ПОЛНОПРИВОДНАЯ КОЛЕСНАЯ МАШИНА С ГИДРООБЪЕМНОЙ ТРАНСМИССИЕЙ Российский патент 2005 года по МПК B60K17/10 

Изобретение относится к самоходным колесным транспортным средствам. Оно касается полноприводных колесных машин с гидрообъемной трансмиссией привода колес.

В патентной документации приведены описания различных многоосных колесных машин с гидрообъемной трансмиссией привода всех колес (патенты РФ №№2130388, 2141900).

В опубликованной в Великобритании заявке №2073684 показана полноприводная шарнирно-сочлененная колесная машина с гидрообъемной трансмиссией, состоящая из передней и задней четырехколесных тележек с балансирной подвеской неуправляемых колес, одно из которых в каждой тележке у каждого ее борта имеет непосредственный привод от гидромотора, а другое колесо имеет цепной привод от этого же гидромотора. Однако в такой колесной машине трудно обеспечить надежный подвод рабочей жидкости под давлением к гидромоторам, расположенным на задней тележке.

Более близкой по технической сущности является полноприводная многоцелевая колесная машина с гидрообъемной трансмиссией, представленная в описании к выданному в США патенту №4600069. Эта машина имеет по меньшей мере шесть неуправляемых колес, равномерно расположенных вдоль рамы по разные ее стороны, на раме впереди установлена пассажирская кабина, за кабиной поперек машины размещены двигатель и насосная станция, состоящая из согласующего редуктора и двух насосов, с которыми трубопроводами соединены два аксиально-поршневых гидромотора, с одним из которых цепной передачей соединены валы привода колес, расположенных у одного борта машины, а с другим гидромотором тоже цепной передачей соединены валы привода колес, расположенных у другого борта машины. Поворот этой машины производится путем вращения колес разных бортов с различной частотой. Однако при движении машины вне дорог по слабым грунтам это может приводить к повреждению растительного покрова вследствие сдвига почвы колесами машины.

Решаемая задача - создание экологически надежной многоцелевой полноприводной колесной машины высокой проходимости, оборудованной гидрообъемной трансмиссией привода всех колес, с обеспечением удобства монтажа и технического обслуживания агрегатов трансмиссии.

Решение этой технической задачи обеспечено тем, что полноприводная колесная машина с гидрообъемной трансмиссией, содержащая раму, на которой установлена кабина, имеет передние и задние управляемые колеса и расположенные посредине между ними средние колеса, двигатель, размещенный вдоль рамы сзади кабины под капюшоном, насосную станцию гидрообъемной трансмиссии, состоящую из согласующего редуктора, имеющего кинематическую связь с двигателем, и по меньшей мере трех закрепленных на корпусе согласующего редуктора регулируемых аксиально-плунжерных насосов, с которыми трубопроводами соединены регулируемые аксиально-поршневые гидромоторы раздельного привода колес, размещенные вдоль рамы между ее лонжеронами и установленные на объемных кронштейнах, каждый из которых выполнен в виде коробки с фланцами, соединенными со стенкой лонжерона между его полками.

При такой совокупности признаков, характеризующих созданную колесную машину, у которой каждое из ее шести колес имеет отдельный привод от отдельного гидромотора, все гидромоторы компактно размещены вдоль рамы между лонжеронами на объемных кронштейнах и соединены короткими трубопроводами с насосной станцией гидрообъемной трансмиссии, содержащей три аксиально-плунжерных насоса, закрепленных на корпусе согласующего редуктора, имеющего привод от двигателя, расположенного вблизи насосной станции сзади кабины, обеспечено удобное и компактное размещение гидроагрегатов колесной машины и надлежащее их функционирование вследствие близкого их расположения и надежного базирования на единой раме с обеспечением удобного доступа к ним для технического обслуживания. Этот технический результат достигнут благодаря модульному построению гидрообъемной трансмиссии.

В каждой коробке с фланцами, образующей кронштейн гидромотора, размещены цилиндрические шестерни с наружным зацеплением, образующие начальный редуктор, с ведомым валом которого через карданную передачу соединен ведущий вал бортового редуктора с коническими шестернями, а с ведомым валом бортового редуктора через карданную передачу соединен вал колесного редуктора.

В этой машине гидромоторы привода средних и задних колес расположены напротив друг друга между коробками с фланцами, образующими корпусы начальных редукторов, а гидромоторы привода передних колес смещены от этих колес в сторону насосной станции, которая размещена на раме между средними колесами.

Упомянутый капюшон, ограждающий двигатель, снабжен металлическим каркасом, покрытым сверху съемными панелями из полимерного материала, задняя стенка капюшона смещена к насосной станции и за ней под капюшоном установлены теплообменники охлаждения рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии, в боковой стенке капюшона расположены вентиляционные решетки, разделенные стойкой, на которой закреплен поручень, а ниже вентиляционных решеток выполнена ступенька, под которой между передним и средним колесами машины расположена лестница. Эта лестница отделена от переднего колеса надколесным крылом, а от среднего колеса она отгорожена наклонно установленным щитком.

На фиг.1 изображена полноприводная колесная машина с гидрообъемной трансмиссией, вид сбоку.

На фиг.2 показана часть колесной машины, расположенная сзади кабины, вид сверху.

На фиг.3 показана колесная машина в аксонометрии.

На фиг.4 представлены в аксонометрии агрегаты гидрообъемной трансмиссии машины.

На фиг.5 показаны в аксонометрии агрегаты гидрообъемной трансмиссии вместе с рамой машины.

На фиг.6 дана кинематическая схема привода колеса машины.

На фиг.7 представлена упрощенная гидравлическая схема гидрообъемной трансмиссии машины.

Колесная машина (фиг.1) содержит раму 1, состоящую из лонжеронов 2 и 3 (фиг.2), имеющих профиль швеллера, и поперечин, соединяющих лонжероны между собой. По разные стороны рамы 1 вдоль лонжеронов 2 и 3 симметрично расположены колеса 4, 5, 6 машины. Причем передние колеса 4 и задние колеса 6 - управляемые посредством рулевого привода 7, а посредине между ними расположены неуправляемые средние колеса 5. Все колеса имеют независимую торсионную подвеску на раме на поперечных рычагах 8.

На раме 1 впереди установлена пассажирская кабина 9. За кабиной 9 вдоль машины размещен двигатель 10 внутреннего сгорания, закрытый капюшоном 11. Задняя стенка 12 капюшона 11 смещена от двигателя в сторону средних колес 5 машины и за ней под капюшоном 11 расположены вентиляторы с электрическим приводом и теплообменники охлаждения рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии машины. Капюшон 11 снабжен металлическим каркасом, покрытым сверху съемными панелями 13 (фиг.3) из полимерного материала для обеспечения возможности доступа к двигателю, а также к вентиляторам и теплообменникам для их технического обслуживания. В боковой стенке 14 капюшона 11 около его задней стенки 12 имеются окна с сетчатыми вентиляционными решетками 15, разделенными стойкой, на которой закреплен поручень 16. Ниже вентиляционных решеток 15 имеется ступенька 17, под которой для доступа к ней между передним колесом 4 и средним колесом 5 расположена лестница 18. Лестница 18 отделена от переднего колеса 4 надколесным крылом 19, а от среднего колеса 5 она отгорожена наклонно установленным щитком 20.

Сзади капюшона 11 у его задней стенки 12 на раме 1 между средними колесами 5 расположена насосная станция 21 гидрообъемной трансмиссии, состоящая из согласующего редуктора 22 (фиг.4), имеющего привод от двигателя машины через карданную передачу 23, и трех закрепленных на корпусе согласующего редуктора 22 реверсивных обратимых регулируемых аксиально-плунжерных насосов 24, 25, 26. Насосы 24, 25, 26 имеют привод от входного вала согласующего редуктора 22 через зубчатые передачи, размещенные внутри редуктора. Согласующий редуктор 22 установлен на верхних полках 27 (фиг.5) лонжеронов 2, 3. Насосы 24 и 25 расположены на корпусе согласующего редуктора 22 со стороны кабины 9 сзади капюшона 11. Насос 26 размещен посредине на обратной стороне корпуса согласующего редуктора 22.

С насосами 24, 25, 26 насосной станции 21 трубопроводами 28 соединены попарно регулируемые аксиально-поршневые гидромоторы 29 и 30, 31 и 32, 33 и 34 раздельного привода колес машины, размещенные вдоль рамы 1 между ее лонжеронами 2 и 3. Гидромоторы установлены на объемных пустотелых кронштейнах, выполненных в виде коробок 35, 36 с фланцами 37, 38, соединенными со стенкой 39 лонжерона между его верхней и нижней полками. Гидромоторы 31 и 32 привода средних колес 5 и гидромоторы 33 и 34 привода задних колес 6 расположены напротив друг друга между коробками 35, 36 с фланцами 37, 38. Гидромоторы 29 и 30 привода передних колес 4 смещены от них в сторону насосной станции 21.

Коробки 35, 36 с фланцами 37, 38 служат для опоры гидромоторов и в качестве корпуса зубчатой передачи, образующей начальный редуктор 40 (фиг.6) в приводе колеса от гидромотора. Начальный редуктор 40 состоит из ведущей цилиндрической шестерни 41, расположенной соосно с валом гидромотора, и ведомой цилиндрической шестерни 42, размещенной между шестерней 41 и стенкой ближайшего лонжерона, на которой закреплен корпус начального редуктора 40, образованный коробкой с фланцами. Ведомая шестерня 42 свободно установлена на ведомом валу 43 начального редуктора с возможностью соединения с ним зубчатой муфтой 44. Муфта 44 снабжена пружинным приводом для ее размыкания и пневматическим приводом для замыкания с помощью устройства 45 управления ею. С ведомым валом 43 начального редуктора 40 через карданную передачу 46 соединен ведущий вал 47 бортового редуктора 48, содержащего угловую зубчатую передачу с коническими шестернями. Причем ведущий вал 47 бортового редуктора смещен от стенки 39 лонжерона дальше ведомого вала 43 начального редуктора 40 и на нем установлен тормозной диск 49. С ведомым валом 50 бортового редуктора через карданную передачу 51 соединен вал колесного редуктора 52, размещенного внутри обода 53 колеса. На ободе 53 установлены крупные эластичные шины 54 с регулируемым давлением воздуха в них, понижаемым при движении по местности со слабым грунтом.

Гидрообъемная трансмиссия имеет три гидравлических контура 55, 56, 57 (фиг.7), объединяющих насос 24 с гидромоторами 29, 30 привода передних колес 4, насос 25 - с гидромоторами 31, 32 привода средних колес 5 и насос 26 - с гидромоторами 33, 34 привода задних колес 6. Гидрообъемная трансмиссия снабжена клапанами 58 и 59 с ручным управлением для сообщения гидравлических контуров между собой.

При движении машины ее двигатель 10 через карданную передачу 23 посредством зубчатых передач согласующего редуктора 22 приводит во вращение аксиально-плунжерные насосы 24, 25, 26, которые по трубопроводам 28 подают рабочую жидкость под высоким давлением к аксиально-поршневым гидромоторам привода колес машины. При этом от насоса 24 рабочая жидкость по гидравлическому контуру 55 поступает к гидромоторам 29 и 30 привода передних колес 4, от насоса 25 по гидравлическому контуру 56 она подается к гидромоторам 31, 32 привода средних колес 5, а от насоса 26 рабочая жидкость по гидравлическому контуру 57 поступает к гидромоторам 33, 34 привода задних колес 6. От гидромоторов крутящий момент через цилиндрические шестерни 41, 42 и зубчатую муфту 44 начального редуктора 40 и через карданную передачу 23 поступает на ведущий вал 47 бортового редуктора 48. От ведомого вала 50 бортового редуктора 48 крутящий момент через карданную передачу 51 и колесный редуктор 52 подводится к колесу машины.

Для изменения крутящего момента на колесах машины производят регулирование производительности насосов 24, 25, 26, в результате чего изменяется создаваемое ими давление рабочей жидкости, подводимой к гидромоторам привода колес 4, 5, 6. При этом регулируют также рабочий объем гидромоторов. В результате происходит изменение крутящих моментов на колесах машины.

При необходимости буксировки машины каждый гидромотор отключают зубчатой муфтой 44 от привода колеса путем прекращения подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндр устройства 45 управления этой муфтой. Тогда зубчатая муфта под действием сжатой пружины устройства 45 управления ею, перемещаясь, размыкает кинематическую цепь между гидромотором и колесом.

Торможение машины производят дисковыми тормозами с помощью тормозных колодок, прижимая их к тормозным дискам 49.

При работе гидрообъемной трансмиссии охлаждение рабочей жидкости производится теплообменниками, расположенными под капюшоном 11. Теплообменники обдуваются с помощью вентиляторов потоком воздуха, циркулирующим через окна в капюшоне 11, снабженные сетчатыми решетками 15.

Для обслуживания и ремонта двигателя либо вентиляторов и теплообменников гидрообъемной трансмиссии обслуживающий персонал по лестнице 18, держась за поручень 16, поднимается на ступеньку 17 и снимает верхние панели 13 капюшона 11, чем обеспечивается свободный доступ к обслуживаемым агрегатам.

Удобство технического обслуживания, ремонта или замены гидромоторов либо начальных и бортовых редукторов, расположенных на раме в кинематических цепях между гидромоторами и колесными редукторами, обеспечено тем, что они свободно расположены между лонжеронами рамы по отдельности и легко могут быть сняты после разъединения их с карданными передачами.

Созданная полноприводная колесная машина многоцелевого назначения вследствие модульного построения ее гидрообъемной трансмиссии имеет оптимальную конструкцию, при которой обеспечены технологичность ее промышленного производства и удобство технического обслуживания ее агрегатов. Благодаря непрерывному и плавному подводу крутящих моментов к колесам вследствие использования гидрообъемной трансмиссии для привода всех колес, снабженных крупными эластичными шинами, машина способна надежно работать в условиях бездорожья в тундре, в песчаной, заболоченной и лесистой местности без необратимого повреждения почвы. Она может использоваться при проведении поисковых и аварийно-спасательных работ, для доставки грузов в труднодоступные пункты назначения и в качестве вездеходного тягача.

Изобретение относится к самоходным колесным транспортным средствам. Машина содержит раму 1 с кабиной 9, передние и задние управляемые колеса 4, 6 и средние колеса 5, двигатель, размещенный сзади кабины вдоль машины и закрытый капюшоном 11. Гидрообъмная трансмиссия содержит насосную станцию 21, состоящую из согласующего редуктора, имеющего привод от двигателя, размещенного сзади кабины, и трех насосов, с которыми трубопроводами соединены гидромоторы раздельного привода колес. Гидромоторы размещены вдоль рамы 1 между лонжеронами на объемных кронштейнах, выполненных в виде коробок с фланцами, соединенными со стенкой лонжерона между его полками. Технический результат заключается в создании экологически чистой надежной многоцелевой полноприводной колесной машины высокой проходимости, оборудованной гидрообъемной трансмиссией привода всех колес, с обеспечением удобства монтажа и технического обслуживания агрегатов трансмиссии. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Полноприводная колесная машина с гидрообъемной трансмиссией, содержащая раму, на которой установлена кабина, передние и задние управляемые колеса и расположенные посередине между ними средние колеса, двигатель, размещенный вдоль рамы сзади кабины под капюшоном, насосную станцию гидрообъемной трансмиссии, состоящую из согласующего редуктора, имеющего кинематическую связь с двигателем, и по меньшей мере трех закрепленных на корпусе согласующего редуктора регулируемых аксиально-плунжерных насосов, с которыми трубопроводами соединены регулируемые аксиально-поршневые гидромоторы привода колес, размещенные вдоль рамы между ее лонжеронами и установленные на объемных кронштейнах, каждый из которых выполнен в виде коробки с фланцами, соединенными со стенкой лонжерона между его полками.2. Колесная машина по п.1, отличающаяся тем, что в каждой коробке с фланцами размещены цилиндрические шестерни с наружным зацеплением, образующие начальный редуктор, с ведомым валом которого через карданную передачу соединен ведущий вал бортового редуктора с коническими шестернями, а с ведомым валом бортового редуктора через карданную передачу соединен вал колесного редуктора.3. Колесная машина по п.2, отличающаяся тем, что гидромоторы привода средних и задних колес машины расположены напротив друг друга между коробками с фланцами, образующими корпусы начальных редукторов, а гидромоторы привода передних колес смещены от этих колес в сторону насосной станции, которая размещена на раме между средними колесами.4. Колесная машина по п.3, отличающаяся тем, что капюшон снабжен металлическим каркасом, покрытым сверху съемными панелями из полимерного материала, задняя стенка капюшона смещена к насосной станции и за ней под капюшоном установлены теплообменники охлаждения рабочей жидкости гидрообъемной трансмиссии, в боковой стенке капюшона расположены вентиляционные решетки, разделенные стойкой, на которой закреплен поручень, а ниже вентиляционных решеток выполнена ступенька, под которой между передним и средним колесами машины расположена лестница.5. Колесная машина по п.4, отличающаяся тем, что лестница отделена от переднего колеса надколесным крылом, а от среднего колеса она отгорожена наклонно установленным щитком.