ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ Российский патент 2002 года по МПК B60K7/00 B60K17/00 

Изобретение относится к трансмиссии транспортного средства (автомобиля, вертолета и т.п.).

Аналогом является двигатель - колесо с редуктором и электродвигателем в ступице колеса[1].

Прототипом является схема гидрообъемной передачи с поршневым насосом и поршневым двигателем [1], [2].

Электрическая и известные гидрообъемные передачи имеют большую массу и габариты и не могут работать при частотах, близких к нулевым (см. с.312-314, [2]).

Задачей изобретения является создание транспортного средства (вездехода) с гидрообъемной передачей, имеющей значительно меньшие удельные габариты и массу по сравнению с известными (а следовательно, и более дешевой), обеспечивающей энергосбережение и повышение экологичности.

Сущность изобретения заключается в том, что транспортное средство, содержащее двигатель, гидрообъемную передачу, включающую в себя гидронасос, бак, распределитель, гидроаккумуляторы, трубопроводы и гидродвигатели колес, отличается тем, что каждый гидродвигатель содержит два ротора, один из которых является внутренним и снабжен лопастями, направленными наружу, а другой является наружным и имеет лопасти, направленные внутрь, две роликовые муфты, внутренними обоймами которых являются наружный ротор и диски внутренних роторов, при этом наружная звездочка одной из муфт соединена с колесом, а другая наружная звездочка установлена с возможностью обеспечения вращения обоих роторов в одну сторону, при этом внутренний ротор опирается на подшипники не вращающейся полуоси, имеющей каналы подвода рабочей жидкости к шариковым впускным золотникам, размещенным в лопастях внутреннего ротора, и каналы отвода рабочей жидкости от расположенных в этих же лопастях дифференциальных выпускных золотников, имеющих каждый золотниковую втулку с двумя седлами, шариками и пружиной между ними, и каналами отвода рабочей жидкости из полостей, расположенных по разные стороны лопастей внутреннего ротора, при этом на лопастях наружного ротора установлены толкатели для взаимодействия с шариками впускных золотников, систему реверсирования, включающую плунжеры, соединенные тягами с сепараторами, которые соединены пружинами с наружными звездочками упомянутых муфт, и систему регулирования, имеющую дозатор, обратный клапан и штуцеры для подвода давления.

На фиг. 1 показана схема транспортного средства (вездехода) с гидрообъемной передачей.

На фиг.2 показан продольный разрез колеса с двигателем на не вращающейся полуоси.

На фиг.3 показано поперечное сечение А-А с фиг.2.

На фиг.4 показано поперечное сечение Б-Б с фиг.3.

Транспортное средство содержит тепловой двигатель 1 (фиг.1), сцепление 2, гидронасос 3, бак 4, распределитель 5 гидроаккумуляторы 6, трубопроводы 7, гидравлические двигатели 8, тормозную систему - отдельно не обозначена.

Каждый гидродвигатель 8 выполнен из двух роторов: один из них - внутренний 9 (фиг. 2,3) снабжен лопастями 10, направленными наружу, другой 11 - наружный, снабжен лопастями 12, направленными внутрь, каждый ротор имеет две реверсивные роликовые муфты с наружными звездочками 13 и 14.

Внутренний ротор 9 опирается на подшипники 15,16 невращающейся ступицы-полуоси 17, имеющей каналы 18 подвода рабочей жидкости к шариковому впускному золотнику с шариком 19, седлом 20 и каналом 21 (фиг.3,4) и золотниковой втулкой 22, имеющей отверстия 23 и седло 24 с каналом 25 в лопастях 10 внутреннего ротора 9 (фиг.2,3).

Выпускные каналы 26 (фиг. 2) соединены с расположенным в лопастях 10 (фиг. 2,3,4) дифференциальным выпускным золотником с золотниковой втулкой 27 с каналами 28, двумя седлами 29 и 30, двумя шариками 31 и 32 и пружиной 33, расположенной между шариками, а также два канала 34 и 35 (фиг.4) отбора рабочей жидкости из полостей 36 или 37, расположенных по разные стороны лопастей 10.

Двигатель имеет также плунжеры 38,39,40,41 (фиг.2), соединенные с сепараторами 42,43,44,45 роликовых муфт тягами 46, причем сепараторы соединены также пружинами 47,48,49,50 с наружными звездочками 13,14 роликовых муфт, внутренними обоймами которых являются наружный ротор 11 и диски 51,52, закрепленные на внутреннем роторе 9, причем пружины 47 и 48 в неработающем двигателе разворачивают сепараторы 44,45 в противоположные стороны и пружины 49,50 также разворачивают сепараторы 42,43 в противоположные стороны, не позволяя вращаться муфте 14 с колесом 54.

На лопастях 12 наружного ротора имеются толкатели 53.

К наружной звездочке 14 крепится колесо 54, а на ступице-полуоси 17 имеются три штуцера 55,56,57 с трубками (не обозначены).

Штуцер 55 с трубкой соединен каналом с полостью плунжера 40, соединенного тягой 46 с сепаратором 44, а штуцер 56 соединен с полостью плунжера 41, соединенного тягой 46 с сепаратором 45.

Штуцер 57 с трубкой соединен с дозатором 58 известной конструкции[3], полость которого каналом 59 соединена с обратным клапаном 60.

Обратный клапан каналами 61 соединен с полостью плунжера 38, а дозатор 58 каналами 62 соединен с полостью плунжера 39.

Работает транспортное средство энергооберегающее следующим образом (фиг. 1).

При неработающем двигателе 8 или невключенном сцеплении 2 и неработающем насосе 3 пружины 47,48,49,50 разворачивают сепараторы 42,43 и 44,45 в разные стороны, и колесо автоматически затормаживается.

После запуска теплового двигателя 1 (фиг.1) включается сцепление 2 и в гидронасосе 3 создается давление жидкости, которое с помощью распределителя 5 подается на один, два, три или все гидродвигатели 8 ведущих колес через каналы 18 (фиг.2,3) и поступает к золотникам с шариками 19, проходит через отверстия 23 (фиг.3,4) в золотниковых втулках 22 и отжимает шарики 19 к седлам 24 в сторону пониженного давления в полостях 36 (фиг.3, 4 )и выходит через канал 21 в полости 37.

Давление жидкости в полостях 37 на лопасти 10 внутреннего ротора 9 и на лопасти 12 наружного ротора 11 стремится развернуть ротора 9 и 11 в разные стороны, но давление жидкости подается одновременно в штуцера 55 и 57 (фиг. 2) к плунжерам 40 и 38, которые через тяги 46 поворачивают сепараторы 43,44 в одну сторону, и роликовая муфта 13 позволяет обоим роторам вращаться в одну сторону, тогда один, например, внутренний ротор 9 будет неподвижным, а другой - наружный ротор 11 будет вращаться против часовой стрелки, при этом жидкость из полостей 36 будет выходить через каналы 35,28,26 на вход в насос.

При сближении лопастей 12 наружного ротора с лопастями 10 внутреннего ротора толкатели 53 сдвинут шарики 19 против часовой стрелки, и они закроют седла 21, давление жидкости из каналов 18 будет проходить через каналы 25 с седлом 24 в полости 36.

Возрастающее давление в полостях 36 сдвинет шарики 31 (фиг.2,4), посадит их на седла 29, и через пружину 33 шарики 32 сдвинутся влево (фиг.4), и через каналы 34,28 и 26 жидкость из полостей 37 будет выходить на вход в насос, возрастающее давление жидкости в полостях 36 затормозит наружный ротор 11 и ускорит внутренний ротор 9.

Далее циклы повторяются.

Поочередное вращение внутреннего и наружного ротора и отжатые плунжерами 38 через тяги 46 сепараторы 42,44 обеспечивают вращение наружной обоймы 14 и колеса 54 в одну сторону.

При подаче давления в штуцер 56 и повышенного давления в штуцер 57 и снятии давления в штуцере 55 плунжер 41 через тяги 46 сдвинет сепараторы 44,45 в противоположную сторону, дозатор 58 закроет подвод жидкости к золотнику 39 и через канал 59, обратный клапан 60 и канал 61 давление жидкости подойдет к плунжеру 38 и через тяги 46 развернет сепараторы 42,44, произойдет реверсирование двигателя, т.е. транспортное средство практически мгновенно можно заставить двигаться назад, не изменяя скорость, что особенно важно для боевых машин и для экстренного торможения любого транспортного средства, причем при таком способе торможения покрышки колес не будут гореть, да и, переключив распределитель жидкости из насоса, например, с одного колеса на все, с одновременным их реверсом, сократится тормозной путь.

В предлагаемом устройстве не нужны коробки передач, раздаточные коробки, карданные передачи, главные передачи, дифференциалы, обеспечивается высокая проходимость, экономичность и экологичность за счет сокращения числа переключений режимов двигателя, переключая распределитель 5 и подавая жидкость в одно, два или большее число колесных двигателей, изменяя этим скорость движения, кроме того, при движении под гору гидравлические двигатели могут работать как гидравлические насосы, закачивая жидкость в аккумуляторы давления и используя ее энергию при движении в гору.

Для вертолета конструкция гидравлического двигателя, заменяющего главный редуктор и редукторы привода рулевого винта, будет проще, чем для наземного транспорта.

Использованная литература
1. В.М. Кленников и Е.В. Кленников. Теория и конструкция автомобиля. М.: Машиностроение, 1967. С.110,111.

2. А.С. Антонов. Силовые передачи колесных и гусеничных машин. Л.: Машиностроение, 1967. С.17-19. Рис.1.7, С.312-322.

3. А.М. Матвеенко, И.И. Зверев. Проектирование гидравлических систем летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1982. С.80,81.

Изобретение относится к конструкциям транспортных средств. Транспортное средство содержит двигатель, гидрообъемную передачу, включающую в себя гидронасос, бак, распределитель, гидроаккумуляторы, трубопроводы и гидродвигатели колес. Согласно изобретению каждый гидродвигатель содержит два ротора, один из которых является внутренним и снабжен лопастями, направленными наружу, а другой является наружным и имеет лопасти, направленные внутрь, две роликовые муфты, внутренними обоймами которых являются наружный ротор и диски внутреннего ротора. Наружная звездочка одной из муфт соединена с колесом. Другая наружная звездочка обеспечивает вращение обоих роторов в одну сторону, при этом внутренний ротор опирается на подшипники невращающейся полуоси, имеющей каналы подвода рабочей жидкости к шариковым впускным золотникам, размещенным в лопастях внутреннего ротора, и каналы отвода рабочей жидкости от расположенных в этих же лопастях дифференциальных выпускных золотников. Выпускные золотники имеют каждый золотниковую втулку с двумя седлами, шариками и пружиной между ними. Упомянутая полуось имеет также каналы отвода рабочей жидкости из полостей, расположенных по разные стороны лопастей внутреннего ротора, при этом на лопастях наружного ротора установлены толкатели для взаимодействия с шариками впускных золотников. Гидродвигатель содержит также систему реверсирования, включающую плунжеры, соединенные тягами с сепараторами, которые соединены пружинами с наружными звездочками упомянутых муфт, и систему регулирования, включающую дозатор, обратный клапан и штуцеры для подвода давления. Изобретение обеспечивает снижение габаритов, массы и энергозатрат. 4 ил.

Транспортное средство, содержащее двигатель, гидрообъемную передачу, включающую в себя гидронасос, бак, распределитель, гидроаккумуляторы, трубопроводы и гидродвигатели колес, отличающееся тем, что каждый гидродвигатель содержит два ротора, один из которых является внутренним и снабжен лопастями, направленными наружу, а другой является наружным и имеет лопасти, направленные внутрь, две роликовые муфты, внутренними обоймами которых является наружный ротор и диски внутреннего ротора, при этом наружная звездочка одной из муфт соединена с колесом, а другая наружная звездочка установлена с возможностью обеспечения вращения обоих роторов в одну сторону, при этом внутренний ротор опирается на подшипники невращающейся полуоси, имеющей каналы подвода рабочей жидкости к шариковым впускным золотникам, размещенным в лопастях внутреннего ротора, и каналы отвода рабочей жидкости от расположенных в этих же лопастях дифференциальных выпускных золотников, имеющих каждый золотниковую втулку с двумя седлами, шариками и пружиной между ними, и каналами отвода рабочей жидкости из полостей, расположенных по разные стороны лопастей внутреннего ротора, при этом на лопастях наружного ротора установлены толкатели для взаимодействия с шариками впускных золотников, систему реверсирования, включающую плунжеры, соединенные тягами с сепараторами, которые соединены пружинами с наружными звездочками упомянутых муфт, и систему регулирования, включающую дозатор, обратный клапан и штуцеры для подвода давления.