Силовая передача
Изобретение относится к силовой передаче транспортного средства типа амфибия. Силовая передача включает двигатель, содержащий коленчатый вал, муфту сцепления или гидромуфту и трансмиссию, установленную в линию с коленчатым валом двигателя, причем трансмиссия содержит входной вал, приводимый во вращение от маховика. Кроме того, силовая передача дополнительно содержит узел отбора мощности, предназначенный для привода вала отбора мощности, который выполнен с возможностью передачи мощности на двигательно-движительный агрегат, предназначенный для передвижения транспортного средства по воде. Узел отбора мощности содержит средство привода, закрепленное на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, причем средство привода выполнено с возможностью передачи мощности на вал отбора мощности. В результате улучшается компоновка силовой передачи. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.
Настоящее изобретение относится к силовой передаче транспортного средства типа амфибия, которая включает двигатель и установленную в линию трансмиссию, в которой узел отбора мощности расположен между двигателем транспортного средства и установленной в линию трансмиссией в виде компоновки, известной как схема с промежуточным отбором мощности. Настоящее изобретение также относится к транспортному средству типа амфибия, в котором установлена такая силовая передача.
В силовой передаче обычного транспортного средства, которая содержит двигатель и расположенную в линию трансмиссию, входной или первичный вал трансмиссии приводится во вращение от маховика с помощью муфты сцепления. В качестве альтернативы, в случаях, когда трансмиссия содержит автоматическую коробку передач, входной вал может приводиться во вращение от гидромуфты, известной как гидротрансформатор. В известных компоновках с промежуточным отбором мощности входной вал трансмиссии выполнен удлиненным, и средство привода, выполненное в форме шестерни, установлено между муфтой сцепления или гидромуфтой и корпусом трансмиссии. От шестерни осуществляется привод узла отбора мощности с использованием ремня или цепи.
При такой известной компоновке существенно увеличивается длина двигателя и узла трансмиссии, и требуется использовать дополнительные наборы подшипников для установки удлиненного входного вала перед коробкой передач в месте, пространство в котором ограничено. При этом также требуется выполнить вырез в коническом кожухе или в корпусе коробки передач для того, чтобы можно было установить цепь или ремень.
Настоящее изобретения направлено на силовую передачу с промежуточным отбором мощности, которая может быть изготовлена с применением меньшего количества операций по обработке деталей и которая в большей степени приспособлена для различных компоновок силовой передачи, чем варианты промежуточного отбора мощности известного уровня техники.
В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предложена силовая передача для транспортного средства типа амфибия, включающая двигатель, содержащий коленчатый вал, муфту сцепления или гидромуфту и трансмиссию, установленную, в общем, в линию с коленчатым валом двигателя, причем трансмиссия содержит входной вал, приводимый во вращение от маховика, причем силовая передача дополнительно содержит узел отбора мощности, предназначенный для привода вала отбора мощности, который выполнен с возможностью передачи мощности на двигательно-движительный агрегат, предназначенный для передвижения транспортного средства по воде, характеризующаяся тем, что узел отбора мощности содержит средство привода, закрепленное на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, причем средство привода выполнено с возможностью передачи мощности на вал отбора мощности.
В одном из предпочтительных вариантов выполнения изобретения средство привода установлено на поверхности внешнего контура маховика. При такой компоновке средство привода содержит набор зубьев, выполненных на внешнем контуре маховика, так, что посредством этих зубьев приводится в действие вал отбора мощности через цепь или зубчатый ремень.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения средство привода установлено между концом коленчатого вала, на котором установлен маховик, и маховиком. При такой компоновке средство привода содержит шестерню, которая приводит в действие вал отбора мощности через цепь или зубчатый ремень. Шестерня может быть установлена на конце коленчатого вала между этим концом и маховиком и может удерживаться в требуемом положении с помощью креплений, с помощью которых также маховик закреплен на конце коленчатого вала. В качестве альтернативы, средство привода может содержать коническую шестерню, которая установлена на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик. Коническая шестерня, установленная на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, соединена со второй конической шестерней, которая может быть установлена для вращения вала отбора мощности или промежуточного вала, который установлен для приведения во вращение вала отбора мощности. Промежуточный вал может быть выполнен с возможностью привода вала отбора мощности через соединение с постоянной скоростью (ПС) или другое вращающееся шарнирное соединение. В качестве альтернативы, на промежуточном валу может быть установлена третья коническая шестерня, которая соединена с четвертой конической шестерней, установленной для вращения вала отбора мощности.
В случае, когда мощность передается от средства привода на вал отбора мощности через цепь или зубчатый ремень, такая цепь или зубчатый ремень могут быть выполнены с возможностью привода ведомой шестерни для передачи мощности на вал отбора мощности. Ведомая шестерня может быть установлена с возможностью вращения совместно с валом отбора мощности, или, когда двигатель и трансмиссия выполнены с возможностью поперечной установки по отношению к продольной оси транспортного средства, ведомая шестерня выполнена с возможностью вращения совместно с промежуточным валом, который приводит в действие вал отбора мощности через пару конических шестерен.
Между коническим кожухом трансмиссии и кожухом двигателя установлен промежуточный кожух. Промежуточный кожух может иметь расширяющуюся часть, в которой устанавливают ведомую шестерню, шестерни или соединение с ПС, а также цепь, зубчатый ремень или вал (валы) отбора мощности.
В качестве альтернативы, конический кожух трансмиссии может быть выполнен с возможностью установки ведомой шестерни и цепи или зубчатого ремня.
В двигательно-движительном блоке, предназначенном для передвижения по воде, может быть установлен разделитель.
Особым преимуществом силовой передачи, в соответствии с настоящим изобретением, является то, что обеспечивается возможность передавать всю мощность двигателя на двигательно-движительный агрегат, предназначенный для передвижения по воде.
В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения, предложено транспортное средство типа амфибия, в котором установлена силовая передача в соответствии с первым аспектом настоящего изобретения.
Настоящее изобретение будет описано ниже только на примере со ссылкой на чертежи, на которых:
на фигуре 1 показан разрез части силовой передачи в соответствии с первым вариантом выполнения настоящего изобретения;
на фигуре 2 показан разрез по линии А-А, обозначенной на фигуре 1;на фигуре 3 представлен разрез части силовой передачи в соответствии со вторым предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения;
на фигуре 4 показан разрез по линии В-В, обозначенной на фигуре 3;
на фигуре 5 показан разрез части силовой передачи в соответствии с третьим предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения;
на фигуре 6 представлен разрез части силовой передачи в соответствии с четвертым предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения;
на фигуре 7 представлен разрез части силовой передачи в соответствии с пятым предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения; и
на фигуре 8 представлен разрез части силовой передачи в соответствии с шестым предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения.
Рассмотрим вначале фигуры 1 и 2, на которых представлен первый вариант выполнения силовой передачи в соответствии с настоящим изобретением, которая включает двигатель 11 и трансмиссию 26, установленную в линию с коленчатым валом 12 двигателя. Двигатель и трансмиссия обеспечивают приведение во вращение, по меньшей мере, задних колес (не показаны) транспортного средства типа амфибия, предназначенных для передвижения по дороге (не показана), через дифференциал (не показан), обычным образом. Привод для двигательно-движительного агрегата, предназначенного для передвижения по воде, транспортного средства, такого, как водомет 50, обеспечивается с помощью узла отбора мощности, который, в целом, обозначен цифрой 10.
Коленчатый вал 12 двигателя проходит через отверстие, выполненное в концевой части кожуха 14 двигателя. Уплотнители 16 установлены в отверстии для обеспечения уплотнения между коленчатым валом 12 и кожухом 14 двигателя. Шестерня 18 привода и маховик 20 установлены на конце коленчатого вала 12, вблизи внешней части кожуха 14 двигателя и жестко закреплены на коленчатом валу 12 с помощью болтов 22, расположенных по кругу. Шестерня 18 закреплена между концом коленчатого вала 12 и маховиком 20. Муфта 25 сцепления, установленная обычным образом на торце маховика 20, приводит в действие входной или первичный вал 24 трансмиссии 26.
Конический кожух 28 трансмиссии 26, который при обычной компоновке мог бы быть закреплен болтами непосредственно на конечной части кожуха 14 двигателя, расположен на некотором расстоянии от кожуха двигателя с использованием промежуточного кожуха 30. Болты 32 проходят через конический кожух 28 и промежуточный кожух 30 и входят в обычные резьбовые отверстия, выполненные в кожухе 14 двигателя.
Промежуточный кожух 30 содержит расширяющуюся часть 30А с одной стороны кожуха 14 двигателя. В расширяющейся части 30А установлена ведомая шестерня 34, закрепленная на валу 36 отбора мощности. Вал 36 отбора мощности и ведомая шестерня 34 установлены с возможностью вращения в расширяющейся части 30А с помощью подшипников 38, 40. Ведущая шестерня 18 и ведомая шестерня 34 соединены с помощью цепи или зубчатого ремня 42 для передачи мощности между ними.
Вал 36 отбора мощности установлен для привода двигательно-движительного агрегата 50, выполненного в виде водомета для обеспечения движущей силы транспортного средства типа амфибии при передвижении на воде. Вал 36 отбора мощности может приводить в действие водомет непосредственно или может иметь соединение (не показано), с которым может быть соединен дополнительный вал для привода водомета. В линии передачи привода между валом 36 отбора мощности и водометом может быть установлен разделитель, который позволяет отключать водомет при использовании транспортного средства для передвижения по суше.
В настоящем варианте выполнения изобретения трансмиссия 26 представляет собой коробку передач с ручным переключением передач, однако, следует понимать, что трансмиссия 26 также может включать автоматизированную коробку передач с ручным переключением передач, автоматическую или полуавтоматическую коробку передач, или трансмиссию с бесступенчато-регулируемой передачей, и что фрикционная муфта 25 сцепления, соответствующим образом, может быть заменена гидромуфтой, такой, как гидротрансформатор.
Второй предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения описан ниже со ссылкой на фигуры 3 и 4. Одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения общих деталей с деталями первого варианта выполнения.
Силовая передача по второму предпочтительному варианту выполнения аналогична силовой передаче по первому варианту выполнения, за исключением того, что вместо установки средства привода для отбора мощности в виде шестерни между концом коленчатого вала и маховиком, средство привода в данном варианте выполнения содержит множество зубьев 23, выполненных на внешнем контуре маховика. Зубья 23 приводят в движение ведомую шестерню 44, установленную на валу 36 отбора мощности с помощью цепи или зубчатого ремня 42. Вал 36 отбора мощности выполнен с возможностью приведения в действие двигательно-движительной системы, предназначенной для передвижения по воде (не показана) транспортного средства типа амфибии, аналогично описанному в отношении первого варианта выполнения.
Поскольку здесь отсутствует дополнительная шестерня между маховиком и концом коленчатого вала, отпадает необходимость установки промежуточного кожуха между коническим кожухом 28 и кожухом 14 двигателя. В соответствии с этим, конический кожух 28 выполнен с возможностью установки цепи или ремня 42 и ведомой шестерни 44. Ведомая шестерня 44 и вал 36 отбора мощности установлены с возможностью вращения в коническом кожухе 28 с помощью подшипников 46, 48.
Кольцевое зубчатое колесо 52 установлено на торцевой поверхности маховика и предназначено для соединения с двигателем стартера, как известно в данной области техники.
В вариантах выполнения, описанных выше, двигатель и трансмиссия выполнены с возможностью установки на транспортном средстве в виде прямой компоновки, при которой сторона механизма газораспределения двигателя обращена к передней части транспортного средства, в то время как трансмиссия расположена по направлению к его задней части. При такой компоновке вал 36 отбора мощности обращен в направлении трансмиссии для обеспечения привода водомета, который установлен в задней части транспортного средства. Однако, следует понимать, что двигатель и трансмиссия могут быть выполнены с возможностью установки в виде обратной компоновки, когда сторона механизма газораспределения двигателя обращена к задней части транспортного средства, и трансмиссия проходит по направлению к его передней части. В этом случае необходимо, чтобы вал 36 отбора мощности был обращен в противоположном направлении по отношению к двигателю и трансмиссии, то есть, был обращен по направлению к двигателю для привода водомета, который установлен в задней части транспортного средства.
Настоящее изобретение также может использоваться для силовой передачи, в которой двигатель и трансмиссия выполнены с возможностью установки поперек продольного направления оси транспортного средства. С этой целью, в общем, необходимо осуществлять привод отбора мощности с поворотом на 90 градусов для приведения в действие водомета, установленного в задней части транспортного средства. Это может быть выполнено с помощью различных способов, но особенно простой и эффективный способ состоит в реализации приведения в действие водомета через пару конических шестерен. Один из примеров такой компоновки показан на фигуре 5, на которой детали выполняют функции, аналогичные функциям деталей, описанным со ссылками на фигуры 1-4, имеют ссылочные позиции, но увеличенные на 100.
На фигуре 5 показан конец коленчатого вала 112, на котором установлен маховик двигателя 111, установленного поперечно. На коленчатом валу закреплена ведущая шестерня 118, предназначенная для отбора мощности, и маховик 120. В данном предпочтительном варианте выполнения маховик выполнен в виде гидротрансформатора, от которого, хотя это и не показано на фигуре 5, приводится в действие входной вал автоматической коробки 126 передач.
Ведущая шестерня 118 и маховик 120 закреплены на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, с помощью переходника 119, который закреплен на коленчатом валу 112 с помощью множества болтов 122. Переходник содержит шлицевой вал 119А, на котором установлены маховик 120 и ведущая шестерня 118, для вращения с коленчатым валом.
Промежуточный кожух 130 установлен между коническим кожухом 128 трансмиссии и кожухом 114 двигателя. В данном предпочтительном варианте выполнения изобретения промежуточный кожух сформирован из двух частей 130А, 130В, которые соединены вместе с помощью набора болтов 131. Промежуточный кожух и трансмиссия соединены с кожухом двигателя с помощью дополнительных наборов болтов 132. В промежуточном кожухе 130 установлена ведомая шестерня 134, которая закреплена на промежуточном валу 136. Промежуточный вал 136 и ведомая шестерня 134 установлены с возможностью вращения в промежуточном кожухе с помощью пары подшипников 138, 140. Ведущая шестерня 118 и ведомая шестерня 134 соединены с помощью цепи или зубчатого ремня 142 для передачи мощности между ними.
Первая коническая шестерня 154 установлена для вращения с промежуточным валом 136 так, что она соединена со второй конической шестерней 156. Вторая коническая шестерня установлена для вращения с валом 158 отбора мощности, ось которого расположена, в общем, под углом 90 градусов по отношению к оси промежуточного вала 136. Вал 158 отбора мощности установлен с возможностью вращения в расширяющейся части промежуточного кожуха 130 с помощью подшипников 160, 162, и на нем установлено крепление 164, которое может быть соединено с дополнительным валом привода для привода водомета, расположенного в задней части транспортного средства.
В каждом из вышеописанных вариантов выполнения средство привода содержит зубья, предназначенные для соединения с цепью или с зубчатым ремнем для передачи привода на вал отбора мощности. Однако средство привода может быть выполнено в виде зубчатой передачи, которая передает привод на вал отбора мощности через одну или несколько дополнительных шестерен. Например, на фигурах 6-8 показаны предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения, в которых коническая шестерня 218 установлена на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик. В каждом из описанных предпочтительных вариантов выполнения коническая шестерня 218 и маховик закреплены на коленчатом валу с помощью переходника, аналогичного переходнику 119 в варианте выполнения, показанном на фигуре 5.
В предпочтительном варианте выполнения, показанном на фигуре 6, коническая шестерня 218 соединена со второй конической шестерней 219, которая установлена для вращения вала 236 отбора мощности, от которого осуществляется непосредственный привод двигательно-движительного блока 250, предназначенного для передвижения по воде, который установлен в задней части транспортного средства. Вал 236 отбора мощности вращается на подшипниках 238 и 260, которые установлены в держателях 237 и 259, закрепленных на промежуточном кожухе 230.
Предпочтительный вариант выполнения, показанный на фигуре 6, в особенности приспособлен для поперечной установки двигателя, где центральная линия двигательно-движительного блока 250, предназначенного для передвижения по воде, расположена на уровне с осью коленчатого вала. Однако, если блок двигательно-движительный, предназначенный для передвижения по воде, установлен выше или ниже оси коленчатого вала, необходимо регулировать высоту выходного вала 236. Существует несколько способов обеспечения такой регулировки, которые очевидны для специалистов в данной области техники. Например, высота выходного вала может регулироваться с помощью дополнительной цепи, ремня или шестеренчатой передачи. Однако предпочтительная компоновка для изменения высоты показана на фигуре 7.
В этом пятом предпочтительном варианте выполнения промежуточный корпус 230 повернут для обеспечения отбора мощности на более высоком уровне. Промежуточный вал 342, установленный в корпусе 230 на внутреннем и внешнем подшипниках 238, 260, содержит коническую шестерню 219, которая соединена с конической шестерней 218, установленной на коленчатый валу. Промежуточный вал 342 соединен с валом 336 отбора мощности с помощью соединения 333 с постоянной скоростью (ПС), от которого приводится в действие вал 336 отбора мощности под требуемым углом, в соответствии с компоновкой блока 350 привода, предназначенного для передвижения по воде. Хотя соединитель с ПС представляет собой предпочтительную форму вращающегося шарнирного соединения, также может использоваться любой подходящий тип вращающегося шарнирного соединения.
Последний предпочтительный вариант выполнения узла отбора мощности, который содержит средство привода, выполненное в форме конической шестерни, показан на фигуре 8. Этот вариант выполнения в особенности пригоден при продольной установке двигателя или установке двигателя в линию. Коническая шестерня 218 на коленчатом валу соединена со второй конической шестерней 219, расположенной на первом конце промежуточного вала 442. Третья коническая шестерня 434 установлена на другом конце промежуточного вала и соединена с четвертой конической шестерней 435, которая закреплена на валу 436 отбора мощности. Промежуточный вал 442 установлен с возможностью вращения на держателях 437, 459 в корпусе 430 с помощью внутреннего и внешнего подшипников 438, 460.
Благодаря средству привода, которое предназначено для передачи мощности на вал отбора мощности на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, в соответствии с настоящим изобретением, становится возможным создать силовую передачу с промежуточным отбором мощности, в которой общая длина двигателя и трансмиссии сохраняется минимальной. Такое условие может быть важным при конструировании транспортного средства типа амфибия, в котором пространство для установки двигателя и трансмиссии может быть сильно ограничено. Такая компоновка также обеспечивает передачу мощности на узел отбора мощности непосредственно с коленчатого вала двигателя, а не через муфту сцепления или гидромуфту. Это означает, что вся мощность двигателя может быть передана на узел отбора мощности с минимальными потерями. Такая компоновка также имеет более простую конструкцию, чем компоновки известного уровня техники, что уменьшает затраты на производство и повышает надежность конструкции.
Принимая во внимание, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на варианты выполнения, рассматриваемые в настоящее время, как наиболее практичные и предпочтительные, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается описанными компоновками, а скорее предназначено для охвата различных модификаций и эквивалентных конструкций, включенных в объем и сущность настоящего изобретения. Например, двигательно-движительный агрегат, предназначенный для передвижения по воде, не обязательно должен быть выполнен в виде водомета, но может представлять собой любое средство соответствующего типа, такое, как морской гребной винт.
1. Силовая передача для транспортного средства типа амфибия, включающая двигатель (11; 111), содержащий коленчатый вал (12; 112), муфту сцепления или гидромуфту (20; 120) и трансмиссию (26; 126), установленную, в общем, в линию с коленчатым валом двигателя, причем трансмиссия содержит входной вал (24), приводимый во вращение от маховика, причем силовая передача дополнительно содержит узел (10; 110) отбора мощности, предназначенный для привода вала (36; 158; 236; 436;) отбора мощности, который выполнен с возможностью передачи мощности на двигательно-движительный агрегат (50; 250; 350), предназначенный для передвижения транспортного средства по воде, отличающаяся тем, что узел отбора мощности содержит средство (18; 23; 118; 218) привода, закрепленное на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, причем средство привода выполнено с возможностью передачи мощности на вал отбора мощности.
2. Силовая передача по п.1, отличающаяся тем, что средство привода установлено на поверхности внешнего контура маховика.
3. Силовая передача по п.2, отличающаяся тем, что средство привода содержит набор зубьев (23), выполненных на внешнем контуре маховика, причем посредством этих зубьев приводится в действие вал отбора мощности через цепь или зубчатый ремень (42).
4. Силовая передача по п.1, отличающаяся тем, что средство привода установлено между концом коленчатого вала, на котором установлен маховик, и маховиком.
5. Силовая передача по п.4, отличающаяся тем, что средство привода содержит шестерню (18; 118), которая приводит в действие вал отбора мощности через цепь или зубчатый ремень (42; 142).
6. Силовая передача по п.5, отличающаяся тем, что шестерня установлена на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, между указанным концом и маховиком.
7. Силовая передача по любому из пп.3, 5 или 6, отличающаяся тем, что привод ведомой шестерни (34; 44; 134) для привода вала отбора мощности осуществляется через цепь или зубчатый ремень.
8. Силовая передача по п.7, отличающаяся тем, что ведомая шестерня (34; 44) установлена с возможностью вращения совместно с валом (36) отбора мощности.
9. Силовая передача по п.7, отличающаяся тем, что двигатель и трансмиссия выполнены с возможностью поперечной установки по отношению к продольной оси транспортного средства, причем ведомая шестерня (134) выполнена с возможностью вращения совместно с промежуточным валом (136), который приводит в действие вал (158) отбора мощности, через пару конических шестерен (154, 156).
10. Силовая передача по п.1 или 4, отличающаяся тем, что средство привода содержит коническую шестерню (218), установленную на конце коленчатого вала (212), на котором установлен маховик.
11. Силовая передача по п.10, отличающаяся тем, что коническая шестерня (218), установленная на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, соединена со второй конической шестерней (219), установленной с возможностью вращения совместно с валом (236) отбора мощности.
12. Силовая передача по п.10, отличающаяся тем, что коническая шестерня (218), установленная на конце коленчатого вала, на котором установлен маховик, соединена со второй конической шестерней (219), установленной с возможностью вращения совместно с промежуточным валом (342; 442), причем промежуточный вал выполнен с возможностью приведения в действие вала (336; 436) отбора мощности.
13. Силовая передача по п.12, отличающаяся тем, что промежуточный вал (342) выполнен с возможностью привода вала (336) отбора мощности через соединение с постоянной скоростью или другое вращающееся шарнирное соединение (333).
14. Силовая передача по п.12, отличающаяся тем, что на промежуточном валу (442) установлена третья коническая шестерня (434), которая соединена с четвертой конической шестерней (435), установленной с возможностью вращения совместно с валом (436) отбора мощности.
15. Силовая передача по любому из пп.4-14, отличающаяся тем, что промежуточный кожух (30; 130; 230; 430) установлен между коническим кожухом трансмиссии и кожухом двигателя.
16. Силовая передача по п.15 при зависимости от п.7, отличающаяся тем, что промежуточный кожух имеет расширяющуюся часть (30А), в которой установлена ведомая шестерня и цепь или зубчатый ремень.
17. Силовая передача по п.15 при зависимости от любого из пп.10-14, отличающаяся тем, что промежуточный кожух (230; 430) имеет расширяющуюся часть, в которой расположен участок вала отбора мощности и/или промежуточный вал.
18. Силовая передача по п.7 при зависимости от п.3, отличающаяся тем, что конический кожух (28) трансмиссии выполнен с возможностью установки ведомой шестерни и цепи или зубчатого ремня.
19. Транспортное средство типа амфибия, отличающееся тем, что оно содержит силовую передачу в соответствии с любым из пп.1-18.
