МОТОР-ТОРМОЗ-КОЛЕСО АФ-1 Российский патент 1999 года по МПК B60K7/00 

Изобретение относится к наземному транспорту и может быть использовано в качестве колеса или ведущей звездочки в ходовой части колесных или гусеничных машин.

В настоящее время для получения необходимого крутящего момента ведущего колеса или ведущей звездочки, достаточного для передвижения колесной или гусеничной машины с определенной скоростью, широко используется система промежуточных механизмов и агрегатов, устанавливаемых в кинетической цепи между силовой установкой и ведущим колесом или ведущей звездочкой, это коробка перемены передач, задний мост, бортовая передача и пр., посредством которых снижают обороты силового двигателя и повышают до нужной величины крутящий момент колеса или ведущей звездочки этих машин.

Недостатком такой системы является большая насыщенность машины промежуточными механизмами, громоздкость и сложность их изготовления, а также значительная потеря мощности силовой установки в трущихся узлах и зубчатых передачах промежуточных механизмов.

Известны также системы, в которых для передвижения машины используется устройство в виде колеса со встроенным в его ступицу, полностью или частично, приводом, содержащим двигатель, тормоз и зубчатый редуктор /описание, например, в книге "Словарь-справочник по механизмам", автор А.Ф. Краснов/.

Недостатком такого устройства является наличие зубчатого редуктора, значительный вес и размеры которого не позволяют компактно разместить его в ободе колеса или ведущей звездочки и значительно утяжеляют их.

Известно устройство - гидромотор-тормоз-колесо для транспортных средств, описанное в US 3932076, B 60 K 7/00, 13.01.76. В нем содержится гидродвигатель, корпус которого выполнен в виде цилиндра, закрытого торцевыми крышками с размещенными между ними подпружиненными замыкающими пластинами. Корпус установлен с возможностью вращения на консоли оси ходовой части транспортного средства. С этой осью жестко связаны лопасти, соединенные между собой. В теле оси выполнены два осевых канала, соединенных со штуцерами подвода жидкости и с каналами, выполненными в теле лопастей, имеющими выходы на их противоположные плоскости. Обод колеса установлен непосредственно на гидродвигателе.

Однако это устройство имеет сложную конструкцию, большие габариты и вес. Оно взято за прототип. Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение конструкции, уменьшение габаритов, снижение веса и повышение эксплуатационной надежности.

Указанный технический результат достигается за счет того, что:
мотор-тормоз-колесо, содержащий гидравлическую систему управления, колесо, гидродвигатель, корпус которого выполнен в виде цилиндра, закрытого торцевыми крышками с размещенными в них подпружиненными замыкающими пластинами и предназначен для установки с возможностью вращения на консоли оси ходовой части машины, на которой жестко закреплены две лопасти, при этом в теле оси выполнены два осевых канала, соединенных со штуцерами подвода жидкости и с каналами, выполненными в теле лопастей, имеющими выходы на их противоположные плоскости, а обод колеса установлен непосредственно на гидродвигателе, лопасти расположены диаметрально и соединены между собой круговым внутренним копиром, выполненным в виде фигурного кольца, а на внутренних ребрах замыкающих пластин выполнены желобки, соединенные со сквозными отверстиями, имеющимися в теле этих пластин, причем на верхнем ребре внутреннего копира, в начале узких его частей, выполнены канавки, длиной несколько большей толщины замыкающих пластин. Кроме того, замыкающие пластины выполнены из двух половин, с возможностью смыкания и размыкания на внутреннем копире, во внутренних ребрах замыкающих пластин установлены ролики. В гидравлической системе управления за распределителем установлен регулятор скорости, а за распределителем установлен перепускной клапан.

Кроме того, на ступице второй торцевой кромки гидродвигателя возможна установка тормозного кольца механического тормоза.

Мотор-тормоз-колесо АФ-1 представлены на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8. На фиг. 1 - общий вид гидродвигателя, вид с торца; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - вид по А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид по Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - положение внутреннего кольцевого копира и замыкающих пластин, развертка, вид сверху; на фиг. 6 - половина замыкающей пластины, вид с внутреннего ребра; на фиг. 7 - то же, вид по В-В на фиг. 6; на фиг. 8 - гидравлическая схема управления мотор-тормозом-колесом, с элементами кинематики.

Мотор-тормоз-колесо АФ-1 состоит из гидродвигателя, представленного на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, колеса (на фиг. не показано) и гидравлической системы управления, представленной на фиг. 8.

Гидродвигатель содержит корпус 1 (фиг. 1, 2, 3, 4), выполненный в виде кольцевого цилиндра, закрытый с торцевых сторон крышками 2 (фиг. 1, 2, 3, 4, 5), на внешних плоскостях которых выполнены по четыре отлива 3 (фиг. 2, 3, 5), с пустотами прямоугольной формы, закрытые крышками 4 (фиг. 1, 2, 3, 5). В пустотах отливов 3 размещены замыкающие пластины 5 (фиг. 3, 4, 5, 6, 7), подпружиненные пружинами 6 (фиг. 3, 5). На внутренних ребрах замыкающих пластин 5 установлены ролики 7 (фиг. 3, 5, 6, 7), зафиксированные в своих гнездах стержнями 8 (фиг. 3, 7), при этом, на этих же ребрах замыкающих пластин 5 выполнены желобки 9 (фиг. 4, 6, 7), соединенные со сквозными отверстиями 10 (фиг. 4, 6, 7). В корпусе 1, закрытом крышками 2, размещены, диаметрально расположенные, две лопасти 11 (фиг. 3, 4, 5), жестко закрепленные на оси 12 (фиг. 2, 3, 4), внутри которой выполнены два осевых канала 13 (фиг. 3, 4), соединяющиеся с радиальными каналами 14 (фиг. 3, 4), выполненными в теле лопастей 11, с выходом с противоположных сторон этих лопастей. На наружном конце оси 12 размещены два штуцера 15 (фиг. 2, 3), посредством которых трубопроводы 16 (фиг. 2, 3) соединены с осевыми каналами 13. В ступицах боковых крышек 2 размещены подшипники 17 (фиг. 3), закрепленные на оси 12.

На диаметральных плоскостях 11 жестко закреплен круговой внутренний копир 18 (фиг. 3, 4, 5), а на ступице 19 (фиг. 2, 3) крышки 2 закреплен диск 20 (фиг. 1, 3, 2), с прямоугольными проемами 21 (фиг. 1), на котором, посредством шпилек 22 (фиг. 1, 2, 3), закреплено колесо машины (на фиг. не показано).

Кроме того, на верхнем ребре узкой части кольцевого копира 18 (фиг. 5), с обеих концов уширенной его части, имеются канавки 23, длиной несколько более толщины замыкающей пластины 5.

Гидравлическая часть управления мотор-тормозом-колесом содержит силовую установку 24 (фиг. 8), блок насосов 25, с регулируемой производительностью, редукционный клапан 26, неуправляемый дроссель 27, распределитель 28, перепускной клапан 29, регулятор скорости 30, гидродвигатели 31, обратные клапаны 32, перепускные клапаны 33 и управляемые дроссели 34.

Работает устройство следующим образом.

Вращение от вала силовой установки 24 (фиг. 8) передается блоку насосов 25, производительность которого регулируется посредством педали (на фиг. не показано). Рабочая жидкость по трубопроводу, минуя редукционный клапан 26 и нерегулируемый дроссель 27, поступает в распределитель 28, далее, минуя перепускной клапан 29, регулятор скорости 30 и перепускные клапаны 33, в гидродвигатели 31.

Работает гидродвигатель следующим образом.

Рабочая жидкость, подводимая под давлением, по одному из трубопроводов 16 (фиг. 2, 3), через штуцер 15 поступает в один из осевых каналов 13 (фиг. 3) в консольной оси 12, и далее по одному из радиальных каналов 14 (фиг. 3, 4) диаметральных лопастей 11 поступает в замкнутое пространство, образованное диаметральными лопастями 11 и замыкающими пластинами 5 (фиг. 4, 5). Под действием напора жидкости две пары замыкающих пластин 5 перемещаются по кругу и, увлекая за собой крышки 2 и корпус гидродвигателя 1 (фиг. 2, 3), приводят их во вращательное движение, при этом жидкость, находящаяся в противоположной стороне замыкающих пластин 5, вытесняется по второму каналу этих же пластин и далее по второму осевому каналу 13 в отводящий трубопровод.

Этот период длится на протяжении времени, когда две пары замыкающих пластин 5 замкнуты и перемещаются по узкой части внутреннего кругового копира 18 (фиг. 5), причем вторые пары замыкающих пластин 5 в это время перемещаются по уширенной части копира 18 (фиг. 5) и утапливаются в прямоугольные пустоты в отливах 3 (фиг. 2, 3, 5). После прохождения ребра лопастей 11 (фиг. 3, 4, 5) эти пары замыкающих пластин 5 (фиг. 5), под действием пружин 6 (фиг. 3, 5) вытесняются из пустот в отливах 3 (фиг. 2, 3, 5) и скользя по копиру 18 (фиг. 5), сходятся в узкой части копира, образуя замкнутое пространство (камеру). Этим заканчивается рабочий такт гидродвигателя, который повторяется в процессе его работы.

Кроме того, при подходе замкнутых пластин 5 (фиг. 5) к уширенной части копира 18 жидкость, находящаяся под давлением замыкающими пластинами 5, по канавке 23 перетекает в полость пониженного давления к отводящему каналу лопастей 11, одновременно часть жидкости, находящаяся за торцами замыкающих пластин 5 (в камере расположения пружин 6, фиг. 3, 5), вытекает по отверстию 10 и желобку (фиг. 4, 6, 7), в результате чего падает давление жидкости как за замыкающими пластинами 5, так и за их торцами, при этом копир при утапливании замыкающих пластин 5 преодолевает лишь сопротивление пружин 6. После прохождения замыкающими пластинами 5 ребра диаметральной лопасти 11 (фиг. 5) давление жидкости по отверстию 10 (фиг. 6, 7) передается в заторцевую полость пластин 5 в расположение пружин 6 (фиг. 3, 5), тем самым давление за торцами замыкающих пластин 5 и в рабочей камере выравнивается и пружины 6 выталкивают замыкающие пластины 5, которые, скользя по уширенной части копира 18 (фиг. 5), замыкают рабочую камеру. Описанный процесс повторяется примерно через 110-120 градусов поворота корпуса гидродвигателя. Вместе с корпусом гидродвигателя вращается колесо или ведущая звездочка (на фиг. не показано) машины.

Задний ход машины осуществляется путем подачи рабочей жидкости под давлением в ранее отводящий трубопровод с помощью распределителя 28 (фиг. 8), при этом отводящий трубопровод становится подводящим к корпусу гидродвигателя, вращается в противоположном направлении, причем весь порядок действия деталей гидродвигателя аналогичен описанному выше, т.е. такой же, как и при движении вперед.

Повышение скорости движения машины производится посредством увеличения оборотов выходного вала силовой установки 24 и повышения объема подачи рабочей жидкости регулируемым блоком насосов 25 (фиг. 8).

Снижение скорости движения машины производится за счет снижения оборотов выходного вала силовой установки 24 (фиг. 8) и уменьшения объема подачи рабочей жидкости, а также, в случаях притормаживания, путем уменьшения прохода рабочей жидкости через регулятор скорости 30 (фиг. 8).

Полное торможение машины производится путем перекрытия гидросистемы, посредством перевода распределителя 28 (фиг. 8) в нейтральное положение или в положение "задний ход", кроме того, полное торможение возможно выполнить при работающем силовом двигателе путем перекрытия дросселя регулятора скорости 30 (фиг. 8).

Повышение тягового усилия машины осуществляется посредством повышения давления в гидросистеме за счет повышения оборотов силовой установки 24 с одновременными снижением объема подачи рабочей жидкости регулируемым блоком насосов 25, при этом скорость машины снижается.

Надежная стоянка машины обеспечивается полным перекрытием гидросистемы, путем установки распределителя 28 (фиг. 8) в нейтральное положение, как при работающей силовой установке, так и не работающей.

При пробуксовке одного из колес машины производится притормаживание его, что приводит к увеличению крутящего момента на другом колесе, посредством управляемых дросселей 234 (фиг. 8).

Для предохранения гидросистемы от пиковых давлений, возникающих при резком торможении и остановке машины, в ее цепи имеются перепускные клапаны 33 (фиг. 8).

Для подпитки гидросистемы в моменты перехода гидродвигателя из режима двигателя в режим насоса в системе имеются обратные клапаны 32 (фиг. 8).

Для предохранения гидросистемы от перегрузки в момент трогания машины с места в ее цепи установлен нерегулируемый дроссель 27 (фиг. 8) с дифференциальным золотником.

Свободный ход машины на уклонах и при буксировке обеспечивается посредством включения перепускного клапана 29 (фиг. 8), при этом гидродвигатель работает в режиме насоса, а рабочая жидкость движется по замкнутому кругу, причем возможно торможение посредством регулятора скорости 30 (фиг. 8).

Для предохранения гидросистемы от любых перегрузок в ее цепи имеется редукционный клапан 26 (фиг. 8).

Блок насосов 25, распределитель 28, регулятор скорости 30, перепускной клапан 29 и управляемые дроссели 34 (фиг. 8) соединены с рычагами и педалями управления машиной (на фиг. не показано).

Изобретение относится к наземному транспорту и может быть использовано в качестве колеса или ведущей звездочки в ходовой части колесных или гусеничных машин. Мотор-тормоз-колесо содержит гидравлическую систему управления, колесо, гидродвигатель, корпус которого выполнен в виде цилиндра и закрыт торцевыми крышками. В них размещены подпружиненные замыкающие пластины. Корпус предназначен для установки с возможностью вращения на консоли оси ходовой части машины, на которой жестко закреплены две лопасти. В теле оси выполнены два осевых канала, соединенных со штуцерами подвода жидкости и с каналами, выполненными в теле лопастей, имеющими выходы на их противоположные плоскости. Обод колеса установлен непосредственно на гидродвигателе. Лопасти расположены диаметрально и соединены между собой круговым внутренним копиром, выполненным в виде фигурного кольца. На внутренних ребрах замыкающих пластин выполнены желобки, соединенные со сквозными отверстиями, имеющимися в теле этих пластин. На верхнем ребре внутреннего копира в начале узких его частей выполнены канавки длиной, большей толщины замыкающих пластин. В результате упрощается конструкция устройства, уменьшаются габариты, снижается вес и повышается эксплуатационная надежность. 4 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Мотор-тормоз-колесо, содержащий гидравлическую систему управления, колесо, гидродвигатель, корпус которого выполнен в виде цилиндра, закрытого торцевыми крышками с размещенными в них подпружиненными замыкающими пластинами, и предназначен для установки с возможностью вращения на консоли оси ходовой части машины, на которой жестко закреплены две лопасти, при этом в теле оси выполнены два осевых канала, соединенных со штуцерами подвода жидкости и с каналами, выполненными в теле лопастей, имеющими выходы на их противоположные плоскости, а обод колеса установлен непосредственно на гидродвигателе, отличающийся тем, что лопасти расположены диаметрально и соединены между собой круговым внутренним копиром, выполненным в виде фигурного кольца, а на внутренних ребрах замыкающих пластин выполнены желобки, соединенные со сквозными отверстиями, имеющимися в теле этих пластин, причем на верхнем ребре внутреннего копира в начале узких его частей выполнены канавки длиной, большей толщины замыкающих пластин. 2. Мотор-тормоз-колесо по п.1, отличающийся тем, что замыкающие пластины выполнены из двух половин с возможностью смыкания и размыкания на внутреннем копире. 3. Мотор-тормоз-колесо по п.2, отличающийся тем, что во внутренних ребрах замыкающих пластин установлены ролики. 4. Мотор-тормоз-колесо по п.1, отличающийся тем, что в гидравлической системе управления за распределителем установлен регулятор скорости. 5. Мотор-тормоз-колесо по п.1, отличающийся тем, что в гидравлической системе управления за распределителем установлен перепускной клапан.