УСТАНОВКА СИЛОВОГО БЛОКА В МОТОРНО-ТРАНСМИССИОННОМ ОТДЕЛЕНИИ МАШИНЫ Российский патент 2002 года по МПК B60K5/12 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности производства гусеничных машин, и может применяться при использовании V-образного двигателя внутреннего сгорания увеличенной длины с развалом цилиндров 90^o, применением наддува при сохранении установки двигателя и коробки перемены передач в едином агрегате на трех опорах.

Известно и нашло широкое применение устройство установки силового блока двигателя в блоке с коробкой перемены передач на три опоры, две из которых расположены на коробке перемены передач, третья опора - на двигателе с упором в корпус машины. Опоры на коробке перемены передач представляют собой цилиндрические соосные цапфы, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси коленчатого вала двигателя. Такую установку имеет силовой блок на колесном промышленном тракторе Ле Турко модели С (П.П. Горбунов, Ф.А. Черпак, К. Я. Львовский "Гидромеханические трансмиссии тракторов", М., Машиностроение, 1966 г. , с.230-237, рис.102). Недостатком известной установки двигателя в блоке с коробкой перемены передач является значительная длина моторно-трансмиссионного отделения (МТО), обусловленная тем, что двигатель и коробка перемены передач размещены последовательно вдоль оси машины. Другим недостатком является наличие силового конического редуктора на привод бортовой передачи от блока двигатель-коробка перемены передач. Необходимость в коническом редукторе определена компоновкой силового отделения машины, в котором двигатель установлен соосно ее продольной оси, при этом ось коленчатого вала расположена в плоскости, перпендикулярной оси грузового вала.

Известна также автономная установка V-образного двигателя с углом развала цилиндров 60^o на четыре точки на раме с последующим соединением коленчатого вала двигателя шестеренчатым приводом (гитарой передач) с ведущим валом коробки перемены передач, взятой за прототип (С.С. Буров "Конструкция и расчет танков", М. Издание академии бронетанковых войск, 1973, с.54-55, рис. 22, с. 46). Дополнительный источник информации - "Расчет и конструирование гусеничных машин", Носов Н.А., Гладышев В.Д., Волков Ю.П., Харченко А.П., Л. , Машиностроение, 1972 г., с.9-10, рис.1.4. Поперечное расположение двигателя сокращает длину моторно-трансмиссионного отделения. В трансмиссии отсутствует коническая пара шестерен. Однако конструкция обладает следующими недостатками:
- отсутствие единого силового блока двигателя и коробки перемены передач, что увеличивает трудоемкость монтажа и демонтажа двигателя или трансмиссии, усложняет сборку и ремонт машины;
- ненадежность работы агрегата из-за расцентровки двигателя и трансмиссии вследствие значительных деформаций днища и корпуса машины при езде по пересеченной местности;
- невозможность обеспечения компактной установки силового агрегата при установке V-образного двигателя с углом развала 90^o обычной конструкции;
- применение в машине торсионной подвески опорных катков с поперечно расположенными торсионами, размещенными внутри машины, и известной конструкции силового агрегата требует его размещения над торсионами, что увеличивает высоту моторно-трансмиссионного отделения, приводит к увеличению ее веса и снижению тактико-технических характеристик;
- в известной конструкции двигатель не снабжен агрегатами наддува, а их установка для повышения мощности двигателя приведет к увеличению габаритов МТО машины.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение компактности моторно-трансмиссионного отсека при использовании V-образного двигателя с развалом цилиндров 90^o, с агрегатами наддува при установке двигателя и коробки перемены передач в едином агрегате и на трех опорах в машине с поперечно расположенными торсионами в подвеске опорных катков внутри МТО.

Решение задачи осуществляется за счет того, что в установке силового блока в моторно-трансмиссионном отделении машины с поперечно расположенными над днищем торсионами опорных катков, состоящего из установленного поперек машины V-образного двигателя внутреннего сгорания с наддувом и углом развала 90^o, содержащего блок картер, коленчатый вал, головки блоков цилиндров с впускными и выпускными коллекторами, выступающими за наружные стенки блоков цилиндров, многоплунжерный рядный топливный насос с шестеренчатым приводом от коленчатого вала двигателя, расположенный в развале блоков, навесные агрегаты, выступающие за торец двигателя, и коробки перемены передач с осью выходящих валов, параллельной оси коленчатого вала двигателя, а также три опоры силового блока. Согласно изобретению двигатель выполнен с вертикальным расположением одного блока цилиндров. Другой блок цилиндров расположен горизонтально, коробка перемены передач установлена сбоку двигателя со стороны вертикального блока цилиндров и кинематически связана с коленчатым валом двигателя шестеренчатым приводом с цилиндрическим зацеплением. Шестеренчатая передача установлена в отдельном корпусе, выполненном заодно с коробкой перемены передач, и жестко соединенном с одним из торцев двигателя. Противоположный торец двигателя и коробки перемены передач жестко соединены между собой дополнительной перемычкой.

Опора блока, опирающаяся на днище машины, закреплена на боковой стенке горизонтального блока цилиндров. Две другие опоры выполнены в виде закрепленных на торцах коробки перемены передач цапф. Цапфы установлены на бугелях машины. Общая ось цапф-бугелей совпадает с осью выходных валов коробки перемены передач. Перемычка, связывающая двигатель и коробку перемены передач, может быть выполнена в виде жестко закрепленной на двигателе опоры с бугелем, охватывающим расположенную со стороны перемычки опорную цапфу коробки. Как минимум один из торсионов опорных катков машины, выступающих над ее днищем, размещен под горизонтальным блоком цилиндров между нижним коллектором головки цилиндров горизонтального блока и коленчатым валом двигателя. Выступающие наружу за торец картера двигателя навесные агрегаты размещены со стороны корпуса с шестеренчатым приводом, связывающим двигатель и коробку перемены передач.

Топливный насос высокого давления, расположенный в развале блоков цилиндров, поджат к вертикальному блоку, а между коллектором головки горизонтального блока, расположенного внутри развала блоков цилиндров и топливным насосом, установлен масляный фильтр с обращенным наружу из развала блоков цилиндров съемным колпаком (колпаками).

Двигатель снабжен агрегатами двухступенчатого наддува. Первой ступенью наддува является приводной центробежный нагнетатель, установленный в развале блоков цилиндров двигателя на его торце со стороны привода топливного насоса, и приводится во вращения с помощью цилиндрических шестерен от коленчатого вала двигателя через шестерню привода топливного насоса. Вторая ступень наддува выполнена в виде турбокомпрессора, также установленного в развале блоков цилиндров двигателя на противоположном торце двигателя.

Новые существенные признаки предлагаемого изобретения не присущи известным решениям, в том числе аналогу и прототипу.

Совокупность существенных признаков заявляемого изобретения необходима и достаточна для достижения обеспечиваемого изобретением технического результата поставленной задачи.

Техническая сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан вид на силовой блок со стороны левого борта машины; на фиг.2 - вид на силовой блок со стороны правого борта машины; на фиг.3 - вид сверху.

Силовой блок установлен в моторно-трансмиссионном отделении, расположенном в корме (задней части) машины.

Над днищем 1 МТО установлены поперечно расположенные торсионы 2 опорных катков гусеничного движителя (не показано). Силовой блок состоит из двигателя внутреннего сгорания 3 и коробки перемены передач 4. Двигатель 3 выполнен V-образным с углом развала цилиндров блок-картера 5, равным 90^o. Один блок цилиндров 6 установлен вертикально, а другой блок цилиндров 7 - горизонтально, параллельно днищу машины. Ось коленчатого вала 8 расположена поперек машины (перпендикулярно ее продольной оси). Двигатель содержит головки цилиндров 9 и 10, на которых установлены впускные коллекторы 11 и 12, размещенные в развале блоков цилиндров двигателя. Выпускные коллекторы 13 и 14 установлены на головках цилиндров 9 и 10 снаружи двигателя. Коллекторы 13 и 14 выступают за наружные стенки 15 и 16 блоков цилиндров 6 и 7. В развале цилиндров двигателя установлен многоплунжерный рядный топливный насос 17. Топливный насос 17 поджат к вертикальному блоку 6 с целью размещения в развале двигателя между топливным насосом 17 и впускным коллектором 12 горизонтального блока цилиндров 7 масляного фильтра 18. Съемные колпаки 19 масляного фильтра 18 обращены наружу из развала блока цилиндров. Сбоку двигателя 3 напротив вертикального блока цилиндров 6 вдоль оси коленчатого вала 8 установлена коробка перемены передач 4. Ось выходящих валов 20 коробки 4 параллельна оси коленчатого вала 8 двигателя 3. Передача крутящего момента от двигателя 3 к коробке перемены передач 4 осуществляется шестеренчатым приводом 21 с цилиндрическим зацеплением, расположенным внутри корпуса 22. Корпус 22 выполнен заодно с коробкой перемены передач 4. На торцах коробки перемены передач 4 выполнены цапфы 23 и 24. Цапфами 23 и 24 коробка перемены передач 4 устанавливается на бугели 25 и 26, которые жестко заделаны в корпусе машины. Бугели 25 и 26 закрыты полубугелями 27 и 28 и притянуты к бугелям 25 и 26 болтами 29. На днище 1 под двигателем 3 установлена опора 30, которая крепится к боковой стенке 16 горизонтального блока 7. Возле торца двигателя, противоположного торцу с корпусом 22, установлена перемычка, жестко связывающая торец двигателя 3 и коробки перемены передач 4. Перемычка выполнена в виде жестко закрепленной на боковой стенке блок-картера 5 опоры 31 с бугелем 32, закрытым полубугелем 33. Бугель 32 с полубугелем 33 опирается на цапфу 23 и установлен на ней между опорным бугелем 25 с полубугелем 27 и торцем коробки перемены передач 4. Таким образом двигатель 3 и коробка перемены передач 4 объединены в единый силовой блок при помощи двух торцовых связей, которыми являются корпус 22 с размещенным внутри него шестеренчатым приводом 21 и перемычка, выполненная в виде опоры 31 с бугелем 32. Для обеспечения компактности установки торсионы 2 опорных катков машины расположены под горизонтальным блоком 7 между выпускным коллектором 14 и осью коленчатого вала 8. Выступающие наружу за торец картера навесные агрегаты двигателя: водяные насосы 34 и 35, охладители масла 36 и 37, топливозакачивающий насос 38 установлены со стороны основного отбора мощности, т.е. на торце двигателя 3 с закрепленным на нем корпусом 22, соединяющим двигатель 3 с коробкой перемены передач 4, и не выступают за наружный торец корпуса 22.

Таким образом навесные агрегаты, определяющие габарит двигателя 3 по его длине, не определяют габарит силового блока в целом. Двигатель 3 снабжен агрегатами двухступенчатого наддува. Первой ступенью является приводной центробежный нагнетатель 39, крыльчатка которого (не показано) приводится во вращение от шестерни 40 привода топливного насоса 17 через ведомую шестерню 41 нагнетателя 39. Центробежный нагнетатель 39 размещен на торце двигателя 3 со стороны корпуса 22 и привода топливного насоса 17 в развале блоков цилиндров. Второй ступенью наддува является турбокомпрессор 42, размещенный также в развале блоков цилиндров на другом торце двигателя 3. Турбокомпрессор 42 состоит из турбины 43 и компрессора 44. Выпускные коллекторы 13 и 14 подсоединены к турбине 43. Приводной нагнетатель 39 соединен со входом в компрессор 44 патрубком 45. Выходной патрубок 46 компрессора 44 подсоединен через охладитель наддувочного воздуха (не показан) с впускными коллекторами 11 и 12. Приводной нагнетатель 39 и турбокомпрессор 44 вписаны в угол, образованный горизонтальной плоскостью А, проходящей через габарит по высоте вертикального блока 6 и вертикальной плоскостью Б, проходящей через максимально удаленные от оси коленчатого вала точки горизонтального блока 7.

Благодаря рациональному размещению агрегатов на двигателе, ранее не применяемому на известных конструкциях, оригинальному расположению двигателя в МТО и его нигде ранее не встречавшемуся соединению двигателя с коробкой перемены передач в едином блоке, изобретение позволяет обеспечить компактность МТО при использовании V-образного двигателя увеличенной длины по сравнению с прототипом и разместить навесные агрегаты и агрегаты наддува в габаритах силового блока, т.е. эти агрегаты не определяют габарит силового блока.

Уменьшение габаритов МТО в свою очередь позволяет уменьшить габариты и вес машины, повысить динамические характеристики машины (скорость, приемистость) без увеличения мощности двигателя.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству спецмашин. Изобретение позволяет обеспечить компактность моторно-трансмиссионного отделения (МТО) машины повышенной мощности с увеличенной длиной V-образного двигателя внутреннего сгорания за счет рационального размещения агрегатов на двигателе, оригинального расположения двигателя в МТО, нигде ранее не встречавшегося соединения двигателя с коробкой передач в едином блоке, размещения навесных агрегатов и агрегатов наддува в габаритах силового блока. Установка силового двигателя отличается выполнением двигателя с вертикальным расположением одного блока цилиндров и горизонтальным расположением другого. Коробка передач установлена за двигателем со стороны вертикального блока цилиндров и связана с коленчатым валом двигателя шестеренчатым приводом с цилиндрическим зацеплением. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка силового блока в моторно-трансмиссионном отделении машины с поперечно расположенными над днищем машины торсионами опорных катков, состоящего из установленного поперек машины V-образного двигателя внутреннего сгорания с агрегатами наддува, содержащего блок-картер, коленчатый вал, головки цилиндров с коллекторами, выступающими за наружные стенки блоков цилиндров, многоплунжерный рядный топливный насос, размещенный в развале блоков цилиндров с шестеренчатым приводом от коленчатого вала, навесные агрегаты, выступающие за торец двигателя и коробку перемены передач с осью выходящих валов, параллельной оси коленчатого вала двигателя, а также три опоры силового блока, из которых одна закреплена на силовом блоке и днище машины, отличающаяся тем, что двигатель выполнен с вертикальным расположением одного блока цилиндров и горизонтальным расположением другого, коробка перемены передач размещена вдоль оси коленчатого вала двигателя рядом с вертикальным блоком цилиндров и связана с коленчатым валом двигателя шестеренчатым приводом с цилиндрическим зацеплением. 2. Установка силового блока по п. 1, отличающаяся тем, что коленчатый вал кинематически связан с коробкой перемены передач шестеренчатым приводом, расположенным в корпусе, которым один из торцов двигателя жестко соединен с коробкой перемены передач, а противоположный торец двигателя и коробка перемены передач жестко соединены дополнительной перемычкой, одна опора, опирающаяся на днище машины, закреплена на боковой стенке горизонтального блока цилиндров, а две другие выполнены в виде закрепленных на торцах коробки передач цапф, установленных на бугелях машины, общая ось которых совпадает с осью выходных валов коробки перемены передач. 3. Установка силового блока по п. 2, отличающаяся тем, что перемычка, связывающая двигатель и коробку перемены передач, выполнена в виде жестко закрепленной на двигателе опоры с бугелем, охватывающим расположенную со стороны перемычки опорную цапфу коробки. 4. Установка силового блока по п. 1, отличающаяся тем, что как минимум один из торсионов опорных катков машины размещен под горизонтальным блоком цилиндров двигателя между нижним коллектором головки цилиндров горизонтального блока и коленчатым валом двигателя. 5. Установка силового блока по п. 2, отличающаяся тем, что выступающие наружу за торец картера двигателя навесные агрегаты двигателя размещены со стороны корпуса с шестеренчатым приводом, связывающим двигатель и коробку перемены передач. 6. Установка силового блока по п. 1, отличающаяся тем, что топливный насос двигателя поджат к вертикальному блоку цилиндров, а между коллектором головки горизонтального блока, размещенного внутри развала блоков цилиндров, и топливным насосом установлен масляный фильтр с обращенным наружу из развала блоков цилиндров съемным колпаком (колпаками). 7. Установка силового блока по п. 1, отличающаяся тем, что двигатель снабжен агрегатами двухступенчатого наддува, первой ступенью которого является приводной центробежный нагнетатель, установленный в развале блоков цилиндров на торце двигателя со стороны привода топливного насоса, а вторая ступень наддува выполнена в виде турбокомпрессора, установленного в развале блоков цилиндров на противоположном торце двигателя. 8. Установка силового блока по п. 2, отличающаяся тем, что корпус с шестеренчатым приводом, связывающим двигатель и коробку перемены передач, выполнен заодно с коробкой перемены передач.