andrei_bt (andrei_bt) wrote,
andrei_bt
andrei_bt

Category:

БГОМТ Бортовая гидрообъемная механическая трансмиссия для ВГМ тяжелой весовой категории

Бортовая гидрообъемная механическая трансмиссия для ВГМ тяжелой весовой категории

В конструкции БГОМТ, схема которой приведена на форуме (пост 483), используется гидрообъемная передача (ГОП) аксиально-поршневого типа. Она была разработана в начале 90-х годов прошлого века в Харьковском агрегатном бюро при заводе ФЭД (главный конструктор В.К. Мокроуз), в отделе В.М. Блудова. Никакого отношения к шарико-поршневой ГОП-900, разрабанной ВНИИгидропривод (главный конструктор Г.А. Аврунин) и используемой в танке «Оплот», она не имеет.





Гидромеханическая трансмиссия

транспортного средства

 
 Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в качестве трансмиссии транспортного средства (ТС).
 Известна гидромеханическая трансмиссия ТС, содержащая гидрообъемную передачу (ГОП), три  коробки передач, планетарный механизм с двумя степенями свободы и четыре  управляющих фрикционных устройства (ФУ), которая  обеспечивает четыре скоростных диапазона [1].
 Недостатком данной  трансмиссии является высокая нагруженность ее элементов  при торможении  и обязательное условие работоспособности ГОП.
Наиболее близкой по технической сути и числу совпадающих признаков к предлагаемому изобретению является гидромеханическая передача, содержащая ведущий и ведомый валы, гидравлическую ветвь, включающую две гидромашины, из которых, по меньшей мере, одна выполнена регулируемой, и механическую ветвь, состоящую из согласующего редуктора, выполненного в виде одноступенчатой зубчатой передачи для привода вала гидронасоса (ГН),  трех планетарных механизмов и  управляющих элементов (трех блокирующих и двух тормозных ФУ) и обеспечивающая передачу мощности в пяти бесступенчатых диапазонах регулирования  [2].
Недостатком данной конструкции является несовершенство кинематической схемы, проявляющееся в потере работоспособности ТС при выходе из строя ГОП, сложность реализации режима торможения, большие радиальные размеры.
 Заявляемая и известная передачи имеют следующие сходные признаки: ведущий и ведомый валы, гидравлическую ветвь, включающую две гидромашины, из которых, по меньшей мере, одна выполнена регулируемой, механическую ветвь, состоящую из согласующего редуктора, обеспечивающего работу гидронасоса  ГОП, трех планетарных механизмов и управляющих фрикционных устройств.
В основу данного изобретения поставлена задача усовершенствования гидромеханической трансмиссии путем увеличения ее функциональных возможностей за счет введения новых и расширения  функций известных элементов для обеспечения условий работоспособности ТС при выходе из строя ГОП с сохранением возможности движения вперед и назад во всем скоростном диапазоне, улучшения эксплуатационных характеристик, в том числе показателей управляемости, разгона и торможения, снижения утомляемости водителя.
Для достижения этого технического результата в гидромеханической трансмиссии, содержащей ведущий и ведомый валы, гидравлическую ветвь, выполненную в виде гидрообъемной передачи и механическую ветвь, включающую входной согласующий редуктор, переключающее устройство, коробку передач, выходной редуктор, тормозные и блокирующие фрикционные устройства, согласно изобретению входной согласующий редуктор имеет три выходных звена и выполнен в виде двух планетарных механизмов, водило первого из них неподвижно, его сателлиты жестко связаны с ведущим валом трансмиссии и входным валом ГОП, а эпицикл имеет жесткую связь с водилом второго планетарного механизма, у которого солнечная шестерня соединена с подвижными элементами блокирующего фрикционного устройства, а эпицикл неподвижен, переключающее механическое устройство имеет фиксированные положения для установления кинематической связи между выходными звеньями входного согласующего редуктора, выходным валом гидрообъемной передачи и промежуточным валом коробки передач, содержащей три планетарных механизма, у первого из них солнечная шестерня связана с промежуточным валом, водило имеет жесткую связь с главным валом, выполненным как единая сборочная единица с солнечными шестернями двух других планетарных механизмов, а эпицикл соединен с одним тормозным  и двумя блокирующими фрикционными устройствами, следующие два планетарных механизма коробки передач имеют общее водило, соединенное с солнечной шестерней выходного планетарного редуктора, их эпициклы имеют жесткую связь с подвижными элементами тормозных фрикционных устройств, причем эпицикл среднего планетарного механизма коробки передач дополнительно связан с блокирующим фрикционным устройством, обеспечивающим кинематическую связь с главным валом. Фрикционные устройства эпицикла первого планетарного механизма коробки передач обеспечивают разрыв потока мощности между ведущим и ведомым валами и выполняют функции сцепления, а фрикционные устройства двух последующих планетарных механизмов коробки передач позволяют останавливать сложное водило и выполнять функции тормоза.
Существенные отличительные признаки заявляемой гидромеханической трансмиссии заключаются в следующем:
  1. Кинематическая схема трансмиссии обеспечивает автоматический режим движения ТС и ручной с шестью передачами вперед и назад до максимально возможной скорости Vmax.
  2.  Согласующий редуктор выполнен в виде двух планетарных механизмов и имеет три выходных звена в виде сателлита первого планетарного механизма и двух солнечных шестерен.  Это позволяет в автоматическом режиме движения со скоростями от  0.5V max  до Vmax, двигаться без переключения  ФУ, а при выключении (выходе из строя) ГОП обеспечивает движение ТС с шестью передачами вперед и назад  во всем скоростном диапазоне.
  3. Для выбора режима работы трансмиссии введено механическое переключающее устройство с четырьмя  фиксированными положениями, устанавливающими кинематическую связь между выходными звеньями согласующего редуктора и входными звеньями коробки передач.
  4. Фрикционные устройства коробки передач кроме основных функций, наложения кинематических связей между звеньями планетарных механизмов, дополнительно выполняют функции сцепления и тормоза.
  5. Система торможения обеспечивает три режима: безопасная стоянка на спусках и подъемах, плавную и экстренную остановку ТС.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом имеется причинно-следственная связь.
В предлагаемой гидромеханической трансмиссии введены новые элементы:
1. Входной согласующий редуктор выполнен в виде двух планетарных механизмов, имеет одно входное и три выходных звена. Первое выходное звено обеспечивает кинематическую связь между ведущим валом и гидронасосом ГОП, два других - имеют одинаковые по модулю, но противоположно направленные угловые скорости вращения, что обеспечивает полный реверс во всем скоростном диапазоне движения ТС при отключении (выходе из строя) ГОП.
2. Отпадает необходимость в сцеплении, поскольку его функции выполняют ФУ первого планетарного механизма коробки передач.
3. Тормозная система включает четыре ФУ коробки передач, что существенно повышает ее эффективность, уменьшает износ дисков трения и повышает ресурс трансмиссии.
Заявляемое изобретение является новым, поскольку оно неизвестно из уровня техники, имеет изобретательский уровень, так как введение в конструкцию входного согласующего планетарного редуктора с тремя выходными звеньями явным образом не следует из уровня техники, промышленно применимо, что подтверждено эскизным проектом.
Техническая сущность и принцип работы гидромеханической трансмиссии поясняются чертежом.
Трансмиссия содержит   входной согласующий редуктор, выполненный в виде двух планетарных механизмов ПМ1 и ПМ2, гидрообъемную передачу, включающую гидравлически связанные ГН регулируемой подачи и ГМ, переключающее механическое устройство (далее переключающее устройство), шестискоростную коробку передач (ПМ3, ПМ4 и ПМ5), выходной редуктор ПМ6 и семь управляющих ФУ, из которых три являются блокирующими, а четыре - тормозами.
Ведущий вал 1 трансмиссии  жестко связан с сателлитом 2 ПМ1, который находится в зацеплении с солнечной шестерней 3 и эпициклом 4.  Сателлит 5 этого планетарного ряда жестко связан с входным валом 6 ГН 7 ГОП. Выходной вал 8 ГМ 9 ГОП соединен с переключающим устройством 10, предназначенным для передачи мощности с ведущего вала 1 на промежуточный вал 11 в зависимости от режима работы трансмиссии. Эпицикл  4 ПМ1 жестко связан с водилом ПМ2, солнечная шестерня 12 которого связана с элементами блокирующего ФУ, а его эпицикл 13  неподвижен. Промежуточный вал 11 жестко связан  с солнечной шестерней 14 ПМ3,  водило которого  выполнено как единая сборочная единица с главным валом 15, солнечными шестернями 16 ПМ4 и 17 ПМ5. Блокирующие ФУ 18 и 19 обеспечивают соединение эпицикла 20 ПМ3 с главным валом 15 и солнечной шестерней 12 ПМ2. Сложное водило 21 является общим для ПМ4, ПМ5 и жестко соединено с солнечной шестерней 22 выходного редуктора ПМ6. Эпицикл 23 ПМ4 связан с подвижными элементами блокирующего ФУ 24, обеспечивающего его соединение с главным валом 15  и тормозом 25. Эпицикл 26 ПМ5 соединен с подвижными элементами тормоза 27. Стояночный тормоз 28 (ручник), соединяющий сложное водило 21 с корпусом трансмиссии, имеет механический привод управления и обеспечивает удержание остановленного ТС на спусках и подъемах. Тормоз 29 при включении обеспечивает кинематическую связь эпицикла 20 ПМ3 с корпусом трансмиссии. Передача мощности с солнечной шестерни 22 выходного редуктора ПМ6 осуществляется его водилом,  жестко соединенным с ведомым валом 30.
Работа трансмиссии определяется положением переключающего устройства 10, которое имеет 4 фиксированных положения, соответствующих режимам А, Б, В и Г.
Режим А - безопасная стоянка ТС.
Ведущий вал 1 вращается с частотой вращения тягового двигателя (ТД), переключающее устройство 10 находится в положении А, кинематическая связь между ТД и промежуточным валом 11 разомкнута, включен стояночный тормоз 28.
Режим Б – работа трансмиссии  в автоматическом режиме.
  1. Переключающее устройство 10 установлено в положении А.
  2. Тяговый двигатель работает без нагрузки в режиме холостого хода. Его угловая скорость вращения w тд    увеличивается до значения  w тд max, соответствующего режиму максимальной мощности.
  3. Включается тормоз 25.
  4. Наклонная шайба ГН ГОП находится в положении нулевой подачи е = 0.  Параметр  е определяет положение наклонной шайбы, характеризующее подачу ГН ГОП. При е = 1 имеет место максимальная подача и совпадение направлений вращения ГН  и ГМ. При е = -1 так же имеет место максимальная подача, но направления вращения ГН и ГМ противоположные.
  5. Переключающее устройство 10 переводится в положение Б, при котором устанавливается  жесткая кинематическая связь между выходным валом 8 ГМ ГОП  и промежуточным валом 11.
  6. Наклонная шайба ГН переводится из положения е  = 0 в промежуточное положение е = е 1 для страгивания ГМ с места без нагрузки.
  7.  Выключается  стояночный тормоз 28  и включается тормоз  29.
  8.  Наклонная шайба ГН перемещается из промежуточного положения е = е1  в  положение максимальной подачи е = 1. Это приводит к разгону ТС за счет ГОП.
  9.  Выключается тормоз 25.
  10.  Наклонная шайба ГН переводится в положение  е = е2, при котором скольжение тормоза 27 равно нулю.
  11. Включается тормоз  27 и ТС разгоняется за счет увеличения подачи ГН  до максимального значения е = 1.
  12. Выключается тормоз 27.
  13. Наклонная шайба ГН переводится в промежуточное положение е = е3, при котором имеет место нулевое скольжение  блокирующего ФУ  24.
  14. Включается блокирующий ФУ 24 и ТС разгоняется за счет увеличения подачи ГН до максимального значения  е  = 1. 
  15. Выключается фрикционное устройство  24 .
  16. Наклонная шайба ГН переводится  в положение нулевой подачи е = 0, одновременно уменьшается угловая  скорость вращения ТД до w тд = w 1, при которой скольжение ФУ 19 равно нулю.
  17.  Одновременно включаются два ФУ блокирующее 19 и тормоз 25. Скорость движения ТС увеличивается за счет разгона ТД, который выводится на  режим максимальной мощности.
  18.  Выключается тормоз  25 и уменьшается угловая скорость вращения ТД до w тд  = w 2, при которой угловая скорость эпицикла 26 ПМ5 равна нулю.
  19.  Включается  тормоз 27 и увеличивается скорость движения ТС за счет разгона ТД до режима максимальной мощности.
  20.  Выключается тормоз 27 и уменьшается угловая  скорость ТД до w тд = w 3, при которой скольжение блокирующего ФУ  24 равно нулю.
  21.  Включается  ФУ  24 и увеличивается скорость движения ТС за счет разгона ТД  до режима максимальной мощности.
  22.  Наклонная шайба ГН  перемещается из положения нулевой е = 0 в положение максимальной е = 1 подачи. Это обеспечивает разгон ТС до максимально возможной скорости движения V=V max .
В автоматическом режиме работы трансмиссии кинематическая схема  позволяет реализовать задний ход до скорости 0.2V max. Для этого необходимо в п.п. 8 .. 11  наклонную  шайбу ГН перемещать из положения нулевой е = 0 подачи в положение е = –1, что обеспечивает отрицательное передаточное отношение ГОП и изменение направления вращения промежуточного вала 11 на противоположное.
 
Режим В  - прямолинейное движение вперед с выключенной ГОП.
Переключающее устройство 10 находится в положении В, при котором накладывается жесткая кинематическая связь между солнечной шестерней 12 ПМ2 и промежуточным валом 11.
Работает только механическая ветвь трансмиссии.  Мощность от ведущего вала 1 передается на сателлит 2, который связан с эпициклом 4 ПМ1, вращающим солнечную шестерню 12 ПМ2 и промежуточный вал 11. Трансмиссия имеет три степени свободы и для передачи вращения с ведущего вала 1 на ведомый 30 необходимо наложить две связи- включить два ФУ. Номера включаемых ФУ и силовые потоки мощности, в зависимости от номера передачи,  представлены в таблице.

 
Передача
Номера звеньевСиловой
 поток
1829242527
1ХХ1-2-4-12-11-14-15-16-21-22-30
2ХХ1-2-4-12-11-14-15-17-21-22-30
3ХХ1-2-4-12-11-14-15-16-23-21-22-30
4ХХ1-2-4-12-11-14-20-15-16-21-22-30
5ХХ1-2-4-12-11-14-20-15-17-21-22-30
6ХХ1-2-4-12-11-14-20-15-23-16-21-22-30

Режим Г –   прямолинейное движение назад с выключенной ГОП.
 Для реализации этого режима необходимо перевести переключающее устройство 10 в положение Г. Это обеспечивает соединение солнечной шестерни 3 ПМ1 с промежуточным валом 11.  Передаточные отношения ПМ1 и ПМ2 подобраны так, чтобы угловые скорости вращения  солнечных шестерен 3 и 12 были равны по модулю, но противоположны по направлению. Изменение направления вращения промежу­точного вала 11 на противоположное позволяет, используя алгоритм действий режима В, реализовать полный реверс во всем скоростном диапазоне.
Торможение
Торможение ТС имеет три режима:
1 Удержание ТС на стоянке с помощью стояночного тормоза 28  (ручника).
2. Плавное торможение педалью тормоза за счет одновременного включения ФУ  24, 25 и 27.
3. Экстренное торможение ТС за счет одновременного  воздействия водителем на ручник  и педаль тормоза.
 Использование данного технического решения позволяет обеспечить работоспособность ТС в случае выхода из строя ГОП, повысить характеристики управляемости, разгона и торможения, увеличить ресурс трансмиссии за счет снижения износа рабочих поверхностей фрикционных устройств, снизить утомляемость водителя за счет автоматизации процесса переключения передач.
Предлагаемая кинематическая схема гидромеханической  трансмиссии положена в основу эскизного проекта.
 
Авторы:                                                                                  Рагулин С.В.
 
                                                                                             Чернышев В.Л.




Дополнительная информация
Tags: БГОМТ, Перспективы
Subscribe
promo andrei_bt october 25, 2018 19:47 82
Buy for 50 tokens
Один из самых необычных и принципиально новых проектов в истории танкостроения. Компоновка, обеспечивающая не имеющие аналогов уровни защиты экипажа, подвижности и огневой мощи: - защита экипажа с уровнем, эквивалентным ~2000 и ~4500 от БПС и КС, 200 и 600 с верхней полусферы; - 32…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 11 comments