СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ И ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Название	СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ И ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
Разработчик (Авторы)	Бовшовский С.З., Белошистый А.П.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2273565
Дата регистрации	27.09.2002
Правообладатель	Военный автомобильный институт
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к транспортному машиностроению и конкретно касается конструкции систем охлаждения трансмиссии и подвески транспортных средств.

Известна система охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески транспортного средства [Патент РФ №2131360, МПК 6 В 60 К 11/02, 11/00, В 60 Н 1/32], выбранная в качестве прототипа, содержащая автономный контур охлаждения гидродинамического трансформатора и планетарной коробки передач, включающий первый радиатор и первый насос, привод которого соединен с тяговым двигателем, автономный контур охлаждения гидрообъемного механизма поворота, включающий второй радиатор и второй насос, привод которого соединен с тяговым двигателем, автономный контур охлаждения блока гидроамортизаторов, включающий третий радиатор и третий насос, привод которого соединен с тяговым двигателем и автономный контур охлаждения редуктора привода резервных генераторов, включающий четвертый насос, привод которого соединен с тяговым двигателем, а также теплообменник, включающий первую, вторую и третью секции, выполненные в едином корпусе, внутренние полости которых соединены между собой трубками, а межтрубные полости секций теплообменника разделены перегородками, при этом межтрубная полость первой секции теплообменника соединена входными и выходными каналами с редуктором привода резервных генераторов, межтрубная полость второй секции теплообменника соединена входными и выходными каналами с контуром охлаждения гидрообъемного механизма поворота, межтрубная полость третьей секции теплообменника соединена входными и выходными каналами с контуром охлаждения гидродинамического трансформатора и планетарной коробки передач, а внутренние полости секций теплообменника соединены входными и выходными каналами с контуром охлаждения блока гидроамортизаторов.

Недостатком прототипа являются постоянные затраты мощности на привод насосов контуров охлаждения на всех режимах их работы, в то время как охлаждение контуров достаточно производить только на определенных режимах работы контуров охлаждения трансмиссии и подвески транспортного средства, то есть когда температуры нагрева жидкостей близки к максимальным значениям.

Технический результат направлен на снижение затрат мощности на привод насосов контуров охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески.

Технический результат достигается тем, что система охлаждения дополнительно снабжена первой, второй, третьей и четвертой электромагнитными муфтами, соединенными соответственно с приводами первого, второго, третьего и четвертого насосов; первым, вторым, третьим и четвертым датчиками температур нагрева жидкостей, расположенных соответственно в контурах охлаждения гидродинамического трансформатора и планетарной коробки передач, гидрообъемного механизма поворота, блока гидроамортизаторов и редуктора привода резервных генераторов, а также блоком управления включения электромагнитных муфт, при этом первый, второй, третий и четвертый датчики температур нагрева жидкостей своими выходами связаны со входами блока управления включения электромагнитных муфт, а его выходы связаны соответственно с первой, второй, третьей и четвертой электромагнитными муфтами.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая система охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески колес транспортного средства отличается тем, что она снабжена дополнительно первой, второй, третьей и четвертой электромагнитными муфтами, первым, вторым, третьим и четвертым датчиками температур нагрева жидкостей и блоком управления включения электромагнитных муфт, что позволяет отключать насосы контуров охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески при низких температурах жидкостей этих контуров и включать их при максимальных температурах.

На чертеже представлена схема системы охлаждения.

Система охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески содержит контур 5 охлаждения гидродинамического трансформатора 1 и планетарной коробки передач 4, включающий первый радиатор 3 и первый насос 2, связанный через привод и первую электромагнитную муфту 23 с тяговым двигателем 31 и первый датчик 24 температуры нагрева жидкости, контур 11 охлаждения гидрообъемного механизма поворота, включающий гидронасос 7, гидромотор 8, второй насос 9, связанный через привод и вторую электромагнитную муфту 25 с тяговым двигателем 31, второй радиатор 10, механизм управления 22 и второй датчик температуры нагрева жидкости 26, контур 21 охлаждения редуктора 19 привода резервных генераторов, включающий четвертый насос 20, связанный через привод и четвертую электромагнитную муфту 29 с тяговым двигателем 31 и четвертый датчик 30 температуры нагрева жидкости, контур 15 охлаждения блока 12 гидроамортизаторов, включающий третий радиатор 13 и третий насос 14, связанный через привод и третью электромагнитную муфту 27 с тяговым двигателем 31 и третий датчик 28 температуры нагрева жидкости, теплообменник 6, включающий первую секцию 16, вторую секцию 17, третью секцию 18, выполненные в едином корпусе, внутренние полости которых соединены между собой трубками, а межтрубные полости секций 16, 17 и 18 теплообменника 6 разделены перегородками, при этом межтрубная полость первой секции 16 теплообменника 6 соединена входными и выходными каналами с редуктором 19 привода резервных генераторов, межтрубная полость второй секции 17 теплообменника 6 соединена входными и выходными каналами с контуром 11 охлаждения гидрообъемного механизма поворота, межтрубная полость третьей секции 18 теплообменника 6 соединена входными и выходными каналами с контуром 5 охлаждения гидродинамического трансформатора 1 и планетарной коробки передач 4, а внутренние полости секций 16, 17 и 18 теплообменника 6 соединены входными и выходными каналами с контуром 15 охлаждения блока 12 гидроамортизаторов, а также блок 32 управления включения электромагнитных муфт, входы которого связаны с выходами первого датчика 24 температуры нагрева жидкости, второго датчика 26 температуры нагрева жидкости, третьего датчика 28 температуры нагрева жидкости и четвертого датчика 30 температуры нагрева жидкости, а выходы - с первой электромагнитной муфтой 23, второй электромагнитной муфтой 25, третьей электромагнитной муфтой 27 и четвертой электромагнитной муфтой 29.

Система охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески работает следующим образом.

При прямолинейном движении транспортного средства наиболее теплонапряженным является контур 5 гидродинамического трансформатора 1 и планетарной коробки передач 4. Однако гидродинамический трансформатор 1 может принудительно блокироваться водителем на всех передачах и в этом случае нагреваться жидкость будет только в планетарной коробке передач 4, а в гидродинамическом трансформаторе 1 жидкость будет только охлаждаться, так как при блокировке КПД гидродинамического трансформатора 1 приблизительно равен единице. В этом случае, в режиме охлаждения, в контуре 5 привод насоса 2 отключен от тягового двигателя 31 и насос 2 находится в выключенном состоянии. При разблокированном гидродинамическом трансформаторе 1 и достижении температуры жидкости в контуре 5 максимальной - более 130°С - срабатывает датчик 24 температуры нагрева жидкости. Электрический сигнал (питание электрических элементов системы охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески осуществляется от бортовой сети транспортного средства - на иллюстрации не показано) поступает на вход блока управления 32 включения электромагнитных муфт (микропроцессорный универсальный контроллер), а через его выход - на электромагнитную муфту 23, посредством которой осуществляется передача мощности от тягового двигателя 31 к насосу 2. Таким образом, теплогидравлический поток в контуре 5 проходит по следующему пути: планетарная коробка передач 4, радиатор 3, насос 2, гидродинамический трансформатор 1, межтрубная полость секции 18 теплообменника 6 и планетарная коробка передач 4. Контур 21 охлаждения редуктора 19 привода резервных генераторов в этом случае не работает, так как отключен его насос 20. В режиме охлаждения в этом случае находится контур 11 гидрообъемного механизма поворота, так как нет передачи мощности от гидронасоса 7 на гидромотор 8, так как нет воздействия от водителя на механизм управления 22 и в связи с чем отключен от тягового двигателя 31 его насос 9. При прямолинейном движении транспортного средства по дороге с ровным покрытием (асфальт, бетон) в режиме охлаждения находится также контур 15 блока гидроамортизаторов 12 и, соответственно, насос 14 отключен от тягового двигателя 31. В случае же движения по неровной дороге (булыжник, крупный гравий) контур 15 будет работать в режиме нагрева и при достижении температуры жидкости более 100°С сработает датчик 28 температуры нагрева жидкости. Аналогичным образом электрический сигнал поступает на вход блока управления 32 включения электромагнитных муфт (микропроцессорный универсальный контроллер), а через его выход - на электромагнитную муфту 27, через которую насос 14 приводится в рабочее состояние. В этом случае жидкость в контуре 15 проходит по следующему пути: блок 12 гидроамортизаторов, радиатор 13, насос 14, внутритрубные полости секций 16, 17, 18 теплообменника 6 и возвращается в блок 12 гидроамортизаторов.

Таким образом, на благоприятных режимах работы транспортного средства (движение по ровной дороге с заблокированным гидродинамическим трансформатором 1) контуры 5, 11, 15, 21 охлаждения будут находиться в режиме охлаждения, при этом насосы 2, 9, 14, 20 будут отключены от тягового двигателя 31, то есть жидкости в контурах 5, 11, 15, 21 циркулировать не будут. При движении транспортного средства в неблагоприятных условиях (движение по неровной дороге с незаблокированным гидродинамическим трансформатором) контуры 5 и 15 (контуры 11 и 21 отключены) охлаждения будут находиться в режиме нагрева и жидкости в контурах 5 и 15 будут циркулировать посредством приведенных в рабочее состояние насосов 2 и 14, тогда передача тепла будет осуществляться из нагреваемых контуров 5 и 15 через секции 17 и 18 теплообменника 6 в охлаждаемый контур 11 гидрообъемного механизма поворота. В обоих случаях теплонапряженность нагреваемых контуров будет снижена и исключена работа холостого хода насосов охлаждаемых контуров, а следовательно, и эффективней будет работать в целом такая система охлаждения.

Наиболее неблагоприятный теплонапряженный режим работы транспортного средства будет происходить при совершении машиной поворота. При этом водитель воздействует на механизм управления 22 и тем самым обеспечивает гидравлическую связь между гидронасосом 7 и гидромотором 8. При достижении в контуре 11 максимальной температуры жидкости - более 90°С - срабатывает датчик 26 температуры нагрева жидкости, с выхода которого электрический сигнал поступает на вход блока управления 32 включения электромагнитных муфт (микропроцессорный универсальный контроллер), а через его выход - на электромагнитную муфту 25, посредством которой осуществляется включение насоса 9. В этом случае теплогидравлический поток в контуре 11 будет проходить по следующему пути: гидронасос 7, механизм управления 22, гидромотор 8, радиатор 10, насос 9, секция 17 теплообменника 6 и гидронасос 7. Контуры 5 и 15 будут работать так же, как и при прямолинейном движении, а контур 21 также будет отключен. Хотя режим работы транспортного средства при совершении поворота непродолжителен по времени и жидкость в контуре 11 может и не успеть нагреться и контур 11 будет работать в режиме охлаждения дольше, чем в режиме нагрева.

Возможен случай, когда все контуры 5, 15 и 11 будут работать в режиме нагрева. Однако в этом случае в теплообменнике 6 будет осуществляться теплообмен за счет разности температур нагрева жидкостей в контурах.

При работе двигателя транспортного средства во время стоянки в работу системы охлаждения включается контур 21 редуктора привода резервных генераторов, который работает в режиме нагрева. При достижении максимальной температуры жидкости срабатывает датчик 30 температуры нагрева жидкости. Как и в вышеуказанных случаях электрический сигнал поступает на вход блока управления 32 включения электромагнитных муфт (микропроцессорный универсальный контроллер), а через его выход - на электромагнитную муфту 29. Жидкость в контуре 21 проходит по следующему пути: редуктор 19 привода резервных генераторов, насос 20, секции 16 теплообменника 6 и редуктор 19 привода резервных генераторов. В этом случае тепло от контура 21 передается в теплообменник 6 через секции 17 и 18 в контуры 5, 11 и 15, которые в это время находятся в режиме охлаждения. Во всех случаях работы транспортного средства радиаторы 3, 10 и 13 охлаждают жидкости соответственно своих контуров 5, 11 и 15.

Таким образом, на всех режимах работы транспортного средства производится теплообмен в теплообменнике 6 между гидромеханической трансмиссией и подвеской, передача мощности от тягового двигателя 31 к насосам 2, 9, 14, 20 осуществляется только в режиме нагрева контуров 5, 11, 15, 21 при достижении максимальных температур жидкостей, тем самым более эффективнее осуществляется работа системы охлаждения.

Эффективность охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески повышена, во-первых, за счет суммарного снижения теплонапряженности во всех контурах, так как на всех режимах и в любой промежуток времени какой-либо из контуров будет охлаждаться, а другой (другие) нагреваться, и наоборот; во-вторых, рационально расходуется мощность на привод насосов и тем самым исключена работа их холостого хода, когда соответствующий контур работает в режиме охлаждения.

Формула изобретения

Система охлаждения гидромеханической трансмиссии и подвески транспортного средства, содержащая автономный контур охлаждения гидродинамического трансформатора и планетарной коробки передач, включающий первый радиатор, третью секцию теплообменника и первый насос, привод которого соединен с тяговым двигателем, автономный контур охлаждения гидрообъемного механизма поворота, включающий второй радиатор, вторую секцию теплообменника и второй насос, привод которого соединен с тяговым двигателем, автономный контур охлаждения блока гидроамортизаторов, включающий третий радиатор, теплообменник и третий насос, привод которого соединен с тяговым двигателем, а также автономный контур охлаждения редуктора привода резервных генераторов, включающий четвертый насос, привод которого соединен с тяговым двигателем, и первую секцию теплообменника, межтрубные полости первой, второй и третьей секции которого соединены соответственно входными и выходными каналами с контурами охлаждения редуктора привода резервных генераторов, гидрообъемного механизма поворота, гидродинамического трансформатора и планетарной коробки передач, а внутритрубные полости секций теплообменника соединены с контуром охлаждения блока гидроамортизаторов, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена первой, второй, третьей и четвертой электромагнитными муфтами, соединенными соответственно с приводами первого, второго, третьего и четвертого насосов; первым, вторым, третьим и четвертым датчиками температур нагрева жидкостей, расположенными соответственно в контурах охлаждения гидродинамического трансформатора и планетарной коробки передач, гидрообъемного механизма поворота, блока гидроамортизаторов и редуктора привода резервных генераторов, а также блоком управления включения электромагнитных муфт, при этом первый, второй, третий и четвертый датчики температур нагрева жидкостей своими выходами связаны со входами блока управления включения электромагнитных муфт, а его выходы связаны соответственно с первой, второй, третьей и четвертой электромагнитными муфтами.

Изобретение "СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ И ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА" (Бовшовский С.З., Белошистый А.П.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога