ПРИВОД КОЛЕС ПОЛУПРИЦЕПА АКТИВНОГО АВТОПОЕЗДА Российский патент 2001 года по МПК B62D53/00 

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано в автопоездах с ведущими колесами полуприцепа (прицепа), приводимыми в движение механической передачей.

Известны активные автомобильные поезда, в которых передача мощности от двигателя к колесам полуприцепа осуществляется механической трансмиссией, состоящей из коробки передач, раздаточной коробки, карданных валов и редукторов [1].

Такая механическая передача мощности ко всем колесам тягача и полуприцепа обеспечивает их вращение с одинаковой или почти одинаковой скоростью, при постоянном соотношении угловых скоростей колес тягача и полуприцепа.

Эти кинематические условия (приближенное равенство угловых скоростей колес и постоянство отношения угловых скоростей колес тягача и полуприцепа) хорошо соответствуют прямолинейному движению автопоезда на ровной горизонтальной поверхности. При этом все колеса автопоезда работают в ведущем режиме, моменты, нагружающие отдельные ведущие мосты, приближенно одинаковы, вся мощность, отбираемая от двигателя, тратится на движение.

Однако, при повороте, вследствие разной длины путей, проходимых колесами тягача и полуприцепа, в такой "жесткой" трансмиссии резко возрастает момент на колесах полуприцепа, а момент на передних колесах тягача становится отрицательным.

Недостатком данной конструкции привода является то, что трансмиссия автопоезда нагружается циркулирующей (паразитной) мощностью, а общая мощность, отбираемая от двигателя, превышает величину, необходимую для движения.

Следствием этого является сильное увеличение момента, нагружающего привод колес полуприцепа, особенно на дорогах с высоким коэффициентом сцепления, что может вызвать поломку трансмиссии. На дорогах с низким коэффициентом сцепления (деформируемый грунт, скользкие дороги с твердым покрытием) это приводит к принудительному проскальзыванию колес и снижению проходимости автопоезда. При этом также снижается КПД трансмиссии и колесного движителя автотранспортного средства.

Для снижения нагруженности привода колес полуприцепа, повышения КПД трансмиссии и улучшения проходимости активного автопоезда в привод колес полуприцепа устанавливается соединительное устройство, выполненное в виде пневматической муфты, регулирующей величину момента, передаваемого к колесам полуприцепа, в которой усилие сжатия передающих момент элементов и, следовательно, величина передаваемого момента регулируется изменением давления воздуха.

Изменение давления воздуха (или иного рабочего тела) осуществляется водителем с помощью органа управления, установленного в кабине и соединенного с пневматической системой тягача. Кроме того, максимальная величина момента ограничивается автоматически - устройством, ограничивающим давление рабочего тела в исполнительном механизме муфты при достижении моментом некоторого предельного значения.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый привод колес полуприцепа активного автопоезда отличается новой взаимосвязью (расположением) известных элементов: пневматическая муфта расположена между карданными валами, пневматический клапан следящего действия расположен между источником сжатого воздуха и пневматической муфтой, пневматический кран следящего действия соединен с пневматическим клапаном следящего действия, электропневмоклапан соединяет пневматическую муфту с атмосферой, датчик крутящего момента соединен с электропневмоклапаном.

Таким образом, заявляемый привод колес полуприцепа активного автопоезда соответствует критерию изобретения "новизна".

На фиг. 1 показана схема трансмиссии активного автопоезда, на фиг. 2 - схема управления пневматической муфтой.

Мощность от двигателя 1 тягача передается к ведущим колесам 2 полуприцепа (две последние оси) через коробку передач 3, раздаточную коробку 4, карданные валы 5, 6 и 7. Между двумя соседними валами 6 и 7 устанавливается пневматическая муфта 8.

Воздух для питания исполнительного устройства муфты подается от источника сжатого воздуха 9, установленного на полуприцепе и соединенного с пневматической системой автопоезда, используемой также для питания тормозной системы и системы регулирования давления воздуха в шинах. Для привода муфты используются: пневматический кран следящего действия 10, пневматический клапан следящего действия 11, головка подвода воздуха к муфте 12 и пневмокамера (пневмоцилиндр) 13. Первый из этих пневмоаппаратов устанавливается в кабине и управляется водителем, остальные - на полуприцепе, причем пневмокамера устанавливается непосредственно на муфте.

На карданном валу 7 устанавливается, кроме того, датчик крутящего момента 14, нагружающего вал. Сигнал этого датчика передается по проводам и высвечивается на табло 15 в кабине водителя, информируя его о величине крутящего момента, передаваемого муфтой. Усиленный сигнал датчика передается также на электропневмоклапан 16, соединяющий полость пневмокамеры муфты с атмосферой.

Привод работает следующим образом.

При прямолинейном движении по горизонтальной дороге хорошего состояния рычаг крана управления 10 переводится в нулевое положение, отключая привод полуприцепа. В этом случае движение автопоезда обеспечивается только за счет тяги колес тягача.

При прямолинейном движении по дорогам с большим сопротивлением качению рычаг крана управления 10 переводится в некоторое среднее положение, соответствующее характеристике грунта. При этом обеспечивается хорошая проходимость и адекватная нагруженность привода.

При преодолении крутых подъемов рычаг крана управления 10 переводится в положение, обеспечивающее максимальное значение передаваемого муфтой момента, обеспечивая максимальную тягу привода полуприцепа.

При входе в поворот рычаг крана управления 10 переводится в положение, соответствующее небольшому значению момента муфты (35- 50% предельно допустимой величины). Муфта 8 при этом пробуксовывает, исключая циркуляцию мощности, но все же передает определенный момент, что обеспечивает автопоезду требуемую проходимость, снижает нагрузки в приводе и уменьшает потери энергии на движение.

На некоторых видах грунтов (сухой песок), при повороте движение сопровождается интенсивной пробуксовкой колес, поэтому момент, передаваемый к колесам полуприцепа, может быть увеличен.

В случае непредвиденного возрастания крутящего момента в приводе к колесам полуприцепа до предельного значения (при преодолении неровностей, ям, канав) срабатывает электропневмоклапан 16 предохранительной системы, снижая момент в приводе и предохраняя его от поломки.

Использование изобретения позволяет улучшить проходимость активного автопоезда, снизить нагруженность привода колес полуприцепа и повысить КПД трансмиссии.

Источники информации
1. Закин Я.X. и др. Конструкции и расчет автомобильных поездов. Л.: Машиностроение, 1968.

Изобретение относится к механизмам, использующимся в транспортных средствах, в частности в автопоездах с ведущими колесами полуприцепа, приводимыми в движение механической передачей. Привод колес полуприцепа активного автопоезда содержит два установленных друг за другом карданных вала, связанных между собой соединительным устройством, выполненным в виде пневматической муфты, и передающих крутящий момент от раздаточной коробки к ведущим колесам. Пневматическая муфта передает регулируемый по величине крутящий момент, зависящий от давления в пневмокамере, который регулируется пневматическим краном следящего действия, управляемым водителем. Максимальная величина давления ограничивается электропневмоклапаном, срабатывающим при достаточной величине электрического сигнала, вырабатываемого датчиком крутящего момента, установленным на карданном валу, связывающем муфту и ведущие колеса. Подобная конструкция привода колес полуприцепа активного автопоезда позволяет снизить нагрузку в трансмиссии, повысить ее КПД, а также улучшить проходимость автопоезда. 2 ил.

Привод колес полуприцепа активного автопоезда, содержащий два карданных вала, связанные между собой соединительным устройством, источник сжатого воздуха, отличающийся тем, что соединительное устройство выполнено в виде пневматической муфты, управляемой пневматическим клапаном следящего действия, расположенным между источником сжатого воздуха и муфтой, пневматическим краном следящего действия, соединенным с пневматическим клапаном следящего действия, электропневмоклапаном, соединяющим пневматическую муфту с атмосферой, и датчиком крутящего момента, установленным на карданном валу, связывающем муфту и ведущие колеса.