Hydrostatische Getriebe, Konstruktionsgrundlagen. Hydrostatische Antriebe Hydromechanische und hydrostatische Getriebeunterschiede

Das Funktionsprinzip von hydrostatischen Getrieben (HST) ist einfach: Eine Pumpe, die mit einer Antriebsmaschine verbunden ist, erzeugt einen Durchfluss, um einen mit einer Last gekoppelten Hydraulikmotor anzutreiben. Bei konstantem Pumpen- und Motorvolumen fungiert die GST lediglich als Getriebe zur Kraftübertragung von der Antriebsmaschine auf die Last. Die meisten hydrostatischen Getriebe verwenden jedoch Pumpen oder Motoren mit variabler Verdrängung oder beides, so dass Drehzahl, Drehmoment oder Leistung gesteuert werden können.

Je nach Konfiguration kann das hydrostatische Getriebe die Last in zwei Richtungen (vorwärts und rückwärts) mit einem stufenlosen Drehzahlwechsel zwischen zwei Maxima bei konstanter optimaler Antriebsdrehzahl steuern.

GTS bietet viele wichtige Vorteile gegenüber anderen Formen der Kraftübertragung.

Je nach Konfiguration bietet das hydrostatische Getriebe folgende Vorteile:

• hohe Kraftübertragung bei kleinen Abmessungen
  • geringe Trägheit
  • arbeitet effektiv über einen weiten Bereich von Drehmoment-Drehzahl-Verhältnissen
  • behält die Geschwindigkeitsregelung (auch während der Rückwärtsfahrt) unabhängig von der Last innerhalb der Auslegungsgrenzen bei
  • hält die voreingestellte Geschwindigkeit bei Begleit- und Bremslasten präzise ein
  • können Energie von einer Antriebsmaschine an verschiedene Orte übertragen, auch wenn sich deren Position und Ausrichtung ändern
  • kann Volllast ohne Beschädigung und mit geringer Verlustleistung halten.
  • Nullgeschwindigkeit ohne zusätzliche Blockierung
  • bietet eine schnellere Reaktion als manuelle oder elektromechanische Getriebe.
  Es gibt zwei Bauarten von hydrostatischen Getrieben: integriert und geteilt. Der geteilte Typ wird am häufigsten verwendet, da er die Kraftübertragung über lange Distanzen und an schwer zugängliche Stellen ermöglicht. Bei diesem Typ ist die Pumpe mit der Antriebsmaschine verbunden, der Motor ist mit der Last verbunden und die Pumpe und der Motor selbst sind durch Rohre oder Hochdruckschläuche verbunden, Abb. 2.
  

  

  Abb. 2
  Hydrostatische Getriebe müssen bei jeder Aufgabe optimal auf Motor und Last abgestimmt sein. Dadurch kann der Motor mit seiner effizientesten Drehzahl und HTS betrieben werden, um den Betriebsbedingungen gerecht zu werden. Je besser die Übereinstimmung zwischen den Eingangs- und Ausgangseigenschaften ist, desto effizienter ist das gesamte System.

  Letztendlich muss das hydrostatische System so ausgelegt sein, dass es Effizienz und Leistung in Einklang bringt. Eine Maschine, die auf maximale Effizienz (hohe Effizienz) ausgelegt ist, neigt dazu, träge zu reagieren, was die Produktivität verringert. Andererseits hat eine reaktionsschnelle Maschine meist einen geringeren Wirkungsgrad, da die Gangreserve jederzeit zur Verfügung steht, auch wenn die Arbeit nicht sofort erledigt werden muss.

  Vier Funktionstypen hydrostatischer Getriebe.

  Die Funktionstypen von GST unterscheiden sich in der Kombination einer Verstell- oder Konstantpumpe und einem Motor, der ihre Leistungscharakteristik bestimmt.
  Die einfachste Form des hydrostatischen Getriebes verwendet eine Konstantpumpe und einen Motor (Abbildung 3a). Obwohl dieser GTS preiswert ist, wird er aufgrund seiner geringen Effizienz nicht verwendet. Da das Pumpenvolumen fest ist, muss es so bemessen sein, dass der Motor bei Volllast mit der maximal eingestellten Drehzahl angetrieben wird. Wenn keine Höchstgeschwindigkeit erforderlich ist, fließt ein Teil der Pumpenflüssigkeit durch das Überdruckventil und wandelt Energie in Wärme um.

  

  Abb. 3

  Die Verwendung einer Verstellpumpe und eines Konstantmotors in einem hydrostatischen Getriebe kann eine konstante Drehmomentübertragung gewährleisten (Abb. 3b). Das Abtriebsdrehmoment ist bei jeder Drehzahl konstant, da es nur vom Flüssigkeitsdruck und dem Volumen des Motors abhängt. Durch Erhöhen oder Verringern des Pumpendurchflusses wird die Drehzahl des Hydromotors und damit die Antriebsleistung erhöht oder verringert, während das Drehmoment konstant bleibt.

  GST mit Konstantpumpe und regelbarem Hydromotor sorgt für eine konstante Kraftübertragung (Abb. 3c). Da die in den Hydromotor eintretende Strömungsmenge konstant ist und sich das Volumen des Hydromotors ändert, um Drehzahl und Drehmoment aufrechtzuerhalten, ist die übertragene Leistung konstant. Das Verringern des Volumens des Motors erhöht die Drehzahl, verringert jedoch das Drehmoment und umgekehrt.

  Das vielseitigste hydrostatische Getriebe ist die Kombination aus einer Verstellpumpe und einem Verstellmotor (Abb. 3d). Theoretisch bietet diese Schaltung unendliche Verhältnisse von Drehmoment und Drehzahl zu Leistung. Bei einem Hydraulikmotor mit maximalem Volumen werden durch Variation der Pumpenleistung Drehzahl und Leistung direkt gesteuert, während das Drehmoment konstant bleibt. Die Reduzierung des Volumens des Hydromotors bei voller Pumpenleistung erhöht die Motordrehzahl auf das Maximum; das Drehmoment ändert sich umgekehrt proportional zur Drehzahl, die Leistung bleibt konstant.

  Die Kurven in Abb. 3d veranschaulicht zwei Einstellbereiche. Im Bereich 1 ist die Lautstärke des Hydromotors auf Maximum eingestellt; das Pumpenvolumen steigt von Null auf Maximum. Bei steigendem Pumpenvolumen bleibt das Drehmoment konstant, Leistung und Drehzahl nehmen jedoch zu.

  Bereich 2 startet, wenn die Pumpe ihr maximales Volumen erreicht, das konstant gehalten wird, während das Volumen des Motors abnimmt. In diesem Bereich nimmt das Drehmoment mit steigender Drehzahl ab, die Leistung bleibt jedoch konstant. (Theoretisch kann die Drehzahl des Motors bis ins Unendliche gesteigert werden, praktisch wird sie jedoch durch die Dynamik begrenzt.)

  Anwendungsbeispiel

  Angenommen, 50 Nm Motordrehmoment sollen bei 900 U/min mit einem HST mit festem Schluckvolumen erreicht werden.

  Die erforderliche Leistung ergibt sich aus:
  P = T × N / 9550

  Woher:
  P - Leistung in kW
  T - Drehmoment N * m,
  N ist die Drehzahl in Umdrehungen pro Minute.

  Somit ist P = 50 * 900/9550 = 4,7 kW

  Wenn wir eine Pumpe mit Nenndruck nehmen

  100 bar, dann können wir den Durchfluss berechnen:

  Woher:
  Q - Durchflussmenge in l / min
  p - Druck in bar

  Somit:

  Q = 600 * 4,7 / 100 = 28 l / min.

  Dann wählen wir einen Hydraulikmotor mit einem Volumen von 31 cm3, der bei einem solchen Durchfluss eine Drehzahl von etwa 900 U / min liefert.

  Überprüfung der Formel für das Drehmoment des Hydraulikmotors index.pl?act=PRODUCT&id=495
  
  

  

  
  Abb. 3 zeigt die Leistungs-/Drehmoment-/Drehzahl-Kennlinien der Pumpe und des Motors unter der Annahme, dass die Pumpe mit konstantem Durchfluss läuft.

  Der Pumpendurchfluss ist bei Nenndrehzahl maximal, und die Pumpe führt dem Hydraulikmotor mit konstanter Drehzahl das gesamte Öl zu. Die Trägheit der Last macht es jedoch unmöglich, sofort auf maximale Geschwindigkeit zu beschleunigen, so dass ein Teil des Pumpenstroms durch das Überdruckventil abgelassen wird. (Abb. 3a zeigt den Leistungsverlust beim Beschleunigen.) Wenn der Motor die Drehzahl erhöht, wird mehr Pumpenstrom in den Motor gesaugt und weniger Öl entweicht durch das Überdruckventil. Bei Nenndrehzahl fließt das gesamte Öl durch den Motor.

  Das Drehmoment ist konstant, weil wird durch die Einstellung des Sicherheitsventils bestimmt, die sich nicht ändert. Die Verlustleistung am Sicherheitsventil ist die Differenz zwischen der Leistung der Pumpe und der Leistung des Hydromotors.

  Die Fläche unter dieser Kurve stellt den Kraftverlust dar, wenn die Bewegung beginnt oder endet. Es zeigt auch eine geringe Effizienz für jede Arbeitsgeschwindigkeit unter dem Maximum. Hydrostatische Getriebe mit festem Hubraum werden nicht für Antriebe empfohlen, die häufige Starts und Stopps erfordern oder bei denen oft nicht das volle Drehmoment benötigt wird.

  Drehmoment / Drehzahlverhältnis

  Theoretisch wird die maximale Leistung eines hydrostatischen Getriebes durch Durchfluss und Druck bestimmt.

  Bei Konstantleistungsgetrieben (Konstantpumpe und Verstellmotor) wird jedoch die theoretische Leistung durch das Drehmoment/Drehzahl-Verhältnis dividiert, das die Leistungsabgabe bestimmt. Die höchste übertragene Leistung wird bei der minimalen Ausgaberate bestimmt, mit der diese Leistung zu übertragen ist.

  

  Abb. 4

  Wenn beispielsweise die durch Punkt A der Leistungskurve in Abb. 4, ist die Hälfte der maximalen Leistung (und das Kraftmoment ist maximal), dann beträgt das Verhältnis von Moment - Geschwindigkeit 2: 1. Die maximal übertragbare Leistung beträgt die Hälfte des theoretischen Maximums.

  Bei weniger als der Hälfte der maximalen Drehzahl bleibt das Drehmoment konstant (maximal), aber die Leistung nimmt proportional zur Drehzahl ab. Die Geschwindigkeit am Punkt A ist die kritische Geschwindigkeit und wird durch die Dynamik der hydrostatischen Getriebekomponenten bestimmt. Unterhalb der kritischen Drehzahl nimmt die Leistung bei null U/min linear (bei konstantem Drehmoment) auf Null ab. Oberhalb der kritischen Drehzahl nimmt das Drehmoment mit zunehmender Drehzahl ab und sorgt so für eine konstante Leistung.

  Aufbau eines geschlossenen hydrostatischen Getriebes.
  
  In den Beschreibungen geschlossener hydrostatischer Getriebe in Abb. 3 haben wir uns nur auf die Parameter konzentriert. In der Praxis sollten zusätzliche Funktionen auf dem GTS bereitgestellt werden.

  Zusätzliche Komponenten auf der Pumpenseite.

  Betrachten Sie zum Beispiel eine GST mit konstantem Drehmoment, die am häufigsten in Servolenkungssystemen mit variabler Pumpe und festhydraulischer Servolenkung verwendet wird (Abbildung 5a). Da der Kreislauf geschlossen ist, werden Leckagen von Pumpe und Motor in einer Abflussleitung gesammelt (Abb. 5b). Der kombinierte Abflussstrom fließt durch den Ölkühler zum Tank. Bei einer Leistung von mehr als 40 PS wird der Einbau eines Ölkühlers in einen hydrostatischen Antrieb empfohlen.
  Eine der wichtigsten Komponenten in einem geschlossenen hydrostatischen Getriebe ist die Druckerhöhungspumpe. Diese Pumpe wird normalerweise in die Hauptpumpe eingebaut, kann aber auch separat installiert werden und eine Pumpengruppe bedienen.
  Unabhängig von ihrem Standort hat die Druckerhöhungspumpe zwei Funktionen. Erstens verhindert es die Kavitation der Hauptpumpe, indem es Flüssigkeitslecks aus Pumpe und Motor ausgleicht. Zweitens stellt es den Öldruck bereit, der von den Steuermechanismen des Scheibenversatzes benötigt wird.
  In Abb. 5c zeigt das Sicherheitsventil A, das den Druck der Boosterpumpe begrenzt, der typischerweise 15-20 bar beträgt. Gegenüberliegende Rückschlagventile B und C sorgen für den Anschluss der Saugleitung der Förderpumpe an die Niederdruckleitung.

  

  Reis. 5

  Zusatzkomponenten an der Seite des Hydromotors.

  Ein typischer geschlossener GST sollte auch zwei Sicherheitsventile enthalten (D und E in Abbildung 5d). Sie können sowohl in den Motor als auch in die Pumpe eingebaut werden. Diese Ventile haben die Funktion, das System vor Überlastung zu schützen, die bei plötzlichen Laständerungen auftritt. Diese Ventile begrenzen auch den maximalen Druck, indem sie den Durchfluss von der Hochdruckleitung zur Niederdruckleitung ermöglichen, d.h. erfüllen in offenen Systemen die gleiche Funktion wie ein Sicherheitsventil.

  Zusätzlich zu den Sicherheitsventilen verfügt das System über ein Ventil „oder“ F, das immer druckgeschaltet ist, so dass es die Niederdruckleitung mit dem Niederdrucksicherheitsventil G verbindet. Ventil G leitet überschüssigen Durchfluss von der Druckerhöhungspumpe zum Motorgehäuse, und dann fließt dieser Durchfluss durch die Abflussleitung und den Wärmetauscher zurück zum Tank. Dies fördert einen intensiveren Ölaustausch zwischen dem Arbeitskreislauf und dem Tank, wodurch das Arbeitsmedium effizienter gekühlt wird.

  Kavitationskontrolle im hydrostatischen Getriebe

  Die Steifigkeit des GST hängt von der Kompressibilität des Fluids und der Eignung des Komponentensystems Rohr und Schlauch ab. Die Wirkung dieser Bauteile kann mit der Wirkung eines Federspeichers verglichen werden, wenn dieser über ein T-Stück mit der Druckleitung verbunden wäre. Bei leichter Belastung wird die Batteriefeder leicht zusammengedrückt; bei starker Belastung wird der Speicher deutlich stärker komprimiert und enthält mehr Flüssigkeit. Dieses zusätzliche Flüssigkeitsvolumen muss von einer Nachspeisepumpe bereitgestellt werden.
  Der kritische Faktor ist die Druckanstiegsgeschwindigkeit im System. Steigt der Druck zu schnell an, kann die Volumenzunahme auf der Hochdruckseite (Strömungskompressibilität) die Kapazität der Ladepumpe überschreiten und es kommt zur Kavitation in der Hauptpumpe. Variable Pumpenkonstruktionen mit automatischer Steuerung sind wahrscheinlich am empfindlichsten gegenüber Kavitation. Wenn in einem solchen System Kavitation auftritt, fällt der Druck ab oder verschwindet ganz. Automatische Steuerungen können versuchen zu reagieren, was zu einem instabilen System führt.
  Mathematisch kann die Druckanstiegsgeschwindigkeit wie folgt ausgedrückt werden:

  dp/dt =SeiQ cp/V

  B e – effektives volumetrisches Modul des Systems, kg / cm2

  V - Flüssigkeitsvolumen auf der Hochdruckseite cm3

  Qcp - Kapazität der Druckerhöhungspumpe in cm3 / s

  Angenommen, die GTS in Abb. 5 ist durch ein 0,6 m langes Stahlrohr mit 32 mm Durchmesser verbunden. Ohne das Pumpen- und Motorvolumen beträgt V etwa 480 cm3. Für Öl in Stahlrohren beträgt der effektive Schüttmodul etwa 14060 kg / cm2. Unter der Annahme, dass die Nachspeisepumpe 2 cm3 / s fördert, beträgt die Druckanstiegsgeschwindigkeit:
  dp/dt= 14060 × 2/480
  = 58 kg / cm2 / Sek.
  Betrachten Sie nun die Wirkung eines 6 m langen Systems aus 32 mm 3-adrigem Geflechtschlauch. Schlauchhersteller gibt Daten B e ca. 5.906 kg / cm2.

  Somit:

  dp/dt= 5906 × 2/4800 = 2,4 kg / cm2 / Sek.

  Daraus folgt, dass eine Erhöhung der Pumpleistung zu einer Verringerung der Kavitationswahrscheinlichkeit führt. Bei seltenen plötzlichen Belastungen kann alternativ ein Hydrospeicher in die Pumpleitung eingebaut werden. Tatsächlich stellen einige GTS-Hersteller einen Anschluss her, um die Batterie mit dem Pumpkreislauf zu verbinden.

  Wenn die Steifigkeit des GST gering ist und es mit einer automatischen Steuerung ausgestattet ist, sollte das Getriebe immer mit Nullpumpenförderung gestartet werden. Außerdem muss die Geschwindigkeit des Scheibenkippmechanismus begrenzt werden, um abrupte Starts zu vermeiden, die wiederum Druckstöße verursachen können. Einige GTS-Hersteller bieten Dämpfungslöcher zum Glätten an.

  Somit können die Steifheit und die Rate des Drucksteuersystems bei der Bestimmung der Leistung der Druckerhöhungspumpe wichtiger sein als nur interne Lecks von der Pumpe und den Motoren.

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Ein hydrostatisches Getriebe ist ein hydraulischer Antrieb mit geschlossenem Regelkreis, der eine oder mehrere Hydraulikpumpen und -motoren antreibt. Die häufigste Anwendung eines hydrostatischen Getriebes ist der Antrieb von Fahrzeugen auf einem Rad- oder Raupenfahrwerk – wobei der hydraulische Antrieb dafür ausgelegt ist, mechanische Energie vom Antriebsmotor auf den Aktuator zu übertragen.

Ein hydrostatisches Getriebe ist ein hydraulischer Antrieb mit geschlossenem Regelkreis, der eine oder mehrere Hydraulikpumpen und -motoren antreibt. In der russischen und sowjetischen Literatur wird für solche hydraulischen Antriebe ein anderer Name verwendet - hydrostatisches Getriebe. Die häufigste Anwendung eines hydrostatischen Getriebes ist der Antrieb von Fahrzeugen auf einem Rad- oder Kettenfahrzeug – wobei der hydraulische Antrieb dazu ausgelegt ist, mechanische Energie vom Antriebsmotor auf die Achse, das Rad oder das Antriebsritzel eines Kettenfahrzeugs zu übertragen, indem die Pumpe eingestellt wird Durchfluss und Zugleistung durch Verstellen des Hydraulikmotors.

Hydrostatisches Getriebe hat viele Vorteile gegenüber mechanischen Getrieben. Einer der Vorteile ist die Vereinfachung der mechanischen Führung um die Maschine. Dadurch gewinnen Sie an Zuverlässigkeit, denn oft halten die Kardanwellen bei starker Belastung der Maschine nicht stand und Sie müssen die Maschine reparieren. Bei nördlichen Bedingungen passiert dies bei niedrigen Temperaturen noch häufiger. Durch die Vereinfachung der mechanischen Verdrahtung kann auch Platz für Zusatzgeräte geschaffen werden. Der Einsatz eines hydrostatischen Getriebes kann es ermöglichen, Wellen und Achsen komplett auszubauen und durch ein Pumpenaggregat und Hydromotoren mit direkt in die Räder eingebauten Getrieben zu ersetzen. Oder in einer einfacheren Ausführung können die Hydromotoren in die Achse eingebaut werden.

Das erste der genannten Schemata, bei denen Hydraulikmotoren in die Räder eingebaut sind, kann für Radfahrzeuge anwendbar sein, aber die Variante eines solchen Hydraulikantriebs für Kettenfahrzeuge ist interessanter. Auch für solche Maschinen hat Sauer-Danfoss eine Steuerung auf Basis von Hydraulikpumpen und Hydraulikmotoren Serie 90, Serie H1 und Serie 51 - entwickelt. Die Mikrocontrollersteuerung ermöglicht eine komplexe Steuerung der Maschine ausgehend von der Dieselmotorsteuerung. Während des Betriebs sorgt das System für die Synchronisierung der Seiten für die Geradeausfahrt des Fahrzeugs und die Seitendrehung des Fahrzeugs über das Lenkrad oder einen elektrischen Joystick.

Das zweite oben erwähnte Schema wird für Traktoren oder andere Radfahrzeuge verwendet. Dies ist ein hydraulischer Antrieb, bei dem eine Hydraulikpumpe und ein Hydraulikmotor in die Antriebsachse eingebaut sind. Zur Steuerung des hydraulischen Antriebs kann entweder eine mechanische oder hydraulische Steuerung verwendet werden, sowie modernste elektrische Steuerungstechnologien über einen in die Hydraulikpumpe integrierten Controller. Das Programm zur Steuerung eines solchen hydraulischen Antriebs kann auch separat im Mikrocontroller MC024 installiert werden. Ebenso wie bei "Dual Path" kann nicht nur das hydrostatische Getriebe, sondern auch der Motor über den CAN-Bus gesteuert werden. Die elektrische Steuerung ermöglicht eine noch sanftere und präzisere Regelung der Fahrgeschwindigkeit und Zugkraft der Maschine.

Als Nachteil des hydrostatischen Getriebes kann nicht der hohe Wirkungsgrad angesehen werden, der wesentlich geringer ist als der eines mechanischen Getriebes. Im Vergleich zu manuellen Getrieben, die Getriebe beinhalten, sind hydrostatische Getriebe jedoch wirtschaftlicher und schneller. Dies liegt daran, dass Sie beim manuellen Schalten das Gaspedal loslassen und drücken müssen. In diesem Moment verbraucht der Motor viel Kraft und die Geschwindigkeit des Autos ändert sich ruckartig. All dies wirkt sich negativ auf Geschwindigkeit und Kraftstoffverbrauch aus. Bei einem hydrostatischen Getriebe verläuft dieser Vorgang reibungslos und der Motor arbeitet sparsamer, was die Lebensdauer des Gesamtsystems erhöht.

Für hydrostatische Getriebe entwickelt Sauer-Danfoss mehrere Baureihen von Hydraulikpumpen und -motoren. Am gebräuchlichsten für russische und ausländische Geräte sind verstellbare Axialkolben. Ihre Produktion begann in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts und jetzt ist es eine vollständig debuggte Gerätelinie, die viele Vorteile gegenüber der sogenannten GST 90 hat, die von vielen in- und ausländischen Unternehmen hergestellt wird. Zu den Vorteilen zählen die Kompaktheit der Aggregate, die Möglichkeit zur Herstellung von Tandem-Pumpaggregaten und alle Steuerungsmöglichkeiten von mechanisch bis elektrohydraulisch auf Basis der Mikrocontroller-Steuerung des PLUS+1-Systems.

In Verbindung mit Hydraulikpumpen der Baureihe 90 werden häufig Axialkolben mit variablem Fördervolumen verwendet. Sie können auch unterschiedliche Methoden zur Regulierung des Arbeitsvolumens aufweisen. Die proportionale elektrische Steuerung ermöglicht eine stufenlose Leistungsregelung über den gesamten Bereich. Die diskrete elektrische Steuerung ermöglicht Ihnen das Arbeiten in niedrigen und hohen Leistungsmodi, die entweder für verschiedene Bodenarten oder für das Fahren auf flachem oder hügeligem Gelände verwendet werden.

Die neueste Entwicklung von Sauer-Danfoss ist die H1-Serie. Das Grundschema ihrer Funktionsweise ist ähnlich wie bei den Hydraulikpumpen der 90er-Reihe bzw. den Motoren der 51er-Reihe. Aber im Vergleich zu ihnen wurde das Design mit den neuesten Technologien ausgearbeitet. Die Anzahl der Teile wurde reduziert, was für eine höhere Zuverlässigkeit sorgt, und die Abmessungen wurden reduziert. Der Hauptunterschied zur alten Serie kann jedoch darin gesehen werden, dass nur eine Steuerungsoption vorhanden ist - elektrisch. Es ist eine moderne Tendenz, Systeme zu verwenden, die auf komplexer Elektronik und Steuerungen basieren. Und die H1-Serie ist ganz auf solche modernen Anforderungen ausgelegt. Ein Zeichen dafür ist die oben erwähnte Ausführung der Hydraulikpumpen mit integrierter Steuerung.

Es gibt auch Axialkolben-Hydraulikpumpen und Hydromotoren der Baureihen 40 und 42, die in hydrostatischen Getrieben mit geringer Leistung eingesetzt werden, bei denen das Arbeitsvolumen der Hydraulikpumpe 51 cm 3 nicht überschreitet. Solche hydraulischen Antriebe finden sich in kleinen Kommunalkehrmaschinen, Miniladern, Mähwerken und anderen Kleingeräten. Häufig können in einem solchen hydraulischen Antrieb Gerotor-Hydraulikmotoren verwendet werden. So werden Bobcat-Lader verwendet. Für andere Geräte sind Gerotor-Hydraulikmotoren der Baureihen OMT, OMV und für sehr leichte Geräte einsetzbar.

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

Welle 2 die hydraulikpumpe dreht sich in zwei rollenlagern. Der Zylinderblock sitzt auf der Wellenverzahnung 25 , in deren Löchern sich die Kolben bewegen. Jeder Kolben ist durch ein Kugelgelenk mit einem Absatz verbunden, der an einer auf der Taumelscheibe befindlichen Stütze 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 Scheibe erfolgt unter Einwirkung 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 Stößel und die Gleitfüße am Träger 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.

Die Förderpumpe wird an der hinteren Stirnfläche der Hydraulikpumpe befestigt 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;

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

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, einem Schieber 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 fließt 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, gibt es auch zwei Hochdruckventile. 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 Hydraulikpumpe und folglich den zugehörigen Zylinderblock und die Förderpumpenwelle. Die Nachspeisepumpe saugt das Arbeitsmedium aus dem Tank durch den Filter 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. Wenn sich der Zylinderblock in diesem Fall dreht, gleiten die Fersen der Kolben entlang der Stütze, ohne eine axiale Bewegung der Kolben zu verursachen, und die Hydraulikpumpe leitet kein Arbeitsfluid in den Hydraulikmotor.

Während des Betriebs kann eine variable Flüssigkeitsmenge (Vorrat) pro Umdrehung von einer variablen Hydraulikpumpe geliefert werden. Um den Förderstrom der Hydraulikpumpe zu ändern, muss der Hebel des Hydraulikverteilers 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 Ablasshohlraum 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 in die vom Hydraulikverteilerhebel eingestellte Position gedreht wird, bewegt die Spule, bis sie in die neutrale Position zurückkehrt (in dieser Position wird der Auslass des Arbeitsfluids 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. Durch die Bohrungen im Bodenboden und im Verteiler sind diese Kammern wechselweise an die Leitungen „Hydraulikpumpe-Hydraulikmotor“ angeschlossen.

In die volumenvergrößernde 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. Nachdem es die Arbeitskammern des Hydraulikmotors passiert hat, fließt das Arbeitsfluid in die Niederdruckleitung, durch die ein Teil 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, wodurch das Arbeitsfluid aus der Hochdruckleitung in die Niederdruckleitung unter Umgehung des Hydraulikmotors umgeleitet wird .

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 Wellenachse 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 Innenhohlraum der Hydraulikpumpe. Bei gleichmäßiger Bewegung der selbstfahrenden Maschine in der Hydraulikpumpe und im Hydraulikmotor müssen nur Leckagen 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 dieser Flüssigkeit zur Wärmeabfuhr zu nutzen, wird die erwärmte Flüssigkeit, die den Hydromotor passiert hat, über die Ventile abgelassen und die abgekühlte Flüssigkeit 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 eignet sich besonders 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 zum hydromechanischen Getriebe, bei dem die Verbindung des Zugverbandes 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, aber die Schlupfrichtung des Drehmomentwandlers ändert sich und da der Drehmomentwandler in dieser Schlupfrichtung eine schlechte Bremsleistung 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 Geländefahrzeuge 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 der Hydropumpe verändert wird. In dem in Abb. In 1 ist die Unterlegscheibe starr und senkrecht zur Achse der Welle 1 eingebaut, und stattdessen kippt das Pumpengehäuse 3 im Gehäuse 4 . Das Öl wird von der Hydropumpe über die Rohrleitung 6 dem Hydromotor 5 zugeführt, der ein konstantes Volumen hat und von diesem 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, wird die 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 den Einsatz eines hydrostatischen Getriebes kann die Abtriebsleistung bis zum Stillstand der Abtriebswelle angepasst werden. 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 ein Bremsen ist nicht erforderlich. 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 Differenzials bzw. dessen Sperrung realisiert werden.

Einem 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 Busanwendungen.

Über die Zweckmäßigkeit der Energiespeicherung und den daraus resultierenden Energiegewinn wurde bereits oben erwähnt, wenn der Motor mit konstanter Drehzahl im optimalen Bereich seiner Charakteristik 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 entsorgt werden (z. B. in Wärme umgewandelt). 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 eine schematische Darstellung 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.

Bei hydrostatischen stufenlosen Getrieben wird das Drehmoment und die Leistung vom Antriebsglied (Pumpe) zum Abtriebsglied (Hydraulikmotor) durch Flüssigkeit durch Rohrleitungen übertragen. Die Leistung N, kW, des Flüssigkeitsstroms wird durch das Produkt der Förderhöhe H, m, durch die Durchflussmenge Q, m3 / s bestimmt:

N = HQpg / 1000,
wobei p die Dichte der Flüssigkeit ist.

Hydrostatische Getriebe haben keinen internen Automatismus; ein ACS ist erforderlich, um die Übersetzung zu ändern. Das hydrostatische Getriebe benötigt jedoch keinen Umkehrmechanismus. Der Rückwärtslauf wird durch eine Änderung des Anschlusses der Pumpe an Druck- und Rücklaufleitung erreicht, wodurch die Motorwelle in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird. Bei einer drehzahlgeregelten Pumpe ist keine Startkupplung erforderlich.

Hydrostatische Getriebe (sowie Kraftübertragungen) haben im Vergleich zu reibschlüssigen und hydrodynamischen Getrieben viel breitere Gestaltungsmöglichkeiten. Sie können Teil eines kombinierten hydromechanischen Getriebes in Reihen- oder Parallelschaltung mit einem mechanischen Getriebe sein. Außerdem können sie Teil eines kombinierten hydromechanischen Getriebes sein, wenn der Hydromotor vor dem Hauptgetriebe eingebaut ist - Abb. a (die Antriebsachse mit Hauptgetriebe, Differential, Halbachsen bleibt erhalten) oder Hydromotoren sind in zwei oder allen Rädern eingebaut - Abb. a (sie werden durch Getriebe ergänzt, die die Funktionen des Hauptgetriebes übernehmen). In jedem Fall ist das Hydrauliksystem geschlossen und eine Ladepumpe ist darin enthalten, um den Überdruck in der Rücklaufleitung aufrechtzuerhalten. Aufgrund von Energieverlusten in Rohrleitungen wird in der Regel der Einsatz eines hydrostatischen Getriebes mit einem maximalen Abstand zwischen Pumpe und Hydromotor von 15 ... 20 m empfohlen.

Reis. Getriebeschemata für Fahrzeuge mit hydrostatischem oder elektrischem Getriebe:
a - bei Verwendung von Motorrädern; b - bei Verwendung einer Antriebsachse; H - Pumpe; GM - Hydraulikmotor; Г - Generator; EM - Elektromotor

Hydrostatische Getriebe werden derzeit bei kleinen Amphibienfahrzeugen, zum Beispiel „Jigger“ und „Mule“, bei Fahrzeugen mit aktiven Sattelaufliegern, bei Kleinserien von schweren (zulässigem Gesamtgewicht bis 50 t) Muldenkippern und bei experimentellen Stadtbussen eingesetzt.

Der breite Einsatz von hydrostatischen Getrieben wird vor allem durch ihre hohen Kosten und einen nicht ausreichend hohen Wirkungsgrad (ca. 80 ... 85 %) eingeschränkt.

Reis. Hydromachines Schemata eines volumetrischen hydraulischen Antriebs:
a - Radialkolben; b - Axialkolben; e - Exzentrizität; y - Blockneigungswinkel

Von der ganzen Vielfalt der volumetrischen Hydraulikmaschinen: Schnecken-, Zahnrad-, Schaufel- (Schaufel-), Kolben - für hydrostatische Getriebe von Kraftfahrzeugen werden hauptsächlich Hydraulikmaschinen mit Radialkolben (Abb. A) und Axialkolben (Abb. B) verwendet. Sie ermöglichen den Einsatz hoher Arbeitsdrücke (40 ... 50 MPa) und sind regulierbar. Die Änderung der Zufuhr (Durchflussmenge) des Fluids erfolgt bei Radialkolben-Hydraulikmaschinen durch Änderung der Exzentrizität e, bei Axialkolben - dem Winkel y.

Verluste in volumetrischen hydraulischen Maschinen werden in volumetrische (Leckagen) und mechanische Verluste unterteilt, letztere beinhalten hydraulische Verluste. Verluste in der Rohrleitung werden unterteilt in Reibungsverluste (sie sind proportional zur Länge der Rohrleitung und dem Quadrat der Fluidgeschwindigkeit bei turbulenter Strömung) und lokal (Ausdehnung, Kontraktion, Strömungsdrehung).