth friction clutch is rotated 180 ^o on its shaft and connected with the seventh gear from the side of the sixth gear, while the output shaft is made with an additional output at its opposite end and is equipped with an additional output shut-off mechanism mounted on the shaft, and the gears have a gray The eighth and eighth, twelfth and thirteenth gear ratios have been changed downward.