МЕХАНИЗМ ОТБОРА МОЩНОСТИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2005 года по МПК B60K17/28 

Изобретение относится к транспортным средствам, в которых используется вал отбора мощности для различных механизмов.

Известен механизм отбора мощности, описанный в книге Медведкова В.И. и др. “Автомобили КамАЗ-5320 и Урал-4320. Учебное пособие”. М., 1981, стр. 300, 301, изд. ДОСААФ СССР. Известный механизм включает коробку отбора мощности, состоящую из корпуса, в котором на подшипниках установлен вал муфты включения, механизма включения и масляного насоса. Отбор мощности производится с первичного вала раздаточной коробки через подвижную муфту включения. Недостатком известного механизма являются его значительные габариты, вес и сложная конструкция.

Известен механизм отбора мощности для отбора мощности от коробки передач и привода различных агрегатов, описанный в вышеупомянутой книге, стр. 299-300. Известный механизм включает коробку отбора мощности, прикрепленную к фланцу люка коробки передач, с блоком шестерен заднего хода которой находится в постоянном зацеплении ведущая шестерня коробки отбора мощности. Недостаток известного механизма заключается в том, что он имеет ограниченные функциональные возможности, т. к. конструкцией предусмотрен только один выходной вал, что позволяет подключать только один дополнительный агрегат.

Известен механизм отбора мощности, представленный в паспорте на коробку отбора мощности ОАО “РИАТ” (см. приложение к заявке). Известный механизм включает коробку отбора мощности, содержащую картер, упорную и шлицевую втулки, промежуточную и ведомую шестерни, муфту, ведомый и выходной валы, пневмоцилиндр и крышку картера, упорная и шлицевая втулки которой установлены на вторичный вал коробки передач, при этом картер коробки отбора мощности прикреплен к заднему торцу коробки передач, на шлицевой втулке через подшипник установлена ведущая шестерня, промежуточная шестерня через подшипники установлена на ось, а ведомая шестерня - неподвижно на ведомый вал, который через подшипники установлен на картер и крышку картера, муфта установлена на шлицевую втулку и через вилку соединена со штоком пневмоцилиндра. Недостаток известного механизма заключается в том, что он требует значительных доработок коробки передач, приводя к изменению конструкции и снижению надежности устройства из-за возникающих дополнительных радиальных нагрузок на вторичный вал коробки передач на концевой консольной части и, как следствие, на подшипник вала, установленный в корпусе коробки передач.

Известен механизм отбора мощности, описанный в св. №6370, “Универсальное тягово-транспортное средство”, кл. В 60 К 17/28, з. 06.05.97, oп. 16.04.98.

Известный механизм содержит последовательно связанные между собой приводной двигатель, сцепление, коробку передач и по крайней мере одну раздаточную коробку для привода мостов, а также систему отбора мощности для привода передне- и заднерасположенных валов отбора мощности, включающую в себя коробку отбора мощности, закрепленную на коробке передач в зоне технологического окна последней и имеющую вал с шестерней, кинематически связанной через указанное технологическое окно с одной из шестерен коробки передач, один конец этого посредством по крайней мере одного карданного вала связан с заднерасположенным валом отбора мощности, а другой связан с переднерасположенным валом отбора мощности через управляемую зубчатую муфту для обеспечения соединения и разъединения этого вала отбора мощности с валом коробки отбора мощности, при этом муфта с органом управления смонтирована в отдельном корпусе, смонтированном на корпусе коробки отбора мощности в зоне подшипниковой опоры выступающего конца вала этой коробки и выполненном с кольцевым буртом для поджатия этого подшипника. Недостатком известного механизма является сложность его конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является механизм отбора мощности, описанный в п. №2137620, “Коробка отбора мощности”, кл. В 60 К 17/28, з. 27.03.97, oп. 20.09.99, и выбранный в качестве прототипа. Известный механизм включает трехвальную коробку отбора мощности, содержащую корпус, ведущую шестерню, размещенные в подшипниковых опорах выходные валы, из которых один выходной вал кинематически связан с ведущей шестерней через промежуточную шестерню, установленную на оси в корпусе коробки отбора мощности, закрепленном на заднем торце коробки передач с образованием замкнутого рабочего объема, средства включения и разъединения зубчатых зацеплений, размещенные на концах выходных валов элементы для соединения с дополнительными механизмами, причем ведущая шестерня является первичным звеном кинематической цепи коробки отбора мощности и соединена с вторичным валом, являющимся конечным звеном кинематической цепи коробки передач, элемент для соединения коробки передач с трансмиссией автомобиля установлен соосно с вторичным валом и кинематически связан с ним через ведущую шестерню коробки отбора мощности. При этом имеется элемент для соединения коробки передач с трансмиссией автомобиля, соосный с вторичным валом коробки передач и представляющий собой муфту включения. Недостаток известного механизма заключается в том, что он требует значительных доработок коробки передач и изменения конструкции (выполнения отбора мощности через шестерню, установленную на консоль вторичного вала коробки передач), приводящих к снижению надежности агрегата из-за возникающих дополнительных радиальных нагрузок на вторичный вал коробки передач на концевой консольной части и, как следствие, - на подшипник вала, установленный в корпусе коробки передач.

Целью заявляемого изобретения в обоих вариантах является повышение надежности агрегата за счет снижения дополнительных нагрузок на вторичный вал коробки передач при упрощении конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что

- в первом варианте выполнения в механизме отбора мощности, включающем установленные на шасси автомобиля и связанные между собой двигатель, коробку передач, а также коробку отбора мощности, представляющую собой трехвальный редуктор, кинематически связанный с вторичным валом коробки передач, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ в полноприводном автомобиле для включения нейтральной передачи использована раздаточная коробка, коробка отбора мощности смонтирована в отдельном корпусе, установлена на раме шасси независимо на своих кронштейнах подвески между коробкой передач и раздаточной коробкой и соединена через карданный вал, представляющий собой сдвоенную шарнирную муфту, подвергнутую балансировке, с фланцем ведущего вала коробки передач и через второй карданный вал - с раздаточной коробкой;

- во втором варианте выполнения в механизме отбора мощности, включающем установленные на шасси дорожного автомобиля и связанные между собой двигатель, коробку передач и коробку отбора мощности, представляющую собой трехвальный редуктор, кинематически связанный с вторичным валом коробки передач, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ коробка отбора мощности смонтирована в отдельном корпусе, установлена на раме шассе независимо на своих кронштейнах подвески между коробкой передач и задним мостом автомобиля и соединена через карданный вал, представляющий собой сдвоенную шарнирную муфту, подвергнутую балансировке, с фланцем вторичного вала коробки передач, а через второй карданный вал - с задним мостом автомобиля, при этом ведущий вал коробки отбора мощности выполнен составным и имеет размещенную на нем муфту включения, соединяющую составные части вала, а на выходном валу имеется муфта для соединения ведомой шестерни с валом.

Размещение коробки отбора мощности в отдельном корпусе и установка ее непосредственно на раме шасси на независимых кронштейнах подвески при соединении ее ведущего вала через карданные валы, представляющие собой сдвоенную шарнирную муфту, подвергнутую балансировке, с одной стороны с фланцем коробки передач, а с другой стороны - с фланцем раздаточной коробки в полноприводном автомобиле в первом варианте и с фланцем заднего моста в дорожном автомобиле во втором варианте при выполнении ведущего вала коробки отбора составным с муфтой включения на нем, соединяющей части вала, не требует доработки коробки передач и устраняет все радиальные нагрузки трансмиссии, что повышает надежность агрегата при достаточно простой конструкции.

В сравнении с прототипом заявляемый механизм отбора мощности обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него

- в первом варианте для полноприводного автомобиля такими существенными признаками как размещение коробки отбора мощности в отдельном корпусе и установка ее на раме шасси на независимых кронштейнах между раздаточной коробкой и коробкой передач и соединение ее сплошного ведущего вала с фланцем вторичного вала коробки передач и с фланцем вала раздаточной коробки через карданные валы, представляющие собой сдвоенную шарнирную муфту, подвергнутую балансировке, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата;

- во втором варианте для дорожного автомобиля такими существенными признаками как размещение коробки отбора мощности в отдельном корпусе и установка ее на раме шасси на независимых кронштейнах между задним мостом и коробкой передач и соединение ее составного ведущего вала с фланцем вторичного вала коробки передач и с фланцем заднего моста через карданные валы, представляющие собой сдвоенную шарнирную муфту, подвергнутую балансировке, и выполнение ведущего вала коробки отбора мощности составным и имеющим размещенные на ведущем и ведомом валах муфты включения, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными отличительными признаками в обоих вариантах, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата, поэтому он считает, что заявляемое техническое решение соответствует критерию “изобретательский уровень”.

Заявляемый механизм отбора мощности в первом и втором вариантах его выполнения может найти широкое применение в автомобильной промышленности, а именно соответственно в полноприводных и дорожных автомобилях, а потому соответствует критерию “промышленная применимость”.

Заявляемое изобретение иллюстрируется чертежами, где показаны

на фиг.1 - схема расположения в полноприводном автомобиле механизма отбора мощности в первом варианте выполнения;

на фиг.2 - схема расположения в дорожном автомобиле механизма отбора мощности во втором варианте выполнения;

на фиг.3 - общий вид механизма отбора мощности в первом варианте выполнения;

на фиг.4 - общий вид механизма отбора мощности во втором варианте выполнения.

Заявляемый механизм отбора мощности в первом варианте выполнения (фиг.1) содержит установленные на шасси 1 автомобиля и последовательно связанные между собой приводной двигатель, сцепление (на чертежах не показаны и не обозначены), коробку 2 передач, коробку 3 отбора мощности и раздаточную коробку 4. При этом коробка 3 мощности соединена с помощью промежуточных карданных валов 5 с одной стороны с коробкой 2 передач, с другой стороны с раздаточной коробкой 4.

Конструктивно механизм отбора мощности в первом варианте выполнения (для полноприводного автомобиля) показан на фиг.3 и содержит корпус 6, закрепленный на своих подвесках непосредственно на раме шасси 1. Ведущий вал 7 с ведущей шестерней 8, установленной на скользящей втулке и соединенной с муфтой 9, имеет на обоих концах фланцы 10 и 11. С ведущей шестерней 8 находится в постоянном зацеплении промежуточная шестерня 12, установленная на валу 13. С промежуточной шестерней 12 в постоянном зацеплении находится ведомая шестерня 14, жестко закрепленная на выходном (ведомом) валу 15, который имеет фланец 16 для отбора мощности.

Во втором варианте выполнения (фиг.2) механизм отбора мощности включает установленные на шасси 1^' автомобиля и последовательно связанные между собой приводной двигатель, сцепление (на чертежах не показаны и не обозначены), коробку 2’ передач, коробку 3’ отбора мощности и задний мост 4’. При этом коробка 3’ мощности соединена с помощью промежуточных карданных валов 5’ с одной стороны с коробкой 2’ передач, с другой стороны - с задним мостом 4’.

Конструктивно механизм отбора мощности во втором варианте выполнения (для дорожного автомобиля) показан на фиг.4 и содержит корпус 6’, закрепленный на своих подвесках непосредственно на раме шасси 1’. Ведущий вал 7’ с ведущей шестерней 8’, жестко закрепленной на скользящей втулке и соединенной с муфтой 9’, выполнен составным и имеет на обоих концах фланцы 10’ и 11’. Муфта 9’ служит для соединения частей вала 7’ для передачи крутящего момента на задний мост 4’. С ведущей шестерней 8’ находится в постоянном зацеплении промежуточная шестерня 12’, установленная на валу 13’. С промежуточной шестерней 12’ в постоянном зацеплении находится ведомая шестерня 14’, установленная на скользящей втулке и соединенная с муфтой 17 на выходном (ведомом) валу 15’, который имеет фланец 16’ для отбора мощности. Посредством шлицевого соединения на выходном валу установлена муфта 17, осевое перемещение которой осуществляет соединение-разъединение шестерни 14’ с валом 13’.

При необходимости на коробке отбора мощности возможны различные комбинации элементов для соединения с дополнительными механизмами (на чертежах не показаны). В частности:

- один из элементов на одном конце выходного вала может быть выполнен в виде фланца для соединения с вторичным валом, а на противоположном - в виде шлицевого хвостовика для соединения с шестеренчатым насосом;

- на одном конце выходного вала - в виде фланца для соединения с карданным валом, а на противоположном - в виде переходника-адаптера для соединения с аксиально-поршневым насосом;

- на противоположных концах выходного вала могут быть выполнены переходники-адаптеры для соединения с аксиально-поршневыми насосами;

- на одном конце выходного вала может быть выполнен переходник-адаптер для соединения с аксиально-поршневым насосом, а на другом - шлицевой хвостовик для соединения с шестеренчатым насосом.

Заявляемый механизм отбора мощности в первом варианте выполнения работает следующим образом.

С помощью раздаточной коробки 4 мосты автомобиля устанавливаются в нейтральное положение. Включение отбора мощности к выходному валу 15 и трансмиссии автомобиля осуществляется при неработающей коробке 3 передач.

При включении одной из выбранных передач коробки 2 передач (передается вращение от двигателя) вращается вторичный вал коробки 3 передач и с его фланца (на чертежах не обозначены и не показаны) через карданный промежуточный вал 5 его вращение передается на коробку 3 отбора мощности, с выходного вала 15 которой 100% мощности снимается на дополнительные механизмы.

За счет размещения коробки отбора мощности в отдельном корпусе на своих подвесках и соединения ее с помощью промежуточных карданных валов с коробкой передач и с раздаточной коробкой создается кинематическая цепь отбора мощности, не создающая дополнительных нагрузок на коробку передач, что повышает надежность агрегата в целом.

Во втором варианте выполнения механизм отбора мощности работает следующим образом.

Включение отбора мощности к выходному валу 15’ и трансмиссии автомобиля (передача вращения к фланцу 10’) осуществляется при неработающей коробке передач, когда ведущий вал 7’ не вращается. Для передачи вращения к фланцу 10’ подают сжатый воздух в рабочую полость механизма включения трансмиссии. Ведущая шестерня 8’ и шлицевой хвостовик фланца 10’ входят в зацепление. Для передачи вращения к выходному валу 15’ подают сжатый воздух в рабочую полость пневмоцилиндра механизма включения отбора мощности, муфта 17 которого входит в зацепление с венцом ведомой шестерни 14. Таким образом передается вращение от вторичного вала коробки передач через находящиеся в постоянном зацеплении ведущую 8’, промежуточную 12’ и ведомую 14 шестерни. При включении одной из выбранных передач коробки (передается вращение от двигателя) вращается ведущий вал 7’ с жестко закрепленной на нем ведущей шестерней 8’. При включенной муфте 9’ фланец 10’ вращается, передавая крутящий момент к трансмиссии автомобиля. И наоборот, когда муфта 9’ отключена, трансмиссия не работает, автомобиль неподвижен. Выходной вал 15’ вращается при выключенной муфте 17, передавая крутящий момент к дополнительным механизмам, если не вращается фланец 10’, передающий вращение к трансмиссии, то на выходной вал передается 100% мощности от вторичного вала коробки передач.

Размещение коробки отбора мощности в отдельном корпусе на независимых подвесках и соединение ее с помощью промежуточных карданных валов с коробкой передач и задним мостом автомобиля не создает дополнительных нагрузок на коробку передач, повышая надежность агрегата.

В сравнении с прототипом заявляемый механизм отбора мощности в обоих вариантах позволяет снизить нагрузки на вторичный вал коробки передач и делает агрегат более надежным.

Изобретение относится к транспортным средствам. В полноприводном автомобиле коробка отбора мощности смонтирована в отдельном корпусе, установлена на раме шасси независимо на своих кронштейнах подвески между коробкой передач и раздаточной коробкой и соединена через карданный вал с фланцем ведущего вала коробки передач и через второй карданный вал - с раздаточной коробкой. Во втором варианте изобретения коробка отбора мощности также смонтирована в отдельном корпусе, также установлена на раме шасси независимо на своих кронштейнах подвески между коробкой передач и задним мостом автомобиля и соединена через карданный вал с фланцем вторичного вала коробки передач и через второй карданный вал - с задним мостом автомобиля. При этом ведущий вал коробки отбора мощности выполнен составным и имеет размещенную на нем муфту включения, соединяющую составные части вала, а на выходном валу имеется муфта для соединения ведомой шестерни с валом. В результате повышается надежность и упрощается конструкция механизма отбора мощности. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

1. Механизм отбора мощности, включающий установленные на шасси автомобиля и связанные между собой двигатель, коробку передач, а также коробку отбора мощности, представляющую собой трехвальный редуктор, кинематически связанный с вторичным валом коробки передач, отличающийся тем, что в полноприводном автомобиле для включения нейтральной передачи использована раздаточная коробка, коробка отбора мощности смонтирована в отдельном корпусе, установлена на раме шасси независимо на своих кронштейнах подвески между коробкой передач и раздаточной коробкой и соединена через карданный вал, представляющий собой сдвоенную шарнирную муфту, подвергнутую балансировке, с фланцем ведущего вала коробки передач, и через второй карданный вал - с раздаточной коробкой.2. Механизм отбора мощности, включающий установленные на шасси дорожного автомобиля и связанные между собой двигатель, коробку передач и коробку отбора мощности, представляющую собой трехвальный редуктор, кинематически связанный с вторичным валом коробки передач, отличающийся тем, что коробка отбора мощности смонтирована в отдельном корпусе, установлена на раме шасси независимо на своих кронштейнах подвески между коробкой передач и задним мостом автомобиля и соединена через карданный вал, представляющий собой сдвоенную шарнирную муфту, подвергнутую балансировке, с фланцем вторичного вала коробки передач, а через второй карданный вал - с задним мостом автомобиля, при этом ведущий вал коробки отбора мощности выполнен составным и имеет размещенную на нем муфту включения, соединяющую составные части вала, а на выходном валу имеется муфта для соединения ведомой шестерни с валом.