Двухскоростное мотор-колесо транспортного средства

 

1. ДВУХСКОРОСТНОЕ МОТОРКОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее колесный редуктор, электродвигатель , установленный в колесе, вал которого кинематически соединен с ведущим звеном коробки передач, образованной из трехзвенных механизмов , имеющих звенья, соединяемые дисковыми тормозами с корпусом коробки передач и ведомого звена, кинематически связанного с ободом колеса , отличающееся тем, что, с целью повыивния его надежности и долговечности, оно снабжено камерой с пружинным энергоаккумулятором и штоком, невращаиощимися и фрикционными вращающимися дисками и фрикционом, при этом камера установлена между электродвигателем и корпусом коробки передач, фрикционные вращающиеся диски установлены на ведомом звене коробки передач, а фрикцион - на ведущем звене коробки передач, на котором установлен перемещаемый элемент фрикциона, поджатый пружиной к дискам фрикциона, при этом невращающиеся и фрикционi ные вращающиеся диски связаны с нажимнЕ 1м диском тормоза. (О 2. Двухскоростное мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что электродвигатель расположен между колесным редуктором и коробкой передач, в которой ведомое звено кинематически связано с ободом колеса посредством полого вала электродвигателя. № О ел о 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5Н В 60 К 7/00

Рг « ;. ««, «

М э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3473690/27-11 (22) 21.07.82 (46) 15.12.83. Бюл. 9 46 (72) П.И. Мохов и В.Г. Выборнов (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (53) 629.113.012.351(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 382529, кл. В 60 К 17/14, 1973.

2. Буралев Ю.В. и др. Новые конст|рукции мотор-колес . М., 1967, с. 13-15 (прототип). (54)(57) 1. ДВУХСКОРОСТНОЕ МОТОРКОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее колесный редуктор, электродвигатель, установленный в колесе, вал которого кинематически соединен с ведущим звеном коробки передач, образованной из трехэвенных механизмов, имеющих звенья, соединяемые дисковыми тормозами с корпусом коробки передач и ведомого звена, кинематически связанного с ободом колеÄÄSUÄÄ106 0508 A са, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его надежности и долговечности, оно снабжено камерой с пружинным энергоаккумулятором и штоком, невращающимися и фрикционными вращающимися дисками и фрикционом, при этом камера установлена между электродвигателем и корпусом коробки передач, фрикционные вращающиеся диски установлены на ведомом звене коробки передач, а фрикцион — на ведущем звене короб ки передач, на котором установлен перемещаежяй элемент фрикциона, под жатый пружиной к дискам фрикциона, при этом невращающиеся и фрикционные вращающиеся диски связаны с нажимным диском тормоза.

2. Двухскоростное мотор-колесо по и. 1, отличающееся тем, что электродвигатель расположен между колесным редуктором и коробкой передач, в которой ведомое звено кинематически связано с ободом колеса посредством полого вала электродвигателя.

1060508

Изобретение относится к транспорт.ным средствам, а именно к мотор-колесам.

Известно двухскоростное моторколесо транспортного средства, содержащее установленный в колесе электродвигатель, вал - которого соединен с ведущим звеном коробки передач, образованной из .трехзвенного механизма, имеющего звено, соединяемое дисковым тормозом с корпусом коробки передач, фрикциона, установленного между указанными звеньями, на .одном из которых установлен перемещаемый элемент фрикциона, прижимаемый пружино: к дискам фрикциона, ведомого 15 звена, кинематически связанного с ободом колеса и пружинного энергоаккумулятора, обеспечивающего стояночное торможение (1 ).

Однако конструкция данного мотор- рц колеса не позволяет осуществить его остановку при частичном или полном выходе из строя рабочей тормозной системы. B мотор-колесе отсутствует механическое отсоединение вала электродвигателя от коробки передач при торможении транспортного средства, что приводит к нагружению звеньев коробки передач и вала электродвигателя значительными динамическими нагрузками, снижающими долговечность звеньев мотор-колеса. Кроме того, в моторколесе отсутствует механическое отсоединение электродвигателя от колеса, что не позволяет испольэовать его в режиме выбега. При пуске электродвигателя не обеспечена подача масла к звеньям коробки передач, дискам тормоза и фрикциона, Это снижает работоспособность и долговечность звеньев мотор-колеса. Одновере- 40 менное управление включением передач и пружинным электроаккумулятором снижает надежность работы мотор-колеса.

При движении транспортного средства выход из строя привода дискового 45 тормоза и фрикциона ведет к аварийной ситуации и значительным динамическим нагрузкам на звенья коробки передач и вал электродвигателя.

Для дальнейшего движения или буксировки транспортного средства необходим съем коробки передач. Наличие двух положений полного и частичного ,цавлений при включении передач усложняет систему управления и контроля за величиной давления в силовых цилиндрах привода тормоза и фрикциона, снижает надежность работы мотор-колеса.

Известно также двухскоростное мотор-колесо транспортного средства, ОО содержащее колесный редуктор, электродвигатель установленный в колесе, вал которого кинематически соединен с ведущим звеном коробки передач, образованной из трехзвенных механиз- 65 мов, имеющих звенья, соединяемые дисковыми тормозами с корпусом коробки передач и ведомого звена, кинематически связанного с ободом колеса (2 ).

Недостаток известного двухскоростного мотор-колеса — низкие надежность и долговечность, вызванные тем, что не обеспечено удержание мотор-колеса неподвижным относительно опорной поверхности. В двухкоростном моторколесе отсутствуют средства, обеспечивающие его аварийную остановку в случае выхода из строя привода одного из дисковых тормозов, что снижает надежность его работы, и отсутствует механическое отсоединение вала электродвигателя от коробки передачи при торможении транспортного средства, что приводит к нагружению звеньев коробки передач и вала электродвигателя значительными динамическими нагрузками, снижающими долговечность звеньев двухскоростного мотор-колеса.

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности двухскоростного мотор-колеса.

Указанная цель достигается тем, что двухскоростное мотор-колесо, содержащее колесный редуктор, электродвигатель, установлениый в колесе, вал которого кинематически соединен с ведущим звеном коробки передач, образованной из трехзвенных механизмов« имеющих звенья, соединяемые дисковыми тормозами с корпусами коробки передач и ведомого звена, кинематически связанного с ободом колеса, снабжено камерой с пружинным энергоаккумулятором и штоком, невращающимися и фрикционными вращающимися дисками и фрикционом, при этом камера установлена между электродвигателем и корпусом коробки передач, фрикционные вращающиеся диски установлены на ведомом звене коробки передач, а фрикцион— на ведущем звене коробки передач, на котором установлен перемещаемый элемент фрикциона, поджатый пружинбй к дискам фрикциона, при этом невращающиеся и фрикционные вращающиеся диски связаны с нажимным диском тормоза.

Кроме того, электродвигатель расположен между колесным редуктором и коробкой передач, в которой ведомое звено кинематически связано с ободом колеса посредством полого вала электродвигателя.

На фиг. 1 схематически изображено двухскоростное мотор-колесо, на фиг. 2 — то же, с отдельным расположением колесного редуктора," на фиг. 3 — схемы работы двухско ростного мотор-колеса, индексами

Ф, Т, Т и Т<-, обозначены фрикцион, 1060508 тормоз и тормоза первой и второй передач соответственно.

Двухскоростное мотор- колесо (фиг. 1 1 содержит электродвигатель 1, установленный в ступице 2 колеса, скруженной ободом 3 с пневматической шиной 4. Вал 5 электродвигателя 1 кинематически соединен с ведущим звеном 6 коробки передач 7. Коробка передач 7 образована из двух трехзвенных мезанизмов 8 и 9. В трехзвен- 10 ном механизме 8 ведущее звено 6 связано через сателлиты 10, установленные на водиле 11, с коронной шестерней 12. Последняя соединена с солнечной шестерней 13 трехзвенного )5 механизма 9. Коронная шестерня 12 может присоединяться к корпусу 14 коробки передач 7 при включении дискового тормоза 15. Солнечная шестерня 13 трехзвенного механизма 9 связана через сателлиты 16, установленные на водиле 17, с коронной шестерней 18. Водило 17 может присоединяться к корпусу 14 коробки передач

7 при включении дискового тормоза 19.

Дисковые тормоза 15 и 19 состоят из цилиндров 20 и 21 образованных корпусом 14 коробки передач 7, и присоединенных к нему направляющих крышек 22 и 23 соответственно. В цилиндрах 20 и 21 установлены нажимные диски 24 и 25 с возможностью перемещения и взаимодействия с пакетами дисков 26 и 27, установленных по обе стороны от опорного кольца

28 корпуса 14. Для подачи воздуха 3 под давлением в цилиндры 20 и 21 в крышки 22 и 23 ввернуты штуцера

29 и 30 с трубопроводами 31 и 32.

Водило 11 и коронная шестерня 18 установлена на ведомом звене 33 ко- 4р робки передач 7. Ведомое звено 33 кинематически связано с ободом 3 колеса.

Между электродвигателем 1 и корпусом 14 коробки передач 7 установ- . 45 лена камера 34 с пружинным энергоахкумулятором 35 и штоком 36. Связь штока 36 с пружинным энергоахкумулятором 35 осуществлена через диафрагму 37 и кольцо 38. Шток 36 имеет возможность взаимодействия его нажимной частью 39 с фрикционными вращающимися дисками 40, установленными на водиле 11, соединенном с ведомым звеном 33 коробки передач 7.

Невращающиеся диски 41 установлены в корпусе 42 камеры 34. Фрикционные вращающиеся диски 40 и невращающиеся диски 41 могут взаимодействовать с нажимным диском 24 тормоза 15.

В полость 43 между диафрагмой 37 60 и корпусом 42 камеры 34 через отверстие 44 подается воздух под давлением. Камера 34 с пружинным энергоаккумулятором 35 и штоком 36, фрикционные вращающиеся диски 40, невра- 65 щающиеся диски 41 и нажимной диск

24 дискового тормоза 15 образуют тормоз для остановки водила 11 и в домого звена 33 коробки передач 7.

На ведущем звене 6 коробки передач 7 установлен фрикцион 45, соединяющий ведущее звено 6 с валом 5 электродвигателя 1. Фрикцион 45 состоит из вращающейся ступицы 46, установленной на валу 5 электродвигателя 1, перемещаемого элемента 47, установленного на ведущем звене 6, и дисков 48 и 49. Диски 48 установлены на вращающейся ступице 46, а диски 49 — в перемещаемом элементе

47 фрикциона 45. Перемещаемый элемент 47 прижат к дискам 48 и 49 пружиной 50. Пружина 50 установлена между перемещаемым элементом 47 и ведущим звеном 6 коробки передач 7.

Связь перемещаемого элемента 47 со штоком 36 осуществлена через подшипник 51 . Перемещаемый элемент 47 имеет возможность смещения в осевом направлении от дисков 48 и 49 при отсутствии избыточного давления в полости 43 камеры 34. В шток 36 ввернут болт 52 с навернутой на него гайкой 53, проходящей через отверстие

54 корпуса 42 камеры 34.

В двускоростном мотор-колесе (фиг. 2 I электродвигатель 55 расположен между колесным редуктором 56 и коробкой передач 57. Ведомое звено 58 коробки передач 57 связано со звеньями колесного редуктора

56 и ободом 3 колеса через полый вал

59 электродвигателя 55.

Поскольку имеются средства для удержания двухскоростного мотор-колеса неподвижным относительно опорной поверхности, а также для остановки его в случае полного или частичного выхода из строя рабочей тормозной системы, снижаются динамические нагрузки на его звенья, что повышает надежность и долговечность двухскоростного мотор-колеса.

Двухскоростное мотор-колесо работает следующим образом.

На стоянке (фиг. 3, схема Л ) отсутствует давление воздуха в ци." . линдрах 20 и 21 дисковых тормозов

15 и 19 и в полости 43 камеры 34.

Перемещаемый элемент 47 отсоединен от дисков 48 и 49 фрикциона 45, пружина 50 сжата. Пружинный энергоаккумулятор 35, действуя через кольцо

38 и диафрагму 37 на шток 36, тормозит фрикционные вращающиеся диски

40 с невращающимися дисками 41. B результате, водило 11 трехзвенного механизма 8 остановлено от вращения по отношению к корпусу 42 камеры 34

Действие пружинного энергоаккумулятора 35 обеспечивает взаимодействие нажимного диска 24 с пакетом дисков

26, включая дисковый тормоз 15. В

1060508 результате, коронная шестерня 12 трехзвенного механизма 8 и солнечная шестерня 13 трехзвенного механизма

9 остановлены от вращения по отношению к корпусу 14 коробки передач 7.

При этом обеспечена остановка ведомого звена 33 коробки передач 7 на корпус 14 и остановка ступицы 2 и обода 3 колеса, кинематически соединенных с ведомым звеном 33. Таким образом осуществляется удержание мотор-колеса неподвижным относитель. но опорной поверхности.

При одновременном включении п1 ужинным знергоаккумулятором 35 дискового тормоза 15 и сжатии фрикцион- 15 ных вращающихся дисков 40 с невращающимися дисками 41 на нажимной диск 24 дискового тормоза 15 обеспечено присоединение водила 11 трех- . звенного механизма 8 к корпусу 42 7п камеры 34, что позволяет осуществить как удержание двухскоростного моторколеса неподвижным относительно опорной поверхности, так и его остановку в случае полного или частичного выхода из строя привода дисковых тормозов 15 и 19, отсоединяя вал 5 электродвигателя 1 от ведущего звена 6 коробки передач 7.

Пуск электродвигателя 1 (фиг. 3, схема I3 ) осуществляется при механическом отсоединении обода 3 колеса от вала 5 электродвигателя 1 для подачи масла к звеньям коробки передач 7. В этом режиме работы двухскоростного мотор-колеса в цилиндрах"

20 и 21 дисковых тормозов 15 и 19 отсутствует избыточное давление воздуха. В полость 43 между диафрагмой

37 и корпусом 42 камеры 34 через отверстие 44 подается воздух под дав-40 лением. Иток 36 перемещается и сжимает пружинный энергоаккумулятор

35. Нажимной диск 24 дискового тормоза 15 и перемецаемый элемент 47 фрикциона 45 освобождают от действия пружинного энергоаккумулятора

35. Перемещаемый элемент 47 под действие пружины 50 перемещается в осевом направлении и взаимодействует с дисками 48 и 49 фрикциона 45. В результате вал 5 электродвигателя 1 соединяется с ведущим звеном б коробки передач 7: Вращение вала 5 электродвигателя 1 передается ведущим звеном 6 коробки передач 7 сателлитам 10 и коронной шестерне 12 трехзвенного механизма 8, солнечной шестерне 13, сателлитам 16 и водилу

17 трехзвенного механизма 9. Таким образом, передача крутящего момента с вала 5 электродвигателя 1 ведомому звену 33 коробки передач 7, ступице ? и ободу 3 колеса не происходит. Рассмотренный эффект позволяет осуществить перемешивание и подачу масла к звеньям коробки передач 7. 65

Механическое отсоединение обода

3 колеса (фиг. 3, схема H) от вала

5 электродвигателя 1 позволяет также осуществить выбег двухскоростного мотор-колеса при его движении.

Для движения на первой передаче (,фиг. 3, схема С ) в цилиндр 21 дискового тормоза 19 подается воздух под давлением. В полости 43 камеры

34 находится воздух под давлением, и пружинный энергоаккумулятор 35 отторможен. Вал 5 электродвигателя

1 соединен фрикционном 45 с ведуцим звеном б коробки передач 7. Коронная шестерня 12 отсоединена от корпуса 14 коробки передач 7. Нажимной диск 25 перемещается и взаимодействует с пакетом дисков 27 дискового тормоза 19 и опорным кольцом 28 корпуса 14. В результате, водило 17 присоединяется к корпусу 14 коробки передач 7. В этом режиме работы крутящий момент передается с вала 5 электродвигателя 1 через фрикцион

45 на ведущее звено 6 коробки передач 7. Далее момент разделяется на два потока: первый — с ведущего звена б сателлитами 10 коронной шестерне 12 трехзвенного механизма 8, солнечной шестерне 13, сателлитам

16, коронной шестерней 18 трехзвенного механизма 9 и ведомому звену 33 коробки передач 7; второй — с ведущего звена б сателлитами 10 водилу

11 трехзвеиного механизма 8 и ведомому звену 33 коробки передач 7. Суммирование потоков производится на ведомом звене 33 коробки передач 7.

С ведомого звена 33 суммарный момент передается ступице 2, ободу 3 и шине 4 колеса.

Поддержание скорости вращения двухскоростного мотор-колеса постоянной или ее регулирование в пределах, отличн Jx от нуля (фиг. 3, схема D) осуществляют при работе электродвигателя 1 в режиме электродинамического торможения. При этом крутящий момент распределен по вышеописанным силовым потокам, характерным для движения на первой передаче.

При движении на второй передаче (фиг. 3, схема с ) избыточное давление воздуха из цилиндра 21 дискового тормоза 19 устраняют. Водило 17 отсоединяется от корпуса 14 коробки передач 7. В цилиндр 20 дискового тормоза 15 подают воздух под давлением.

Нажимной диск 24 перемещается и взаимодействует с пакетом дисков 26 и опорным кольцом 28 корпуса 14. В результате коронная шестерня 12 присоединяется к корпусу 14 коробки передач 7. В этом режиме работы крутяций момент передается с вала 5 электродвигателя 1 через фрикцион 45 на ведущее звено. б, через сателлиты 10 водилу 11 первого трехзвенного

1060508 механизма 8 и ведомому звену 33 коробки передач 7, далее ступице 2, ободу 3 и шине 4 колеса.

Поддержание скорости вращения двухскоростного мотор-колеса постоянной или ее регулирование в пределах, отличных от нуля (фиг. З,-схема Е ) осуществляют при работе электродвигателя 1 в режиме электродинамическсго торможения. При этом крутящий момент передается звеньям коробки )О передач 7 аналогично движению на второй передаче.

Торможение двухскоростного моторколеса (фиг. 3, схема Q ) осуществляют при подаче воздуха под давле- 15 нием в цилиндры 20 и 21 дисковых тормозов 15 и 19. В результате коронная шестерня 12 первого трехзвен- ного механизма 8, солнечная шестерня 13 и водило 17 второго трехзвен- 7П ного механизма 9 присоединяется к .корпусу 14 коробки передач 7.

Экстренное торможение двухскоростного мотор-колеса (фиг. 3, схема Н) осуществляют при устранении избыточного давления воздуха из полости

43 камеры 34 и подаче воздуха под давлением в цилиндры 20 и 21 дисковых тормозов 15 и 19. При этом шток.

36 под действием пружинного энергоаккумулятора перемещается, вызывая смещение перемещаемого элемента 47 фрикциона 45 от дисков 48 и 49. Пружина 50 отжимается. В результате ведущее звено 6 коробки передач 7 отсоединяется от вала 5 электродвигателя 1. При перемещении штока 36 его нажимная часть 39 взаимодействует с невращающимися дисками 41, фрикционными вращающимися дисками

40 и нажимным диском 24 дискового 40 тормоза 15. Водило 11 присоединяется к корпусу 42 камеры 34. В результате подачи воздуха под давлением в цилиндры 20 и 21 дисковых тормозов.

15 и 19 происходит присоединение коронной шестерни 12 и водила 17 к корпусу 14 коробки передач 7. Рассмотренный эффект позволяет затормозить ведомое звено 33 коробки передач 7, ступицу 2, обод 3 и шину 4 колеса, отсоединив вал 5 электродвигателя 1 от них. Таким образом осуществляется экстренное торможение двухскоростного мотор-колеса.

Растормаживание пружинного энергоаккумулятора 35 для включения коробки передач 7 и соединения вала

5 электродвигателя 1 с ведущим звеном 6 осуществляют при повреждениях привода камеры 34. При утечках, понижении или отсутствии давления в полости 43 камеры 34 пружинный энергоаккумулятор 35 не может быть отторможен, а коробка передач 7 включена.

Это позволяет контролировать исправность системы управления камеры 34 в начале движения. Если при вышеуказанных неисправностях возникает необходимость движения, например для буксировки поврежденного при аварии транспортного средства или срочной эвакуации и т.д,, пружинный энергоаккумулятор 35 может быть расторможен механически, свинчиванием гайки 53 с болта 52, ввернутого в шток 36 камеры 34 (фиг. 2). !

Поскольку обеспечены удержание двухскоростного мотор-колеса неподвижным относительно опорной поверхности, его остановка в случае полного или частичного выхода из строя рабочей тормозной системы и снижены динамические нагрузки на его звенья, повышаются надежность и долговечность мотор-колеса. 060538 1 43

Я7 Я Я f5 д ef 43 р Ь. f

1060Б08.

1060503

Тираж 675 Порн исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Закаэ 9940/20

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С.Панкратов

Редактор М.Бандура. Техред Ж,Кастелевич Корректор Г.Реиетник