RU78145U1 - TRANSMISSION INCLUSION SYSTEM IN A HYDROMECHANICAL SHAFT GEARBOX - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и касается систем включения передач в гидромеханической вальной коробках передач. Для выравнивания частоты вращения соединяемых деталей при включении передачи предлагается установить на промежуточном и вторичном валах коробки тахогенераторы, напряжения от которых подается в блок управления. Сравнением подаваемых напряжений определяется, требуется ли для выравнивания скоростей торможение промежуточного вала или его разгон. Когда частоты вращения установленных на вторичного валов соединяемых при включении передачи деталей становятся одинаковыми, подается сигнал в пневмоэлектроклапан, который открывает поступление сжатого воздуха в установленный на коробке передач пневмоцилиндр и передача включается. Система позволяет исключить из конструкции гидромеханической коробки передач синхронизаторы и сцепление.The invention relates to the field of transport engineering and relates to gear shifting systems in hydromechanical shaft gearboxes. To align the speed of the parts to be connected when the gear is engaged, it is proposed to install tachogenerators on the intermediate and secondary shafts of the box, the voltage from which is supplied to the control unit. By comparing the applied voltages, it is determined whether braking of the intermediate shaft or its acceleration is required for speed equalization. When the speed of the parts mounted on the secondary shafts of the parts to be connected when the transmission is engaged becomes the same, a signal is sent to the pneumatic solenoid valve, which opens the flow of compressed air to the pneumatic cylinder mounted on the gearbox and the transmission is engaged. The system allows excluding synchronizers and clutch from the design of the hydromechanical gearbox.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и касается систем включения передач в гидромеханической вальной коробках передач.The invention relates to the field of transport engineering and relates to gear shifting systems in hydromechanical shaft gearboxes.

Известны механические коробки передач, в которых для выравнивания скоростей соединяемых при включении передач деталей используется сцепление и синхронизаторы. (Юрковский И.М. и Толпыгин В.А. Автомобиль КАМАЗ.. - М.: ДОСААФ, 1975 с.150, рис.78 и с.167, рис.84)Mechanical gearboxes are known in which clutch and synchronizers are used to equalize the speeds of the parts connected when the gears are engaged. (Yurkovsky I.M. and Tolpygin V.A. KAMAZ automobile .. - M .: DOSAAF, 1975 p. 150, fig. 78 and p. 167, fig. 84)

Их недостатком является сложность конструкции, значительное время выравнивания оборотов, т.к. тормозной момент синхронизатора небольшой.Their disadvantage is the complexity of the design, a significant time leveling speed, because the braking moment of the synchronizer is small.

Известны также гидромеханические коробки передач, в которых сцепление отсутствует, а передачи включаются отдельными фрикционами для каждой из передач (Сироткин З.Л. и др. Автомобили-самосвалы и автомобили-тягачи БелАЗ. - М.: Транспорт, 1973, с.98-99, рис 64).Hydromechanical gearboxes are also known, in which there is no clutch, and the gears are engaged with separate friction clutches for each gear (Zirotkin Z.L. et al. BelAZ dump trucks and tractor trucks. - M.: Transport, 1973, p. 98- 99, Fig. 64).

Недостатком таких коробок является сложность конструкции, большое количество деталей, зависимость момента трения во фрикционе от давления подаваемого в бустер фрикциона масла.The disadvantage of such boxes is the design complexity, a large number of parts, the dependence of the friction moment in the friction clutch on the pressure of the oil supplied to the friction clutch booster.

Устанавливаемый в гидромеханических коробках передач гидротрансформатор не дает полного разрыва потока мощности. На турбинный вал действует крутящий момент даже при малых оборотах, что не позволяет включить передачу в установленной за гидротрансформатором механической коробке передач. Поэтому между гидротрансформатором и коробкой передач ставится сцепление, отсоединяющее коробку передач от гидротрансформатора при включении передач, а выравнивание скоростей вращения соединяемых деталей происходит за счет трения в синхронизаторе.A torque converter installed in hydromechanical gearboxes does not completely break the power flow. Torque acts on the turbine shaft even at low speeds, which does not allow the transmission to be engaged in a mechanical gearbox installed behind the torque converter. Therefore, a clutch is placed between the torque converter and the gearbox, disconnecting the gearbox from the torque converter when the gears are turned on, and the rotation speeds of the connected parts are aligned due to friction in the synchronizer.

Для выравнивания скоростей вращения соединяемых при включении передачи деталей, установленных на промежуточном и вторичном валах коробки передач, предлагается тормозить или разгонять промежуточный вал, так как изменить обороты соединенного с колесами автомобиля вторичного вала за короткое время, когда включается передача, невозможно. Для этого на промежуточном валу установлен тормоз, а для разгона промежуточного вала на двигателе установлено устройство, например, пневмоцилиндр для автоматического увеличения количества подаваемого в цилиндры двигателя топлива. Применение устройств для торможения и разгона промежуточного вала делает ненужными сцепление и синхронизаторы. Необходимый для торможения промежуточного вала тормозной момент в десятки раз меньше, чем крутящий момент, передаваемый сцеплением. Это еще одно преимущество предлагаемой системы.To equalize the rotational speeds of the parts connected to the gearshift when the gear is engaged, it is proposed to brake or accelerate the intermediate shaft, since it is impossible to change the speed of the secondary shaft connected to the vehicle wheels in a short time when the gear is engaged. To do this, a brake is installed on the intermediate shaft, and to accelerate the intermediate shaft, a device is installed on the engine, for example, a pneumatic cylinder to automatically increase the amount of fuel supplied to the engine cylinders. The use of devices for braking and accelerating the intermediate shaft makes clutch and synchronizers unnecessary. The braking torque required to brake the intermediate shaft is tens of times less than the torque transmitted by the clutch. This is another advantage of the proposed system.

Система включения передач в гидромеханической вальной коробке передач, содержащая рычаг переключения передач, дополнительно содержит устройство для увеличения подачи топлива в цилиндры двигателя, а также установленный A gear shifting system in a hydromechanical shaft gearbox comprising a gear shift lever further comprises a device for increasing fuel supply to the engine cylinders, as well as an installed

на промежуточном валу тормоз и установленные на промежуточном и вторичном валах тахогенераторы, соединенные с блоком управления, блок управления, пневмоэлектроклапаны и пневмоцилиндр.brake on the intermediate shaft and tachogenerators installed on the intermediate and secondary shafts connected to the control unit, control unit, pneumatic electro-valves and pneumatic cylinder.

На фиг.1 изображен общий вид гидромеханической коробки передач. На фиг.2 изображена система включения передач в вальной коробке передач с гидротрансформатором. На фиг.3 изображен вид сверху на систему включения передач в рассматриваемой коробке передач.Figure 1 shows a General view of the hydromechanical gearbox. Figure 2 shows the system for engaging gears in a shaft gearbox with a torque converter. Figure 3 shows a top view of the gear shift system in the gearbox in question.

Система включения передач содержит тормоз 7, установленный на промежуточном валу коробки передач, пневмоэлектроклапаны 2 и 3, соединенные с электронным блоком управления 4, рычаг переключения передач 5, пневмоцилиндр 6, установленный на коробке передач, тахогенератор 7, соединенный с промежуточным валом, тахогенератор 8, соединенный с вторичным валом, пневмоэлектроклапан 9, соединенный с электронным блоком управления 4, пневмоцилиндр 10, соединенный с управлением подачей топлива в цилиндры дигателя насоса высокого давления 11.The gear shifting system comprises a brake 7 mounted on the intermediate shaft of the gearbox, pneumatic electro-valves 2 and 3 connected to the electronic control unit 4, a gear lever 5, a pneumatic cylinder 6 mounted on the gearbox, a tachogenerator 7 connected to the intermediate shaft, a tachogenerator 8, connected to the secondary shaft, a pneumatic solenoid valve 9 connected to an electronic control unit 4, a pneumatic cylinder 10 connected to control the supply of fuel to the cylinders of the engine of the high pressure pump 11.

Обеспечивающие выравнивание частоты вращения соединяемых деталей при включении передачи напряжения от тахогенераторов 7 и 8 подаются в электронный блок управления 4. Сравнением подаваемых напряжений определяется, требуется ли для выравнивания скоростей соединяемых деталей торможение промежуточного вала или его разгон.Ensuring the alignment of the rotational speed of the connected parts when the transmission of voltage from the tachogenerators 7 and 8 is switched on, they are fed to the electronic control unit 4. By comparing the supplied voltages, it is determined whether braking of the intermediate shaft or its acceleration is required to equalize the speeds of the connected parts.

Работа предлагаемой системы для включения передач.The work of the proposed system for gear shifting.

Водитель переводит рычаг переключения передач 5 из нейтрального положения в положение выбранной передачи и нажимает на кнопку соответствующей передачи на панели, закрепленной на конце рычага переключения (фиг.2). Электрическая цепь этой передачи включается и происходит сравнение частоты вращения промежуточного и вторичного валов коробки передач. Промежуточный вал либо тормозится, если его скорость выше, чем требуется для включения передачи, либо разгоняется, если скорость ниже. Когда частоты вращения установленных на вторичном валу деталей включаемой передачи становятся одинаковы, из блока управления подается сигнал в пневмоэлектроклапан 2 или 3, открывающих поступление сжатого воздуха в соответствующую полость установленного на коробке передач пневмоцилиндра 6. Передача включается.The driver moves the gear lever 5 from the neutral position to the selected gear position and presses the corresponding gear button on the panel fixed to the end of the gear lever (Fig. 2). The electrical circuit of this transmission is engaged and the speed of the intermediate and secondary shafts of the gearbox is compared. The intermediate shaft either brakes if its speed is higher than that required to engage the gear, or it accelerates if the speed is lower. When the rotational speeds of the gears installed on the secondary shaft become the same, a signal is sent from the control unit to the pneumatic solenoid valve 2 or 3, which opens the flow of compressed air into the corresponding cavity of the pneumatic cylinder 6 mounted on the gearbox. The transmission is engaged.

Подаваемые тахогенераторами в электронный блок управления напряжения перед включением передачи должны отличаться в число раз, равное передаточному числу включаемой передачи. Для удобства работы эти напряжения можно сравнять введением сопротивлений (своего для каждой передачи). В этом случае равенство подаваемых в блок управления напряжений наступит, когда отношение оборотов соединяемых валов становится такое, какое необходимо для включения передачи.The voltage supplied by the tachogenerators to the electronic control unit before starting the transmission must differ by the number of times equal to the gear ratio of the included transmission. For convenience, these voltages can be compared by the introduction of resistances (its own for each transmission). In this case, the equality of the voltage supplied to the control unit will occur when the ratio of revolutions of the connected shafts becomes what is necessary to activate the gear.

Выравнивание скоростей вращения соединяемых деталей вальной гидромеханической коробки передач тяжелых грузовых автомобилей торможением или разгоном промежуточного вала значительно упрощают конструкцию коробки передач, снижается стоимость ее изготовления. Так как синхронизаторы The alignment of the rotational speeds of the joined parts of the shaft hydromechanical gearbox of heavy trucks by braking or accelerating the intermediate shaft greatly simplifies the design of the gearbox, and reduces the cost of its manufacture. Since synchronizers

не требуются, не ограничивается и мощность, на которую может проектироваться коробка передач.not required, not limited to the power for which the gearbox can be designed.

Для включения и выключения передач используется пневмоцилиндр двустороннего действия. Поршень располагается в середине цилиндра и усилие от него могут передаваться в обе стороны. (фиг.2).For switching gears on and off, a double-acting pneumatic cylinder is used. The piston is located in the middle of the cylinder and the force from it can be transmitted in both directions. (figure 2).

Рычаг 5 для переключения передач дает возможность включать передачи в случае выхода из строя электронной системы синхронизации. В этом случае при включении передачи на месте водитель нажатием на педаль, установленную там, где обычно находится педаль сцепления, останавливает промежуточный вал и включает передачу. При разгоне автомобиля для включения каждой следующей передачи требуется притормозить промежуточный вал нажатием на эту педаль, а для включения понижающей передачи, например, когда увеличилось сопротивление дороги, после выведения рычага переключения передач в нейтральное положение нужно нажатием на педаль подачи топлива увеличить частоту вращения промежуточного вала. Имея опыт вождения, водитель включает передачи без затруднений.The gear shift lever 5 makes it possible to engage gears in case of failure of the electronic synchronization system. In this case, when the gear is engaged in place, the driver presses the pedal installed where the clutch pedal is usually located, stops the countershaft and engages the gear. When accelerating the car, to switch on each next gear, it is necessary to slow down the intermediate shaft by pressing this pedal, and to switch the gear down, for example, when the road resistance has increased, after shifting the gear lever to the neutral position, you need to increase the speed of the intermediate shaft by pressing the fuel pedal. Having driving experience, the driver engages gears without difficulty.

Испытания вальной коробки передач, работающей совместно с гидротрансформатором, где вместо сцепления и синхронизаторов был установлен тормоз для включения первой передачи на месте и устройство для воздействия на подачу топлива в цилиндры двигателя при включении передач в движении, показали достаточную надежность такого способа включения. Выравнивание скоростей соединяемых деталей перед включением передачи исключает рывки и дергания автомобиля, какие бывают после отпускания педали сцепления или включения фрикционов.Tests of the shaft gearbox, working in conjunction with a torque converter, where instead of the clutch and synchronizers, a brake was installed to engage the first gear in place and a device for influencing the fuel supply to the engine cylinders when the gears are engaged in motion, showed sufficient reliability of this method of engaging. Aligning the speeds of the parts to be connected before turning on the gear eliminates jerking and twitching of the car, which happens after releasing the clutch pedal or engaging the clutches.

Система включения передач с использованием тахогенераторов и электронного блока управления позволяет быстро и плавно включать передачи в коробке передач с минимальным усилием со стороны водителя при выборе передачи, когда рычаг качается в поперечной плоскости. Само же включение передачи происходит от усилия, создаваемого пневмоцилиндром. Водитель лишь контролирует процесс включения передачи. Придерживая рычаг переключения передач, он не допускает резкого действия пневмоцилиндра. Использованием в гидромеханических коробках передач грузовых автомобилей предлагаемой системы, можно исключить из конструкции коробки передач сложные и сильно нагруженные узлы, какими являются сцепление и механические синхронизаторы. Отсутствие синхронизаторов дает возможность снять ограничения на величину мощности, на которую проектируются однопоточные коробки.The gearshift system using tachogenerators and an electronic control unit allows you to quickly and smoothly engage gears in the gearbox with minimal effort from the driver when selecting a gear when the lever is swinging in the transverse plane. The very inclusion of the transmission comes from the effort created by the pneumatic cylinder. The driver only controls the process of turning on the gear. Holding the gear lever, it does not allow a sharp action of the pneumatic cylinder. By using the proposed system in hydromechanical gearboxes of trucks, complex and heavily loaded units such as clutch and mechanical synchronizers can be excluded from the design of the gearbox. The absence of synchronizers makes it possible to remove restrictions on the amount of power for which single-threaded boxes are designed.

Claims (1)

Система включения передач в гидромеханической вальной коробке передач, содержащая рычаг переключения передач, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройство для увеличения подачи топлива в цилиндры двигателя, а также установленный на промежуточном валу тормоз и установленные на промежуточном и вторичном валах тахогенераторы, соединенные с блоком управления, блок управления, пневмоэлектроклапаны и пневмоцилиндры.

A gear shifting system in a hydromechanical shaft gearbox comprising a gear shift lever, further comprising a device for increasing the fuel supply to the engine cylinders, as well as a brake mounted on the intermediate shaft and tachogenerators mounted on the intermediate and secondary shafts, connected to the control unit, control unit, pneumatic electrovalves and pneumatic cylinders.