Hydrodynamisches Getriebe. Hydrostatische Antriebe

Hydrostatische Getriebe

Während der ersten zwei Jahrzehnte der Automobilindustrie wurden eine Reihe von Hydraulikgetrieben vorgeschlagen, bei denen unter Druck stehendes Fluid von einer von einem Motor angetriebenen Pumpe durch einen Hydraulikmotor fließt. Durch die Bewegung der Arbeitsteile des Hydromotors unter Einwirkung der Flüssigkeit wird seine Welle mit Strom versorgt. Die Flüssigkeit trägt natürlich eine gewisse kinetische Energie, aber da sie den Hydromotor mit der gleichen Geschwindigkeit verlässt, mit der sie in ihn eindringt, ändert sich die kinetische Energie nicht und nimmt daher nicht an der Übertragung von Macht.

Etwas später tauchte eine andere Art von hydraulischem Getriebe auf, bei der sich beide rotierenden Elemente in einem Kurbelgehäuse befinden - sowohl das Pumpenrad, das die Flüssigkeit antreibt, als auch die Turbine, in deren Schaufeln die bewegte Flüssigkeit auftrifft. Bei solchen Getrieben verlässt das Fluid die Kanäle zwischen den Flügeln des angetriebenen Elements mit einer viel geringeren absoluten Geschwindigkeit als es in sie eintritt, und die Kraft wird durch das Fluid in Form von kinetischer Energie übertragen.

Somit sind zwei Arten von hydraulischen Getrieben zu unterscheiden: hydrostatische oder volumetrische Getriebe, bei denen die Energie durch Flüssigkeitsdruck übertragen wird, der auf sich bewegende Kolben oder Schaufeln wirkt, und hydrodynamische Getriebe, bei denen die Energie durch Erhöhung der Absolutgeschwindigkeit der Flüssigkeit in der Flüssigkeit übertragen wird Pumpenrad und Verringerung der absoluten Drehzahl in der Turbine

Die Übertragung von Bewegung oder Kraft durch Flüssigkeitsdruck wurde mit großem Erfolg in einer Reihe von Anwendungen verwendet. Die Hydrauliksysteme moderner Werkzeugmaschinen sind ein Beispiel für den erfolgreichen Einsatz solcher Getriebe. Weitere Beispiele sind die hydraulischen Antriebe für die Steuerwerke von Schiffen und die Steuerung der Geschütztürme der Kriegsschiffe. Aus Sicht der Anwendung am Pkw ist die vorteilhafteste Eigenschaft eines hydrostatischen Getriebes die Möglichkeit einer stufenlosen Übersetzungsänderung. Dazu wird lediglich eine Pumpe benötigt, bei der sich das von den Kolben bei einer Umdrehung der Welle beschriebene Volumen im Betrieb stufenlos ändern kann. Ein weiterer Vorteil des hydrostatischen Getriebes ist die leichte Zugänglichkeit des Rückwärtsgangs. Bei den meisten Konstruktionen führt das Verschieben des Reglers über die Nullgeschwindigkeitsposition und das Übersetzungsverhältnis auf unendlich dazu, dass sich der Regler mit allmählich ansteigender Geschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung dreht.

Verwendung von Öl als Arbeitsflüssigkeit. Übersetzt bedeutet der Begriff "Hydraulik" die Verwendung von Wasser als Arbeitsflüssigkeit. In der Praxis bedeutet die Verwendung dieses Begriffs jedoch normalerweise die Verwendung eines beliebigen Fluids zur Übertragung von Bewegung oder Kraft. Alle Arten von hydraulischen Getrieben verwenden Mineralöle, da sie den Mechanismus vor Korrosion schützen und gleichzeitig für Schmierung sorgen. Meist werden niedrigviskose Öle verwendet, da die inneren Verluste mit steigender Viskosität zunehmen. Je niedriger die Viskosität ist, desto schwieriger ist es jedoch, Flüssigkeitsaustritt zu verhindern.

Der Einsatz hydrostatischer Getriebe in Automobilen hat das Versuchsstadium nie verlassen. Beim Einsatz dieser Getriebe im Schienenverkehr hat es jedoch einige Fortschritte gegeben. Auf einer Fahrzeugausstellung Mitte der 1920er Jahre im deutschen Seddin wurden sieben der acht ausgestellten Rangierlokomotiven mit hydraulischen Getrieben ausgestattet. Diese Übertragungen sind sehr einfach zu bedienen. Da sie jedes beliebige Übersetzungsverhältnis ermöglichen, kann der Motor immer mit der Drehzahl arbeiten, die dem höchsten Wirkungsgrad entspricht.

Einer der gravierenden Nachteile, die den Einsatz von hydrostatischen Getrieben in Automobilen verhindern, ist die Abhängigkeit ihres Wirkungsgrades von der Geschwindigkeit. Es gibt in der Literatur veröffentlichte Daten, nach denen die maximale Effizienz solcher Übertragungen 80% erreicht, was durchaus akzeptabel ist. Dabei ist jedoch zu beachten, dass der maximale Wirkungsgrad immer bei niedrigen Betriebsdrehzahlen erreicht wird.

Abhängigkeit der Effizienz von der Geschwindigkeit. Bei hydrostatischen Getrieben gibt es eine turbulente Flüssigkeitsströmung, und bei turbulenter Bewegung sind die Verluste (Wärmeabgabe) direkt proportional zur dritten Potenz der Geschwindigkeit, während die vom hydrostatischen Getriebe übertragene Leistung direkt proportional zur Durchflussmenge variiert. Daher sinkt der Wirkungsgrad mit steigender Durchflussmenge schnell. Die meisten bekannten Daten zum Wirkungsgrad hydrostatischer Getriebe beziehen sich auf Drehzahlen deutlich unter 1000 U/min (typischerweise 500-700 U/min); Wenn Sie solche Zahnräder verwenden, um mit einem Motor zu arbeiten, dessen normale Kurbelwellendrehzahl mehr als 2000 U / min beträgt, wird der Wirkungsgrad inakzeptabel niedrig sein. Selbstverständlich kann zwischen Motor und hydrostatischer Getriebepumpe ein Untersetzungsgetriebe eingebaut werden. Dies würde jedoch das Getriebe um ein weiteres Aggregat komplizierter machen und die langsamlaufende Pumpe und der Hydromotor unnötig schwer werden. Ein weiterer Nachteil ist die Verwendung hoher Drücke in hydrostatischen Getrieben bis 140 kg/cm2, bei denen es natürlich sehr schwierig ist, das Austreten des Arbeitsfluids zu verhindern. Darüber hinaus müssen alle Teile, die solchen Drücken ausgesetzt sind, sehr langlebig sein.

Hydrostatische Getriebe haben sich in Autos nicht durchgesetzt, nicht weil sie zu wenig beachtet wurden. Eine Reihe amerikanischer und europäischer Firmen, die über ausreichende technische und finanzielle Mittel verfügten, beschäftigten sich mit der Entwicklung hydrostatischer Getriebe, in den meisten Fällen mit der Absicht, diese Getriebe in Autos zu verwenden. Lastkraftwagen mit hydrostatischem Getriebe gingen jedoch nach Kenntnis des Autors nie in Serie. In Fällen, in denen Firmen seit einiger Zeit hydrostatische Getriebe herstellen, haben sie einen Markt für diese in anderen Bereichen des Maschinenbaus gefunden, wo hohe Geschwindigkeiten und geringes Gewicht keine Einsatzbedingungen sind. Es wurden mehrere ausgeklügelte hydrostatische Getriebekonstruktionen vorgeschlagen, von denen zwei nachfolgend beschrieben werden.

Manlys Übertragung. Eines der ersten in den USA hergestellten hydrostatischen Getriebe für Kraftfahrzeuge ist das Manley-Getriebe. Es wurde von Charles Manley, seinem Luftfahrtpionier Langley und Vorsitzenden der Society of American Automotive Engineers, erfunden. Das Getriebe bestand aus einer Fünfzylinder-Radialkolbenpumpe mit variablem Kolbenhub und einem Fünfzylinder-Radialkolbenmotor mit konstantem Kolbenhub; die Pumpe war über zwei Rohrleitungen mit dem Hydromotor verbunden. Wenn die Drehrichtung geändert wurde, wurde die Druckleitung zum Saugen und umgekehrt; wenn der Hub des Pumpenkolbens auf Null abnimmt, wirkt der Hydromotor als Bremse. Um Schäden am Mechanismus durch zu hohen Druck zu vermeiden, wurde ein Sicherheitsventil verwendet, das bei einem Druck von 140 kg / cm2 öffnete.

Ein Längsschnitt des Manley-Getriebes ist in Abb. 1. Pumpe und Motor wurden koaxial nebeneinander angeordnet und bilden eine kompakte Einheit. Auf der linken Seite ist ein Abschnitt eines der Pumpenzylinder. Das Spiel zwischen Kolben und Zylinder war sehr klein und die Kolben hatten keine O-Ringe. Die unteren Köpfe der Pleuel bedeckten die Kurbel nicht, sondern hatten die Form von Sektoren und wurden von zwei Ringen auf beiden Seiten des Pleuelkopfes gehalten. Die Hubveränderung der Pumpenkolben erfolgte über auf der Kurbelwelle montierte Exzenter. Während des Betriebs der Einheit blieben die Kurbelwelle und die Exzenter stehen und der Zylinderblock drehte sich um die Achse der Exzenter E. Die Abbildung zeigt den Mechanismus in einer Position, die dem maximalen Kolbenhub entspricht, der der Summe des Kurbelradius entspricht und die Exzentrizität seines Exzenters; die Zylinder drehen sich um die E-Achse und die Pumpenkolben - um die P-Achse. Um den Kolbenhub zu reduzieren, dreht sich der Exzenter um die E-Achse in eine Richtung und die Kurbel dreht sich um die Achse in die entgegengesetzte Richtung; Aus diesem Grund bleibt die Winkelposition der Kurbel unverändert und der Verteilungsmechanismus arbeitet weiter wie zuvor. Die Steuerung erfolgt über zwei auf dem Exzenter montierte Schneckenräder, von denen eines lose sitzt und das andere feststeht. Das lose sitzende Schneckenrad ist über ein auf der Spannzangenwelle gelagertes Ritzel, das mit der Innenverzahnung des Schneckenrades kämmt, mit der Kurbelwelle verbunden. Die Schneckenräder kämmen mit Schnecken, die durch zwei Stirnräder verbunden sind. Somit drehen sich die Schnecken immer gegenläufig und das Getriebe wurde so konstruiert, dass die Winkelbewegungen von Exzenter und Kurbel absolut gleich und entgegengesetzt gerichtet waren. Wenn sich Exzenter und Kurbel um einen Winkel von 90 ° drehten, wurde der Hub der Pumpenkolben gleich Null. Der Nockenwellenexzenter wurde im 90° Winkel zum Kurbelarm eingebaut. Der Hydromotor unterscheidet sich von der Pumpe nur dadurch, dass er keinen Mechanismus zum Verändern des Kolbenhubs besitzt. Sowohl die Pumpe als auch der Hydromotor verfügen über exzentrisch gesteuerte Schieber.

Reis. 1. Hydrostatisches Getriebe von Manly:
1 - Pumpe; 2 - Hydraulikmotor.

Reis. 2. Manleys exzentrische Getriebesteuerung.

Manley's Gear, bestimmt für den Einsatz auf einem 5 g LKW mit einem 24 PS Benzinmotor. mit. bei 1200 U/min, hatte eine Pumpe mit Zylindern mit einem Durchmesser von 62,5 mm und einem maximalen Kolbenhub von 38 mm. Die Pumpe wurde von zwei Hydraulikmotoren (einer für jedes Antriebsrad) angetrieben. Mit einem Arbeitsvolumen einer Fünfzylinderpumpe von 604 cm3 für eine Übertragung von 24 Litern. mit. bei 1200 U/min, bei maximalem Kolbenhub, war ein Druck von 14 kg / cm2 erforderlich. Beim Testen des Manley-Getriebes im Labor wurde festgestellt, dass der Spitzenwirkungsgrad bei 740 U/min der Pumpenwelle auftrat und 90,9 % betrug. Bei einer weiteren Drehzahlerhöhung sinkt der Wirkungsgrad stark und beträgt bereits bei 760 U/min nur noch 81,6%.

Reis. 3. Jennys hydrostatisches Getriebe.

Jennys Versetzung. Das Hydraulikgetriebe von Jenney wird seit langem von der Waterbury Tool Company für eine Vielzahl von Branchen gebaut; insbesondere wurde es auch bei Lkw, Triebwagen und Diesellokomotiven verbaut. Dieses Getriebe besteht aus einer Mehrzylinder-Kolbenpumpe mit Schrägscheibe und variablem Hub und dem gleichen Hydromotor, jedoch mit konstantem Kolbenhub. Ein Längsschnitt des Gerätes ist in Abb. 144. Der Unterschied in der Vorrichtung der Pumpe und des Hydromotors besteht nur darin, dass sich im ersten Fall die Neigung der Schwingscheibe ändern kann und im zweiten nicht. Die Pumpen- und Motorwellen ragen jeweils aus einem Ende heraus. Jede Welle wird von einem Gleitlager im Kurbelgehäuse und einem Wälzlager in der Steuerplatte gelagert. Am inneren Ende jeder Welle ist ein Zylinderblock mit neun Bohrungen angebracht, die die Zylinder bilden. Die Achsen dieser Zylinder verlaufen parallel zur Drehachse und sind von dieser gleich weit entfernt. Beim Drehen der Zylinderblöcke gleiten die Zylinderköpfe über die Steuerplatte. Die Löcher im Kopf jedes Zylinders kommunizieren periodisch mit einem der beiden Löcher in der Steuerplatte, die in einem Kreisbogen ausgeführt sind; auf diese Weise erfolgt die Zu- und Abfuhr des Arbeitsfluids. Die Länge jedes Fensters entlang des Bogens beträgt etwa 125°, und da die Verbindung des Zylinders mit dem Kanal in der Platte ab dem Zeitpunkt beginnt, an dem sich das Loch im Zylinderkopf mit dem Fenster ausrichtet, und bis zum Fenster in wird die Platte durch den Lochrand blockiert, dann beträgt die Öffnungsphase ca. 180°.

Die auf den Wellen montierten Federn dienen dazu, die Zylinderblöcke im lastfreien Zustand gegen die Nockenwelle zu drücken. Beim Übertragen einer Last wird der Kontakt durch Flüssigkeitsdruck hergestellt. Die Zylinderblöcke sind so auf den Wellen gelagert, dass sie auf diesen gleiten und leicht schwingen können. Dies gewährleistet auch bei einigen Ungenauigkeiten in der Fertigung sowie bei Verschleiß einen festen Sitz des Zylinderblocks auf der Steuerplatte.

Das Spiel zwischen Kolben und Zylinder beträgt 0,025 mm und die Kolben haben keine Dichtungsvorrichtungen. Jeder Kolben ist über eine Kugelkopfpleuelstange mit einem Drehring verbunden. Der Pleuelstangenkörper hat ein Längsloch, und auch im Boden jedes Kolbens ist ein Loch angebracht. Somit werden die Pleuelstangenenden mit Öl aus dem Hauptfluidstrom geschmiert und der Druck, unter dem Öl an die Lagerflächen geliefert wird, ist proportional zur Belastung. Jede Taumelscheibe ist über Kardangelenke so mit den Wellen verbunden, dass ihre Drehebene bei Drehung mit der Welle einen beliebigen Winkel mit der Wellenachse bilden kann. Bei der Pumpe kann der Neigungswinkel der Taumelscheibe von 0 bis 20° in jede Richtung variiert werden. Dies wird durch einen mit dem Schwenklagergehäuse verbundenen Steuergriff erreicht. Beim Hydromotor ist der Lagersitz im Winkel von 20° starr mit dem Kurbelgehäuse verbunden.

In Fällen, in denen die Schwingscheibe einen rechten Winkel zur Welle bildet, bewegen sich die Kolben nicht in den Zylindern, wenn sich der Zylinderblock dreht; dementsprechend wird es keine Ölversorgung geben. Sobald jedoch der Winkel zwischen Taumelscheibe und Wellenachse verändert wird, beginnen sich die Kolben in den Zylindern zu bewegen. Während einer halben Umdrehung wird Öl durch ein Loch in der Steuerplatte in den Zylinder gesaugt; Während der zweiten Hälfte der Umdrehung wird Öl durch die Auslassöffnung in der Verteilerplatte gepumpt.

Unter Druck stehendes Öl in den Motor bewirkt, dass sich die Kolben des Motors bewegen, und die Kräfte, die über die Pleuel auf die Taumelscheibe wirken, bewirken eine Drehung des Zylinderblocks und seiner Welle. Wenn der Neigungswinkel der Pumpenschwingscheibe gleich dem Neigungswinkel der Schwingscheibe des Hydromotors ist, dreht sich dessen Welle mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Pumpenwelle; eine Verringerung der Drehzahl der Welle des Hydromotors kann erreicht werden, indem der Winkel zwischen der Schwingscheibe der Pumpe und der Welle verringert wird.

Bei dem Getriebe, das für einen Triebwagen mit 150 PS-Motor gebaut wurde, betrug der Wirkungsgrad bei 25 % Last und maximaler Drehzahl 65 % und bei maximaler Last 82 %. Diese Art der Übertragung hat ein erhebliches Gewicht; die als Beispiel angegebene Einheit hatte ein spezifisches Gewicht von 11,3 kg pro Liter. mit. übertragene Leistung.

ZU Kategorie: - Autokupplungen

Der hydraulische Antrieb GST-90 (Abbildung 1.4) umfasst Axialkolbeneinheiten: eine verstellbare Hydraulikpumpe mit einer Zahnradförderpumpe und einem Hydraulikverteiler; ungeregelter Hydromotor komplett mit Ventilkasten, Feinfilter mit Vakuummeter, Rohrleitungen und Schläuchen sowie einem Tank für Arbeitsflüssigkeit.

Welle 2 die hydraulikpumpe rotiert in zwei rollenlagern. Der Zylinderblock sitzt auf der Wellenverzahnung 25 , in deren Löchern sich die Kolben bewegen. Jeder Kolben ist mit einem Kugelgelenk mit einer Ferse verbunden, die an einer auf der Taumelscheibe befindlichen Halterung anliegt 1 ... Die Scheibe ist über zwei Wälzlager mit dem Pumpengehäuse verbunden, wodurch die Neigung der Scheibe relativ zur Pumpenwelle verändert werden kann. Die Änderung des Neigungswinkels der Unterlegscheibe erfolgt unter der Wirkung der Kräfte eines der beiden Servozylinder 11 , deren Kolben mit der Unterlegscheibe verbunden sind 1 unter Verwendung von Stangen.

Im Inneren der Servozylinder befinden sich Federn, die auf die Kolben wirken und die Unterlegscheibe so einstellen, dass die darin befindliche Abstützung senkrecht zur Welle steht. Zusammen mit dem Zylinderblock dreht sich der Seitenboden und gleitet über den an der hinteren Abdeckung befestigten Verteiler. Die Löcher im Verteiler und im unteren Boden verbinden periodisch die Arbeitskammern des Zylinderblocks mit den Leitungen, die die Hydraulikpumpe mit dem Hydraulikmotor verbinden.

Die Kugelgelenke der Kolben und die auf dem Träger gleitenden Fersen werden unter Druck mit einer Arbeitsflüssigkeit geschmiert.

Die innere Ebene jeder Einheit ist mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt und dient als Ölbad für die darin arbeitenden Mechanismen. Auch Leckagen aus den Kupplungen der Hydraulikeinheit gelangen in diesen Hohlraum.

An der hinteren Stirnfläche der Hydraulikpumpe ist eine Förderpumpe angebracht 8 Getriebetyp, dessen Welle mit der Welle der Hydraulikpumpe verbunden ist.

Die Nachspeisepumpe saugt das Arbeitsmedium aus dem Tank 14 und füttert es:

- in die Hydraulikpumpe durch eines der Rückschlagventile;

- durch das Hydraulikventil in durch die Düse begrenzten Mengen in das Steuersystem.

Am Nachfüllpumpengehäuse 8 es gibt ein sicherheitsventil 10 , die sich öffnet, wenn der von der Pumpe aufgebaute Druck ansteigt.

Hydraulikverteiler 6 dient dazu, den Flüssigkeitsstrom in der Steuerung zu verteilen, also je nach Stellungsänderung des Hebels auf einen der beiden Servozylinder zu lenken 5 oder Sperrflüssigkeit im Servozylinder.

Das Hydraulikventil besteht aus einem Gehäuse, einer Spule mit Rückholfeder in einem Glas, einem Steuerhebel mit Torsionsfeder und einem Hebel 5 und zwei Stangen 26 Verbinden der Spule mit dem Querlenker und der Taumelscheibe.

Hydraulisches Motorgerät 22 ähnlich dem Pumpgerät. Die Hauptunterschiede sind folgende: Die Absätze der Kolben gleiten auf der Taumelscheibe, wenn sich die Welle dreht. 24 mit einem konstanten Neigungswinkel, und daher gibt es keinen Mechanismus für seine Drehung mit einem Hydraulikventil; statt der Förderpumpe ist an der hinteren Stirnfläche des Hydromotors ein Ventilkasten angebracht. Eine Hydropumpe mit Hydromotor ist mit zwei Rohrleitungen ("Hydraulikpumpe-Hydraulikmotor"-Leitungen) verbunden. Auf einer der Leitungen bewegt sich der unter hohem Druck stehende Arbeitsflüssigkeitsstrom von der Hydropumpe zum Hydromotor, auf der anderen kehrt er unter niedrigem Druck zurück.

Im Ventilkörper befinden sich zwei Hochdruckventile, ein Überströmventil 17 und Spule 16 .

Make-up-System beinhaltet eine Make-up-Pumpe 8 sowie invers 9 , sicherheit 10 und Überströmventile.

Das Nachspeisesystem dient dazu, die Steuerung mit einem Arbeitsmedium zu versorgen, einen Mindestdruck in den Leitungen „Hydraulikpumpe-Hydraulikmotor“ sicherzustellen, Leckagen an Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor auszugleichen, das zirkulierende Arbeitsmedium ständig zu rühren die Hydraulikpumpe und den Hydraulikmotor mit der Flüssigkeit im Tank und leiten die Wärme von den Teilen ab.

Hochdruckventile 18 schützen den hydraulischen Antrieb: vor Überlastung, Umleiten des Arbeitsmediums von der Hochdruckleitung in die Niederdruckleitung. Da es zwei Leitungen gibt und jede davon im Betrieb eine Hochdruckleitung sein kann, sind auch zwei Hochdruckventile vorhanden. Überlaufventil 17 muss überschüssiges Arbeitsmedium aus der Niederdruckleitung ablassen, wo es ständig von der Nachspeisepumpe gefördert wird.

Spule 16 im Ventilkasten verbindet das Überströmventil mit der Leitung „Hydraulikpumpe-Hydraulikmotor“, in der der Druck niedriger sein wird.

Beim Auslösen der Ventile des Nachspeisesystems (Sicherheits- und Überlauf) gelangt das ausströmende Arbeitsmedium in den Innenhohlraum der Geräte, wo es mit Leckagen vermischt über die Abflussleitungen in den Wärmetauscher gelangt 15 und weiter in den Tank 14 ... Dank der Entwässerungsvorrichtung führt das Arbeitsmedium Wärme von den reibenden Teilen der Hydraulikaggregate ab. Eine spezielle Gleitringdichtung verhindert das Austreten der Flüssigkeit aus dem Geräteinneren. Der Tank dient als Vorratsbehälter für die Arbeitsflüssigkeit, hat im Inneren eine Trennwand, die ihn in Ablauf- und Saugraum unterteilt, und ist mit einer Füllstandsanzeige ausgestattet.

Feinfilter 12 mit einem Vakuummeter hält Fremdpartikel zurück. Das Filterelement besteht aus Vlies. Der Verschmutzungsgrad des Filters wird anhand der Ablesungen des Vakuummeters beurteilt.

Der Motor dreht die Welle der Hydropumpe und damit den Zylinderblock und die damit verbundene Förderpumpenwelle. Die Nachspeisepumpe saugt das Arbeitsmedium aus dem Tank durch den Filter an und fördert es zur Hydraulikpumpe.

Bei fehlendem Druck in den Servozylindern stellen die darin befindlichen Federn die Unterlegscheibe so ein, dass die Ebene des Trägers (Unterlegscheibe) darin senkrecht zur Wellenachse steht. In diesem Fall gleiten beim Drehen des Zylinderblocks die Absätze der Kolben entlang der Stütze, ohne eine axiale Bewegung der Kolben zu verursachen, und die Hydraulikpumpe leitet kein Arbeitsfluid in den Hydraulikmotor.

Im Betrieb kann von einer variablen Hydraulikpumpe ein pro Umdrehung zugeführtes veränderliches Flüssigkeitsvolumen (Vorrat) bezogen werden. Um den Förderstrom der Hydraulikpumpe zu ändern, muss der Hydraulikverteilerhebel gedreht werden, der kinematisch mit der Unterlegscheibe und der Spule verbunden ist. Letzterer leitet, nachdem er sich bewegt hat, das von der Förderpumpe zum Steuersystem kommende Arbeitsfluid in einen der Servozylinder, und der zweite Servozylinder wird mit dem Abflusshohlraum verbunden. Der Kolben des ersten Servozylinders, der unter dem Druck des Arbeitsfluids steht, beginnt sich zu bewegen, dreht die Unterlegscheibe, bewegt den Kolben im zweiten Servozylinder und drückt die Feder zusammen. Die Scheibe, die sich in die vom Hydraulikverteilerhebel eingestellte Position dreht, bewegt die Spule, bis sie in die neutrale Position zurückkehrt (in dieser Position wird der Auslass der Arbeitsflüssigkeit aus den Servozylindern durch die Spulenriemen geschlossen).

Wenn sich der Zylinderblock dreht, bewirken die Fersen, die entlang der geneigten Stütze gleiten, eine Bewegung der Kolben in axialer Richtung, und als Ergebnis ändert sich das Volumen der Kammern, die durch die Löcher im Zylinderblock und die Kolben gebildet werden. Außerdem wird die Hälfte der Kammern ihr Volumen vergrößern, die andere Hälfte wird kleiner. Dank der Bohrungen im Bodenboden und im Verteiler sind diese Kammern wechselweise an die Leitungen „Hydraulikpumpe-Hydraulikmotor“ angeschlossen.

In einer volumenvergrößernden Kammer kommt das Arbeitsmedium aus einer Niederdruckleitung, wo es von einer Nachspeisepumpe über eines der Rückschlagventile zugeführt wird. Durch einen rotierenden Zylinderblock wird die Arbeitsflüssigkeit in den Kammern auf eine andere Leitung übertragen und durch Kolben in diese verdrängt, wodurch ein hoher Druck entsteht. Durch diese Leitung gelangt die Flüssigkeit in die Arbeitskammern des Hydromotors, wo ihr Druck auf die Stirnflächen der Kolben übertragen wird, diese in axialer Richtung bewegen und durch das Zusammenwirken der Kolbenfüße mit der Schrägscheibe , bewirkt eine Drehung des Zylinderblocks. Nach dem Passieren der Arbeitskammern des Hydraulikmotors tritt das Arbeitsfluid in die Niederdruckleitung aus, durch die ein Teil davon zur Hydraulikpumpe zurückkehrt, und der Überschuss fließt durch den Schieber und das Überströmventil in den inneren Hohlraum von der Hydraulikmotor. Bei Überlastung des Hydraulikantriebs kann der Hochdruck in der Leitung „Hydraulikpumpe-Hydraulikmotor“ bis zum Öffnen des Hochdruckventils ansteigen, das das Arbeitsfluid aus der Hochdruckleitung in die Niederdruckleitung unter Umgehung des Hydraulikmotors umleitet .

Mit dem volumetrischen Hydraulikantrieb GST-90 können Sie die Übersetzung stufenlos ändern: Bei jeder Umdrehung der Welle verbraucht der Hydraulikmotor 89 cm 3 Arbeitsflüssigkeit (ohne Leckagen). Die Hydraulikpumpe kann je nach Neigungswinkel der Scheibe eine solche Menge Arbeitsfluid für eine oder mehrere Umdrehungen ihrer Antriebswelle fördern. Daher können Sie durch Ändern des Durchflusses der Hydraulikpumpe die Geschwindigkeit der Maschinen ändern.

Um die Bewegungsrichtung der Maschine zu ändern, kippen Sie die Unterlegscheibe einfach in die entgegengesetzte Richtung. Die reversible Hydraulikpumpe kehrt bei gleicher Drehung ihrer Welle die Fließrichtung des Arbeitsfluids in den Leitungen "Hydraulikpumpe-Hydraulikmotor" um (dh die Niederdruckleitung wird zur Hochdruckleitung, und die Hochdruckleitung wird zur Niederdruckleitung). Um die Bewegungsrichtung der Maschine zu ändern, ist es daher erforderlich, den Hydraulikventilhebel in die entgegengesetzte Richtung (aus der Neutralstellung) zu drehen. Wenn Sie die Kraft vom hydraulischen Verteilerhebel nehmen, kehrt die Unterlegscheibe unter der Wirkung der Federn in die neutrale Position zurück, in der die Ebene der darin befindlichen Stütze senkrecht zur Achse der Welle wird. Die Kolben bewegen sich nicht axial. Die Zufuhr von Arbeitsflüssigkeit wird gestoppt. Das selbstfahrende Fahrzeug stoppt. Der Druck in den Leitungen „Hydraulikpumpe-Hydraulikmotor“ wird gleich.

Der Schieber im Ventilkasten nimmt unter der Wirkung der Zentrierfedern die Neutralstellung ein, in der das Bypassventil an keine der Leitungen angeschlossen ist. Die gesamte von der Nachspeisepumpe geförderte Flüssigkeit fließt durch das Sicherheitsventil in den Innenraum der Hydraulikpumpe. Bei gleichmäßiger Bewegung einer selbstfahrenden Maschine in der Hydraulikpumpe und im Hydraulikmotor müssen nur Lecks ausgeglichen werden, daher wird ein erheblicher Teil der von der Nachspeisepumpe gelieferten Arbeitsflüssigkeit überflüssig und es wird über die Ventile freigegeben werden. Um den Überschuss dieses Fluids zur Wärmeabfuhr zu nutzen, wird das erwärmte Fluid, das den Hydromotor passiert hat, über die Ventile abgelassen und das gekühlte Fluid aus dem Tank abgelassen. Dazu wird das Überströmventil des Nachspeisesystems, das sich im Ventilkasten am Hydromotor befindet, auf einen etwas niedrigeren Druck eingestellt als das Sicherheitsventil am Pumpenkörper der Nachspeisepumpe. Dadurch öffnet sich bei Überschreitung des Drucks im Nachspeisesystem das Überströmventil und gibt die erwärmte Flüssigkeit ab, die den Hydromotor verlassen hat. Außerdem gelangt die Flüssigkeit aus dem Ventil in den inneren Hohlraum der Einheit, von wo sie durch die Abflussleitungen durch den Wärmetauscher zum Tank geleitet wird.

Hydrostatische Getriebe wurden bisher in Pkw nicht verwendet, da sie teuer sind und ihr Wirkungsgrad relativ gering ist. Es wird am häufigsten in Sondermaschinen und Fahrzeugen verwendet. Gleichzeitig hat der hydrostatische Antrieb viele Anwendungen; es ist besonders geeignet für elektronisch gesteuerte Getriebe.

Das Prinzip des hydrostatischen Getriebes besteht darin, dass eine mechanische Energiequelle, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, eine Hydraulikpumpe antreibt, die einem Fahrhydraulikmotor Öl zuführt. Diese beiden Gruppen sind durch eine Hochdruckleitung, insbesondere eine flexible, miteinander verbunden. Dies vereinfacht die Konstruktion der Maschine, es müssen nicht viele Zahnräder, Scharniere, Achsen verwendet werden, da beide Gruppen von Aggregaten unabhängig voneinander angeordnet werden können. Die Antriebsleistung wird durch die Volumina von Hydropumpe und Hydromotor bestimmt. Die Übersetzungsänderung im hydrostatischen Fahrantrieb ist stufenlos, die Umkehrung und hydraulische Blockierung sehr einfach.

Im Gegensatz zu hydromechanischen Getrieben, bei denen die Verbindung der Zuggruppe mit dem Drehmomentwandler starr erfolgt, erfolgt beim hydrostatischen Antrieb die Kraftübertragung nur durch die Flüssigkeit.

Betrachten Sie als Beispiel für die Funktionsweise beider Getriebe, ein Auto mit ihnen durch eine Geländefalte (Damm) zu bewegen. Beim Einfahren in einen Damm entsteht ein Fahrzeug mit hydromechanischem Getriebe, wodurch die Fahrzeuggeschwindigkeit bei konstanter Geschwindigkeit abnimmt. Beim Abstieg von der Dammspitze wirkt der Motor als Bremse, jedoch ändert sich die Schlupfrichtung des Drehmomentwandlers und da der Drehmomentwandler in dieser Schlupfrichtung schlechte Bremseigenschaften hat, beschleunigt das Fahrzeug.

Bei einem hydrostatischen Getriebe wirkt der Hydromotor beim Abstieg von der Spitze des Damms als Pumpe und das Öl verbleibt in der Rohrleitung, die den Hydromotor mit der Pumpe verbindet. Die Verbindung beider Antriebsgruppen erfolgt durch ein unter Druck stehendes Fluid, das die gleiche Steifigkeit wie die Elastizität von Wellen, Kupplungen und Zahnrädern in einem herkömmlichen Schaltgetriebe aufweist. Daher beschleunigt das Auto beim Herunterfahren vom Damm nicht. Das hydrostatische Getriebe ist besonders für Offroad-Fahrzeuge geeignet.

Das Prinzip eines hydrostatischen Antriebs ist in Abb. 1 dargestellt. 1. Der Antrieb der Hydropumpe 3 vom Verbrennungsmotor erfolgt über die Welle 1 und die Taumelscheibe, und der Regler 2 steuert den Neigungswinkel dieser Scheibe, wodurch die Flüssigkeitszufuhr durch die Hydropumpe verändert wird. In dem in Abb. In 1 ist die Unterlegscheibe starr und senkrecht zur Achse der Welle 1 eingebaut, und stattdessen ist das Pumpengehäuse 3 im Gehäuse 4 gekippt. Das Öl wird von der Hydropumpe über die Rohrleitung 6 dem Hydromotor 5 zugeführt, der ein konstantes Volumen hat und von dort über die Rohrleitung 7 wieder zur Pumpe zurückgeführt.

Wenn die Hydropumpe 3 koaxial zur Welle 1 angeordnet ist, ist die Ölzufuhr zu dieser Null und der Hydromotor ist in diesem Fall blockiert. Wird die Pumpe nach unten gekippt, fördert sie Öl in Leitung 7 und kehrt über Leitung 6 zur Pumpe zurück. Bei konstanter Drehzahl der Welle 1, die beispielsweise von einem Dieselregler bereitgestellt wird, werden Geschwindigkeit und Fahrtrichtung des Fahrzeugs mit nur einem Reglerknopf gesteuert.

Bei einem hydrostatischen Antrieb können mehrere Regelungsschemata verwendet werden:

• Pumpe und Motor haben ungeregelte Volumina. In diesem Fall sprechen wir von einer "Hydraulikwelle", die Übersetzung ist konstant und hängt vom Verhältnis der Volumina der Pumpe und des Motors ab. Ein solches Getriebe ist zur Verwendung in einem Automobil nicht akzeptabel;
• die Pumpe hat eine variable Verdrängung und der Motor hat ein ungeregeltes Volumen. Dieses Verfahren wird am häufigsten in Fahrzeugen verwendet, da es einen großen Regelbereich bei relativ einfachem Aufbau bietet;
• die Pumpe hat ein festes Volumen und der Motor hat ein variables Volumen. Dieses Schema ist für das Fahren eines Autos nicht akzeptabel, da es nicht verwendet werden kann, um das Auto durch das Getriebe zu bremsen;
• Pumpe und Motor haben einstellbare Volumina. Diese Anordnung bietet die bestmögliche Regelung, ist jedoch recht komplex.

Durch die Verwendung eines hydrostatischen Getriebes können Sie die Abtriebsleistung bis zum Stillstand der Abtriebswelle einstellen. In diesem Fall können Sie das Auto auch an einem steilen Hang stoppen, indem Sie den Bedienknopf in die Nullposition bringen. In diesem Fall ist das Getriebe hydraulisch gesperrt und die Bremsen müssen nicht betätigt werden. Um das Auto zu bewegen, reicht es, den Griff nach vorne oder hinten zu bewegen. Werden im Getriebe mehrere Hydromotoren verwendet, so kann durch entsprechendes Einstellen die Betätigung des Differentials bzw. dessen Sperrung realisiert werden.

Dem hydrostatischen Getriebe fehlen einige Einheiten, zum Beispiel Getriebe, Kupplung, Gelenkwellen mit Scharnieren, Hauptgetriebe usw. Dies ist vorteilhaft im Hinblick auf die Gewichts- und Kostenreduzierung des Autos und gleicht die relativ hohen Kosten für hydraulische Ausrüstung. Alles, was gesagt wurde, bezieht sich zunächst auf spezielle Transportmittel und technologische Mittel. Gleichzeitig hat das hydrostatische Getriebe unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung große Vorteile, beispielsweise für den Einsatz in Bussen.

Oben wurde bereits auf die Zweckmäßigkeit der Energiespeicherung und den daraus resultierenden Energiegewinn hingewiesen, wenn der Motor mit konstanter Drehzahl im optimalen Kennlinienbereich arbeitet und sich seine Drehzahl beim Gangwechsel oder Geschwindigkeitswechsel des Fahrzeugs nicht ändert. Es wurde auch darauf geachtet, dass die mit den Antriebsrädern verbundenen rotierenden Massen möglichst klein sein sollten. Außerdem sprachen sie über die Vorteile eines Hybridantriebs, wenn beim Beschleunigen die maximale Motorleistung genutzt wird, sowie die in der Batterie gespeicherte Leistung. All diese Vorteile lassen sich bei einem hydrostatischen Antrieb einfach realisieren, wenn ein Hochdruckspeicher in sein System eingebaut wird.

Ein Diagramm eines solchen Systems ist in Abb. 2. Angetrieben vom Motor 1 versorgt die Konstantpumpe 2 den Akkumulator 3 mit Öl. Wenn der Akkumulator voll ist, sendet der Druckregler 4 einen Impuls an den elektronischen Regler 5, um den Motor zu stoppen. Aus dem Speicher wird Drucköl über die zentrale Steuereinrichtung 6 dem Hydromotor 7 zugeführt und von diesem in den Öltank 8 abgelassen, aus dem es von der Pumpe wieder entnommen wird. Die Batterie weist einen Abgriff 9 zur Versorgung zusätzlicher Fahrzeugausstattungen auf.

Bei einem hydrostatischen Antrieb kann die umgekehrte Strömungsrichtung des Fluids zum Abbremsen des Fahrzeugs genutzt werden. In diesem Fall entnimmt der Hydromotor Öl aus dem Tank und führt es unter Druck dem Druckspeicher zu. Auf diese Weise kann Bremsenergie für die weitere Nutzung akkumuliert werden. Der Nachteil aller Batterien ist, dass jede von ihnen (flüssig, träge oder elektrisch) eine begrenzte Kapazität hat und wenn die Batterie geladen ist, kann sie keine Energie mehr speichern und ihr Überschuss muss entladen (z. B. in Wärme umgewandelt) werden. genauso wie bei einem Auto ohne Energiespeicher. Bei einem hydrostatischen Antrieb wird dieses Problem durch die Verwendung eines Druckminderventils 10 gelöst, das bei vollem Speicher Öl in den Tank umleitet.

In City-Shuttle-Bussen könnte dank der Ansammlung von Bremsenergie und der Möglichkeit, eine Flüssigbatterie während des Stopps aufzuladen, der Motor auf eine geringere Leistung eingestellt werden und gleichzeitig dafür sorgen, dass beim Beschleunigen des Busses die notwendige Beschleunigung eingehalten wird. Ein solches Antriebsschema ermöglicht es, die zuvor beschriebene und in Abb. 6 im Artikel.

Der hydrostatische Antrieb lässt sich bequem mit einem konventionellen Getriebe kombinieren. Nehmen wir als Beispiel ein kombiniertes Fahrzeuggetriebe. In Abb. 3 zeigt ein Diagramm einer solchen Übertragung vom Schwungrad des Motors 1 zum Getriebe 2 des Hauptgetriebes. Das Drehmoment wird über ein Stirnradgetriebe 3 und 4 einer Kolbenpumpe 6 mit konstantem Volumen zugeführt. Die Übersetzung des Stirnrades entspricht den IV-V-Gängen eines konventionellen Schaltgetriebes. Beim Drehen beginnt die Pumpe, dem Fahrhydraulikmotor 9 Öl mit einem veränderlichen Volumen zuzuführen. Die schräge Steuerscheibe 7 des Hydromotors ist mit dem Deckel 8 des Getriebegehäuses verbunden und das Gehäuse des Hydromotors 9 ist mit der Antriebswelle 5 des Hauptgetriebes 2 verbunden.

Wenn das Auto beschleunigt, hat die Waschanlage des Hydraulikmotors den größten Neigungswinkel und das von der Pumpe gepumpte Öl erzeugt ein großes Moment auf der Welle. Außerdem wirkt das Blindmoment der Pumpe auf die Welle. Wenn das Auto beschleunigt, nimmt die Neigung der Unterlegscheibe ab, daher nimmt auch das Drehmoment vom Gehäuse des Hydromotors auf die Welle ab, aber der Druck des von der Pumpe gelieferten Öls steigt und folglich das Reaktionsmoment dieser Pumpe nimmt auch zu.

Wenn der Neigungswinkel der Unterlegscheibe auf 0° reduziert wird, wird die Pumpe hydraulisch blockiert und die Drehmomentübertragung vom Schwungrad auf das Hauptzahnrad erfolgt nur über ein Zahnradpaar; der hydrostatische Antrieb wird ausgekuppelt. Dies verbessert den Wirkungsgrad des gesamten Getriebes, da der Hydromotor und die Pumpe abgeschaltet sind und in der Sperrstellung mit der Welle mit einem Wirkungsgrad gleich eins rotieren. Außerdem verschwinden Verschleiß und Geräusche der Hydraulikaggregate. Dieses Beispiel ist eines von vielen, das die Möglichkeiten des Einsatzes eines hydrostatischen Antriebs zeigt. Masse und Abmessungen des hydrostatischen Getriebes werden durch den Wert des maximalen Flüssigkeitsdrucks bestimmt, der jetzt 50 MPa erreicht hat.

Hydraulik, Hydraulikantrieb / Pumpen, Hydraulikmotoren / Was ist ein Hydraulikgetriebe

Hydraulisches Getriebe- eine Reihe von hydraulischen Geräten, mit denen Sie eine mechanische Energiequelle (Motor) mit den Betätigungsmechanismen der Maschine (Autoräder, Maschinenspindel usw.)... Das hydraulische Getriebe wird auch als hydraulisches Getriebe bezeichnet. In einem hydraulischen Getriebe wird in der Regel Energie mittels einer Flüssigkeit von einer Pumpe auf einen Hydromotor (Turbine) übertragen.

Je nach Pumpen- und Motortyp (Turbine) wird unterschieden zwischen hydrostatisches und hydrodynamisches Getriebe.

Hydrostatisches Getriebe

Das hydrostatische Getriebe ist ein volumetrischer Hydraulikantrieb.

Im vorgestellten Video wird als Ausgangsglied ein Hydromotor mit translatorischer Bewegung verwendet. Das hydrostatische Getriebe verwendet einen rotierenden Hydromotor, das Funktionsprinzip basiert jedoch weiterhin auf dem Gesetz der hydraulischen Hebelwirkung. Bei einem hydrostatischen Drehantrieb wird das Arbeitsmedium zugeführt von der Pumpe zum Motor... Gleichzeitig können sich je nach Arbeitsvolumen der hydraulischen Maschinen Drehmoment und Drehfrequenz der Wellen ändern. Hydraulisches Getriebe hat alle Vorteile eines hydraulischen Antriebs: hohe übertragene Leistung, die Fähigkeit, große Übersetzungsverhältnisse zu implementieren, die Implementierung einer stufenlosen Regelung, die Fähigkeit, die Leistung auf sich bewegende, bewegliche Elemente der Maschine zu übertragen.

Verfahren zur Steuerung des hydrostatischen Getriebes

Die Drehzahlregelung der Abtriebswelle im Hydraulikgetriebe kann durch Veränderung des Volumens der Arbeitspumpe (Volumenregelung) oder durch Einbau einer Drossel bzw. Stromregler (Parallel- und Reihendrosselregelung) erfolgen.

Die Abbildung zeigt ein hydraulisches Verdrängergetriebe mit geschlossenem Regelkreis.

Hydraulisches Getriebe mit geschlossenem Kreislauf

Die hydraulische Übertragung kann realisiert werden durch geschlossener Typ(geschlossener Kreislauf), in diesem Fall befindet sich kein Hydrauliktank im Hydrauliksystem, der mit der Atmosphäre verbunden ist.

In geschlossenen Hydrauliksystemen kann die Drehzahl der Hydromotorwelle durch Änderung des Arbeitsvolumens der Pumpe gesteuert werden. Axialkolbenmaschinen werden am häufigsten als Pumpenmotoren in hydrostatischen Getrieben eingesetzt.

Hydraulisches Getriebe mit offenem Kreislauf

Offen bezeichnet das mit dem Tank verbundene Hydrauliksystem, das mit der Atmosphäre in Verbindung steht, d.h. der Druck über der freien Oberfläche des Arbeitsfluids im Tank ist gleich dem Atmosphärendruck. Bei hydraulischen Getrieben des offenen Typs ist es möglich, volumetrische, parallele und sequentielle Drosselklappensteuerung zu realisieren. Die folgende Abbildung zeigt ein hydrostatisches Getriebe mit offenem Regelkreis.

Wo werden hydrostatische Getriebe eingesetzt?

Hydrostatische Getriebe werden in Maschinen und Mechanismen eingesetzt, bei denen es erforderlich ist, große Leistungen zu übertragen, ein hohes Drehmoment an der Abtriebswelle zu erzeugen und eine stufenlose Drehzahlregelung durchzuführen.

Hydrostatische Getriebe sind weit verbreitet in mobilen, Straßenbaugeräten, Baggern, Bulldozern, im Schienenverkehr - in Diesellokomotiven und Gleismaschinen.

Hydrodynamisches Getriebe

Hydrodynamische Getriebe verwenden dynamische Pumpen und Turbinen zur Kraftübertragung. Das Arbeitsfluid in hydraulischen Getrieben wird von einer dynamischen Pumpe der Turbine zugeführt. Am häufigsten werden in einem hydrodynamischen Getriebe Flügelzellen- und Turbinenräder verwendet, die sich direkt gegenüberliegen, so dass die Flüssigkeit vom Pumpenrad direkt unter Umgehung von Rohrleitungen zur Turbine strömt. Solche Geräte, die Pumpen- und Turbinenrad kombinieren, werden Flüssigkeitskupplungen und Drehmomentwandler genannt, die trotz einiger ähnlicher Elemente in der Konstruktion eine Reihe von Unterschieden aufweisen.

Flüssigkeitskupplung

Hydrodynamisches Getriebe, bestehend aus Pumpen- und Turbinenrad in einem gemeinsamen Kurbelgehäuse verbaut heißen hydraulische Kupplung... Das Drehmoment an der Abtriebswelle der hydraulischen Kupplung ist gleich dem Drehmoment an der Eingangswelle, dh die hydraulische Kupplung lässt keine Drehmomentänderung zu. In einem hydraulischen Getriebe kann die Kraft über eine hydraulische Kupplung übertragen werden, die einen ruhigen Lauf, eine gleichmäßige Drehmomenterhöhung und reduzierte Stoßbelastungen gewährleistet.

Drehmomentwandler

Hydrodynamisches Getriebe, das beinhaltet Pump-, Turbinen- und Reaktorräder in einem einzigen Gehäuse untergebracht ist, wird Drehmomentwandler genannt. Dank des Reaktors Hydrotransformator ermöglicht Ihnen, das Drehmoment an der Abtriebswelle zu ändern.

Hydrodynamisches Getriebe zum Automatikgetriebe

Das bekannteste Beispiel für eine hydraulische Getriebeanwendung ist Auto mit Automatikgetriebe, in die eine hydraulische Kupplung oder ein Drehmomentwandler eingebaut werden kann.

Aufgrund des höheren Wirkungsgrades des Drehmomentwandlers (im Vergleich zur hydraulischen Kupplung) wird er bei den meisten modernen Autos mit Automatikgetriebe verbaut.

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Hydrostatische Getriebe

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Minitraktoren

Hydrostatische Getriebe

Die berücksichtigten Getriebebauarten von Kleintraktoren sehen eine stufenweise Änderung ihrer Fahrgeschwindigkeit und Zugkraft vor. Für eine umfassendere Ausnutzung der Traktionsfähigkeiten, insbesondere von Kleinsttraktoren und Kleinstladern, ist der Einsatz von stufenlosen Getrieben und vor allem hydrostatischen Getrieben von großem Interesse. Solche Übertragungen haben folgende Vorteile:
1) hohe Kompaktheit bei geringem Gewicht und geringen Gesamtabmessungen, was durch den vollständigen Verzicht oder die Verwendung einer geringeren Anzahl von Wellen, Zahnrädern, Kupplungen und anderen mechanischen Elementen erklärt wird. In Bezug auf die Masse pro Leistungseinheit ist die hydraulische Übersetzung eines Minitraktors angemessen und übertrifft bei hohen Betriebsdrücken ein mechanisches Stufengetriebe (8-10 kg / kW für ein mechanisches Stufengetriebe und 6-10 kg / kW für ein hydraulisches Getriebe von Minitraktoren);
2) die Möglichkeit, große Übersetzungsverhältnisse mit volumetrischer Regulierung zu implementieren;
3) niedrige Trägheit, die gute dynamische Eigenschaften der Maschinen bereitstellt; das Einschalten und Reversieren der Arbeitsorgane kann für den Bruchteil einer Sekunde erfolgen, was zu einer Steigerung der Produktivität der landwirtschaftlichen Einheit führt;
4) stufenlose Geschwindigkeitsregelung und einfache Steuerungsautomatisierung, die die Arbeitsbedingungen des Fahrers verbessert;
5) unabhängige Anordnung der Getriebeeinheiten, die ihre Anordnung an der Maschine am zweckmäßigsten macht: Ein Mini-Traktor mit hydraulischem Getriebe kann hinsichtlich seines funktionalen Zwecks am rationellsten angeordnet werden;
6) hohe Schutzeigenschaften des Getriebes, d.h. zuverlässiger Schutz vor Überlastung des Hauptmotors und des Antriebssystems der Arbeitskörper durch den Einbau von Sicherheits- und Überströmventilen.

Die Nachteile eines hydrostatischen Getriebes sind: geringerer Wirkungsgrad als ein mechanisches Getriebe; höhere Kosten und die Notwendigkeit, hochwertige Arbeitsflüssigkeiten mit einem hohen Reinheitsgrad zu verwenden. Durch die Verwendung einheitlicher Baugruppen (Pumpen, Hydromotoren, Hydrozylinder etc.), die Organisation ihrer Massenproduktion mit moderner Automatisierungstechnik können jedoch die Kosten des hydrostatischen Getriebes gesenkt werden. Daher nimmt der Übergang zur Massenproduktion von Traktoren mit hydrostatischem Getriebe zu, und zwar vor allem von Gartentraktoren, die für die Arbeit mit den aktiven Arbeitskörpern von Landmaschinen ausgelegt sind.

Mikrotraktorgetriebe verwenden seit mehr als 15 Jahren sowohl die einfachsten hydrostatischen Getriebeschemata mit feststehenden hydraulischen Maschinen und Drosselklappensteuerung als auch moderne Getriebe mit volumetrischer Steuerung. Direkt an den Dieselmotor des Kleinsttraktors ist eine Zahnradpumpe mit festem Hubraum (Festverdrängung) angebaut. Als Hydraulikmotor wird eine Einschnecken-(Rotations-)Hydraulikmaschine originaler Bauart verwendet, bei der der von der Pumpe gepumpte Ölstrom durch das Ventil und die Verteilersteuerung strömt. Hydraulische Schneckenmaschinen sind im Vergleich zu Getriebemaschinen insofern günstig, als sie fast vollständig keine hydraulische Flusspulsation aufweisen, kleine Abmessungen bei hohen Vorschubgeschwindigkeiten haben und darüber hinaus leise im Betrieb sind. Schraubenmotoren für kleine

Baugrößen sind in der Lage, bei niedrigen Drehzahlen hohe Drehmomente und bei geringer Belastung hohe Drehzahlen zu entwickeln. Jedoch werden schraubenhydraulische Maschinen derzeit aufgrund des geringen Wirkungsgrads und der hohen Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit nicht weit verbreitet verwendet.

Der Hydromotor ist über ein zweistufiges Getriebe an der Hinterachse des Mikrotraktors befestigt. Das Getriebe bietet zwei Bewegungsarten der Maschine: Transport und Arbeit. In jedem der Modi wird die Geschwindigkeit des Mikrotraktors über einen Hebel stufenlos von 0 bis zum Maximum verändert, der auch zum Reversieren der Maschine dient.

Wenn der Hebel aus der neutralen Position von sich weg bewegt wird, erhöht der Mikrotraktor die Geschwindigkeit und bewegt sich vorwärts, beim Drehen in die entgegengesetzte Richtung wird eine Rückwärtsbewegung bereitgestellt.

In der Neutralstellung des Hebels fließt kein Öl in die Rohrleitungen und damit in den Hydromotor. Das Öl wird vom Regelgerät direkt in die Rohrleitung und dann zum Ölkühler, Öltank mit Filter geleitet und gelangt dann über die Rohrleitung zur Pumpe zurück. In der Neutralstellung des Hebels drehen sich die Antriebsräder des Mikrotraktors nicht, da der Hydraulikmotor abgeschaltet ist. Wenn der Hebel in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, wird der Ölbypass in der Regelvorrichtung gestoppt und die Flussrichtung in den Rohrleitungen umgekehrt. Dies entspricht der Rückwärtsdrehung des Hydromotors und folglich der Rückwärtsbewegung des Mikrotraktors.

Bei den Mikrotraktoren "Bowlens-Husky" (Bolens-Husky, USA) wird ein Zwei-Konsolen-Fußpedal zur Steuerung des hydrostatischen Getriebes verwendet. In diesem Fall entspricht das Drücken des Pedals mit der Fußspitze der Vorwärtsbewegung des Mikrotraktors (Position P) und der Rückwärtsbewegung der Ferse. Die mittlere Rastposition H ist neutral, und die Fahrzeuggeschwindigkeit (vorwärts und rückwärts) erhöht sich, wenn der Pedalwinkel von seiner neutralen Position aus zunimmt.

Außenansicht der hinteren Antriebsachse des Kleintraktors „Case“ mit geöffnetem Deckel des zweistufigen Getriebes, kombiniert mit Hauptgetriebe und Getriebebremse. Am kombinierten Hinterachsgehäuse sind beidseitig Abdeckungen der linken und rechten Achswellen befestigt, an deren Enden sich Radaufnahmeflansche befinden. Vor der linken Seitenwand des Kurbelgehäuses ist ein Hydromotor eingebaut, dessen Abtriebswelle mit der Eingangswelle des Getriebes verbunden ist. An den inneren Enden der Halbachsen befinden sich halbaxiale Stirnräder mit gerader Verzahnung, die mit den Zähnen der Zahnräder des Getriebes kämmen. Es gibt einen Mechanismus zum Blockieren der Achswellen zwischen den Zahnrädern. Die Umschaltung der Betriebsarten des Hydro-Change-Getriebes (Gänge im Getriebe) erfolgt über einen Mechanismus, mit dem Sie entweder die Betriebsart durch Einlegen der Gänge oder den Transportmodus durch Einlegen der Gänge einstellen können. Beim Ölwechsel wird das kombinierte Kurbelgehäuse durch die mit einem Stopfen verschlossene Ablassöffnung abgelassen.

Basis des Systems sind eine drehzahlgeregelte Pumpe und ein Hydraulikmotor mit fester Drehzahl. Die Pumpe und der Hydromotor sind vom Axialkolbentyp. Die Pumpe fördert Flüssigkeit durch die Hauptleitungen zum Hydraulikmotor. Der Druck in der Ablaufleitung wird durch ein Nachspeisesystem bestehend aus Hilfspumpe, Filter, Überströmventil und Rückschlagventilen gehalten. Die Pumpe saugt Flüssigkeit aus dem Hydrauliktank. Der Druck in der Druckleitung wird durch Sicherheitsventile begrenzt. Wenn der Gang umgekehrt wird, wird die Ablassleitung unter Druck (und umgekehrt), daher sind zwei Rückschlagventile und zwei Sicherheitsventile installiert. Axialkolben-Hydraulikmaschinen zeichnen sich bei gleicher Kraftübertragung im Vergleich zu anderen Hydromaschinen durch größte Kompaktheit aus; ihre Arbeitskörper haben ein kleines Trägheitsmoment.

Der Aufbau des hydraulischen Antriebs und der Axialkolben-Hydraulikmaschine ist in Abb. 4.20. Ein ähnliches hydraulisches Getriebe ist insbesondere bei Bobket-Mikroladern installiert. Der Diesel des Mikroladers treibt die Haupt- und Hilfsförderpumpen an (die Hilfspumpe kann vom Zahnradtyp sein). Die Flüssigkeit von der Pumpe unter Druck fließt durch die Leitung durch die Sicherheitsventile zu den Hydromotoren,
die durch Untersetzungsgetriebe die Kettenräder von Kettenantrieben in Rotation bringen (in der Abbildung nicht gezeigt) und von ihnen - die Antriebsräder. Die Nachspeisepumpe fördert Flüssigkeit vom Tank zum Filter.

Grundschema der Hydraulik

Es gibt zwei Arten von Umkehr-Axialkolben-Hydraulikmaschinen (Pumpenmotoren): mit einer Schrägscheibe und mit einem geneigten Block. ZU

Die Kolben liegen mit ihren Enden an der Scheibe an, die sich um die Achse drehen kann. Bei einer halben Umdrehung der Welle bewegt sich der Kolben für einen vollen Hub zur Seite. Das Arbeitsfluid von den Hydromotoren (durch die Saugleitung) gelangt in die Zylinder. Während der nächsten Hälfte der Wellenumdrehung drücken die Kolben die Flüssigkeit in die Druckleitung zu den Hydromotoren. Eine Druckerhöhungspumpe füllt im Tank gesammelte Lecks auf.

Durch Veränderung des Neigungswinkels p der Scheibe wird die Pumpenleistung bei konstanter Drehzahl der Welle verändert. Wenn sich die Scheibe in vertikaler Position befindet, pumpt die Hydraulikpumpe keine Flüssigkeit (ihr Leerlaufmodus). Wenn die Scheibe auf die andere Seite der vertikalen Position gekippt wird, wird die Richtung des Flüssigkeitsflusses umgekehrt: die Leitung wird Druckhöhe und die Leitung wird saugend. Der Mikrolader bekommt den Rückwärtsgang. Die parallele Verbindung mit der Pumpe der linken und rechten Seite des Mikroladers verleiht dem Getriebe die Eigenschaften eines Differentials, und die separate Steuerung der Taumelscheiben der Hydraulikmotoren ermöglicht eine Änderung der relativen Geschwindigkeit bis zur Drehung von die Räder einer Seite in die entgegengesetzte Richtung.

Bei Maschinen mit geneigtem Aggregat ist die Drehachse in einem Winkel p zur Drehachse der Antriebswelle geneigt. Durch die Verwendung eines Kardangetriebes drehen sich Welle und Block synchron. Der Arbeitshub des Kolbens ist proportional zum Winkel p. Bei p = 0 ist der Kolbenhub null. Der Zylinderblock wird über eine hydraulische Servovorrichtung gekippt.

Die reversible Hydraulikmaschine (Pumpenmotor) besteht aus einer Pumpeinheit, die im Inneren des Körpers installiert ist. Das Gehäuse wird mit Vorder- und Rückdeckel verschlossen. Die Anschlüsse sind mit Gummiringen abgedichtet.

Das Pumpaggregat der Hydromaschine ist im Gehäuse eingebaut und wird mit Sicherungsringen fixiert. Es besteht aus einer gelagerten Antriebswelle und sieben Kolben mit Pleuel, einem durch ein Kugelventil zentrierten Zylinderblock und einem zentralen Stehbolzen. Die Kolben werden auf den Pleueln gerollt und in die Zylinder des Blocks eingebaut. Die Pleuel sind in den Kugelsitzen des Antriebswellenflansches montiert.

Der Zylinderblock wird zusammen mit dem zentralen Dorn in einem Winkel von 25° relativ zur Achse der Antriebswelle ausgelenkt, daher bewegen sich die Kolben bei der synchronen Drehung des Blocks und der Antriebswelle in den Zylindern hin und her und saugen an und Pumpen des Arbeitsfluids durch die Kanäle im Verteiler (bei Betrieb im Pumpmodus). Das Ventil ist fest eingebaut und mit einem Stift relativ zum hinteren Deckel fixiert. Die Ventilanschlüsse sind mit den Deckelanschlüssen ausgerichtet.

Bei einer Umdrehung der Antriebswelle macht jeder Kolben einen Doppelhub, während der aus dem Block kommende Kolben das Arbeitsfluid ansaugt und bei Bewegung in die entgegengesetzte Richtung verdrängt. Die von der Pumpe geförderte Arbeitsflüssigkeitsmenge (Pumpenstrom) hängt von der Drehzahl der Antriebswelle ab.

Beim Betrieb der Hydromaschine im Hydromotorbetrieb strömt die Flüssigkeit aus dem Hydrauliksystem durch die Kanäle im Deckel und Verteiler in die Arbeitskammern des Zylinderblocks. Der Flüssigkeitsdruck auf die Kolben wird über die Pleuel auf den Flansch der Antriebswelle übertragen. Am Berührungspunkt des Pleuels mit der Welle entstehen axiale und tangentiale Komponenten der Druckkraft. Die axiale Komponente wird von Schrägkugellagern wahrgenommen, während die tangentiale Komponente ein Drehmoment an der Welle erzeugt. Das Drehmoment ist proportional zum Schluckvolumen und Druck des Hydromotors. Bei einer Änderung der Arbeitsflüssigkeitsmenge oder der Zufuhrrichtung ändern sich Frequenz und Drehrichtung der Hydromotorwelle.

Axialkolben-Hydraulikmaschinen sind für hohe Nenn- und Maximaldrücke (bis 32 MPa) ausgelegt und haben daher einen unbedeutenden spezifischen Metallverbrauch (bis 0,4 kg / kW). Der Gesamtwirkungsgrad ist recht hoch (bis 0,92) und bleibt bei einer Abnahme der Viskosität des Arbeitsmediums auf 10 mm2/s. Die Nachteile von Axialkolben-Hydraulikmaschinen sind hohe Anforderungen an die Reinheit des Arbeitsmediums und die Fertigungsgenauigkeit der Zylinder-Kolben-Gruppe.

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Reis. 2. Auto "Elite", entworfen von V. S. Mironov Abb. 3. Antrieb der führenden Hydropumpe von der Kardanwelle vom Motor

Kegel, so dass sich die Übersetzung stufenlos ändert, was beim ersten russischen Auto nicht der Fall war. Es schien unserem Helden nicht genug. Er beschloss, eine automatische Maschine zu erfinden, die das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der Motordrehzahl stufenlos ändert, und auf das Differenzial zu verzichten.

Mironov hat die hart erkämpfte Idee auf der Zeichnung dargestellt (Abb. 1). Nach seiner Idee sollte der Motor über die Keilwelle und den Rückwärtsgang (ein Mechanismus, der bei Bedarf die Drehrichtung in die entgegengesetzte Richtung ändert) die Antriebswelle des Ritzel-Riemen-Getriebes drehen. Darauf ist eine feststehende Riemenscheibe befestigt, an der sich eine bewegliche bewegt. Bei niedrigen Motordrehzahlen werden die Riemenscheiben gespreizt, der Riemen berührt sie nicht und dreht sich daher nicht. Wenn die Motordrehzahl ansteigt, bringt der Fliehkraftmechanismus die Riemenscheiben näher zusammen und drückt den Riemen auf einen größeren Rotationsradius. Dadurch wird der Riemen gedehnt, dreht die angetriebenen Riemenscheiben und sie, durch die Achswellen, die Räder. Die Spannung des Riemens verschiebt ihn zwischen den angetriebenen Riemenscheiben auf einen kleineren Drehradius, während der Abstand zwischen den Variatorwellen größer wird. Um die Spannung des Riemens aufrechtzuerhalten, spannt eine Feder die Rückseite entlang der Führungen vor. Dadurch wird das Übersetzungsverhältnis reduziert und die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht.

Als die Idee ihre wirklichen Eigenschaften erlangte, bereitete Vladimir einen Antrag auf eine Erfindung vor und schickte ihn an das All-Union Scientific Research Institute of Patent Information (VNIIPI) des Staatlichen Komitees für Erfindungen und Entdeckungen der UdSSR, wo am 29. Dezember 1980 seine Priorität für die Erfindung eingetragen wurde. Schon bald erhielt er das Verfasserzertifikat Nr. 937839 „Stufenlose Kraftübertragung für Fahrzeuge“. Mironov musste seine Erfindung testen, dafür beschloss er, ein Auto mit eigenen Händen zu bauen und hatte Anfang 1983 ein Auto "Vesna" ("TM" Nr. 8, 1983) gebaut. In einem Neydvaklino-Riemenvariator: einer für jedes Rad ._

Da das Drehmoment ungefähr gleichmäßig auf die Antriebsräder verteilt ist, rutschte das Auto nicht. Bei Kurvenfahrt rutschten die Riemen leicht und ersetzten das Differential. All dies ermöglichte dem Fahrer zu fühlen

VERGNÜGEN DER BEWEGUNG. Das Auto beschleunigte schnell, fuhr sowohl auf Asphalt als auch auf einer Landstraße gut, was den Designer begeisterte. Es gab eine Schwachstelle: die Gürtel. Zunächst war es notwendig, die von den Mähdreschern abgebauten zu kürzen, aber aufgrund der Fugen dienten sie lange Zeit nicht. Jemand schlug vor: "Kontaktieren Sie den Hersteller." Und was? Der Ausflug in die Fabrik für Gummiprodukte im ukrainischen Belaya Tserkov verlief erfolgreich.

Direktor des Unternehmens V.M. Beskpinsky hörte zu und bestellte sofort 14 Paar Gürtel in einer bestimmten Größe. Wir haben es kostenlos gemacht! Vladimir brachte sie nach Hause, installierte sie, passte etwas an und fuhr sie ohne Pannen, wobei er beide regelmäßig alle 70.000 km auf einmal ersetzte. Mit ihnen rollte er überall hin und nahm an neun "hausgemachten" All-Union-Auto-Rallyes teil, die mehr als 10 Tausend km fuhren. Das von einem VAZ-21011-Motor angetriebene Auto hielt im Konvoi problemlos eine gleichmäßige Geschwindigkeit, beschleunigte auf 145 km / h und rutschte nicht auf einer schlammigen oder verschneiten Straße. Und das alles liegt daran, dass es verwendet wurde

KEILRIEMENÜBERTRAGUNG.

Mironov wollte, dass möglichst viele Menschen seine Erfindung nutzen. Er fuhr sogar den technischen Direktor von VAZ, V.M. Akoev und Chefdesigner G. Mirzoev. Gefallen! Aus diesem Grund wurde 1984 bei VAZ ein Prototyp auf der Grundlage des Modells VAZ-2107 hergestellt. Die Arbeit lief gut. Es sollte die Tests des Prototyps abschließen und mit der Übergabe von Mironov einen neuen Prototypen entwerfen. Mitten in den Vorbereitungsarbeiten starb Akoev jedoch, und Mir-zoev verlor das Interesse an der Neuheit. Er zeigte Vladimir die Testberichte nicht,

ein Ausschlag an den Beamten der Automobilindustrie I.V. Korovkin, und er schickte ihn erneut, um Mirzoev zu erklären.

Nicht zur Verzweiflung geneigt, reiste unser Held im "Frühling" überall hin und entdeckte seine erstaunlichen Eigenschaften für ihn. Durch sanftes Loslassen des Gaspedals war es also möglich, mit dem Motor zu bremsen und die Geschwindigkeit auf fünf, aber auf drei km / h zu reduzieren. Und beim Einlegen des Rückwärtsgangs verlangsamte er viel schneller. Aus diesem Grund habe ich eine Backenbremse nur bei niedriger Geschwindigkeit verwendet, um das Auto vollständig zu stoppen. Nachdem Mironov im "Frühling" mehr als 250.000 km gefahren war, wechselte er die Bremsbeläge nicht. Eine unglaubliche Tatsache für einen Pkw.

Unser Held wurde von anderen Ideen heimgesucht. Einer davon: Allradantrieb, sowohl mit Keilriemen als auch hydraulisch. Und er machte sich daran, eine neue Maschine zu entwickeln, an der er diese und andere technische Lösungen, die ihn interessierten, selbstständig testen wollte. Für ihn sollte es ein Versuchsauto werden, eine Art Mock-Up, aber mit guten Geschwindigkeitseigenschaften. Wladimir fuhr die Vesna weiterhin täglich und baute 1990 ein einteiliges Auto mit vollhydraulischem Antrieb und nannte es „Elite“ (Abb. 2). Hauptsache es war

KONTINUIERLICHES HYDRAULISCHES GETRIEBE. In der "Elite" befand sich der Motor der "Wolga" GAZ-2410 vorne und trieb die Hydraulikpumpe an (Abb. 3). Das Öl zirkulierte durch Metallrohre mit einem Innendurchmesser von 11 mm. Neben dem Fahrer befindet sich ein Spender und im Kofferraum ein Empfänger (Abb. 4). Das Auto hat keine Kupplung, kein Getriebe, keine Kardanwelle, Hinterachse und kein Differential. Gewichtsersparnis - fast 200 kg.

In der Mittelstellung des Rückwärtsganghebels wird der Ölfluss unterbrochen und gelangt nicht in die angetriebenen Pumpen, sodass sich das Auto nicht bewegt. In der Position „Vorwärts“ des Rückwärtsganghebels fließt das Öl durch den Spender in die Pumpe und unter Druck, nachdem es den Rückwärtsgang passiert hat, in die Hydraulikmotoren. In ihnen nützliche Arbeit geleistet zu haben