?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

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
promo andrei_bt Жовтень 25, 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…

Comments

( 13 comments — Leave a comment )
(Deleted comment)
(no subject) - kotobood - Nov. 14th, 2011 09:31 am (UTC) - Expand
andrei_bt
Nov. 14th, 2011 10:25 am (UTC)
Перспективы в модернизации существующих танков и для перспективы. В такой разработке очень бы заинтересовались например ремонтные заводы, с ним можно просто создать целое семейство машин, в т.ч. всевозможные танковые БТР.
Но как всегда вопрос в финансах.
(no subject) - kotobood - Nov. 14th, 2011 11:16 am (UTC) - Expand
andrei_bt
Nov. 14th, 2011 11:25 am (UTC)
Для того, чтобы использовать нужны деньги на изготовление.
(no subject) - kotobood - Nov. 14th, 2011 11:32 am (UTC) - Expand
(Deleted comment)
andrei_bt
Nov. 14th, 2011 07:21 pm (UTC)
да, ведутся
(no subject) - kotobood - Nov. 14th, 2011 11:19 am (UTC) - Expand
(Deleted comment)
met749
Jan. 12th, 2016 03:53 pm (UTC)
Re: БГОМТ
Я так понял, что это отдельная БКП, являющаяся аналогом гидромеханических трансмиссий с ГОП западных ОБТ. Хотелось бы услышать комментарий ув. Андрея, конечно, как установка БГОМТ выглядит на практике(ставится сразу БГОМТ или БГОМТ с БКП, как показано на картинке?), но мы его, наверное, не дождемся.
rvun
Nov. 18th, 2011 03:40 pm (UTC)
Уважаемый Андрей, а вы не могли бы привести для сравнения габариты и какие-то характеристики аналогичных изделий нашей и зарубежной промышленности, так как мало кто из ваших читателей разбирается в теме гидрообъемных передач. Ну или прокомментируйте эту статью, мне, как не специалисту трудно сформировать мнение о изделии. Вкратце не могли бы сказать чем ГОП лучше БКП (кроме радиуса разворота), чем наш лучше ихнего?
(no subject) - kotobood - Nov. 23rd, 2011 08:38 pm (UTC) - Expand
( 13 comments — Leave a comment )

Latest Month

October 2019
S M T W T F S
  12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by Lilia Ahner