Трансмиссия гусеничной машины
Владельцы патента RU 2521158:
Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения" (RU)
Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для использования в транспортных машинах. Трансмиссия гусеничной машины содержит два трехзвенных дифференциальных механизма, две бортовые реверсивные регулируемые передачи и две бортовые коробки диапазонов. Выходной вал левой реверсивной регулируемой передачи связан с первым звеном первого трехзвенного дифференциального механизма, выходной вал реверсивной регулируемой правой передачи связан с первым звеном второго трехзвенного дифференциального механизма. Второе звено первого дифференциального механизма соединено с входным валом левой бортовой коробки диапазонов и с третьим звеном второго дифференциального механизма. Второе звено второго дифференциального механизма соединено с входным валом правой бортовой коробки диапазонов и с третьим звеном первого дифференциального механизма. Левый и правый выходные валы трансмиссии соединены с соответствующими выходными валами бортовых коробок диапазонов. Достигается повышение КПД устройства. 2 ил.
Предлагаемое изобретение относится к области наземных транспортных средств, а именно трансмиссиям гусеничных машин.
Известны трансмиссии гусеничных машин, содержащие две регулируемые бортовые передачи, например электрические или гидрообъемные, выходной вал каждой из которых связан с ведущим колесом одного из бортов машины. Например, трансмиссия, схема которой приведена в книге «Расчет и конструирование гусеничных машин» под редакцией Н.А.Крюкова (Л.: Машиностроение, 1972, стр.325, рис.VIII.3 (2)), содержит две регулируемые бортовые электропередачи, каждая из которых имеет электродвигатель и генератор. Входной вал каждого генератора связан с приводным двигателем, а выходные валы каждого электродвигателя связаны с соответствующими ведущими колесами.
При прямолинейном движении, когда регулируемые передачи имеют одинаковое передаточное отношение, мощность от генератора разделяется на две равные части, которые далее передаются через электродвигатели на ведущие колеса. Поворот машины происходит за счет рассогласования передаточных чисел регулируемых передач, т.е. частот вращения выходных валов электродвигателя. При повороте распределение и направление мощностных потоков существенно меняется. Полноценный поворот гусеничной машины требует мощности на ведущем колесе забегающего борта, значительно превышающей мощность при прямолинейном движении. На отстающем борту поток мощности меняет свой знак - мощность от грунта передается на ведущее колесо (рекуперативная мощность).
Обеспечить требуемое повышение мощности на забегающем борту можно двумя способами:
увеличением мощности приводного двигателя с соответствующим увеличением габаритов двигателя и регулируемых передач;
использованием рекуперативной мощности, передавая его с отстающего на забегающий борт.
В трансмиссии, выполненной по данной схеме, второй способ не может быть использован, так как между бортовыми передачами нет механической или электрической связи. Рекуперативная мощность с отстающего борта может быть превращена в тепло в тормозах или, например, передаваться с электродвигателя (работающего в режиме генератора) в резисторы. Это приводит к увеличению потребных мощностей приводных двигателей и регулируемых передач или к ограничению тягово-динамических характеристик машины при повороте.
В принятой за прототип трансмиссии гусеничной машины, схема которой приведена в книге В.А.Петрова «Гидрообъемные трансмиссии самоходных машин», М.: Машиностроение, 1988 г., стр.109, рис.48в, указанный недостаток устранен за счет создания связи между бортами, по которой мощность рекуперации может передаваться с отстающего борта на забегающий.
Трансмиссия содержит входной вал, правый и левый выходные валы, две бортовые регулируемые гидрообъемные передачи и две бортовые коробки диапазонов. Входные валы регулируемых передач связаны друг с другом и с приводным двигателем. В данной схеме это механическая связь (входной редуктор). Выходные валы регулируемых передач через бортовые коробки диапазонов связаны соответственно с правым и левым выходными валами.
При прямолинейном движении, когда обе регулируемые передачи имеют одинаковые передаточные отношения, мощность от приводного двигателя разделяется на входном редукторе на две равные части, которые через регулируемые передачи и бортовые коробки диапазонов передаются на выходные валы трансмиссии.
Поворот машины происходит за счет рассогласования передаточных чисел регулируемых передач. При повороте мощность рекуперации с отстающего борта передается на забегающий борт через регулируемую передачу отстающего борта на входной редуктор, где суммируется с мощностью приводного двигателя. Суммарная мощность через регулируемую передачу и коробку диапазонов забегающего борта передается на выходной вал.
Таким образом, увеличения мощности приводного двигателя не требуется, однако каждая регулируемая передача должна быть способна при повороте передавать суммарную мощность приводного двигателя и мощность рекуперации. Это существенно повышает их потребную мощность и габариты.
Предложение по данной заявке устраняет недостатки прототипа за счет создания механической связи между ведущими колесами обоих бортов. Это достигается тем, что трансмиссия снабжена двумя трехзвенными дифференциальными механизмами, причем выходной вал левой реверсивной регулируемой передачи связан с первым звеном первого трехзвенного дифференциального механизма, выходной вал правой реверсивной регулируемой передачи связан с первым звеном второго трехзвенного дифференциального механизма, второе звено первого дифференциального механизма соединено с входным валом левой бортовой коробки диапазонов и с третьим звеном второго дифференциального механизма, второе звено второго дифференциального механизма соединено с входным валом правой бортовой коробки диапазонов и с третьим звеном первого дифференциального механизма, а левый и правый выходные валы трансмиссии соединены с соответствующими выходными валами бортовых коробок диапазонов. В качестве регулируемой реверсивной передачи могут применяться как гидрообъемные, так и электрические передачи.
Кинематическая схема трансмиссии с потоками мощности при прямолинейном движении представлена на Фиг.1; на Фиг.2 - то же, при повороте.
Трансмиссия содержит входной вал 1, правый и левый выходные валы 2 и 3, левую 4 и правую 5 реверсивные регулируемые передачи с входными валами 6 и 7 и выходными валами 8, 9, первый 10 и второй 11 трехзвенные дифференциальные механизмы, левую 12 и правую 13 коробки диапазонов с входными валами 14 и 15 и выходными валами 16 и 17.
Входной вал трансмиссии 1 связан с приводным двигателем, а выходные валы 2 и 3 - с соответствующими ведущими колесами.
Выходной вал 8 регулируемой передачи 4 связан с первым звеном трехзвенного дифференциального механизма 10, а выходной вал 9 регулируемой передачи 5 связан с первым звеном трехзвенного дифференциального механизма 11. Второе звено первого трехзвенного дифференциального механизма 10 связано с входным валом 14 коробки диапазонов 12 и с третьим звеном второго трезвенного дифференциального механизма 11. Второе звено дифференциального механизма 11 связано с входным валом 15 коробки диапазонов 13 и с третьим звеном первого трехзвенного дифференциального механизма 10. Выходные валы коробок диапазонов 16 и 17 связаны с соответствующими выходными валами трансмиссии 2 и 3.
Реверсивные регулируемые передачи могут быть гидрообъемными, состоящими каждая из насоса 18 (19), мотора 20 (21) и гидравлических связей 22 (23) между ними, или электрическими, состоящими каждая из соответственно генератора 18 (19), электродвигателя 20 (21) и электрических связей 22 (23) между ними. Если применяются электрические передачи, то генератор может быть общий.
При прямолинейном движении передаточные числа обеих передач должны изменяться одинаково. Поток мощности от входного вала трансмиссии 1 делится на равные части и передается через регулируемые передачи 4 и 5 на первые звенья дифференциальных механизмов 10 и 11 и далее через коробки диапазонов 12 и 13 на выходные валы 2 и 3 (Фиг.1). При равенстве передаточных чисел регулируемых передач все звенья обоих механизмов вращаются с одинаковой скоростью, равной скорости выходных валов 8 и 9 регулируемых передач. Направление потоков мощности при прямолинейном движении показано пунктиром.
При повороте (например, налево) передаточные числа регулируемых передач рассогласовываются. Степень рассогласования зависит от требуемого радиуса поворота машины. Поток мощности от входного вала трансмиссии 1 делится на неравные части и передается через регулируемые передачи 4 и 5 на выходные валы 8 и 9. Большая часть потока мощности от вала 1 идет через регулируемую передачу забегающего борта. Требуемая мощность на забегающем борту при повороте, а следовательно, на выходном валу 3 трансмиссии увеличивается. На отстающем борту поток мощности меняет направление - рекуперативная мощность идет от грунта на ведущее колесо и далее через вал 2, вал 16, коробку диапазонов 12, вал 14 на дифференциальные механизмы 10 и 11. На дифференциальных механизмах 10 и 11 потоки мощности от выходного вала 8 регулируемой передачи 4, от выходного вала 9 регулируемой передачи 5 и рекуперативная мощность суммируются. Общий поток мощности через коробку диапазонов 13 передается на выходной вал трансмиссии 3. Таким образом, рекуперативная мощность с отстающего борта передается на забегающий борт, минуя регулируемые передачи, разгружая их при повороте. Распределение потоков мощности при повороте показано на Фиг.2.
Применение в трансмиссии с бортовыми регулируемыми передачами двух трехзвенных механизмов с указанными связями между их звеньями и агрегатами трансмиссии позволило обеспечить существенное уменьшение потребной мощности бортовых регулируемых передач.
Список использованных источников
1. «Расчет и конструирование гусеничных машин» под редакцией Н.А.Крюкова. Л.: Машиностроение, 1972, стр.325, Рис.VIII.3 (2).
2. В.А.Петров «Гидрообъемные трансмиссии самоходных машин», М.: Машиностроение, 1988 г., стр.109, рис.48в (прототип).
Трансмиссия гусеничной машины, содержащая входной вал, правый и левый выходные валы, левую и правую бортовые реверсивные регулируемые бесступенчатые передачи, входной вал каждой из которых связан с приводным двигателем, левую и правую бортовые коробки диапазонов, отличающаяся тем, что трансмиссия снабжена двумя трехзвенными дифференциальными механизмами, причем выходной вал левой реверсивной регулируемой передачи связан с первым звеном первого трехзвенного дифференциального механизма, выходной вал правой реверсивной регулируемой передачи связан с первым звеном второго трехзвенного дифференциального механизма, второе звено первого дифференциального механизма соединено с входным валом левой бортовой коробки диапазонов и с третьим звеном второго дифференциального механизма, второе звено второго дифференциального механизма соединено с входным валом правой бортовой коробки диапазонов и с третьим звеном первого дифференциального механизма, а левый и правый выходные валы трансмиссии соединены с соответствующими выходными валами бортовых коробок диапазонов.
