Транспортное средство
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству транспортных средств: тракторов, дорожных машин-автогрейдеров, грузовых и легковых автомобилей и зерноуборочных комбайнов. Транспортное средство содержит многорядный планетарный редуктор с гидромашиной (гидродвигателем) и фрикционной муфтой "страгивания-сцепления", соединяющей водило одного из рядов с ведомым валом, ведущее колесо. Также транспортное средство содержит гидросистему с насосами и гидрораспределителями, гидроприводной ведущий мост, тормозную систему с барабанами и тормозными дисками, коробки переменных передач. Многорядный планетарный редуктор, дополнительно оснащен фрикционными муфтами "сцепления", соединяющими совместно с фрикционной муфтой "страгивания-сцепления", в зависимости от нагрузки, последовательно или водило одного из рядов, или непосредственно гидромашину с ведомым валом. Силовые элементы фрикционных муфт расположены в ведомом элементе фрикционной муфты, с подводом среды управления через ведомый вал. Силовые элементы также расположены в корпусе многорядного планетарного редуктора или в корпусе гидроприводного ведущего моста, с возможностью воздействия на ведущие и ведомые элементы (фрикционные диски) фрикционных муфт через упорные подшипники. В результате обеспечивается изменение передаточного отношения в гидроприводном ведущем мосту: гидродвигатель - многорядный планетарный редуктор - ведущее колесо. 4 з.п. ф-лы, 15 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству транспортных средств: тракторов, дорожных машин-автогрейдеров, грузовых и легковых автомобилей и зерноуборочных комбайнов.
Известно транспортное средство с ведущим мостом, содержащим планетарные бортредуктора с ведущими колесами и планетарные механизмы поворота, состоящие из планетарного редуктора с фрикционной муфтой «сцепления» и тормозами, позволяющими изменять передаточное отношение: на 1 передаче тормоза затормаживают солнечные шестерни, ведущие венечные шестерни обкатывают сателлиты по неподвижным солнечным шестерням, сателлиты вращают водила, соединенные с ведомым валом, осуществляя замедленную передачу; на 2 передаче включены фрикционные гидроуправляемые муфты «сцепления», соединяющие водила и солнечные шестерни, осуществляя ускоренную передачу (см. книгу «ТРАКТОР ДИЗЕЛЬ ДЭТ-250М» в/о «ТРАКТОРОЭКСПОРТ», МОСКВА, стр.51-53, рис.40).
Недостатками известного транспортного средства являются малый диапазон регулирования и сложность регулирующего механизма.
Наиболее близкими к заявляемому изобретению является транспортное средство, содержащее гидроприводные ведущие мосты с многорядными планетарными редукторами, оснащенными гидромашинами и фрикционными муфтами «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ», соединяющими водила последнего ряда планетарного редуктора с ведомым валом; гидросистему с насосами, синхронизаторами вращения ведущих колес, гидроаккумуляторами, гидрораспределителями, гидробаками и др. (см. заявку на изобретение «транспортное средство» №2003101455/28 (001390) от 20.01.2003 г.), а так же транспортное средство на гусеничном ходу с планетарными бортредукторами и ведущими колесами (звездочками), с двигателем внутреннего сгорания, с гидросистемой и др. (см. книгу «ТРАКТОР ДИЗЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДЭТ-250М», стр.10, рис.1 и стр.63, рис.53); транспортное средство на колесном ходу с независимыми передними и задними подвесками ведущих колес (см. книгу «ВАЗ 2108-09», А.П.Игнатов и др., Москва, 1999 г., стр.110, рис.4-1 и стр.118, рис.4-22); транспортное средство на гусеничном ходу, содержащее гидросистему с рядом гидронасосов: НШ-100, НШ-50 и НШ-32, гидрораспределители, коробку переменных передач, главную передачу с ведущей шестерней (см. книгу «ТРАКТОР Т-130М», Злотник М.Н. и др., М., 1985 г., стр.169, рис.104 и 105; стр.171, рис.106; стр.109, рис.62); транспортное средство на гусеничном ходу, содержащее ведущие колеса (звездочки), бортредуктора, соединенные муфтами поворота и тормозами с гидромашиной, с регулируемыми параметрами и двухконцевым валом (см. патент «КОНЕЧНАЯ ПЕРЕДАЧА ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ» №2081759, 6 В60К 17/356).
Недостатками известных транспортных средств являются отсутствие устройства, обеспечивающего изменение передаточного отношения в широких пределах в гидроприводном ведущем мосту: гидромашина - многорядный планетарный редуктор-ведомый вал; высокая себестоимость механической и электромеханической трансмиссий.
В основу изобретения положена техническая задача создать такое транспортное средство, которое бы имело устройство, обеспечивающее изменение передаточного отношения в гидроприводном ведущем мосту: гидродвигатель - многорядный планетарный редуктор - ведущее колесо, со снижением себестоимости.
Поставленная задача решается тем, что, согласно п.1, 2 и 3, многорядный планетарный редуктор дополнительно оснащен фрикционными муфтами «сцепления», соединяющими совместно с фрикционной муфтой «страгивания - сцепления», в зависимости от нагрузки, последовательно или водило одного из рядов планетарного редуктора, или, непосредственно, гидромашину с ведомым валом; согласно п.4, гидроприводной ведущий мост выполнен в виде гидромашины со сквозным центральным отверстием для выхода ведомого вала к противоположному борту без непосредственного соединения с ней; многорядного планетарного редуктора с фрикционными муфтами «сцепления»; фрикционных муфт поворота, соединяющих ведомый вал с валом солнечной шестерни планетарного бортредуктора и фрикционных тормозов, затормаживающих вал солнечной шестерни; согласно п.5 автоматическая коробка переменных передач выполнена в виде многорядного планетарного редуктора, с гидромашиной и фрикционными муфтами «сцепления», соединяющими попеременно водило одного из рядов с ведомым валом ведущей шестерни главной передачи.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено транспортное средство на колесном ходу; на фиг.2 - транспортное средство на гусеничном ходу с гидроприводным ведущим мостом; на фиг.3 - транспортное средство на гусеничном ходу с автоматической коробкой переменных передач и ведущей шестерней главной передачи; на фиг.4 - гидросхема транспортного средства на колесном ходу; на фиг.5 - разрез А-А; на фиг.6 - разрез Б-Б; на фиг.7 - гидросхема транспортного средства на гусеничном ходу с гидроприводным ведущим мостом; на фиг.8 - разрез В-В; на фиг.9 - муфта поворота и фрикционный тормоз; на фиг.10 - планетарный редуктор с гидромашинной; на фиг.11 - разрез Г-Г; на фиг.12 - гидросхема транспортного средства на гусеничном ходу с автоматической коробкой передач; на фиг.13 - разрез Д-Д, автоматическая коробка передач; на фиг.14 - элемент - Ж; на фиг.15 - элемент - З, до сжатия пружин 54 и после.
Транспортное средство на колесном ходу (см. фиг.1, 4, 5 и 6) содержит: двигатель внутреннего сгорания 1, соединенный с ним бесступенчато-регулируемый насос 2, гидроприводные ведущие мосты с многорядными планетарными редукторами 3 с гидромашинами 4, фрикционными муфтами «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 5 с корпусами 6, которые могут быть выполнены за одно целое с водилами 7 планетарного ряда 8, с силовыми гидроцилиндрами 9 с поршнями 10 и пружинами возврата 11, каналом подвода среды управления 12, с ведущими дисками 13 и ведомыми 14, с ведомым валом 15 заднего ведущего колеса 16; тормозной барабан 17; а так же содержит гидромашину 18 переднего ведущего колеса 19 и тормозной диск 20; гидросистема содержит гидрораспределитель, «ВПЕРЕД-НАЗАД» 21, гидрораспределители 22 и 23.
Отличительной особенностью является то, что многорядный планетарный редуктор 3 дополнительно оснащен фрикционной муфтой «СЦЕПЛЕНИЯ» 24 с ведущими элементами 25 и ведомыми 26, с каналом подвода среды управления 27, с силовыми гидроцилиндрами 28, поршнями 29, пружинами возврата 30, с корпусами 31, выполненными за одно целое с водилом 32 планетарного ряда 34, упорные подшипники 35.
Транспортное средство на колесном ходу работает следующим образом (см. фиг.1, 4, 5 и 6): рабочая среда от бесступенчато-регулируемого насоса 2 подается через гидрораспределитель «ВПЕРЕД-НАЗАД» 21 в гидромашины 18 передних ведущих колес 19, так как при трогании с места необходим большой крутящий момент, то в гидросистеме поднимается давление, которое включает гидрораспределитель 22, и рабочая среда через гидрораспределитель 23 и канал подвода среды управления 12 подается в силовые гидроцилиндры 9 фрикционных муфт «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 5, поршни 10 растягивают пружины возврата 11 и через упорные подшипники 35 вводят ведущие 13 и ведомые элементы 14 во фрикционное сцепления, соединяя водило 7 с ведомым валом 15 заднего ведущего колеса 16, одновременно рабочая среда подается в гидромашины 4; транспортное средство становится полноприводным, если гидромашины 4 и 18 не могут создать необходимый крутящий момент, чтобы сдвинуть транспортное средство с места, то возрастающее давление включает гидрораспределитель 23, который перекрывает канал подвода среды управления 12, соединяя силовые гидроцилиндры 9 со сливом; силы сцепления во фрикционных муфтах «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 5 уменьшаются и ведомые 14 и ведущие элементы 13 начинают работать в режиме фрикцонного скольжения, в это время гидромашины 4 набирают обороты, полностью реализуя свою мощность, и транспортное средство страгивается с места. Таким образом вводится вспомогательный диапазон изменения передаточных чисел при трогании с места, обеспечивающий «ПОЛЗУЩИЕ» скорости. Необходимая скорость передвижения задается водителем путем изменения подачи рабочей среды бесступенчато-регулируемьм насосом 2. Скорость же транспортного средства, в зависимости от нагрузки, изменяется автоматически: при наборе скорости, после страгивания с места, давление в гидросистеме постепенно снижается и гидрораспределитель 22, отрегулированный на определенное давление, отключает фрикционную муфту «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 5, среда управления по каналу 27 подается в силовые гидроцилиндры 28, поршни 29 растягивают пружины возврата 30 и вводят во фрикционное сцепление ведущие 25 и ведомые элементы 26, включается фрикционная муфта «СЦЕПЛЕНИЯ» 24, соединяя водило 32 планетарного ряда 34 с ведомым валом 15, далее гидрораспределитель 22 отключает муфту «СЦЕПЛЕНИЯ» 24 и прекращается подача рабочей среды в гидромашины 4, задние ведущие колеса 16 переходят в режим свободного качения, и транспортное средство автоматически из полноприводного становится переднеприводным, в работе находятся гидромашины 18 передних ведущих колес 19, обеспечивая транспортному средству максимальную скорость. При увеличении нагрузки, например при подъеме в гору, давление в гидросистеме повышается, автоматически через гидрораспределитель 22 включается сначала фрикционная муфта «СЦЕПЛЕНИЯ» 24 и рабочая среда одновременно подается в гидромашины 4, транспортное средство становится полноприводным, затем фрикционная муфта «СЦЕПЛЕНИЯ» 24 отключается, а включается фрикционная муфта «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 5, обеспечивая максимальную тягу. Торможение обеспечивается существующей тормозной системой.
Транспортное средство на гусеничном ходу с гидроприводным ведущим мостом (см. фиг.2, 7, 8, 9, 10, 11, 14 и 15) содержит двигатель внутреннего сгорания (Д.В.С.) 36, гидромашину 37, насос 38, многорядный планетарный редуктор 39 с гидромашинной 40 со сквозным центральным отверстием 41 для выхода ведомого вала 42 к противоположному борту, с фрикционной муфтой «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 43 с корпусом 44, который выполнен за одно целое с водилом 45 планетарного ряда 46, с силовым гидроцилиндром 47 и поршнем 48, с каналом подвода среды управления 49, с упорными подшипниками 50 и 51, с ведущими дисками 52 и ведомыми 53, с зигзагообразными кольцевыми антифрикционными пружинами размыкания 54 ведущих 52 и ведомых 53 дисков, ведущие колеса 55, планетарные бортредуктора 56; гидросистему транспортного средства с гидрораспределителями 57 и 58. Отличительной особенностью является то, что транспортное средство содержит фрикционные муфты поворота 59 с силовыми гидроцилиндрами 60 и поршнями 62, расположенными в корпусе 63 гидроприводного ведущего моста, с упорным подшипником 64 с пружинами возврата 65, с ведущими 66 и ведомыми дисками 67; фрикционные тормоза 68 с силовыми пружинами 69, с фрикционными дисками 70 и 71, с гидроцилиндрами 72 и поршнями 73; вал 74 солнечной шестерни 75 планетарного бортредуктора 56; многорядный планетарный редуктор 39 оснащен фрикционными муфтами «СЦЕПЛЕНИЯ» 76 и 77; гидроаккумулятор 78, гидрораспределитель 79 «ЗАПУСКА» Д.В.С. 36, гидравлический механизм управления 80 Д.B.C. 36, растормаживающий гидрораспределитель 81, гидрораспределители поворота 82 и 83, поворотный кран 84 распределения рабочей среды.
Транспортное средство на гусеничном ходу с гидроприводным ведущим мостом работает следующим образом (см. фиг.2, 7, 8, 9, 10, 11, 14 и 15): через гидораспределитель 79 от предворительно заряженного гидроаккумулятора 78 запускается Д.В.С. 36 гидромашиной 37, запущенный Д.В.С. 36 вращает гидромашины 37 и насос 38, которые через гидрораспределитель «ПОДЗАРЯДКИ» 85 заряжают гидроаккумулятор 78, при включении «РАСТОРМАЖИВАЮЩЕГО» гидрораспределителя 81 среда управления от гидроаккумулятора 78 поступает в силовые гидроцилиндры 60 муфт поворота 59, поршни 62 сжимают пружины возврата 65, вводят во фрикционное сцепление ведущие 66 и ведомые диски 67, соединяя ведомый вал 42 планетарного редуктора 39 с валами 74 солнечных шестерен 75 бортредукторов 56, одновременно среда управления поступает в гидроцилиндры 72 фрикционных тормозов 68, поршни 73 сжимают силовые пружины 69, выводя из фрикционного сцепления фрикционные диски 70 и 71; транспортное средство растормаживается; рабочая среда от гидроаккумулятора 78 поворотным краном 84, через гидрораспределители 57 и 58, подается в силовой гидроцилиндр 47 муфты «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 43, поршень 48 сжимает зигзагообразные антифрикционные пружины 54, вводя во фрикционное сцепление ведущие 52 и ведомые диски 53, соединяя гидромашину 40 через многорядный планетарный редуктор 39 с ведомым валом 42, и одновременно рабочая среда поступает в гидромашину 40; давление в гидросистеме возрастает; если гидромашина 40 не может создать крутящий момент, чтобы сдвинуть транспортное средство с места, то возрастающее давление включает гидрораспределитель 58, который перекрывает канал подвода среды управления и соединяет силовой гидроцилиндр 47 со сливом; силы сцепления во фрикционной муфте «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 43 уменьшаются, и ведомые 52, и ведущие диски 53 начинают работать в режиме фрикционного скольжения; в это время гидромашина 40 набирает обороты, полностью реализуя свою мощность, и транспортное средство страгивается с места.
Необходимая скорость передвижения задается водителем путем изменения подачи рабочей среды поворотным краном 84; в зависимости от нагрузки изменяется автоматически, аналогично работе транспортного средства на колесном ходу: гидрораспределителем 57 отключается фрикционная муфта «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 43, а включается фрикционная муфта сцепления 77, затем она отключается, а включается фрикционная муфта 76, соединяя гидромашину 40 с ведомым валом 42, обеспечивая транспортному средству максимальную скорость и наоборот. Механизм управления Д.В.С. регулирует подачу топливной среды. Изменение направления движения транспортного средства на гусеничном ходу осуществляется включением одного из гидрораспределителей поворота 82 или 83, среда управления прекращает поступать от гидроаккумулятора 78, а силовые гидроцилиндры 60 и 72 соединяются со сливом, фрикционная муфта поворота 59 разъединяет ведомый вал 42 и вал 74 солнечной шестерни 75 одного из бортредукторов. Фрикционный тормоз 68 затормаживает вал 74 солнечной шестерни 75 и транспортное средство поворачивается в сторону заторможенного борта; для движения в обратном направлении изменяется направление потока рабочей среды поворотным краном 84 на обратное; торможение обеспечивается кратковременным изменением поворотным краном 84 направления потока рабочей среды на обратное, в это время гидромашина 40 работает в режиме насоса, перекачивая рабочую среду в гидроаккумулятор 78, таким образом происходит рекуперация энергии торможения; экстренное торможение обеспечивается фрикционными тормозами 68 путем отключения гидрораспределителя 81, они же, фрикционные тормоза 68, являются и стояночными.
Транспортное средство на гусеничном ходу с автоматической коробкой переменных передач (см. фиг.3, 12 и 13) содержит гидронасосы 85, 86 и 87, гидрораспределители 88, 89, 90, автоматическую коробку переменных передач 91 с корпусом 92, с фрикционной муфтой «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 93 с корпусом 94, выполненным за одно целое с водилом 95, с ведущими 96 и ведомыми дисками 97, с силовым гидроцилиндром 98 и поршнем 99, с упорным подшипником 100; с фрикционными муфтами 101, 102 и 103, соединяющих водила планетарных рядов 104,105 и 106 с ведомым валом 107 ведущей шестерни главной передачи 108; гидросистема содержит гидрораспределители 109 и 110, гидрораспределитель «ВПЕРЁД-НАЗАД» 112, гидромашину 113, зигзагообразные кольцевые антифрикционные Пружины 114 размыкания ведущих и ведомых дисков фрикционных муфт.
Транспортное средство на гусеничном ходу с автоматической коробкой переменных передач работает следующим образом: (см. фиг.3, 12 и 13): при подаче рабочей среды от одного из гидронасосов или всех вместе 85, 86 и 90 и через гидрораспределители 109 и 110 в гидроцилиндры 98 муфт «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 93 поршни 99 сжимают зигзагообразные кольцевые антифрикционные пружины 114, вводя во фрикционное сцепление ведущие 96 и ведомые диски 97, фрикционная муфта «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» включается, соединяя гидромашину 113 через многорядный редуктор 91 с ведомым валом 107 ведущей шестерни главной передачи 108 и далее по существующей механической трансмиссии с ведущим колесом (звездочкой); если гидромашина 113 не может создать необходимый крутящий момент, чтобы сдвинуть транспортное средство с места, то возрастающее давление рабочей среды включает гидрораспределитель 110, который перекрывает канал подвода среды управления в гидроцилиндр 98 и соединяет его со сливом, силы сцепления ведущих 96 и ведомых дисков 97 уменьшаются и они переходят в режим фрикционного скольжения, в это время гидромашина 113 набирает обороты, полностью реализуя свою мощность, и транспортное средство страгивается с места, после набора скорости давление в гидросистеме постепенно снижается и гидрораспределитель 109, отрегулированный на определенное давление, отключает фрикционную муфту «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 93, а включает фрикционную муфту «СЦЕПЛЕНИЯ» 101, а затем, ее отключая, включает фрикционную муфту «СЦЕПЛЕНИЯ» 102, затем, ее отключая, включает фрикционную муфту «СЦЕПЛЕНИЯ» 103, соединяя водило планетарного ряда 104 с ведомым валом 107, обеспечивая транспортному средству максимальную скорость и наоборот, включая фрикционную муфту «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 93, обеспечивая транспортному средству максимальную тягу.
Для изменения направления движения включается гидрораспределитель 112; изменение направления движения и торможение обеспечивается существующими системами.
Использование в трансмиссии многорядного планетарного редуктора с фрикционными муфтами позволяет существенно упростить конструкцию транспортных средств, снизить себестоимость, автоматизировать изменение скорости передвижения в зависимости от нагрузки, повысить К.П.Д., облегчить труд водителя, снизить расход горючего за счет оптимизации работы транспортного средства, рекуперации энергии торможения.
1. Транспортное средство, содержащее многорядный планетарный редуктор с гидромашиной (гидродвигателем) и фрикционной муфтой "страгивания-сцепления", соединяющей водило одного из рядов с ведомым валом, ведущее колесо, гидросистему с насосами и гидрораспределителями, гидроприводной ведущий мост, тормозную систему с барабанами и тормозными дисками, коробки переменных передач, отличающееся тем, что многорядный планетарный редуктор дополнительно оснащен фрикционными муфтами "сцепления", соединяющими совместно с фрикционной муфтой "страгивания-сцепления", в зависимости от нагрузки, последовательно или водило одного из рядов, или непосредственно гидромашину с ведомым валом.
2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что силовые элементы фрикционных муфт расположены в ведомом элементе фрикционной муфты, с подводом среды управления через ведомый вал.
3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что силовые элементы, например силовые гидроцилиндры с поршнями, расположены в корпусе многорядного планетарного редуктора или в корпусе гидроприводного ведущего моста, с возможностью воздействия на ведущие и ведомые элементы (фрикционные диски) фрикционных муфт через упорные подшипники.
4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что гидроприводной ведущий мост выполнен в виде гидромашины со сквозным центральным отверстием для выхода ведомого вала к противоположному борту без непосредственного соединения с ней; многорядного планетарного редуктора с фрикционными муфтами "сцепления", соединяющими попеременно водило одного из планетарных рядов или гидромашину с ведомым валом; фрикционных муфт поворота, соединяющих ведомый вал с валом солнечной шестерни планетарного бортредуктора и фрикционных тормозов, затормаживающих вал солнечной шестерни.
5. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что автоматическая коробка переменных передач выполнена в виде многорядного планетарного редуктора с фрикционными муфтами "сцепления", соединяющими попеременно водило одного из рядов или гидромашину с ведомым валом, и содержит гидрораспределитель "вперед-назад", соединяющий гидронасосы с гидромашиной коробки переменных передач.
