ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2007 года по МПК B60K17/14 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству транспортных средств: тракторов, дорожных машин - автогрейдеров, грузовых и легковых автомобилей, зерноуборочных комбайнов, мотоциклов, железнодорожных составов, водного транспорта, танков.

Известно транспортное средство, содержащее управляемую фрикционную муфту «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ», с ведущими и ведомыми дисками, соединяющую, для передачи крутящего момента, двигатель внутреннего сгорания с ведущими колесами, обеспечивающую вспомогательный диапазон изменения передаточных чисел при трогании с места (см. книгу «ТРАКТОР Т-130М», Злотник М.И. и др. - М., 1985, рис.55, стр.99).

Недостатками известного транспортного средства являются: большая себестоимость и металлоемкость из-за наличия механической трансмиссии.

Известно транспортное средство, содержащее гидроуправляемую фрикционную муфту «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» поз.50, соединяющую, для передачи крутящего момента, ротор гидромашины с ведущим мотор-колесом, обеспечивающую вспомогательный диапазон изменения передаточных чисел при трогании с места, уплотнение гидромашины, выполненное из металлокерамического материала поз.98, а также лабиринтное уплотнение гидромашины поз.86 (см. патент «Транспортное средство» RU №2154583, В60К 17/10, 17/14).

Недостатками известного транспортного средства являются: сложность изготовления мотор-колеса и лабиринтного уплотнения, ненадежность металлокерамического уплотнения при давлениях более 20 МПа.

Известно транспортное средство, содержащее гидроуправляемую фрикционную муфту «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» поз.42 с ведущими поз.43 и ведомыми поз.44 дисками, разделенными упругими элементами поз.48, с силовым гидроцилиндром поз.47 и каналом поз.72 подвода среды управления, лабиринтный переходник высокого давления поз.65 (см. патент «Трактор» RU №2183162, В60К 17/10, В62D 55/12).

Недостатками известного транспортного средства являются: большие диаметральные размеры мотор-колес и муфт «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ», сложность изготовления лабиринтного переходника высокого давления.

Наиболее близким к заявляемому является транспортное средство, гидроприводной ведущий мост которого содержит гидромашины поз.4, ведущие шестерни-роторы 9 которых соединены полуосями поз.2 с ведущими колесами поз.1 (см. патент «ГИДРОПРИВОДНОЙ ВЕДУЩИЙ МОСТ» RU №2115567, B60K 17/14).

Недостатками известного транспортного средства являются: отсутствие в гидроприводном ведущем мосту гидроуправляемой фрикционной муфты «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ», обеспечивающей вспомогательный диапазон изменения передаточных чисел при трогании с места, малый крутящий момент гидромашин из-за отсутствия бортового редуктора, низкий кпд.

Известно также транспортное средство, содержащее переднюю независимую подвеску с поворотным кулаком поз.13, рис.4-1, стр.110 (см. книгу «ВАЗ 2108-09» А.П. Игнатов и др., Москва, 1999 г.), недостатком которого является отсутствие гидропривода.

В основу изобретения положена техническая задача: создать такое транспортное средство с гидроприводным ведущим мостом, которое бы имело устройство, обеспечивающее вспомогательный диапазон изменения скорости при трогании с места, высокий крутящий момент при небольших типоразмерах гидромашин и высокий кпд.

Поставленная задача решается тем, что согласно п.1 гидроприводной ведущий мост дополнительно оснащен гидрораспределителем «УПРАВЛЕНИЯ» и гидроуправляемой фрикционной муфтой «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ», позволяющей реализовать мощность гидромашин при трогании с места и при необходимости отключать ведущие колеса от гидромашин с переводом их в свободное качение, а также тем, что гидроприводной ведущий мост согласно п.2 оснащен планетарным борт-редуктором, увеличивающим крутящий момент гидромашины; согласно п.4 поры металлокерамического уплотнения гидромашины содержат эластичный наполнитель, что позволяет повысить объемный кпд; согласно п.5 гидросистема трансмиссии содержит «СИНХРОНИЗАТОР» вращения ведущих колес, что позволяет увеличить проходимость по бездорожью.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено транспортное средство с тремя ведущими мостами; на фиг.2 - гидросистема трехмостового транспортного средства; на фиг.3 - разрез А-А заднего гидроприводного моста; на фиг.4 - разрез Б-Б, среднего; на фиг.5 - разрез В-В переднего гидроприводного моста; на фиг.6 - разрез Г-Г гидромашины; на фиг.7 - разрез Д-Д планетарного борт редуктора; на фиг.8 - транспортное средство с задним гидроприводным мостом и передней независимой подвеской; на фиг.9 - разрез Е-Е заднего гидроприводного моста; на фиг.10 - разрез Ж-Ж гидромашины с блоком гидроцилиндров; на фиг.11 разрез З-З гидроприводной передней независимой подвески; на фиг.12 - разрез З-З, вариант; на фиг.13 - выносной элемент И; на фиг.14 - выносной элемент К; на фиг.15 - выносной элемент Л.

Транспортное средство содержит: двигатель внутреннего сгорания (ДВС) 1 (см. фиг.1 и 2), регулируемый насос 2, гидроприводные ведущие мосты: задний 3 и средний 4 с гидромашинами 5 и 6, передний 7 с «ВЫСОКОМОМЕНТНЫМИ» 8 и «СКОРОСТНЫМИ» гидромашинами 9, с корпусами 10, полуосями 11, дренажными отверстиями 12, с ведущими колесами 13, 14 и 15. Гидромашины 5, 6, 8 и 9 имеют ведущие шестерни-роторы 16 и валы 17, ведомые шестерни 18, торцевые 19 и радиальные металлокерамические уплотнения 20, каналы подвода 21 и отвода рабочей среды 22.

Гидросистема трехосного транспортного средства содержит гидрораспределители: «ВПЕРЕД-НАЗАД» 23, «ДИФФЕРЕНЦИАЛ-СИНХРОНИЗАТОР ВПЕРЕД» 24, «ДИФФЕРЕНЦИАЛ-СИНХРОНИЗАТОР НАЗАД» 25, «ГИДРОПРИВОДНЫХ ВЕДУЩИХ МОСТОВ» 26, 27 и 28.

Транспортное средство с задним гидроприводным мостом 29 (см. фиг.8) и передней независимой подвеской 30 с поворотным кулаком 31 содержит ведущие колеса 32 и 33.

Отличительной особенностью является то, что трехосное транспортное средство (см. фиг.1÷7) содержит гидрораспределители «УПРАВЛЕНИЯ» 34, 35 и 36, а гидроприводные ведущие мосты 3, 4 и 7 содержат гидроуправляемые фрикционные муфты «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 37, 38 и 39, с ведущими дисками 40, ведомыми 41, с гидроцилиндрами 42, каналами подвода среды управления 43, 44 и 45, а также содержат планетарные бортовые редукторы - двухрядный 46 и однорядный 47.

Гидросистема трехосного транспортного средства содержит «СИНХРОНИЗАТОР ВПЕРЕД» 48, «СИНХРОНИЗАТОР НАЗАД» 49. Двигатель внутреннего сгорания 1 и гидромашины 5, 6, 8 и 9 содержат тепловые нагреватели 50.

Транспортное средство с задним гидроприводным мостом 29 (см. фиг.8) и передней независимой подвеской 30 с поворотным кулаком 31 (см. фиг.9, 10) содержит гидрораспределители «УПРАВЛЕНИЯ» 51 и 52, гидроуправляемые фрикционные муфты «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 53 и 54, выполненные в виде блока гидроцилиндров 55 и 56, радиально расположенных внутри колец (см. фиг.8, 9 и 10) 57 и 58, поршни 59 и 60 которых при подаче среды управления контактируют с фрикционными накладками 61 и 62 вала 63 «ВЫСОКОМОМЕНТНЫХ» гидромашин 64 и «СКОРОСТНЫХ» гидромашин 65, с выполнением каналов подвода среды управления 66 и 67 в торцевых уплотнениях 68 и 69.

В поворотном кулаке 31 (см. фиг.11) расположена гидромашина 70 или как вариант выполненная за одно целое с ним гидромашина 71 (см. фиг.12), вал ротора 72 которых соединен с передним ведущим колесом 33.

Поры 73 металлокерамического уплотнения 20 (см. фиг.15) содержат эластичный наполнитель, например мягкую маслостойкую резину 74, при этом металлокерамическое уплотнение 20 выполнено двухслойным: уплотняющий слой с порами 73, перпендикулярными уплотняемой поверхности, состоящий, например, из ориентированных трубочек 75, а тыльный слой с хаотично расположенными порами 73, спеченный, например, из шариков 76.

Транспортное трехосное средство работает следующим образом: при подаче под давлением рабочей среды от регулируемого насоса 2 (см. фиг.1 и 2) через гидрораспределители: «ВПЕРЕД-НАЗАД» 23, «ДИФФЕРЕНЦИАЛ-СИНХРОНИЗАТОР ВПЕРЕД» 24, «ГИДРОПРИВОДНЫХ ВЕДУЩИХ МОСТОВ» 26, 27 и 28 в гидромашины 5, 6, 8 и 9 и одновременно через гидрораспределители «УПРАВЛЕНИЯ» 34, 35 и 36, по каналам подвода среды управления 43, 44 и 45 в гидроцилиндры 42 гидроуправляемых фрикционных муфт «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 37, 38 и 39, так как при трогании с места необходим большой крутящий момент, то в гидросистеме поднимается высокое давление, если гидромашины 5, 6, 8 и 9 не могут создать необходимый крутящий момент, чтобы сдвинуть транспортное средство с места, то подается команда, например, от датчика давления (на чертеже не указан) гидрораспределителям «УПРАВЛЕНИЯ» 34, 35 и 36, которые перекрывают каналы подвода среды управления 43, 44 и 45 и соединяют гидроцилиндры 42 со сливом. Силы сцепления в фрикционных муфтах «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 37, 38 и 39 (см. фиг.3, 4 и 5) уменьшаются, и ведомые 41 и ведущие диски 40 начинают работать в режиме фрикционного скольжения, в это время гидромашины 5, 6 и 8 набирают обороты, полностью реализуя свою мощность, и транспортное средство страгивается с места.

Таким образом вводится вспомогательный диапазон изменения передаточных чисел, при трогании с места, обеспечивающий «ПОЛЗУЩИЕ» скорости.

Необходимая скорость передвижения задается водителем путем изменения подачи рабочей среды регулируемым насосом 2. Скорость же транспортного средства в зависимости от нагрузки изменяется автоматически: при наборе скорости, после страгивания с места, давление в гидросистеме постепенно снижается и гидрораспределители «ГИДРОПРИВОДНЫХ ВЕДУЩИХ МОСТОВ» 26, 27 и 28, отрегулированные на определенное давление, перекрывают доступ рабочей среды к гидромашинам 5, 6 и 8 и гидроцилиндрам 42 муфт «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 37, 38 и 39, которые разъединяют гидромашины 5, 6 и 8 и ведущие колеса 13 и 14 первоначально заднего гидроприводного ведущего моста 3, а затем и среднего 4. Их ведущие колеса 13 и 14 переходят в режим свободного качения, и транспортное средство из полноприводного становится переднеприводным. При дальнейшем снижении давления в гидросистеме, отключаются «ВЫСОКОМОМЕНТНЫЕ» гидромашины 8 переднего гидроприводного моста 7, в работе остаются «СКОРОСТНЫЕ» гидромашины 9. которые и обеспечивают максимальную скорость транспортного средства (см. фиг.5).

При увеличении нагрузки, например при подъеме в гору, давление в гидросистеме повышается, автоматически, через гидрораспределители подключаются «ВЫСОКОМОМЕНТНЫЕ» гидромашины 8 переднего гидроприводного моста 7, затем включается в работу средний гидроприводной ведущий мост 4, а затем и задний 3. Транспортное средство становится полноприводным, обеспечивая максимальную тягу.

Торможение обеспечивается существующей тормозной системой транспортного средства (на чертежах не показана).

Для изменения направления движения транспортного средства гидрораспределителем «ВПЕРЕД-НАЗАД» 23 изменяется направление потока рабочей среды на обратный, чем и обеспечивается задний ход.

При прохождении транспортным средством труднопроходимого участка с буксованием одного из ведущих колес 13, 14 или 15 гидрораспределителем «ДИФФЕРЕНЦИАЛ-СИНХРОНИЗАТОР ВПЕРЕД» 24, поток рабочей среды направляется через «СИНХРОНИЗАТОР ВПЕРЕД» 48 и далее от каждой секции «СИНХРОНИЗАТОРА ВПЕРЕД» 48 к гидромашине определенного ведущего колеса 13, 14 и 15, и ведущие колеса 13, 14 и 15 начинают вращаться синхронно, обеспечивая проходимость транспортного средства. После прохождения транспортным средством труднопроходимого участка гидрораспределителем «ДИФФЕРЕНЦИАЛ-СИНХРОНИЗАТОР ВПЕРЕД» 24 поток рабочей среды переводится в первоначальное направление, то есть через гидрораспределители «ГИДРОПРИВОДНЫХ ВЕДУЩИХ МОСТОВ» 26, 27 и 28 к гидромашинам 5, 6 и 8, и все ведущие колеса 13, 14 и 15 вращаются дифференцированно.

Планетарные бортовые редукторы 46 и 47 обеспечивают многократное увеличение крутящего момента гидромашин 5 и 6 (см. фиг.3 и 4).

Транспортное средство с задним гидроприводным ведущим мостом 29 (см. фиг.8÷11) и передней независимой подвеской 30 работает аналогичным образом с трехмостовым транспортным средством: при подаче рабочей среды под давлением в гидромашины 70, 64 и 65 и одновременно через гидрораспределители «УПРАВЛЕНИЯ» 51 и 52 (см. фиг.9 и 10) по каналам подвода среды управления 66 и 67 в гидроцилиндры 55 и 56 гидроуправляемых фрикционных муфт «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 53 и 54, поршни 59 и 60 входят во фрикционное сцепление с фрикционными накладками 61 и 62, транспортное средство становится полноприводным. Если гидромашины 70, 64 и 65 не могут создать необходимый крутящий момент, чтобы сдвинуть транспортное средство с места, то подается команда, например, от датчика давления (на чертеже не указан) гидрораспределителям «УПРАВЛЕНИЯ» 51 и 52, которые вводят во фрикционное скольжение поршни 59 и 60 с фрикционными накладками 61 и 62, гидромашины 64 и 65 набирают обороты, полностью реализуя свою мощность, и транспортное средство страгивается в места. При наборе скорости, после страгивания с места, давление снижается, отключаются «ВЫСОКОМОМЕНТНЫЕ» гидромашины 64, а затем и «СКОРОСТНЫЕ» гидромашины 65 заднего гидроприводного моста 29, а гидроуправляемые фрикционные муфты «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» 53 и 54 отцепляют их от задних ведущих колес 32. Ведущие колеса 32 переходят в режим свободного качения, и транспортное средство становится переднеприводным, в работе остаются гидромашины 70, которые и обеспечивают максимальную скорость. И наоборот, при увеличении нагрузки транспортное средство становится полноприводным, обеспечивая максимальную тягу.

Эластичный наполнитель 74 металлокерамического уплотнения 20 (см. фиг.15) позволяет передавать давление с уплотняемой поверхности на тыльную, уравновешивая уплотнение 20 от сил давления рабочей среды и в то же время предотвращая перетекание рабочей среды.

ТЭНы 50 улучшат запуск транспортного средства в холодное время года.

Использование гидроуправляемых фрикционных муфт «СТРАГИВАНИЯ-СЦЕПЛЕНИЯ» и планетарных бортовых редукторов в гидроприводных ведущих мостах позволит улучшить работоспособность транспортных средств, без особой подготовки производства модернизировать существующий автотракторный парк. Использование гидрообъемных трансмиссий позволит значительно снизить себестоимость, металлоемкость, автоматизировать изменение скорости передвижения в зависимости от нагрузки, уменьшить расход топлива, повысить кпд и облегчить труд водителя.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к производству транспортных средств: тракторов, дорожных машин-автогрейдеров, грузовых и легковых автомобилей и зерноуборочных комбайнов, мотоциклов, железнодорожных составов, водного транспорта, танков. Транспортное средство содержит двигатель внутреннего сгорания, гидроприводные ведущие мосты с гидромашинами и ведущими колесами, гидросистему трансмиссии с насосом и гидрораспределителями. Ведущий мост содержит гидроуправляемую фрикционную муфту, соединяющую гидромашину с ведущим колесом. Гидроцилиндр фрикционной муфты соединен с гидросистемой гидрораспределителем. Гидрораспределитель при высоком давлении перекрывает канал подвода среды управления и соединяет гидроцилиндр со сливом. Ведущий мост дополнительно оснащен планетарным бортовым редуктором. Передняя независимая подвеска содержит гидромашину, расположенную в поворотном кулаке, вал ротора которой соединен с передним ведущим колесом. Поры металлокерамического уплотнения гидромашины содержат эластичный наполнитель - мягкую маслостойкую резину, при этом металлокерамическое уплотнение выполнено двухслойным: уплотняющий слой с порами, перпендикулярными уплотняемой поверхности, состоящий из ориентированных трубочек или рифленых пластин, а тыльный слой - с хаотично расположенными порами, спеченный из шариков. В результате обеспечивается вспомогательный диапазон изменения скорости при трогании с места, высокий крутящий момент при небольших типоразмерах гидромашин и высокий кпд. 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Транспортное средство, содержащее двигатель внутреннего сгорания, гидроприводные ведущие мосты с гидромашинами и ведущими колесами, гидросистему трансмиссии с насосом и гидрораспределителями, отличающееся тем, что гидроприводной ведущий мост содержит гидроуправляемую фрикционную муфту страгивания-сцепления, соединяющую гидромашину с ведущим колесом, при этом гидроцилиндр фрикционной муфты страгивания-сцепления соединен с гидросистемой гидрораспределителем управления, который при высоком давлении перекрывает канал подвода среды управления и соединяет гидроцилиндр фрикционной муфты страгивания-сцепления со сливом.2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что гидроприводной ведущий мост дополнительно оснащен планетарным бортовым редуктором.3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что передняя независимая подвеска содержит гидромашину, расположенную в поворотном кулаке, вал ротора которой соединен с передним ведущим колесом.4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что поры металлокерамического уплотнения гидромашины содержат эластичный наполнитель - мягкую маслостойкую резину, при этом металлокерамическое уплотнение выполнено двухслойным: уплотняющий слой с порами, перпендикулярными уплотняемой поверхности, состоящий из ориентированных трубочек или рифленых пластин, а тыльный слой - с хаотично расположенными порами, спеченный из шариков.