Бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства состоит из силового агрегата, включающего силовую установку с электронным блоком управления и сцеплением, карданного вала, двух вариаторов с устройствами изменения радиуса обкатки ведущих шкивов, двух бортовых редукторов с самоблокирующимися дифференциалами, двух полуосей задних колес, редуктора центрального редуктора с дифференциалом и устройством для его дистанционной блокировки, редукторов с карданными валами привода передних колес, карданных валов привода задних колес, бортовых карданных валов, электронного блока управления трансмиссией, датчика положения педали подачи топлива, датчика положения рулевого колеса, датчика измерения крутящего момента, переключателя режима движения, устройства отключения рулевого колеса и блокировки рулевого механизма. Силовой агрегат через редуктор, карданный вал соединен с центральным редуктором. Ведущие шкивы вариаторов установлены на каждом из двух выходных валов последнего, а их ведомые шкивы - на полуосях задних колес. Технический результат - расширение функциональных возможностей бесступенчатой трансмиссии колесного транспортного средства. 1 ил.

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к трансмиссиям колесных транспортных средств, и может быть применено преимущественно на двухосных транспортных средствах, предназначенных для использования в сложных дорожных условиях и вне дорог, а также в условиях, требующих повышенной маневренности.

Известна бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства (патент ФРГ 3904493 А1 (Р 3904493.9), 16.08.90), передающая крутящий момент от силовой установки на ведущие колеса через вариатор, главную передачу и дифференциал. Такая трансмиссия обеспечивает бесступенчатую передачу крутящего момента, однако не позволяет повысить маневренность и проходимость транспортного средства.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является трансмиссия транспортного средства (патент США 4884653 от 05.12.1989), включающая в себя силовой агрегат, включающий силовую установку с электронным блоком управления и сцеплением, карданный вал, вариатор с устройством изменения радиуса обкатки ведущего шкива, редукторы передних и задних мостов с дифференциалами, полуоси передних и задних колес.

Указанная трансмиссия делит поровну крутящий момент, передаваемый от силовой установки через сцепление, вариатор с дополнительной парой шкивов, соединительную муфту и карданный вал на редуктора передних и задних колес, и далее через полуоси передних и задних колес непосредственно на колеса.

Описываемая трансмиссия обеспечивает лучшую проходимость транспортного средства, но не повышает его маневренных свойств, не обеспечивает принудительного повышения крутящего момента на колесах, имеющих больший коэффициент сцепления при движении в особо тяжелых условиях.

Настоящее изобретение направлено на расширение функциональных возможностей бесступенчатой трансмиссии колесного транспортного средства.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в состав трансмиссии дополнительно включены новые элементы: редуктор заднего хода, другой вариатор с устройством изменения радиуса обкатки ведущего шкива, центральный редуктор с дифференциалом и устройством для его дистанционной блокировки, карданные валы привода передних и задних колес, бортовые карданные валы, электронный блок управления трансмиссией, датчик положения педали подачи топлива, датчик положения рулевого колеса, датчик измерения крутящего момента, переключатель режима движения, устройство отключения рулевого колеса и блокировки рулевого механизма, соединенные таким образом, что силовой агрегат через редуктор заднего хода и карданный вал соединен с центральным редуктором, при этом ведущие шкивы вариаторов установлены на каждом из двух выходных валов последнего, а их ведомые шкивы - на полуосях задних колес, соединенных с соответствующими бортовыми редукторами с самоблокирующимися дифференциалами и через них - с карданными валами привода задних колес непосредственно, а через бортовые карданные валы - с карданными валами привода передних колес, одновременно электронный блок управления трансмиссией подключен к датчику положения педали подачи топлива, датчику положения рулевого колеса, датчику измерения крутящего момента, переключателю режима движения, устройству отключения рулевого колеса и блокировки рулевого механизма, устройствам изменения радиусов обкатки ведущих шкивов вариаторов, электронному блоку управления силовым агрегатом, устройству для дистанционной блокировки дифференциала центрального редуктора.

На чертеже показана схема бесступенчатой трансмиссии колесного транспортного средства.

Бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства состоит из силового агрегата 1, включающего силовую установку с электронным блоком управления и сцеплением, карданного вала 2, вариатора 3 с устройством изменения радиуса обкатки ведущего шкива, двух бортовых редукторов 4 с самоблокирующимися дифференциалами, двух полуосей 5 задних колес, редуктора 6, другого вариатора 7 с устройством изменения радиуса обкатки ведущего шкива, центрального редуктора 8 с дифференциалом и устройством для его дистанционной блокировки, редукторов 9 с карданными валами привода передних колес, карданных валов 10 привода задних колес, бортовых карданных валов 11, электронного блока 12 управления трансмиссией, датчика 13 положения педали подачи топлива, датчика 14 положения рулевого колеса, датчика 15 измерения крутящего момента, переключателя 16 режима движения, устройства 17 отключения рулевого колеса и блокировки рулевого механизма, соединенных таким образом, что силовой агрегат 1 через редуктор 6, карданный вал 2 соединен с центральным редуктором 8, при этом ведущие шкивы вариаторов 3 и 7 установлены на каждом из двух выходных валов последнего, а их ведомые шкивы - на полуосях 5 задних колес, соединенных с соответствующими бортовыми редукторами 4 и через них - с карданными валами 10 привода задних колес непосредственно, а через бортовые карданные валы 11 - с редукторами 9, с карданными валами привода передних колес, одновременно электронный блок 12 управления трансмиссией подключен к датчику 13 положения педали подачи топлива, датчику 14 положения рулевого колеса, датчику 15 измерения крутящего момента, переключателю 16 режима движения, устройству 17 отключения рулевого колеса и блокировки рулевого механизма, устройствам изменения радиусов обкатки ведущих шкивов вариаторов 3, 7, электронному блоку управления силовым агрегатом 1, устройству для дистанционной блокировки дифференциала центрального редуктора 8.

В устройстве используются известные элементы, работающие в характерных для них режимах.

Бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства работает следующим образом.

Крутящий момент от силового агрегата 1, через редуктор 6, подключенный для движения вперед, карданный вал 2, центральный редуктор 8, вариаторы 3 и 7, полуоси 5 задних колес, бортовые редукторы 4 и карданные валы 10 привода задних колес передается на задние колеса, одновременно крутящий момент передается от бортовых редукторов 4, через бортовые карданные валы 11, на редукторы 9 с карданными валами привода передних колес и через упомянутые - на передние колеса. Транспортное средство под действием толкающих сил со стороны колес начинает движение. Одновременно электронный блок 12 управления трансмиссией получает сигналы от датчика 13 положения педали подачи топлива, датчика 15 измерения крутящего момента, переключателя 16 режима движения, электронного блока управления силовым агрегатом 1 и подает команды на устройства изменения радиуса обкатки ведущих шкивов вариаторов 3, 7, уменьшая или увеличивая радиусы обкатки и тем самым изменяя частоту вращения ведомых шкивов вариаторов 3, 7, а следовательно, и частоту вращения ведущих колес и, соответственно, скорость движения транспортного средства.

При этом алгоритмы управления движением транспортного средства могут быть изменены переключением переключателя 16 изменения режима движения в зависимости от характера выполняемой задачи - для обеспечения максимальной средней скорости движения, реализации максимального крутящего момента, обеспечения наибольшей топливной экономичности при движении и т.п. На таких режимах поворот транспортного средства осуществляется при помощи рулевого механизма через систему тяг путем изменения угла поворота управляемых колес, а изменение направления движения - путем переключения зацепления шестерен в редукторе 6.

При этом установленные в бортовых редукторах 4 самоблокирующиеся дифференциалы снижают вероятность пробуксовывания ведущих колес.

Переключателем 16 режимов движения предусмотрено включение режима для движения в особо сложных условиях, требующих повышенной маневренности и проходимости (например, в условиях сильных разрушений во время природных катаклизмов, при движении через лесную или болотистую местность, в распутицу, при парковке в ограниченном пространстве).

На таком режиме устройство 17 отключает рулевое колесо от рулевого механизма и блокирует последний, а электронный блок 12 управления трансмиссией блокирует дифференциал в центральном редукторе 8. Прямолинейное движение при этом осуществляется таким же способом, который описан ранее.

При повороте рулевого колеса электронный блок 11 управления трансмиссией получает сигнал от датчика 14 положения рулевого колеса и подает сигнал на устройство изменения радиуса обкатки ведущего шкива одного из вариаторов 3, 7, упомянутое устройство изменяет радиус обкатки в зависимости от характеристик сигнала с электронного блока 12 управления трансмиссией, которые формируются в зависимости от скорости и угла поворота рулевого колеса.

При этом не изменяется частота вращения ведомого шкива соответствующего вариатора 3, 7, а следовательно, и частота вращения колес одного из бортов, что приводит к изменению направления движения транспортного средства с заданным радиусом поворота, который может быть равен любому значению, вплоть до значения ширины колеи транспортного средства. На таком режиме, кроме того, обеспечивается подвод крутящего момента к ведущим колесам независимо от их коэффициента сцепления, что существенно повышает проходимость транспортного средства. Движение задним ходом осуществляется посредством переключения режима работы редуктора 6, при этом обеспечивается равенство всех характеристик транспортного средства при движении как вперед, так и назад.

Таким образом, предлагаемая трансмиссия обеспечивает существенное повышение маневренности колесного транспортного средства за счет снижения его радиуса поворота, возможности сохранения характеристик при движении как вперед, так и назад, а также повышает его проходимость путем принудительного распределения крутящего момента по ведущим колесам вне зависимости от их коэффициента сцепления и расширяет функциональные возможности прототипа.

Формула изобретения

Бесступенчатая трансмиссия колесного транспортного средства, состоящая из силового агрегата, включающего силовую установку с электронным блоком управления и сцеплением, карданного вала, вариатора с устройством изменения радиуса обкатки ведущего шкива, двух бортовых редукторов с самоблокирующимися дифференциалами, двух полуосей задних колес, редуктора, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены другой вариатор с устройством изменения радиуса обкатки ведущего шкива, центральный редуктор с дифференциалом и устройством для его дистанционной блокировки, редукторы с карданными валами привода передних колес, карданные валы привода задних колес, бортовые карданные валы, электронный блок управления трансмиссией, датчик положения педали подачи топлива, датчик положения рулевого колеса, датчик измерения крутящего момента, переключатель режима движения, устройство отключения рулевого колеса и блокировки рулевого механизма, соединенные таким образом, что силовой агрегат через редуктор, карданный вал соединен с центральным редуктором, при этом ведущие шкивы вариаторов установлены на каждом из двух выходных валов последнего, а их ведомые шкивы – на полуосях задних колес, соединенных с соответствующими бортовыми редукторами и через них с карданными валами привода задних колес непосредственно, а через бортовые карданные валы – с редукторами с карданными валами привода передних колес, одновременно электронный блок управления трансмиссией подключен к датчику положения педали подачи топлива, датчику положения рулевого колеса, датчику измерения крутящего момента, переключателю режима движения, устройству отключения рулевого колеса и блокировки рулевого механизма, устройствам изменения радиусов обкатки ведущих шкивов обоих вариаторов, электронному блоку управления силовым агрегатом, устройству для дистанционной блокировки дифференциала центрального редуктора.

РИСУНКИ

Рисунок 1