ТРАНСМИССИЯ ДЛЯ ВНЕДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2012 года по МПК B60K17/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится в целом к внедорожным транспортным средствам и, в частности, к трансмиссионному узлу для внедорожного транспортного средства, который комбинирует функции ограничения крутящего момента и тормоза.

Уровень техники

Внедорожные транспортные средства обычно оборудованы тормозными системами с дисками и тормозными колодками для обеспечения торможения внедорожного транспортного средства. Патент США № 6883630, содержание которого включено сюда посредством ссылки, описывает узлы передних дисковых тормозов, установленные на левом и правом соединительных элементах карданного шарнира, проходящих слева и справа от переднего дифференциала, каждый из которых соединен с соответствующей левой и правой полуосями, передающими мощность от переднего дифференциала к передним колесам. Левый и правый суппорты тормозов жестко установлены на конструкции корпуса переднего дифференциала. Задняя тормозная система, описанная в патенте США № 6883630, состоит из одного узла дискового тормоза, соединенного с крестовиной карданного шарнира спереди от задней угловой передачи, соединяющей ведущий вал, проходящий от двигателя к задней угловой передаче. Таким образом, один дисковый тормоз вращается с ведущим валом, в то время как задний суппорт тормоза жестко соединен с конструкцией корпуса задней угловой передачи.

Хотя эта система работает хорошо и обеспечивает достаточное торможение в сухих и влажных условиях, существуют условия, например, когда внедорожное транспортное средство движется по воде или болоту, где трение между тормозными колодками и тормозным диском снижается и, таким образом, тормозная сила также снижается. Существуют другие случаи, когда тормозные диски могут быть покрыты грязью или другими загрязнениями, и, таким образом, тормозная сила также может снижаться.

Задний привод обычного внедорожного транспортного средства имеет жесткий ведущий вал, соединенный между двигателем и задним узлом угловой передачи. Ведущий вал передает крутящий момент от трансмиссии двигателя левой и правой задним полуосям для вращения колес и обеспечения движущей силы для задних колес. Крутящий момент передается непрерывно от двигателя к колесам. В некоторых случаях, когда колеса внедорожного транспортного средства поднимаются от грунта, например, когда внедорожное транспортное средство перепрыгивает через кочки, в то время как крутящий момент все еще передается к колесам от двигателя, в компонентах трансмиссии генерируется очень высокий крутящий момент, когда колеса опять резко входят в контакт с грунтом под весом транспортного средства. Для предотвращения отказа компоненты трансмиссии должны иметь соответствующие размеры, соответственно, и таким образом должны быть большими/более тяжелыми и более дорогостоящими, чем было бы, если бы они были предназначены только для работы с крутящим моментом двигателя.

Для уменьшения размера компонентов с сохранением долговечности и предотвращением отказов в трансмиссии расположены фрикционные муфты. Фрикционная муфта представляет собой ряд чередующихся ведущих и ведомых дисков, которые вводятся в контакт друг с другом пружинными механизмами, такими как тарельчатые пружины или ряд стандартных спиральных пружин. Ведущие диски соединены с предшествующей по передаче стороной трансмиссии, а ведомые диски соединены с последующей по передаче стороной трансмиссии. Крутящий момент должен проходить через ведущий и ведомый диски для прохождения от двигателя к колесам и наоборот. Величина крутящего момента, который фрикционная муфта может передать без проскальзывания между ведущим и ведомым дисками, определяется силой, прилагаемой к пакету дисков пружинным механизмом. Сила, требуемая для пружинного механизма, определяется максимальным крутящим моментом, выдерживаемым компонентами трансмиссии. Любой крутящий момент, который выше, чем максимальный крутящий момент, вызовет проскальзывание в пределах фрикционной муфты, что будет предохранять компоненты трансмиссии.

Таким образом существует необходимость во внедорожном транспортном средстве, имеющем компактную трансмиссию, которая смягчает некоторые из недостатков обычных трансмиссий и тормозных систем внедорожных транспортных средств.

Краткое описание изобретения

Одной задачей настоящего изобретения является создание внедорожного транспортного средства, имеющего механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях.

Согласно одному объекту настоящего изобретения создано внедорожное транспортное средство, содержащее раму; пару передних колес, соединенных с рамой через переднюю подвеску, и пару задних колес, соединенных с рамой через заднюю подвеску; по меньшей мере, одно сиденье, установленное на раме для размещения водителя; рулевой узел, расположенный на раме и функционально соединенный с парой передних колес для управления транспортным средством; двигатель, расположенный на раме; узел конической зубчатой передачи; карданный вал, функционально соединяющий двигатель с узлом конической зубчатой передачи; левую и правую полуоси, соединяющие узел конической зубчатой передачи с одним из пары передних колес и пары задних колес; и трансмиссионный узел, функционально соединяющий карданный вал с узлом конической зубчатой передачи; при этом трансмиссионный узел включает: основной корпус, механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой, функционально соединенный с карданным валом, узел муфты торможения во влажных условиях, функционально соединенный с механизмом ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой, и узел конической зубчатой передачи; при этом механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях расположены внутри основного корпуса.

Согласно другому объекту узел конической зубчатой передачи расположен в пределах основного корпуса трансмиссионного узла.

Согласно другому объекту механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой включает в себя: внешний элемент фрикционной муфты; внутренний элемент фрикционной муфты; ведущие диски и ведомые диски между внешним элементом фрикционной муфты и внутренним элементом фрикционной муфты и смещающий элемент, выполненный с возможностью приложения давления к ведущим дискам и ведомым дискам; причем узел муфты торможения во влажных условиях и механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой функционально соединены через внешний элемент с фрикционной муфтой механизма ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой.

Согласно другому объекту основной корпус содержит смазочную текучую среду; при этом механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях смазывается этой же смазочной текучей средой.

Согласно другому объекту узел муфты торможения во влажных условиях приводится в действие шариковым приводом с наклонной поверхностью, расположенным в основном корпусе трансмиссионного узла.

Согласно другому объекту узел муфты торможения во влажных условиях содержит: пакет чередующихся вращающихся и неподвижных дисков. Весь пакет дисков может совершать осевое движение при помощи шарикового узла с наклонной поверхностью, который содержит ведущий кулачок и ведомый кулачок, расположенные смежно с пакетом вращающихся и неподвижных дисков, и множество стальных шариков, расположенных между ведущим кулачком и ведомым кулачком; один из ведущего кулачка и ведомого кулачка включает пазы переменной глубины, в которых расположены стальные шарики, так что вращение одного из кулачков увеличивает расстояние между ведущим кулачком и ведомым кулачком и прилагает осевую силу к пакету вращающихся и неподвижных дисков.

Согласно другому объекту узел муфты торможения во влажных условиях содержит гидравлический поршень, и ведущий кулачок включает рычаг, соединенный с гидравлическим поршнем.

Согласно другому объекту узел муфты торможения во влажных условиях содержит тормозной тросик, а ведущий кулачок включает рычаг, соединенный с тормозным тросиком.

Согласно другому объекту внедорожное транспортное средство содержит два трансмиссионных узла, причем первый трансмиссионный узел функционально соединен с задними колесами, а второй трансмиссионный узел функционально соединен с передними колесами.

Согласно другому объекту узел конической зубчатой передачи является узлом дифференциального типа, который допускает относительное вращательное движение между левым и правым колесами.

Согласно другому объекту настоящего изобретения создано внедорожное транспортное средство, содержащее раму; пару передних колес, соединенных с рамой через переднюю подвеску, и пару задних колес, соединенных с рамой через заднюю подвеску; по меньшей мере, одно сиденье, установленное на раме для размещения водителя; рулевой узел, расположенный на раме и функционально соединенный с парой передних колес для управления транспортным средством; двигатель, расположенный на раме; узел конической зубчатой передачи; карданный вал, функционально соединяющий двигатель с узлом конической зубчатой передачи; левую и правую полуоси, соединяющие узел конической зубчатой передачи с одной из пары передних колес и пары задних колес; и трансмиссионный узел, функционально соединяющий карданный вал с узлом конической зубчатой передачи; причем трансмиссионный узел содержит: основной корпус, механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой, функционально соединенный с карданным валом, узел муфты торможения во влажных условиях, функционально соединенный с механизмом ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узлом конической зубчатой передачи; причем карданный вал, механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях расположены соосно.

Согласно дополнительному объекту настоящего изобретения создан трансмиссионный узел, содержащий основной корпус, содержащий смазочную текучую среду, механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях; причем механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях оба удерживаются и расположены в пределах основного корпуса; причем механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой содержит: внешний элемент фрикционной муфты; внутренний элемент фрикционной муфты; пакет ведущих и ведомых дисков между внешним элементом фрикционной муфты и внутренним элементом фрикционной муфты и смещающий элемент, выполненный с возможностью приложения давления к пакету ведущих и ведомых дисков; причем узел муфты торможения во влажных условиях содержит пакет вращающихся и неподвижных дисков и привод для приложения осевой силы к пакету вращающихся и неподвижных дисков.

Согласно другому объекту изобретения узел муфты торможения во влажных условиях приводится в действие шариковым приводом с наклонной поверхностью, содержащим: ведущий кулачок и ведомый кулачок, расположенные смежно с пакетом вращающихся и неподвижных дисков, и множество стальных шариков, расположенных между ведущим кулачком и ведомым кулачком; причем один из ведущего кулачка и ведомого кулачка включает пазы переменной глубины, в которых расположены стальные шарики таким образом, что вращение одного из кулачков увеличивает расстояние между ведущим кулачком и ведомым кулачком и прилагает осевую силу к пакету вращающихся и неподвижных дисков.

Согласно другому объекту изобретения трансмиссионный узел также содержит узел конической зубчатой передачи, расположенный внутри основного корпуса и в рабочем положении соединенный с узлом муфты торможения во влажных условиях и механизмом ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой.

В данной заявке термин "внедорожное транспортное средство" относится к транспортному средству, которое обычно используется на немощеных поверхностях, такому как специализированное транспортное средство или вездеход. Следует понимать, что внедорожные транспортные средства могут использоваться на мощеных поверхностях, однако они специально предназначены для движения по немощеным поверхностям. Термин "вездеход" относится к колесному транспортному средству, предназначенному для использования на бездорожье, которое движется на шинах низкого давления и имеет сиденье седельного типа. Термин "специализированное транспортное средство" относится к "открытому" колесному транспортному средству (в отличие от пикапа, который является "закрытым" транспортным средством с закрытой пассажирской кабиной), предназначенному для использования на бездорожье, которое обычно имеет сиденья, расположенные рядом друг с другом. Кроме того, термины, относящиеся к пространственной ориентации, такие как вперед, назад, лево и право, следует понимать, как их обычно понимал бы водитель транспортного средства, сидящий в нем в нормальном положении при вождении.

Каждый вариант осуществления настоящего изобретения имеет, по меньшей мере, один из вышеупомянутых объектов, но необязательно имеет все. Следует понимать, что некоторые объекты настоящего изобретения, которые следуют из попытки достижения указанных выше целей, могут не удовлетворять этим целям и/или могут удовлетворять другим целям, не указанным здесь определенно.

Дополнительные и/или альтернативные признаки, объекты и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения станут очевидными из нижеследующего описания, прилагаемых чертежей и формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения, а также других объектов и других его признаков сделаны ссылки на следующее описание, которое используется в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых:

фиг. 1 - вид спереди в перспективе с левой стороны вездехода, оборудованного трансмиссионным узлом в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;

фиг. 2 - вид сзади в перспективе с левой стороны рамы, показанной пунктирными линиями, включающей возможный вариант выполнения трансмиссии задней передачи для вездехода, показанного на фиг. 1;

фиг. 3 - вид в перспективе трансмиссионного узла трансмиссии задней передачи, показанной на фиг. 2;

фиг. 4 - вид поперечного сечения, выполненного по линии 4-4, трансмиссионного узла, показанного на фиг. 3;

фиг. 5 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей трансмиссионного узла, показанного на фиг. 3 и 4;

фиг. 6A - вид в сечении привода с наклонной поверхностью и шариком для приведения в действие заднего тормозного механизма трансмиссионного узла, показанного на фиг. 3, 4 и 5, в его исходном положении;

фиг. 6B - вид в сечении привода с наклонной поверхностью и шариком, показанного на фиг. 6B, когда он приведен в действие;

фиг. 7 - схематичный вид в плане трансмиссии вездехода, показанного на фиг. 1;

фиг. 8 - схематичный вид в плане второго варианта выполнения трансмиссии вездехода;

фиг. 9 - схематичный вид в плане третьего варианта выполнения трансмиссии вездехода;

фиг. 10 - схематичный вид в плане четвертого варианта выполнения трансмиссии вездехода;

фиг. 11 - вид слева специализированного транспортного средства, оборудованного трансмиссионным узлом в соответствии с одним объектом настоящего изобретения; и

фиг. 12 - вид в плане специализированного транспортного средства, показанного на фиг. 10.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

На фиг. 1 показан вездеход 10, оборудованный трансмиссионным узлом, описанным ниже более подробно. Вездеход 10 содержит рамную конструкцию 12, которая проходит по существу по всей длине вездехода 10. Кузовная часть 14 расположена над рамной конструкцией 12 и соединена с ней и, предпочтительно, включает расположенное на ней сиденье 16 седельного типа. Вездеход 10 является полноприводным транспортным средством. Вездеход 10 содержит пару передних колесных узлов 18, 19 и пару задних колесных узлов 20, 21, соединенных с рамой 12 через передние и задние подвески 22 и 24 соответственно. Рулевая система, которая содержит рулевой элемент в форме руля 26, расположена перед сиденьем 16 седельного типа и соединена с передними колесными узлами 18 и 19 для передачи управляющих действий водителя к передним колесам для управления вездеходом 10. Механизм 40 приведения в действие передних тормозов, содержащий рычаг 42, который приводится в действие рукой пользователя, установлен на правой части руля 26. Механизм 44 приведения в действие задних тормозов, содержащий рычаг 46, также приводимый в действие рукой пользователя, установлен слева на руле 26. Для приведения в действие задних тормозов может также использоваться педаль (не показана). В альтернативном варианте может использоваться другая конфигурация тормозной системы, где механизм 44 приведения в действие тормозов, включающий рычаг 46, также приводимый в действие рукой пользователя и установленный слева на руле 26, приводит в действие и передний, и задний тормоза. Вездеход 10 также имеет передний бампер 28, переднюю грузовую полку 30 и заднюю грузовую полку 32, расположенные поверх кузовной части 14. Кузовная часть 14 включает передние и задние крылья 34 и 36 соответственно, подножки 38, расположенные с обеих сторон вездехода 10 и соединяющие передние и задние крылья 34 и 36, и обтекатели 37 и 38, закрывающие переднюю и заднюю части вездехода 10 соответственно.

Как показано на фиг. 2, конструкция рамы 12 образует полость для размещения двигателя, обозначенную ссылочной позицией 48, в которой может быть размещена силовая установка, например двигатель (не показан). Предпочтительно, двигатель включает встроенную трансмиссию или имеет трансмиссию, в рабочем положении соединенную с ним (не показана), такие как узел двигателя/трансмиссии, описанный в публикации заявки на патент США № 2006-0231322, полное содержание которой включено сюда посредством ссылки. Система 50 переднего привода включает ведущий вал или карданный вал 52, который соединен и передает мощность между трансмиссией и редуктором 54. Следует отметить, что редуктор 54 может быть редуктором дифференциального типа, который допускает относительное вращательное движение между левым и правым колесными узлами 18 и 19. Может также использоваться дифференциал типа Visco-Lok®. На фиг. 2 показан редуктор 54, как редуктор дифференциального типа, однако возможно использование любого другого типа трансмиссионного узла, который способен передавать мощность между карданным валом 52 и колесными узлами 18, 19. Редуктор 54 в рабочем положении соединен с каждой ступицей 56 передних колесных узлов 18, 19 через соответствующие полуоси 58, 60. Полуоси 58, 60 предназначены для передачи мощности между редуктором 54 и ступицами 56. Следует отметить, что каждая полуось 58, 60 может включать один или более карданных шарниров или соединений с пазами и шариками, которые предусматривают передачу мощности и движение колесных узлов 18, 19. Передняя тормозная система 62 включает пару тормозных дисков 64 с обеих сторон от трансмиссионного узла 54 и соответствующую пару суппортов 66 тормоза. Суппорты 66 тормоза жестко установлены на корпусе переднего редуктора 54, в то время как диски 64 соединены прямо с левой и правой полуосями 58, 60.

Задняя трансмиссия 70 вездехода 10 содержит трансмиссионный узел 100, установленный на задней части 13 рамы 12, которая в рабочем положении соединена с двигателем/трансмиссией (не показаны) через второй карданный вал 78 и в рабочем положении соединена с задними ступицами 72 задних колесных узлов 20 и 21 через соответствующие полуоси 74, 76. Трансмиссионный узел 100 содержит редуктор 115 (фиг. 4 и 5), обеспечивающий передачу под прямым углом между вторым карданным валом 78 и полуосями 74, 76, который может быть редуктором дифференциального или недифференциального типа, задний тормозной механизм 150 (фиг. 4 и 5) и механизм 170 ограничения крутящего момента (фиг. 4 и 5), так что трансмиссионный узел 100 комбинирует всю главную передачу мощности и системы управления задним приводом 70 в компактном корпусе.

Как показано на фиг. 3, трансмиссионный узел 100 содержит основной корпус 102, имеющий заднюю часть 104, содержащую редукторный механизм, и переднюю часть 106, содержащую задний тормозной механизм 150 и механизм 170 ограничения крутящего момента. Задняя часть 104 основного корпуса 102 закрыта боковой крышкой 112 корпуса, в то время как передняя часть 106 основного корпуса 102 закрыта передней крышкой 114 корпуса. Боковая крышка 112 корпуса и передняя крышка 114 корпуса прикреплены к основному корпусу 102 при помощи крепежных средств 117, таких как болты. Передняя часть 106 основного корпуса 102 содержит поршень 80 гидравлического тормоза и впускное отверстие 82 для рабочей текучей среды, которое соединено с линией 84 гидравлического тормоза (фиг. 1). Основной корпус 102 содержит три поперечных монтажных кронштейна 107, 108 и 109 для прикрепления задней части 104 основного корпуса 102 к раме 12 при помощи крепежных средств, вставленных через них, и два продольных кронштейна 110 и 111 для прикрепления передней части 106 основного корпуса 102 к раме 12 при помощи крепежных средств.

Как показано на фиг. 4 и 5, которые являются трехмерным изображением трансмиссионного узла 100, узел 115 конической зубчатой передачи состоит из коронной шестерни 116 и ведущей шестерни 130 и расположен внутри основного корпуса 102 и удерживается им. Коронная шестерня 116 установлена в пределах полости 105 задней части 104 основного корпуса 102 и прикреплена и удерживается парой шарикоподшипников 118, 120, которые допускают вращение коронной шестерни 116 вокруг поперечной оси 121 вращения с минимальным трением. Коронная шестерня 116 содержит центральное отверстие, 122 имеющее шлицы 124 на его внутренней стенке, которые приспособлены для зацепления со шлицевыми концами полуосей 74, 76 (фиг.2), вставленных в него, когда трансмиссионный узел 100 установлен на вездеходе 10 при сборке вездехода 10. Ведущая шестерня 130 содержит коническую зубчатую часть 132, удлиненную часть 134, выступающую от одного конца конической зубчатой части 132, и часть 136 вала, выступающую от другого конца конического зубчатого колеса 132. Удлиненная часть 134 ведущей шестерни 130 вставлена в полость 138 задней части 104 основного корпуса 102 и удерживается для вращательного движения игольчатым подшипником 140. Часть 136 вала ведущей шестерни 130 удерживается для вращательного движения шарикоподшипником 142, установленным в пределах передней части 106 основного корпуса 102. Коническая зубчатая часть 132 ведущей шестерни 130 зацепляется с коронной шестерней 116 в точке 146, и при работе вращательное движение ведущей шестерни 130 вокруг продольной оси 148 преобразуется во вращательное движение коронной шестерни 116 вокруг поперечной оси 121 вращения.

Следует отметить, что показанный трансмиссионный узел 100 содержит узел конической зубчатой передачи 115 недифференциального типа, хотя может использоваться дифференциальный тип или любой другой тип зубчатой передачи, который способен передавать мощность между карданным валом 78 и колесными узлами 20, 21.

Часть 136 вала ведущей шестерни 130 соединена с задним тормозным механизмом, состоящим из узла 150 муфты для торможения во влажных условиях. Внешний элемент 152 фрикционной муфты соединен с частью 136 вала ведущей шестерни 130. Внешний элемент 152 фрикционной муфты содержит внутреннее шлицевое отверстие 153, которое зацепляется со шлицевым концом 154 части 136 вала ведущей шестерни 130. Внешний элемент 152 фрикционной муфты прикреплен к части 136 вала ведущей шестерни 130 гайкой 164. Узел 150 муфты торможения во влажных условиях содержит пакет неподвижных дисков 156 и вращающихся дисков 158. Неподвижные диски 156 имеют пазы в их внешних периферийных поверхностях и зацепляются с пазами 159 на внутренней стенке 160 передней части 106 основного корпуса 102 и таким образом являются неподвижными. Вращающиеся диски 158 имеют пазы на их внутренней окружности и зацепляются со шлицами 162 на внешнем элементе 152 фрикционной муфты и таким образом вращаются вместе с ведущей шестерней 130.

Узел 150 муфты торможения во влажных условиях приводится в действие шариковым приводом 166 с наклонной поверхностью, включающим ведущий кулачок 167, ведомый кулачок 168, расположенный смежно с пакетом неподвижных дисков 156 и вращающихся дисков 158, и множество стальных шариков 171 (фиг.6А). Ведущий кулачок 167 опирается на игольчатый подшипник 165 таким образом, что он может легко вращаться. Ведущий кулачок 167 включает несколько пазов 163 переменной глубины (фиг.6А), в которых расположены стальные шарики 171, и рычаг 169, который соединен с гидравлическим поршнем 80 и управляется механизмом 44 привода заднего тормоза, установленным слева на руле 26 (фиг.1), или педалью (не показана). При работе, когда механизм 44 приведения в действие задних тормозов нажат водителем, рабочая текучая среда под давлением поступает к гидравлическому поршню 80, который, в свою очередь, нажимает на рычаг 169, который вращает ведущий кулачок 167. Рабочая текучая среда в пределах тормозного поршня 80 закупорена от внутреннего пространства в основном корпусе 102, так что смешивание с тормозной текучей средой не происходит. Как показано на фиг.6А, ведущий кулачок 167 опирается на игольчатые подшипники 165 для облегчения его вращения. Ведущий кулачок 167 содержит несколько пазов 163 переменной глубины (показан только один) на стороне, обращенной к ведомому кулачку 168. В пазы 163 переменной глубины вставлены стальные шарики 171. На фиг.6А ведущий кулачок 167 не вращается, и стальные шарики 171 задерживаются дном пазов 163 переменной глубины таким образом, что ведущий кулачок 167 и ведомый кулачок 168 отделяют расстояние dl. Когда механизм 44 приведения в действие задних тормозов нажат водителем, ведущий кулачок 167 вращается в направлении R1, как показано на фиг.6В, так что ведомый кулачок 168 отталкивается в направлении Р1 стальными шариками 171, поднимающимися в пазах 163 переменной глубины, и к неподвижным дискам 156 и вращающимся дискам 158 прилагается осевая сила. Неподвижные диски 156 прижимаются к вращающимся дискам 158, в результате чего происходит замедление внешнего элемента 152 с фрикционной муфтой, соединенного с вращающимися дисками 158. Так как внешний элемент 152 фрикционной муфты соединен с ведущей шестерней 130, которая соединена с коронной шестерней 116, тормозная сила эффективно прилагается к задним колесным узлам 20, 21, таким образом замедляя движение вездехода 10.

Подразумевается, что, хотя показана система привода гидравлического тормоза, узел 166 наклонной поверхности с шариком может приводиться в действие тросиком, соединенным одним концом с рычагом 169, который вращает ведущий кулачок 167, и другим концом механизмом 44 привода задних тормозов, установленным слева на руле 26 (фиг.1).

Как показано на фиг.4 и 5, внешний элемент 152 фрикционной муфты также является частью механизма 170 ограничения крутящего момента, который является предшествующим по передаче относительно узла 150 торможения во влажных условиях. Механизм 170 ограничения крутящего момента состоит из фрикционной муфты, включающей внешний элемент 152 фрикционной муфты, внутренний элемент 176 фрикционной муфты, ведущие диски 182 и ведомые диски 180, прижимной элемент 178 и смещающий элемент в форме тарельчатых пружин 184. Внешний элемент 152 фрикционной муфты включает кольцевую переднюю часть 174, имеющую внутреннюю стенку 186, которая имеет множество пазов 188, которые принимают соответствующие внешние зубья 190 (фиг.5) ведомых дисков 180 таким образом, что ведомые диски 180 вращаются вместе с внешним элементом 152 фрикционной муфты. Внутренний элемент 176 фрикционной муфты содержит центральную часть 192 вала, имеющую шлицевой конец 195, выполненный с возможностью соединения с карданным валом 78 (фиг.2). Внутренний элемент 176 фрикционной муфты содержит цилиндрическую стенку 196, имеющую множество канавок или пазов 198 для приема внутренних зубьев (не показаны) ведущих дисков 182 таким образом, что ведущие диски 182 вращаются вместе с внутренним элементом 176 фрикционной муфты. Внутренний элемент 176 фрикционной муфты также содержит фланцевую часть 202. Внутренний элемент 176 фрикционной муфты удерживается в выровненном положении относительно продольной оси 148 вращения и удерживается коротким валом 194, выступающим от гайки 164, и шарикоподшипником 200, установленным на передней крышке 114 основного корпуса 102. Пружинные шайбы 184 примыкают к внутренней части 204 прижимной пластины 178 и удерживают ведущий и ведомый диски 180, 182 в сцепленном состоянии до заданного давления, соответствующего заданному максимальному крутящему моменту, за пределами которого ведущий и ведомый диски 180, 182 будут проскальзывать, таким образом исключая потенциальные повреждения, вызванные чрезмерным крутящим моментом, воздействующим на различные компоненты заднего привода 70. Сила, требуемая для подпружинивающего механизма, определяется максимальным крутящим моментом, распределяемым к компонентам трансмиссии. Любой крутящий момент, который выше заданного максимального крутящего момента, вызовет проскальзывание ведущих и ведомых дисков 180, 182 в пределах механизма 170 ограничения крутящего момента, что будет предохранять компоненты трансмиссии.

Основной корпус 102 заполнен смазочной текучей средой, которая смазывает редуктор 115, задний тормозной механизм 150 и механизм 170 ограничения крутящего момента, так что основные компоненты трансмиссионного узла 100 смазываются этой же текучей средой, что устраняет необходимость в уплотнении основных компонентов друг от друга. Только гидравлика поршня гидравлического тормоза 80 уплотнена относительно основного корпуса 102.

Ведущая шестерня 130, узел 150 муфты торможения во влажных условиях и механизм 170 ограничения крутящего момента соосны с продольной осью 148 таким образом, что узел 150 муфты торможения во влажных условиях и механизм 170 ограничения крутящего момента расположены очень близко друг к другу и трансмиссионный узел 100 компактен.

Как показано на фиг. 7, которая является схематичным видом в плане трансмиссии вездехода 10, мощность от узла 215 двигателя/трансмиссии передается на передние и задние колесные узлы 18, 19, 20, 21 через карданные валы 52 и 78, соединенные с узлом 215 двигателя/трансмиссии. Карданный вал 52 соединен с передним редуктором 54, который передает движущую силу от узла 215 двигателя/трансмиссии к левой и правой полуосям 58 и 60. Тормозной диск и суппорты 64, 66 расположены с обеих сторон относительно переднего редуктора 54 и обеспечивают тормозную силу для передних колесных узлов 18, 19. Карданный вал 78 соединен с трансмиссионным узлом 100. В трансмиссионном узле 100 движущая сила от узла 215 двигателя/трансмиссии первоначально проходит через механизм 170 ограничения крутящего момента и затем через редуктор 115, который передает движущую силу левой и правой полуосям 74 и 76. Узел 150 муфты торможения во влажных условиях расположен между механизмом 170 ограничения крутящего момента и редуктором 115 и обеспечивает тормозную силу для задних колесных узлов 20, 21. Как показано, узел 150 муфты торможения во влажных условиях, механизм 170 ограничения крутящего момента и карданный вал 78 расположены соосно, обеспечивая компактность конструкции трансмиссионного узла 100.

На фиг. 8 показан схематичный вид в плане второго варианта выполнения трансмиссии вездехода, который включает два трансмиссионных узла 100 и 240; один в передней части 220 трансмиссии и один в задний части 222 трансмиссии. Задняя часть 222 трансмиссии идентична задней части трансмиссии вездехода 10, показанной на фиг. 1, 2 и 7, тогда как передняя часть 220 включает второй трансмиссионный узел 240, который идентичен трансмиссионным узлам 100, но ориентирован в противоположном направлении. Движущая сила от узла 215 двигателя/трансмиссии передается передним колесным узлам 230, 232 через карданный вал 234 и через передний трансмиссионный узел 240. Движущая сила от карданного вала 234 первоначально проходит через механизм 270 ограничения крутящего момента и затем через узел 225 конической зубчатой передачи, который передает движущую силу левой и правой передним полуосям 258 и 260. Узел 250 муфты торможения во влажных условиях расположен между механизмом 270 ограничения крутящего момента и узлом 225 конической зубчатой передачи и обеспечивает тормозную силу для передних колесных узлов 230, 232.

На фиг. 9 показан схематичный вид третьего варианта выполнения трансмиссии, включающего трансмиссионный узел 300. Как показано, трансмиссионный узел 300 содержит механизм 370 ограничения крутящего момента и узел 350 муфты торможения во влажных условиях, но отделен от узла 315 конической передачи. Двигатель 215 соединен с трансмиссионным узлом 300 через карданный вал 378, и трансмиссионный узел 300 соединен с узлом 315 конической зубчатой передачи через короткий вал 379. Механизм 370 ограничения крутящего момента и узел 350 муфты торможения во влажных условиях расположены соосно и размещены в одном корпусе 301, который имеет сравнительно меньший размер и более компактен, чем основной корпус 102 трансмиссионных узлов 100.

На фиг. 10 показан схематичный вид четвертого варианта выполнения трансмиссии, включающего трансмиссионный узел 500. Как показано, трансмиссионный узел 500 содержит механизм 570 ограничения крутящего момента, узел 550 муфты торможения во влажных условиях и узел 515 конической зубчатой передачи. Трансмиссионный узел 500 также содержит дифференциал 510, в рабочем положении соединенный с коронной шестерней 516 узла 515 конической передачи, который допускает относительное вращательное движение между левым и правым колесами 20 и 21. Двигатель 215 соединен с трансмиссионным узлом 500 карданным валом 578. Механизм 570 ограничения крутящего момента и узел 550 муфты торможения во влажных условиях расположены соосно в основном корпусе 501 трансмиссионного узла 500. Узел 515 конической зубчатой передачи и дифференциал 510 также расположены в основном корпусе 501. Также предусматривается то, что узел 515 конической зубчатой передачи и дифференциал 510 могут располагаться отдельно от основного корпуса 501 подобно трансмиссионному узлу 300, показанному на фиг. 9.

На фиг. 11 и 12 показано специализированное транспортное средство 430. Специализированное транспортное средство 430 имеет раму 432, на которой установлен кузов 434 транспортного средства. Четыре колеса 436 подвешены на раме 432 при помощи элементов подвески (не показаны). Каждое из четырех колес 436 имеет шину 438. Предполагается, что специализированное транспортное средство 430 может иметь шесть или более колес 436. Как показано на фиг. 12, пара сидений 440, каждое из которых имеет основу 441 и спинку 442, установлена в поперечном направлении рядом друг с другом на раме 432 для размещения водителя и пассажира специализированного транспортного средства 430. Вокруг области 440 расположения сидений расположен каркас 444 безопасности, соединенный с рамой 432. Рулевой узел, включающий рулевое колесо 446, расположен перед сиденьем 440 водителя. Рулевой узел в рабочем положении соединен с двумя передними колесами 436 для обеспечения управления специализированным транспортным средством 430. Двигатель 448, показанный схематично пунктирной линией на фиг. 12, установлен на раме 432 между сиденьями 440. Двигатель 448 в рабочем положении соединен с четырьмя колесами 436 для приведения в движение специализированного транспортного средства 430. Предполагается, что двигатель 448 может быть в рабочем положении соединен только с двумя из колес 436. Грузовой кузов 450 шарнирно установлен на раме 432 сзади от сидений 440. Задняя трансмиссия специализированного транспортного средства 430 содержит описанный выше трансмиссионный узел 100, который функционально соединен с двигателем 448 карданным валом 478, и функционально соединен с задними колесами 436 через соответствующие полуоси 474 и 476. Трансмиссионный узел 100 содержит редуктор (фиг. 4 и 5), обеспечивающий передачу под прямым углом между карданным валом 478 и полуосями 474, 476, который может быть редуктором дифференциального или недифференциального типа, задний тормозной механизм и механизм ограничения крутящего момента (фиг. 4 и 5), так что трансмиссионный узел 100 комбинирует все системы главной передачи мощности и управления заднего привода специализированного транспортного средства 430.

Специализированное транспортное средство 430 имеет другие признаки и компоненты, такие как фары и ручки. Поскольку предполагается, что эти признаки и компоненты очевидны для специалиста в данной области техники, их описание здесь опущено.

Модификации и усовершенствования описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения могут быть очевидны для специалистов в данной области техники. Предшествующее описание следует рассматривать как примерное, а не вносящее ограничения. Кроме того, размеры признаков различных компонентов, которые можно видеть на чертежах, не следует рассматривать как ограничивающие, и размеры компонентов могут отличаться от размеров, которые изображены здесь на чертежах. Таким образом, объем настоящего изобретения ограничен только объемом прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к трансмиссионному узлу для внедорожного транспортного средства. Внедорожное транспортное средство содержит трансмиссионный узел, функционально соединяющий карданный вал с передними или задними колесными узлами. Трансмиссионный узел содержит основной корпус, механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях. Механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях расположены внутри основного корпуса и соосны с карданным валом внедорожного транспортного средства. Также предложен трансмиссионный узел, который комбинирует функции ограничения крутящего момента и тормоза. Достигается повышение надежности трансмиссии. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Внедорожное транспортное средство, содержащее: раму; пару передних колес, соединенных с рамой через переднюю подвеску, и пару задних колес, соединенных с рамой через заднюю подвеску; по меньшей мере, одно сиденье, установленное на раме, для размещения водителя; рулевой узел, расположенный на раме и функционально соединенный с парой передних колес для управления транспортным средством; двигатель, расположенный на раме; узел конической зубчатой передачи, включающий в себя часть вала; карданный вал, функционально соединяющий двигатель с узлом конической зубчатой передачи; левую и правую полуоси, соединяющие узел конической зубчатой передачи с парой передних колес или парой задних колес; и трансмиссионный узел, функционально соединяющий карданный вал с узлом конической зубчатой передачи; причем трансмиссионный узел содержит: основной корпус, механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой, функционально соединяющий часть вала с карданным валом, для выборочного обеспечения проскальзывания между частью вала и карданным валом, когда заданная величина крутящего момента прилагается к одному из части вала и карданного вала, узел муфты торможения во влажных условиях, функционально соединенный с механизмом ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и с узлом конической зубчатой передачи, причем узел муфты торможения во влажных условиях выборочно прилагает тормозной момент к части вала; причем механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях расположены внутри основного корпуса.

2. Внедорожное транспортное средство по п.1, в котором механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой содержит: внешний элемент фрикционной муфты; внутренний элемент фрикционной муфты; ведущие диски и ведомые диски между внешним элементом фрикционной муфты и внутренним элементом фрикционной муфты; и смещающий элемент, выполненный с возможностью приложения давления к ведущим дискам и ведомым дискам; причем узел муфты торможения во влажных условиях и механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой функционально соединены через внешний элемент фрикционной муфты механизма ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой.

3. Внедорожное транспортное средство по п.1, в котором основной корпус содержит смазочную текучую среду; при этом механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях смазываются этой же смазочной текучей средой.

4. Внедорожное транспортное средство по п.1, в котором узел конической зубчатой передачи расположен внутри основного корпуса трансмиссионного узла.

5. Внедорожное транспортное средство по п.1, в котором узел муфты торможения во влажных условиях приводится в действие шариковым приводом с наклонной поверхностью, расположенным в основном корпусе трансмиссионного узла.

6. Внедорожное транспортное средство по п.5, в котором узел муфты торможения во влажных условиях содержит: пакет вращающихся дисков и неподвижных дисков, причем вращающиеся диски и неподвижные диски перемещаются при помощи шарикового узла с наклонной поверхностью, при этом шариковый узел с наклонной поверхностью содержит: ведущий кулачок и ведомый кулачок, расположенные смежно с пакетом вращающихся и неподвижных дисков, и множество стальных шариков, расположенных между ведущим кулачком и ведомым кулачком; причем один из ведущего кулачка и ведомого кулачка содержит пазы переменной глубины, в которых расположены стальные шарики, так что вращение одного из кулачков увеличивает расстояние между ведущим кулачком и ведомым кулачком и прилагает осевую силу к вращающимся дискам и неподвижным дискам.

7. Внедорожное транспортное средство по п.5, в котором узел муфты торможения во влажных условиях дополнительно содержит гидравлический поршень, а ведущий кулачок содержит рычаг, соединенный с гидравлическим поршнем.

8. Внедорожное транспортное средство по п.5, в котором узел муфты торможения во влажных условиях содержит тормозной тросик, а ведущий кулачок содержит рычаг, соединенный с тормозным тросиком.

9. Внедорожное транспортное средство по п.1, содержащее два трансмиссионных узла, причем первый трансмиссионный узел функционально соединен с задними колесами, а второй трансмиссионный узел функционально соединен с передними колесами.

10. Внедорожное транспортное средство, содержащее: раму; пару передних колес, соединенных с рамой через переднюю подвеску, и пару задних колес, соединенных с рамой через заднюю подвеску; по меньшей мере, одно сиденье, установленное на раме для размещения водителя; рулевой узел, расположенный на раме, и функционально соединенный с парой передних колес для управления транспортным средством; двигатель, расположенный на раме; узел конической зубчатой передачи, включающий в себя часть вала; карданный вал, функционально соединяющий двигатель с узлом конической зубчатой передачи; левую и правую полуоси, соединяющие узел конической зубчатой передачи с парой передних колес или парой задних колес; и трансмиссионный узел, функционально соединяющий карданный вал с узлом конической зубчатой передачи; причем трансмиссионный узел содержит: основной корпус, механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой, функционально соединяющий часть вала с карданным валом, для выборочного обеспечения проскальзывания между частью вала и карданным валом, когда заданная величина крутящего момента прилагается к одному из части вала и карданного вала, узел муфты торможения во влажных условиях, функционально соединенный с механизмом ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и с узлом конической зубчатой передачи, причем узел муфты торможения во влажных условиях выборочно прилагает тормозной момент к части вала; причем карданный вал, механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях расположены соосно.

11. Внедорожное транспортное средство по п.10, в котором механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой содержит: внешний элемент фрикционной муфты; внутренний элемент фрикционной муфты; ведущие диски и ведомые диски между внешним элементом фрикционной муфты и внутренним элементом фрикционной муфты; и смещающий элемент, выполненный с возможностью приложения давления к ведущим дискам и ведомым дискам; причем узел муфты торможения во влажных условиях и механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой функционально соединены через внешний элемент с фрикционной муфтой механизма ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой.

12. Внедорожное транспортное средство по п.10, в котором узел конической зубчатой передачи расположен внутри основного корпуса трансмиссионного узла.

13. Внедорожное транспортное средство по п.10, в котором узел муфты торможения во влажных условиях приводится в действие шариковым приводом с наклонной поверхностью, расположенным в основном корпусе трансмиссионного узла.

14. Внедорожное транспортное средство по п.13, в котором узел муфты торможения во влажных условиях содержит: пакет вращающихся и неподвижных дисков, причем вращающиеся и неподвижные диски прижимаются друг к другу при помощи шарикового узла с наклонной поверхностью, при этом шариковый узел с наклонной поверхностью содержит: ведущий кулачок и ведомый кулачок, расположенные смежно с пакетом вращающихся и неподвижных дисков, и множество стальных шариков, расположенных между ведущим кулачком и ведомым кулачком; причем один из ведущего кулачка и ведомого кулачка содержит пазы переменной глубины, в которых расположены стальные шарики, так что вращение одного из кулачков увеличивает расстояние между ведущим кулачком и ведомым кулачком и прилагает осевую силу к пакетам вращающихся и неподвижных дисков.

15. Внедорожное транспортное средство по п.14, в котором узел муфты торможения во влажных условиях дополнительно содержит гидравлический поршень, а ведущий кулачок содержит рычаг, соединенный с гидравлическим поршнем.

16. Внедорожное транспортное средство по п.14, в котором узел муфты торможения во влажных условиях содержит тормозной тросик, а ведущий кулачок содержит рычаг, соединенный с тормозным тросиком.

17. Внедорожное транспортное средство по п.10, содержащее два трансмиссионных узла, причем первый трансмиссионный узел функционально соединен с задними колесами, а второй трансмиссионный узел функционально соединен с передними колесами.

18. Трансмиссионный узел для функционального соединения с карданным валом, содержащий: основной корпус, содержащий смазочную текучую среду; часть вала; механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой, выполненный с возможностью функционального соединения части вала с карданным валом, для выборочного обеспечения проскальзывания между частью вала и карданным валом, когда заданная величина крутящего момента прилагается к одному из части вала и карданного вала, и узел муфты торможения во влажных условиях, функционально соединенный с частью вала и выборочно прилагающий к ней тормозной момент; причем механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой и узел муфты торможения во влажных условиях оба удерживаются и расположены внутри основного корпуса; при этом механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой содержит: внешний элемент фрикционной муфты; внутренний элемент фрикционной муфты; ведущие диски и ведомые диски между внешним элементом фрикционной муфты и внутренним элементом фрикционной муфты; и смещающий элемент, выполненный с возможностью приложения давления к ведущим дискам и ведомым дискам; причем узел муфты торможения во влажных условиях содержит: пакет вращающихся дисков и неподвижных дисков, и привод для прижимания пакетов вращающихся дисков и неподвижных дисков друг к другу; при этом узел муфты торможения во влажных условиях и механизм ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой функционально соединены друг с другом через внешний элемент фрикционной муфты механизма ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой.

19. Трансмиссионный узел по п.18, в котором узел муфты торможения во влажных условиях приводится в действие шариковым приводом с наклонной поверхностью, содержащим: ведущий кулачок и ведомый кулачок, расположенные смежно с вращающимися дисками и неподвижными дисками, и множество стальных шариков, расположенных между ведущим кулачком и ведомым кулачком; причем один из кулачков содержит пазы переменной глубины, в которых расположены стальные шарики, так что вращение одного из кулачков увеличивает расстояние между ведущим кулачком и ведомым кулачком и прилагает осевую силу к вращающимся дискам и неподвижным дискам.

20. Трансмиссионный узел по п.18, дополнительно содержащий узел конической зубчатой передачи, расположенный внутри основного корпуса и в рабочем положении соединенный с узлом муфты торможения во влажных условиях и механизмом ограничения крутящего момента с фрикционной муфтой, причем узел конической зубчатой передачи включает в себя часть вала.