ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2004 года по МПК B62D11/18 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к самоходным транспортным средствам (машинам) на колесном и гусеничном ходу с трансмиссией, содержащей гидрообъемную передачу механизма поворота.

Известна гусеничная машина [1] , выбранная за прототип, в которой для плавного изменения направления ее движения и разворотов на месте установлен гидрообъемный механизм поворота (ГОМП). При этом ГОМП является частью гидромеханической трансмиссии (ГМТ). Через него передается часть потока мощности от тягового двигателя на бортовые дифференциальные суммирующие ряды трансмиссии, связанные с ведущими колесами машины, обеспечивающая плавный поворот и разворот машины Другая часть потока мощности, проходящая через бортовые дифференциальные суммирующие ряды, обеспечивает прямолинейное движение машины.

ГОМП содержит гидравлически замкнутые регулируемый насос, связанный с тяговым двигателем машины, и нерегулируемый гидромотор, кинематически связанный через бортовые дифференциальные суммирующие ряды правого и левого борта машины с ведущими колесами, состыкованными с гусеницами. Поворот машины при ее движении производится поворотом штурвала и связанного с ним валика управления механизма управления насоса ГОМП. Рабочий объем насоса при этом изменяется, регулируя его подачу и изменяя частоту вращения вала гидромотора. Вращение вала гидромотора передается на бортовые дифференциальные суммирующие ряды, обеспечивая разность частот вращения ведущих колес машины правого и левого бортов. При этом осуществляется поворот машины. Пропорциональное изменение рабочего объема насоса позволяет плавно изменять радиус поворота машины.

Разворот машины на месте вокруг собственной оси осуществляется аналогично повороту. При этом поток мощности проходит только через ГОМП при кинематическом обеспечении трансмиссией вращения ведущих колес с одинаковой частотой, но в противоположном направлении.

Указанная машина имеет недостатки, зависящие от наличия кинематических связей ее ведущих колес с ГОМП. При буксировке машины с неработающим тяговым двигателем является необходимым механическое отключение ведущих колес от ГОМП, поскольку создается возможность поломки ГОМП обратным потоком мощности при повороте (движении по радиусу) или со снятой гусеницей. Поломка ГОМП происходит вследствие работы гидромотора в насосном режиме при нулевом положении люльки насоса (создаются высокое давление в силовой полости ГОМП и повышенные утечки по ходовым частям его гидромашин) и невозможности подпитки силовых полостей ГОМП из-за неработающего при этом вспомогательного насоса. Для обеспечения буксировки машины обслуживающий персонал вынужден отсоединять ведущие колеса от трансмиссии, что трудоемко и связано с опасностью. Также возможна поломка ГОМП при разрыве одной из гусениц во время штатного движения накатом, когда частота вращения тягового двигателя минимальная, а гидромотор ГОМП раскручивается в насосном режиме за счет инерционного движения машины. Механическое отключение бортовых передач на ходу не предусмотрено из-за необходимости торможения машины тяговым двигателем.

Известна также самоходная гусеничная машина, в которой имеются один или более связанных с рабочим оборудованием машины гидравлических исполнительных механизмов, рабочие полости которых сообщены магистралями с соответствующими гидролиниями связи, подключенными к рабочим магистралям гидрообъемной передачи [2]. Гидромотор гидрообъемной передачи выполнен нерегулируемым.

При задействовании рабочего оборудования машины вал гидромотора должен быть кинематически застопорен остановочными тормозами машины. Недостатками данной машины является возможность возникновения сверхдопустимого момента на валу гидромотора при задействовании рабочего оборудования, вызывающего проскальзывание остановочных тормозов и смещение машины, что недопустимо, например, при работе крановой установки, а также невозможность работы рабочим оборудованием (бульдозером, лебедкой) при движении машины (хотя бы прямолинейном).

Изобретение направлено на улучшение эксплуатационных характеристик транспортного средства и на расширение функциональных возможностей.

Сущность изобретения заключается в том, что транспортное средство, содержащее трансмиссию с гидрообъемной передачей механизма поворота, через один из входов каждого из бортовых дифференциальных суммирующих рядов которой тяговый двигатель соединен с ведущими колесами, связанными с механизмом натяжения гусениц, а через гидрообъемную передачу механизма поворота связан со вторыми входами бортовых дифференциальных суммирующих рядов, гидромотор гидрообъемной передачи механизма поворота выполнен с исходным нулевым рабочим объемом, а его регулирующий орган связан с механизмом управления, содержащим нульустановительное устройство.

При этом механизм натяжения гусениц связан с механизмом управления гидромотора отрицательной обратной связью по усилию натяжения.

На чертеже приведена принципиальная гидрокинематическая схема заявляемого транспортного средства.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с указанным выше техническим результатом, заключаются в следующем.

Транспортное средство содержит тяговый двигатель 1, трансмиссию 2, бортовые передачи 3, 4 с выходом на ведущие колеса 5, 6, связанные с гусеницами (не показаны). Бортовые передачи 3, 4 имеют остановочные тормоза 7, 8, а ведущие колеса связаны с механизмами 9, 10 натяжения гусениц.

Кинематические связи от тягового двигателя 1 до ведущих колес 5, 6 имеют два направления потока мощности, которые объединены на бортовых дифференциальных суммирующих рядах 11, 12.

Первый поток связывает тяговый двигатель 1 через согласующий редуктор 13, коробку 14 передач, бортовые дифференциальные суммирующие ряды 11, 12, зубчатые муфты 15, 16, выходные валы трансмиссии 17, 18 и бортовые передачи 3, 4 с ведущими колесами 5, 6 транспортного средства.

Второй поток мощности соединяет тяговый двигатель 1 через привод 19, гидрообъемную передачу 20 механизма поворота трансмиссии 2, согласующий редуктор 21 и бортовые дифференциальные суммирующие ряды 11, 12 также с ведущими колесами 5, 6 транспортного средства. Гидрообъемная передача 20 выполнена в виде гидравлически связанных насоса 22 и регулируемого гидромотора 23. Насос 22 служит для обеспечения подачи на регулируемый гидромотор 23 реверсивного потока рабочей жидкости пропорционально входному сигналу на механизм 24 управления люлькой насоса 22. Регулируемый гидромотор 23 предназначен для обеспечения вращения его выходного вала с частотой и направлением в зависимости от подачи насоса 22 и передачи крутящего момента в зависимости от давления при нахождении люльки регулируемого гидромотора 23 на максимальном угле и невозможности передачи крутящего момента при нахождении люльки на нулевом угле за счет самоторможения регулируемого гидромотора 23. Механизм 25 управления люлькой регулируемого гидромотора 23 снабжен нульустановительным устройством 26, поэтому исходное положение люльки регулируемого гидромотора 23 нулевое и передача момента в этом положении не возможна. При наличии входного сигнала на механизме 25 управления регулируемого гидромотора 23 его люлька находится на максимальном угле, и он может осуществлять передачу момента при отклонении люльки насоса 22 в ту или иную сторону. Люлька насоса через валик управления механизма 24 управления связана со штурвалом водителя (не показан).

Магистралями 27, 28 гидрообъемная передача 20 подключена к гидроагрегатам рабочего оборудования (не показаны).

Транспортное средство работает следующим образом.

Для движения транспортного средства запускают тяговый двигатель 1 и подают управляющий сигнал на механизм 25 управления регулируемого гидромотора 23. При этом его люлька устанавливается на максимальном угле. При нулевом (нейтральном) положении штурвала водителя движение осуществляется передачей мощности по первому потоку, при этом угловые частоты ведущих колес 5, 6 одинаковые и транспортное средство движется прямолинейно.

При отклонении штурвала в ту или иную сторону в зависимости от выбранного направления поворота изменяется рабочий объем насоса 22, и поступающая от него рабочая жидкость приводит во вращение вал регулируемого гидромотора 23. При этом через согласующий редуктор 21 второго потока мощности вращение передается на бортовые дифференциальные суммирующие ряды 11, 12 правого и левого борта, увеличивая или уменьшая частоту вращения выходных валов 17, 18 ГМТ. Происходит рассогласование частот вращения ведущих колес 5, 6 правого и левого бортов. За счет разности линейных скоростей связанных с ними гусениц осуществляется поворот машины по радиусу, обратно пропорциональному подаче насоса 22.

При развороте вокруг оси последовательность операций остается аналогичной. При этом кинематика коробки 14 передач обеспечивает блокировку первого потока мощности (блокировку прямолинейного движения), а ведущие колеса 5, 6 вращаются с одинаковыми частотами, но в противоположных направлениях. Скорость разворота пропроциональна углу штурвала.

При буксировке транспортного средства с неработающим тяговым двигателем 1 управляющий входной сигнал на механизм 25 управления регулируемого гидромотора 23 не подают. Нульустановительное устройство 26 удерживает его люльку в исходном нулевом положении. В случае поворота буксируемого транспортного средства редуцированная разность частот вращения ведущих колес 5, 6 передается к валу регулируемого гидромотора 23. Ввиду нулевого значения его рабочего объема регулируемый гидромотор 23 не производит нагнетательного действия и не препятствует свободному повороту буксируемого транспортного средства.

При работе подключенными к гидрообъемной передаче 20 механизма поворота трансмиссии 2 гидроагрегатами рабочего оборудования управляющий сигнал на механизм 25 управления не подают. Управление рабочим оборудованием производят подачей сигнала на механизм 24 управления люлькой насоса 22. Рабочая жидкость к гидроагрегатам рабочего оборудования поступает по магистралям 27, 28. Регулируемый гидромотор 23 с установленной нульустановительным устройством 26 в нулевое положение люлькой при работе оборудования самотормозится, поэтому отпадает необходимость постановки транспортного средства на остановочные тормоза 7, 8 и имеется возможность осуществления движения транспортного средства прямолинейно (вперед или назад) с одновременной работой оборудования (например, лебедкой или бульдозером), что является существенным преимуществом по сравнению с прототипом.

При наличии отрицательной обратной связи по усилию от механизма 9, 10 натяжения гусениц к механизму 25 управления люлькой регулируемого гидромотора 23 (при максимальном усилии натяжения нулевое положение люльки) гидрообъемная передача 20 защищена от поломки в случае разрыва гусениц при движении транспортного средства накатом. При появлении сигнала обратной связи на механизм 25 управления люлькой регулируемого гидромотора 23 последний выводит гидромотор на нулевой рабочий объем, что препятствует прохождению обратного потока мощности от ведущего колеса к тяговому двигателю через гидрообъемную передачу 20, тем самым защищает последнюю от поломки.

Управление рабочими объемами насоса 22 и регулируемого гидромотора 23 осуществляется различными типами механизмов управления, например, ручным, гидравлическим, электрогидравлическим, пневматическим в зависимости от наличия в транспортном средстве источников энергопитания или удобства компоновки.

ФГУП "ВНИИ "Сигнал" проводит разработку гидрообъемной передачи для транспортного средства, соответствующего заявленному и являющемуся базовой конструкцией для создания машин многофункционального назначения.

Источники информации
1. Гусеничная машина ГМ-569 и ее модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации (ТО), М.: Военное издательство, 1985, с. 28, 201.

2. Патент 2062374. Гидросистема самоходной машины, бюл. 17, 1996 г.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к самоходным транспортным средствам на колесном и гусеничном ходу, в составе трансмиссии которых содержится гидрообъемная передача механизма поворота. Транспортное средство содержит трансмиссию, включающую два бортовых дифференциальных суммирующих ряда и гидрообъемную передачу механизма поворота. Гидрообъемная передача включает в себя гидравлически связанные регулируемый гидронасос и гидромотор и соединена с ведущими колесами, связанными с механизмом натяжения гусениц. Тяговый дви гатель кинематически связан с дифференциальными рядами для обеспечения первого потока мощности через первые входы бортовых дифференциальных суммирующих рядов к ведущим колесам и второго потока мощности к ведущим колесам через гидрообъемную передачу механизма поворота и вторые входы бортовых дифференциальных суммирующих рядов. Первый поток мощности обеспечивает прямолинейное движение, а второй - поворот транспортного средства. В гидрообъемной передаче механизма поворота гидромотор выполнен регулируемым с исходным нулевым рабочим объемом, а его регулирующий орган связан с механизмом, устанавливающим нулевой рабочий объем гидромотора при неработающем тяговом двигателе. Механизм натяжения гусениц связан с механизмом, устанавливающим нулевой рабочий объем гидромотора, отрицательной обратной связью. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных свойств транспортного средства и расширении его функциональных возможностей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Транспортное средство, содержащее трансмиссию, включающую два бортовых дифференциальных суммирующих ряда и гидрообъемную передачу механизма поворота, включающую в себя гидравлически связанные регулируемый гидронасос и гидромотор и соединенную с ведущими колесами, связанными с механизмом натяжения гусениц, тяговый двигатель, кинематически связанный с указанными рядами для обеспечения первого потока мощности через первые входы бортовых дифференциальных суммирующих рядов к ведущим колесам и второго потока мощности к ведущим колесам через гидрообъемную передачу механизма поворота и вторые входы бортовых дифференциальных суммирующих рядов, при этом первый поток мощности обеспечивает прямолинейное движение, а второй - поворот транспортного средства, отличающееся тем, что в гидрообъемной передаче механизма поворота гидромотор выполнен регулируемым с исходным нулевым рабочим объемом, при этом его регулирующий орган связан с механизмом, устанавливающим нулевой рабочий объем гидромотора при неработающем тяговом двигателе.2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что механизм натяжения гусениц связан с механизмом, устанавливающим нулевой рабочий объем гидромотора, отрицательной обратной связью по усилию натяжения.