Мотор-колесо транспортного средства

 

МОТОР-КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее неподвижную опору в виде цилиндра, ступицу колеса , установленную на опоре с возможностью вращения, редуктор, двигатель, отличающееся, тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения компактности, двигатель включает в себя между крьшками цилиндра неподвижно установленную ось с врутренними каналами, сообщенными с отверстиями подвода и отвода рабочей среды и выполненную с распределительными отверстиями и неподвижным пальцем , последний снабжен элементом качения в виде игольчатого подшипника, который размещен в косом замкнутом пазе, вьтолненном на внутренней поверхности поршня, который установлен на упомянутой оси с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения относительно пальца по пазу посредством элемента качения, кроме того, поршень снабжен с торцов полукольцевь ми выемками распределения рабочей среды и упругими элемент тами в виде дисковых пружин с прогибом , а на внешней поверхности поршня выполнена кольцевая выемка, в которой размещены ведущая и промежуточная шестерни, при этом последняя установлена в окне тдалиндра, прикреплена к нему посредством кронштейна и оси, Q и кинематически связана с зубчатым венцом ступицы колеса..

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

G0LlHAËÈÑÒÈ×ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

GQ) SU 61) 1

3L59 В 60 К 7 00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ венцом ступицы колеса.. (21) 3629916/27-11 (22) 29.07.83 (46) О?.09.84. Бюл. ¹ 33 (72) С.Г. Сахаров (53) 629.113.12.351(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 477017, кл. В 60 К 7/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР №- 844393, кл. В 60 К 7/00, 1979 (прототип). (54) (57) МОТОР-КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА, содержащее неподвижную опору в виде цилиндра, ступицу колеса, установленную на опоре с возможностью вращения, редуктор, двигатель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения компактности, двигатель включа" ет в себя между крышками цилиндра неподвижно установленную ось с внутренними каналами, сообщенными с отверстиями подвода и отвода рабочей среды и выполненную с распределительными отверстиями и неподвижным пальцем, последний снабжен элементом качения в виде игольчатого подшипника, который размещен в косом замкнутом пазе, выполненном на внутренней поверхности поршня, который установлен . на упомянутой оси с возможностью возвратно-поступательного и вращатель-. ного движения относительно пальца по пазу посредством элемента качения, кроме того, поршень снабжен с торцов полукольцевыми выемками распределения рабочей среды и упругими элемен„тами в виде дисковых пружин с прогибом, а на внешней поверхности поршня Я выполнена кольцевая выемка, в которой .размещены ведущая и промежуточная шестерни, при этом последняя установ- лена в окне цилиндра, прикреплена к нему посредством кронштейна и оси, ° ° и кинематически связана с зубчатым

1111891

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в мотор-колесах транспортных средств.

Известно управляемое мотор-колесо транспортного средства, содержащее электродвигатель, расположенный внутри корпуса, ступицу колеса, установленную на опоре, подвешенной на рычагах к раме транспортного средства, планетарную передачу f1) .

Однако мотор-колесо имеет относительно сложную конструкцию и, в частности, планетарную передачу и (невысокую компактность.

Известно также мотор-колесо транспортного средства, содержащее неподвижную опору в виде цилиндра, ступицу колеса, установленную на опоре с возможностью вращения, редуктор, 20 двигатель (2), Недостатком известного мотор-колеса является сложность конструкции, связанная с наличием первого и второго планетарного ряда редуктора и не- 25 достаточная компактность устройства, Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение компакт. ности мотор-колеса.

Поставленная цель достигается тем, что в мотор-колесе транспортного средства, содержащем неподвижную опору в виде цилиндра, ступицу колеса, установленную с возможностью вращения, 35 редуктор, двигатель, последний включает в себя между крышками цилиндра неподвижно установленную ось с внутренними каналами, сообщенными с отверстиями подвода и отвода рабочей 40 среды и выполненную с распределительными отверстиями и неподвижным пальцем, последний снабжен элементом каче кия в виде игольчатого подшипника, который размещен в косом замкнутом

45 пазе, выполненном на внутренней поверхности поршня, который установлен на упомянутой оси с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения относительно паль50 ца по пазу посредством элемента качения; кроме того, поршень снабжен с торцов полукольцевыми выемками распределения рабочей среды и упругимн элементами в виде дисковых пружик с прогибом, а на внешней поверх55 ности поршня выполнена кольцевая выемка, н которой размещены ведущая к промежуточная шестерни, при этом последняя установлена в окне цилиндра, прикреплена к нему посредством кронштейна и оси, и кинематически связана с зубчатым венцом ступицы колеса.

На фиг. 1 изображено мотор-колесо

Ф о

Э общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; ка фиг. 3 - фрагмент схемы работы мотор-колеса, исходное положение (стрелками показано направление движения поршня и направление поступления (подачи) рабочей среды); на фиг. 4 — то же, положение поршня в правой мертвой точке; на фиг. 5— то же, положение поршня в левой мертвой точке.

Мотор-колесо транспортного средства (фиг. 1 и 2) содержит неподвижную опору в виде цилиндра 1 с прикрепленными к нему крышками 2 и 3, на которых посредством подшипников 4 г ° 5 установлено ведомое звено-ступица колеса 6 с зубчатым венцом 7. Между крышками 2 и 3 неподвижно установлена ось 8, снабженная внутренними каналами, соединенными с отверстиями 9 и 10 подвода-отвода рабочей среды и распределительными отверстиями 1114, для сообщения с полостями 15 и

16 цилиндра 1. На оси 8 неподвижно установлен палец 17, на котором размещен элемент качения 18, выполненный в виде игольчатого подшипника, который размещен в косом замкнутом пазе 19, выполненном с внутренней поверхности поршня 20, Последний установлен с воэможностью одновременного возвратно-поступательного и вращательного движения относительно пальца 17 по пазу 19 посредст* вом элемента качения 18 на оси 8.

С торцов поршень 20 снабжен полукольцевыми выемками 21 и 22 для распределения рабочей среды и упругими элементами, например, дисковыми с прогибом пружинами 23 и 24 для фиксации его в исходном положении, а с внешней поверхности поршень 20 снабжен кольцевой выемкой 25 для размещения кеподвижно закрепленной ведущей шестерни 26 и промежуточной 27, установленной на подшипкике 28 и оси посредством кронштейна 29 в окне циликдра 1 и прикрепленному к нему для воэможности передачи крутящего момента ведомому звену — ступице колеса 6 посредством зубчатого венца 7, Кроме того, цилиндр 1 снабжен тради3 11118 ционным колодочным тормозом 30, а, ось 8 снабжена дополнительным каналом

31 для заполнения смазкой полости косого замкнутого паза 17..

Элементы крепления и герметичные уплотнения на фиг. 1 и 2 показаны ,беэ позиций.

Мотор-колесо работает следующим образом.

Для примера рассмотрим вращение

1О поршня 20 с левого торца по направлению часовой стрелки, так как в этом случае ступица колеса 6 вращается вперед. Для этого Р1 — избыточное давление рабочей средй подводим к отверс- 15 тию 10, а давление Р> сброса рабочей среды подводим к. отверстию 9.

В исходном положении (фиг. 3) поршень 20 зафиксирован пружинами

23 и 24 в средней части цилиндра 1 так, что полукольцевые выемки 21 открыли отверстие 11, а выемка 22 — открыла отверстие 14, лри этом отверстия 12 и 13 закрыты. При подаче давления P через отверстия 14 оно

1 поступает в полость цилиндра 16, а из полости 15 цилиндра через отверстие

1 1 происходит сброс. Воздействие давления Р на поршень 20 перемещает ег . по оси 8 с одновременным поворо- Зо том вправо эа счет тангенциальных сил и посредством элемента качения 18 в пазу 19, при этом ведущая шестерня 26 сообщает, крутящий момент промежуточной шестерни 27, а последняя -35 венцу 7, ступице колеса 6. При достижении крайнего правого положения (в дальнейшем правая мертвая точка п.м.т.) поршень 20 совершает поворот на 90 (фиг. 4). В этом положе- 40 нии полукольцевые выемки 21 и 22 полуоткрывают все распределительные отверстия 11-14 и в плоскостях 15 и 16 цилиндра давление уравновешивается, т.е. Р =Р, =О, а пружина 23 45 сжата. Противодействующие силы близки к нулю. В результате силы инерции и упругость пружины 23 преодолевают в заданном направлении выход поршня 20 из мертвой точки. Одновремен- 50 ,но с этим полукольцевые выемки 21 и 22 открывают отверстия 12 и 13 и закрывают отверстия 11 и 14, давление

Р> уже поступает в полость 15 цилиндра через отверстие .12, а через 55 отверстие 13 осуществляется сброс

Р из полости 16 цилиндра, Воздейст- . вие давления P на поршень 20 переме91 4 щает его влево по осн 8 с одновременным поворотом посредством элемента качения 18 в пазу 19 в том же правом направлении, т.е. совершается рабочий ход с поворотом на 180 и о передачей крутящего момента посредством упомянутой передачи ступице 6 колеса до достижения левого крайнего положения (в дальнейшем левая мертвая точка л.м.т.}. В этом положении (фиг. 5) также полукольцевые выемки 21 и 22 полуоткрывают все от» верстия 11-14 и в полостях 15 и 16 цилиндра давление уравновешивается

Р1=Р =О, а пружина 24 сжата. Противодействующие силы близки к нулю. В результате силы инерции и упругость пружины 24 преодолевают в заданном направлении выход поршня 20 из левой мертвой точки.

Одновременно с этим полукольцевые выемки 21 и 22 открывают отверстия 11 и 14 и закрывают отверстия 12 и 13, давление Р1 уже поступает в полость 16 цилиндра через отверстие 14, а из полости 15 цилиндра осуществляется сброс через отверстие 11. Воздействие давления Р1 на поршень 20 перемещает его вправо по оси 8 с одновременным поворотом посредством элемента качения 18 в пазу 19 в том же-правом направлении, т.е. совершается рабочий ход с поворотом еще на I80, и передачей крутя.

0 щего момента посредством упомянутой передачи ступице б колеса до достижения крайнего правого положения п.м.т., в котором рабочий ход повторяется снова из п.м.т. в л.м.т.

Таким образом, эа два рабочих хода поршень 20 совершает поворот вокруг о оси 8 на 360, сам осуществляет распределение рабочей среды в полости цилиндра 15 и 16 и передает крутящий момент ступице б колеса. 1(рутящнй момент, развиваемый мотор-колесом пропорционален перепаду pàâëåíèÿ Р и Р, . Изменение направления вращения ступицы 6 колеса ocуществллется посредством подачи избыточного давления Р в отверстие 9, а давление сброса Р к отверстию 10, т„е. простым переключением подачи избыточного давления.

Предлагаемое мотор — коле .о транспортного средства содержит Ac íoâíüþ детали: цилиндр, две крьшнГи, nc:1 с . зле м с. и To ì к а ч с l и н к л 1 l ë l l л Г в l 1 о ÷

1111891 верстиями, поршень с косым пазом, шестерней, выемками и упругими пружинами, промежуточная шестерня с осью, ступица колеса с зубчатым венцом, три подшипника, т.е. всего 12 5 деталей, а входящий в их состав планетарный редуктор, всего 3 шестерни— ведущую, промежуточную и ведомую, зубчатый венец ступицы колеса. Умень10 шение количества деталеи,снижает и количество взаимодействующих пар, что повышает КПД механический мотор колеса, а исключение установки самостоятельного мотора позволяет повысить компактность и существенно 15 уменьшить габариты мотор-колеса, а также позволяет осуществить крепление его опоры к транспортному средству как с двух сторон посредством сквозной оси, так и с одной стороны 20 посредством крышки опоры, снабженной каналами подвода-отвода рабочей среды.

Кроме того,, в качестве рабочей среды можно применять жидкость, пар, 25 газ, воздух при избыточном давлении

1 от 0,5 до 100 и более кгс/см ; смазка наиболее нагруженного узла "косой паз — элемент качения" (он же механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное) осуществляется в масляной ванне, защищенной герметичными уплотнениями, а заполнение обьема этой ванны смазкой осуществляется посредством каналов в оси и пальцев с внешней стороны, т.е. без разборки моторколеса.

При принудительном вращении колеса, оно может работать в качестве насоса или компрессора; мотор-колесо не боится полного погружения в воду или грязь; температурный режим позволяет эксплуатировать его примеро но в условиях от -60 до +60 С; изготовление мотор-колеса не требует значительных трудозатрат, просто в обслуживании и обладает высокой ремонтоспособностью, т.е. наиболее изнашиваемые детали — элемент качения и герметиччые уплотнения могут быстро заменяться новыми.

1 111891

19

12 г,у

77 Яб 78

Юиг. У

П.М.Т.

1б

%vs. 4

A М.Т.

4- Ьг Х

Составитель С. Панкратов Редактор А. Шандор Техред А,Ач Корректор О. Тигор

У

Заказ 6381/10 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти;.

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

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