ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ТОРМОЖЕНИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2013 года по МПК B60T1/06 B60K23/04 B60W10/12 B60W10/18 B60K17/16 

Область техники

Настоящее изобретение относится к тормозной системе и способу торможения транспортного средства.

Уровень техники

Колесные транспортные средства, такие как автомобили, вездеходы, трехколесные транспортные средства и мотоциклы, обычно оборудованы одним или более тормозов для замедления или остановки транспортного средства. Водитель транспортного средства может включать тормоза, приводя в действие педаль, рычаг или другой привод, который расположен на транспортном средстве в пределах его досягаемости. В тормозе одного распространенного типа - дисковом тормозе - используется трение между суппортом тормоза и тормозным диском, чтобы замедлить или остановить вращение колеса транспортного средства относительно корпуса транспортного средства. Получаемое трение между шиной и грунтом создает тормозное усилие, воздействующее на транспортное средство для замедления транспортного средства.

Обычно желательно иметь возможность минимизировать расстояние, проходимое движущимся транспортным средством до его остановки. С этой целью желательно максимизировать трение между каждым колесом и грунтом во время торможения. Известно, что максимальное доступное трение, которое может создаваться шиной при скольжении относительно грунта (кинетическое трение), меньше, чем максимальное доступное трение, которое может создаваться шиной, катящейся без скольжения относительно грунта (статическое трение). Таким образом, тормозная характеристика улучшается на большинстве типов грунта благодаря увеличению тормозного момента на колесах до точки, когда тормозное усилие между шиной и грунтом лишь немного недостаточно, чтобы вызвать скольжение. Одно применение этого принципа состоит в пороговом торможении, когда водитель корректирует торможение для обеспечения возможно большего тормозного момента, прежде чем шины начнут проскальзывать. Однако эффективное пороговое торможение зависит от навыков и опыта водителя и может быть трудновыполнимым на некоторых типах грунта. Кроме того, пороговое торможение не позволяет независимо регулировать тормозное усилие на каждом колесе, что может быть необходимо, когда не все колеса находятся на грунте одного типа (например, когда некоторые колеса находятся на сухом дорожном покрытии, а другие колеса на льду), и некоторые колеса могут начать проскальзывать прежде, чем другие достигают своего максимального тормозного усилия.

Одна попытка улучшить тормозную характеристику состоит в использовании антиблокировочной тормозной системы. Блок управления обнаруживает различия скорости вращения между колесами транспортного средства для определения того, проскальзывает ли одна или более шин относительно грунта. Если конкретная шина проскальзывает, блок управления уменьшает тормозной момент на соответствующем колесе в попытке восстановить статическое трение и максимизировать тормозное усилие, создаваемое колесами. Антиблокировочная тормозная система по существу выполняет пороговое торможение индивидуально для каждого колеса. В результате, каждое колесо независимо вращается со скоростью, которая обеспечивает максимальное тормозное усилие на его конкретном грунте, и, таким образом, способствует в максимально возможной степени торможению транспортного средства. Дополнительное преимущество антиблокировочной тормозной системы состоит в том, что автомобиль может управляться при торможении, поскольку колеса не блокируются и поддерживают некоторую тягу.

Хотя антиблокировочная тормозная система (ABS) теперь широко используется в автомобилях, ее стоимость часто является чрезмерной в отношении цены вездехода. Кроме того, компоненты, в частности, тормоза на каждом колесе имеют тенденцию увеличения и децентрализации веса вездехода, тогда как уменьшение веса является важным учитываемым фактором конструкции для вездеходов. Кроме того, отдельные тормоза составляют неподрессоренную массу, которая может снижать качество езды. При этом, применимость антиблокировочной тормозной системы ограничена для двух колес, соединенных сплошной осью или блокированным дифференциалом некоторых вездеходов, поскольку эти два колеса не могут вращаться с разными скоростями, когда это будет необходимо в некоторых условиях торможения.

Для минимизации и централизации веса транспортного средства некоторые вездеходы снабжены одиночным задним дисковым тормозом либо на части сплошной задней оси, либо на карданном вале, проходящем от двигателя к заднему дифференциалу. Пример такого устройства описан в патенте США № 6491126, который включен сюда во всей полноте в качестве ссылочного материала.

Таким образом, существует потребность в тормозной системе для вездехода, которая предусматривает разные скорости вращения колес, для которых она применяется.

Также существует потребность в способе торможения транспортного средства, который предусматривает разные скорости вращения колес, к которым оно применяется.

Краткое описание изобретения

Задачей настоящего изобретения является устранение, по меньшей мере, части недостатков известного уровня техники.

Другой задачей настоящего изобретения является создание тормозной системы, в которой одинарный тормоз применяется к двум колесам, которые в состоянии вращаться с разными скоростями.

Другой задачей настоящего изобретения является создание тормозной системы, имеющей одинарный тормоз, который прилагает тормозной момент к двум колесам через самоблокирующийся дифференциал.

Другой задачей настоящего изобретения является создание тормозной системы, имеющей одинарный тормоз, который может одновременно прилагать разные тормозные моменты к двум колесам.

Другой задачей настоящего изобретения является создание способа торможения транспортного средства таким образом, что одинарный тормоз может одновременно прилагать разные тормозные моменты к двум колесам.

Согласно одному объекту изобретения создано транспортное средство, содержащее раму. На раме расположено сидение для размещения одного или более ездоков. Рама несет двигатель и множество колес. По меньшей мере, одно из множества колес функционально соединено с двигателем для сообщения движения транспортному средству. Устройство управления расположено обычно спереди от сидения и функционально соединено с, по меньшей мере, одним из множества колес для управления транспортным средством. Самоблокирующийся дифференциал удерживается рамой. Первая полуось и вторая полуось функционально соединены с самоблокирующимся дифференциалом. Первая полуось удерживает первое колесо из множества колес. Вторая полуось удерживает второе колесо из множества колес. Тормоз функционально соединен с самоблокирующимся дифференциалом. Тормоз избирательно прилагает тормозной момент к первому и второму колесам через, по меньшей мере, одну часть самоблокирующегося дифференциала для уменьшения скорости транспортного средства.

Согласно другому объекту, с самоблокирующимся дифференциалом функционально соединен вал для приложения выходного крутящего момента двигателя к самоблокирующемуся дифференциалу. Тормоз функционально соединен с самоблокирующимся дифференциалом через вал.

Согласно другому объекту, тормоз содержит тормозной диск, установленный на валу и вращающийся вместе с ним. Суппорт тормоза удерживается рамой и работает для избирательного фрикционного сцепления с тормозным диском для приложения тормозного момента.

Согласно другому объекту, по меньшей мере, одна часть тормоза установлена на, по меньшей мере, одной части самоблокирующегося дифференциала.

Согласно другому объекту, блок управления имеет электрическое соединение с самоблокирующимся дифференциалом. Когда тормоз приводится в действие, блок управления работает для избирательного увеличения степени сцепления самоблокирующегося дифференциала в ответ на разность скоростей вращения первого и второго колес, превышающую первую заданную разность.

Согласно другому объекту, избирательное увеличение степени сцепления самоблокирующегося дифференциала включает увеличение приводом степени сцепления муфты самоблокирующегося дифференциала. Муфта расположена в рабочем положении между, по меньшей мере, одной частью самоблокирующегося дифференциала и одной из первой и второй полуосей.

Согласно другому объекту, первая заданная разность составляет от 7 до 9 об./мин.

Согласно другому объекту, вал имеет первую часть и вторую часть. По меньшей мере, одна часть тормоза установлена на первой части вала. Вторая часть вала соединена с самоблокирующимся дифференциалом. Муфта скольжения функционально соединяет первую часть вала со второй частью вала таким образом, что муфта скольжения в рабочем положении расположена между тормозом и, по меньшей мере, одной частью самоблокирующегося дифференциала.

Согласно другому объекту, блок управления имеет электрическое соединение с муфтой скольжения. Когда тормоз приводится в действие, блок управления работает для избирательного уменьшения степени сцепления муфты скольжения в ответ на проскальзывание, по меньшей мере, одного из первого и второго колес относительно грунта и разность между скоростями вращения первого и второго колес, которая меньше второй заданной разности. Вторая заданная разность меньше первой заданной разности.

Согласно другому объекту, вторая заданная разность составляет менее 1 об./мин.

Согласно другому объекту, когда тормоз приводится в действие, блок управления работает для избирательного уменьшения степени сцепления муфты скольжения в ответ на то, что скорости вращения первого и второго колес меньше заданного порогового значения скорости вращения, и разность скоростей вращения первого и второго колес меньше второй заданной разности. Вторая заданная разность меньше первой заданной разности.

Согласно дополнительному объекту, изобретение обеспечивает получение способа управления транспортным средством. Транспортное средство содержит первое колесо и второе колесо. Самоблокирующийся дифференциал функционально соединен с первым колесом и вторым колесом и расположен между ними. Тормоз функционально соединен с самоблокирующимся дифференциалом таким образом, что, по меньшей мере, часть самоблокирующегося дифференциала в рабочем положении расположена между тормозом и каждым из первого и второго колес. Способ включает определение того, приведен ли в действие тормоз; определение разности скорости вращения между первым колесом и вторым колесом; если тормоз приводится в действие, увеличение степени сцепления самоблокирующегося дифференциала в ответ на то, что разность скорости вращения больше первого порогового значения; и уменьшение скорости транспортного средства.

Согласно другому объекту, способ включает определение того, проскальзывают ли первое и второе колеса относительно грунта. Когда тормоз приводится в действие, степень сцепления самоблокирующегося дифференциала уменьшается в ответ на то, что оба из первого и второго колес имеют тягу относительно грунта и разность скорости вращения меньше второго порогового значения. Второе пороговое значение меньше первого порогового значения.

Согласно другому объекту, определение того, имеет ли первое и второе колесо тягу относительно грунта, включает сравнение скорости транспортного средства со скоростями вращения каждого из первого и второго колес.

Согласно другому объекту, транспортное средство содержит, по меньшей мере, одно третье колесо. Определение, имеет ли первое и второе колеса тягу относительно грунта, включает сравнение скорости вращения, по меньшей мере, одного третьего колеса со скоростями вращения первого и второго колес.

Согласно другому объекту, транспортное средство также содержит вал, функционально соединенный с самоблокирующимся дифференциалом для приложения выходного крутящего момента двигателя к самоблокирующемуся дифференциалу. Определение того, имеют ли первое и второе колеса тягу относительно грунта, включает сравнение скорости вращения вала со скоростью вращения, по меньшей мере, одного из первого и второго колес.

Согласно другому объекту, транспортное средство также содержит муфту скольжения, в рабочем положении расположенную между тормозом и самоблокирующимся дифференциалом. Когда тормоз приводится в действие, степень сцепления муфты скольжения уменьшается, когда, по меньшей мере, одно из первого и второго колес проскальзывает относительно грунта.

В контексте этой заявки термин "имеет тягу", когда он используется в связи с колесом или шиной, означает, что колесо катится без скольжения относительно грунта.

В контексте этой заявки термин "сцепление", когда он используется в связи с муфтой или дифференциалом, относится к состоянию, в котором два компонента, соединенные муфтой или дифференциалом, вращаются с одинаковой скоростью. Таким образом, увеличение степени сцепления дифференциала вызывает его работу, более подобную работе блокированного дифференциала, посредством ограничения этих двух компонентов одинаковой скоростью вращения или меньшей максимальной разностью скорости вращения. Подобным образом, уменьшение степени сцепления дифференциала вызывает его работу более подобно разблокированному дифференциалу, допуская большую разность скорости вращения между этими двумя компонентами.

Каждый вариант осуществления настоящего изобретения имеет, по меньшей мере, одно из указанных выше задач и/или объектов, но не обязательно имеет все. Следует понимать, что некоторые объекты настоящего изобретения, которые достигнуты попыткой решения указанных выше задач, могут не решать эти задачи и/или могут решать другие задачи, не указанные здесь специально.

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

Краткое описание чертежей

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

фиг. 1 - вид вездехода в перспективе спереди слева;

фиг. 2 - схематичный вид конфигурации трансмиссии вездехода, показанного на фиг. 1;

фиг. 3 - схематичный вид конфигурации альтернативной трансмиссии вездехода, показанного на фиг. 1;

фиг. 4 - вертикальный вид сбоку двигателя и трансмиссии, показанной на фиг. 3;

фиг. 5 - вид сечения двигателя, показанного на фиг. 4, выполненного вертикально через вал переднего привода, пересекающий кожух двигателя;

фиг. 6 - частичный вид сечения двигателя, показанного на фиг. 4, показывающий вал переднего привода, проходящий над масляным поддоном двигателя и между противовесами коленчатого вала;

фиг. 7 - схематичный вид сбоку трансмиссии с фиг. 3;

фиг. 8 - вид в перспективе нижней части трансмиссии вездехода с фиг. 1, показывающий селекторный механизм привода на два колеса/полного привода для избирательного соединения трансмиссии с валом переднего привода в дополнение к валу заднего привода;

фиг. 9 - схематичный вид конфигурации альтернативной трансмиссии вездехода с фиг. 1, в которой трансмиссия расположена спереди от кожуха двигателя;

фиг. 10 - вид сечения альтернативной трансмиссии вездехода, показанного на фиг. 1;

фиг. 11 - вид в перспективе сзади слева тормозной системы согласно первому варианту осуществления изобретения;

фиг. 12 - схематичный вид сечения тормозной системы с фиг. 11;

фиг. 13 - вид в перспективе сзади слева тормозной системы согласно второму варианту осуществления изобретения;

фиг. 14 - схематичный вид сечения тормозной системы, показанной на фиг. 13;

фиг. 15 - вид в перспективе сзади слева тормозной системы согласно третьему варианту осуществления изобретения;

фиг. 16 - схематичный вид сечения тормозной системы, показанной на фиг. 15;

фиг. 17 - схематичный вид сечения тормозной системы согласно четвертому варианту осуществления изобретения; и

фиг. 18 - логическая схема, показывающая работу тормозной системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Настоящее изобретение описано здесь, как используемое для передних колес вездехода, однако предусматривается, что изобретение может использоваться как для передних колес вездехода, так и для транспортных средств с другой колесной конфигурацией, таких как трехколесные транспортные средства.

На фиг. 1 показан вид в перспективе вездехода, обозначенного в целом ссылочной позицией 10, включающего трансмиссию 20, для которой может быть применен вариант осуществления настоящего изобретения. Вездеход 10 включает раму 12, на которой установлен корпус 13 и двигатель внутреннего сгорания (не показан на фиг. 1) для снабжения мощностью транспортного средства. С рамой 12 также соединены четыре колеса 14 с шинами 15 малого давления, которые приспособлены для условий бездорожья и движения по пересеченной местности. Вездеход 10 также включает сидение 18 верховой посадки, установленное на раме 12 для размещения водителя и, в случае необходимости, одного или более пассажиров. Вездеход 10 имеет центр тяжести, через который проходит центральная продольная ось 8.

Как показано на фиг. 1, два передних колеса 14 подвешены на раме 12 соответствующими узлами передней подвески (например, при помощи системы двойной А-образной рычажной подвески), в то время как два задних колеса 14 подвешены на раме соответствующими узлами задней подвески (например, системами подвески на жестком качающемся рычаге). Передние и задние колеса 14 имеют 10-12-дюймовые ободы, и каждое снабжено шиной 15 малого давления, которая установлена на ободе каждого колеса и накачана до давления не больше 2 кг/см² (то есть, не больше 196 кПа или 28 фунтов на квадратный дюйм).

Как показано на фиг. 1, вездеход 10 также включает рулевой механизм 16, который удерживается с возможностью поворота рамой 12, позволяя водителю управлять транспортным средством. Рулевой механизм 16 включает руль, соединенный с рулевой колонкой (не показана) для приведения в действие рулевых тяг, соединенных с левым и правым передними колесами 14.

Как известно в данной области техники, вездеход 10 приводится в действие двигателем внутреннего сгорания, имеющим кожух 30 двигателя, например, четырехтактным двигателем с одинарным верхним кулачковым валом, цилиндры которого расположены в V-образной или W-образной конфигурации, хотя, как будет понятно специалистам в данной области техники, его можно заменить двигателями других типов и конфигураций. В цилиндрах расположены поршни 31, совершающие возвратно-поступательное движение и соединенные с коленчатым валом 34, как также известно в данной области техники. Коленчатый вал 34 двигателя соединен с трансмиссией 20, которая передает крутящий момент к задним колесам 14 при наличии привода на, по меньшей мере, два колеса, и, возможно, также передает крутящий момент к передним колесам 14 для полного привода.

На фиг. 2 схематично показана компоновка и силовой узел трансмиссии 20 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Следует понимать, что настоящее изобретение применимо к альтернативным конфигурациям трансмиссии и не ограничено применением для показанной трансмиссии 20. Как указано выше, трансмиссия 20 механически соединена с двигателем внутреннего сгорания. В показанном варианте осуществления изобретения трансмиссия 20 включает отдельную трансмиссию 40, которая с возможностью отсоединения соединена с задней частью кожуха 30 двигателя. Трансмиссия 40, предпочтительно, соединена с кожухом 30 двигателя резьбовыми крепежными средствами 70, например, болтами, которые облегчают сборку и разборку трансмиссии 40.

Как показано на фиг. 2, двигатель и трансмиссия 40 функционально соединены вариатором 22, имеющим ремень 25, соединяющий выход 32 двигателя с входом 42 трансмиссии. Выход 32 двигателя включает коленчатый вал 34, соединенный с поршнями 31 в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания и приводимый ими. На коленчатом валу 34 установлен приводной шкив 36, который приводит в движение соответствующий ведомый шкив 46 при помощи ремня 25. Ведомый шкив 46 установлен на входном валу 44, который передает мощность трансмиссии 40. Трансмиссия 40 имеет редуктор (не показанный, но известный в данной области техники) для уменьшения угловой скорости входного вала 44 для увеличения крутящего момента.

Как показано на фиг. 2, трансмиссия 40 функционально соединена и с системой 50 переднего привода, и с системой 60 заднего привода. Система 50 переднего привода включает вал 52 переднего привода, соединенный задним концом с трансмиссией 40 (то есть, с передним концом промежуточного вала 84 трансмиссии 40) и передним концом с передним самоблокирующимся дифференциалом 54. Работа самоблокирующегося дифференциала 54 будет описана ниже более подробно. Передний самоблокирующийся дифференциал 54 соединен с левой передней полуосью 56 и правой передней полуосью 58, которые, в свою очередь, соединены с передними колесами 14. Аналогично, система заднего привода 60 включает вал 62 заднего привода, соединенный передним концом с трансмиссией 40 (то есть, с задним концом промежуточного вала 84 трансмиссии 40) и задним концом с задним дифференциалом 64. Дифференциал 64 соединен с левой задней полуосью 66 и правой задней полуосью 68, которые, в свою очередь, соединены с задними колесами 14. Таким образом, трансмиссия 20 позволяет водителю выбирать привод на два колеса (то есть, мощность передается только к валу заднего привода), или полный привод (то есть, мощность передается и к валу переднего привода, и к валу заднего привода). Предусматривается, что вместо одного или обоих из ведущих валов 52, 62 могут использоваться приводные цепи.

Для предоставления возможности водителю выбирать между режимами привода на два колеса и полного привода, трансмиссия 40 может, в случае необходимости, включать селектор режимов привода на два колеса и полного привода, способный избирательно соединять или разъединять приводной вал между передним и задним приводом. Это позволяет водителю осуществлять переключение между приводом на два колеса и полным приводом. Трансмиссия 40 также может включать переключатель коробки передач, позволяющий водителю выбрать один из множества режимов привода для транспортного средства, причем режимы привода включают стояночный режим, нейтральный режим, режим заднего хода и режим переднего хода. В одном варианте осуществления изобретения режимы привода также включают режим движения с высокой скоростью и режим движения с малой скоростью. Как будет понятно специалистам в данной области техники, переключатель коробки передач может допускать выбор других режимов привода, например, трех или больше передач движения вперед. Сам переключатель коробки передач соединен с рычагом переключения (не показан), который легкодоступен для водителя, таким образом, позволяя водителю действовать переключателем коробки передач, находясь на сидении водителя.

На фиг. 3 показана общая компоновка и силовой узел альтернативной трансмиссии 20, в которой вал 52 переднего привода является шарнирным ведущим валом, имеющим два промежуточных вала 52a, 53, соединенных карданным шарниром 53a. Как показано на фиг. 3, первый промежуточный вал 53 соединен задним концом с передним концом промежуточного вала 84 и соединен передним концом с задним концом второго промежуточного вала 52a через карданный шарнир 53a. Соответственно, первый промежуточный вал 53 проходит через кожух 30 двигателя, в то время как второй промежуточный вал 52a проходит от карданного шарнира 53a, отступающего от кожуха 30 двигателя, и заканчивается в переднем дифференциале 54. Как будет понятно специалистам в данной области техники, трансмиссия 20 может быть модифицирована и может включать дополнительные промежуточные валы.

На фиг. 4 показан вертикальный вид сбоку трансмиссии 40, с возможностью разъединения присоединенной крепежными средствами 70 к задней поверхности кожуха 30 двигателя. Двигатель и трансмиссия 40 функционально соединены вариатором 22 с ременным приводом, который соединяет приводной шкив 36 на коленчатом валу 34 с ведомым шкивом 46 на входном валу 44 трансмиссии 40. Приводной шкив 36 и ведомый шкив 46 обеспечивают бесступенчатое передаточное отношение посредством размыкания или смыкания противоположных конических боковых поверхностей одного или более шкивов, как известно в данной области техники. Следует понимать, что могут использоваться альтернативные конфигурации трансмиссии 40.

Как показано на фиг. 4, промежуточный вал 84 имеет шлицевой задний конец 88, который выступает от задней части трансмиссии 40 для сцепления с соответствующими шлицами на переднем конце вала 62 заднего привода.

Как также показано на фиг. 4, первый промежуточный вал 53 вала 52 переднего привода проходит через кожух 30 двигателя и отступает от передней стороны кожуха 30 двигателя, заканчиваясь карданным шарниром 53a. Карданный шарнир 53a соединяет с возможностью вращения первый промежуточный вал 53 и второй промежуточный вал 52a вала 52 переднего привода. В другом варианте осуществления изобретения одинарный вал 52 переднего привода проходит через кожух 30 двигателя для передачи крутящего момента от трансмиссии 40 к переднему дифференциалу 54 и к передним колесам 14. Как показано на фиг. 4, вал 52 переднего привода (или первый промежуточный вал 53 в предпочтительном варианте осуществления изобретения) проходит через нижнюю часть кожуха 30 двигателя под коленчатым валом 34 и над масляным поддоном 37, как будет описано и показано ниже.

На фиг. 5 показан вид сечения первого промежуточного вала 53 вала 52 переднего привода, проходящего через кожух 30 двигателя. Первый промежуточный вал 53 вала 52 переднего привода проходит через нижнюю часть кожуха 30 двигателя. Как показано на фиг. 6, первый промежуточный вал 53, предпочтительно, проходит через кожух 30 двигателя ниже коленчатого вала 34, но выше масляного поддона 37. Предпочтительно, вал 52 переднего привода (или первый промежуточный вал 53) не должен контактировать с маслом, содержащимся в масляном поддоне 37. Ведущий вал 52 также может проходить ниже масляного поддона 37, а не выше уровня масла в масляном поддоне 37. В обеих конструкциях ведущий вал 52 не контактирует с маслом.

Как показано на фиг. 6, первый промежуточный вал 53 проходит между соседними противовесами 35. Как будет понятно специалистам в данной области техники, должен быть предусмотрен достаточный зазор между первым промежуточный валом 53 и коленчатым валом 34 таким образом, чтобы, когда поршень достигает нижней конечной точки, коленчатый вал 34 не входил в контакт с первым промежуточный валом 53. В альтернативном варианте, если это не вредит компоновке и распределению веса, первый промежуточный вал 53 может проходить рядом с противовесами 35, а не между двумя соседними противовесами 35.

На фиг. 7 показан схематичный вид сбоку трансмиссии 20. Как показано на фиг. 7, двигатель V-образного типа, имеющий кожух 30 двигателя, имеет пару цилиндров 30a. Каждый цилиндр 30a содержит возвратно-поступательный поршень 31, соединенный с шатуном (или поршневым штоком) 31a для поворота соответствующих кривошипов на общем коленчатом валу 34, как известно в области двигателей внутреннего сгорания. Коленчатый вал 34 имеет две пары отступающих вниз противовесов 35 (как лучше показано на фиг. 6). Наконец, как указано выше, приводной шкив 36 установлен на коленчатом валу 34 для привода ведомого шкива 46 через вариатор 22 с ременным приводом.

Как показано на фиг. 7, трансмиссия 40 прикреплена к задней нижней части кожуха 30 двигателя с использованием множества резьбовых крепежных средств 70, например, болтов или винтов, что облегчает сборку и разборку, то есть, ускоряет прикрепление трансмиссии 40 к кожуху 30 двигателя и отделение от него. Благодаря разъемному соединению трансмиссии 40 с задней частью кожуха 30 двигателя, центр тяжести трансмиссии 20 снижен, также оптимизируя централизацию массы.

Как показано на фиг. 7, трансмиссия 40 имеет обращенный вперед монтажный фланец 75 для прикрепления к задней поверхности кожуха 30 двигателя. Монтажный фланец 75 включает множество расположенных вдоль окружности отверстий, в которые вставлены резьбовые крепежные средства 70. Кожух 30 двигателя имеет множество расположенных вдоль окружности отверстий, соответствующих отверстиям в монтажном фланце 75. Отверстия в кожухе 30 двигателя высверлены и снабжены резьбой в соответствии с резьбой крепежных средств 70. Следует отметить, что другим учитываемым фактором конструкции является обеспечение достаточного зазора между кожухом 30 двигателя и трансмиссией 40, чтобы получить доступ ко всем крепежным средствам для гаечного ключа или другого такого инструмента. В случае необходимости, могут быть предусмотрены шайбы для минимизации локальных напряжений там, где крепежные средства 70 затягиваются с очень высоким моментом, как известно в данной области техники. Кроме того, как известно в данной области техники, может наноситься клей для фиксации резьбовых соединений, такой как Loctite™, для дополнительного закрепления резьбовых соединений, чтобы предотвращать ослабление резьбовых соединений из-за вибрации двигателя.

Как также показано на фиг. 7 и 8, трансмиссия 40 включает понижающую передачу 48, жестко установленную на промежуточном валу 84. Промежуточный вал 84 удерживается и вращается на множестве подшипников 86, установленных в опорах подшипников. Задний конец промежуточного вала 84 снабжен шлицами 88 для сцепления с соответствующими шлицами на валу 62 заднего привода.

Передний конец промежуточного вала 84 также снабжен шлицами, которые избирательно сцепляются с соединением переключателя привода на два колеса/полного привода, например, при помощи шлицевой муфты 82, которая приводится вдоль оси для передачи мощности первому промежуточному валу 53. Первый промежуточный вал 53, предпочтительно, проходит через отверстие в монтажном фланце 75. Первый промежуточный вал 53 проходит через кожух 30 двигателя, проходя между противовесами 35. Первый промежуточный вал 53 заканчивается в карданном шарнире 53a для соединения со вторым промежуточным валом 52a.

Как также показано на фиг. 7, двигатель и трансмиссия 40 включают кольцевые канавки для приема кольцевых уплотнений 87 для уплотнения кожуха 30 двигателя и трансмиссии 40 в точках сопряжения, где проходит первый промежуточный вал 53, для предотвращения просачивания масла из кожуха 30 двигателя или трансмиссии 40.

На фиг. 8 показан селекторный механизм 80 привода на два колеса/полного привода, который избирательно перемещает вдоль оси шлицевую муфту 82 в зацепление со шлицевым промежуточным валом 84, чтобы соединять валы 52, 62 переднего и заднего приводов. Муфта 82 перемещается поворотом рычага 92 вокруг шарнира 94.

На фиг. 9 показан схематичный вид конфигурации, показывающий другой вариант осуществления изобретения, в котором трансмиссия 40 расположена спереди от кожуха 30 двигателя (вместо заднего расположения, как в предыдущих вариантах осуществления изобретения). Например, трансмиссия 40 может быть расположена спереди от кожуха 30 двигателя из соображений компоновки и распределения веса. Как показано на фиг. 9, трансмиссия 40 приводит промежуточный вал 84, который соединен и с валом 52 переднего привода, и с валом 62 заднего привода. В этом варианте осуществления изобретения вал 62 заднего привода проходит через кожух 30 двигателя для передачи крутящего момента самоблокирующемуся дифференциалу 64. Предпочтительно, трансмиссия 40 установлена на передней поверхности кожуха 30 двигателя. Более предпочтительно, трансмиссия 40 закреплена таким же образом, как уже описано относительно вариантов осуществления изобретения с задней установкой.

На фиг. 10 показан схематичный вид сбоку трансмиссии согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления изобретения подобен варианту осуществления изобретения, показанному на фиг. 7, но отличается от него тем, что диаметр ведомого шкива 46 вариатора 22 больше, чем диаметр приводного шкива 36. Таким образом, передаточное отношение между приводным шкивом 36 и ведомым шкивом 46 отличается от передаточного отношения в варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 7, что приводит к получению других рабочих характеристик транспортного средства.

Со ссылкой на фиг. 11-15 будут описаны тормозные системы для передних колес 14 вездехода 10 согласно нескольким вариантам осуществления изобретения. Подобным компонентам тормозных систем, которые показаны во многих вариантах осуществления изобретения, присвоены подобные ссылочные позиции с другими первыми цифрами. Некоторые компоненты, которые подобны или являются общими для больше, чем одного варианта осуществления изобретения, не будут описаны подробно относительно каждого варианта осуществления изобретения.

На фиг. 11 и 12 показана тормозная система 100 для передних колес 14 (лучше видна на фиг. 9) вездехода 10 согласно первому варианту осуществления изобретения. Следует понимать, что тормозная система 100 в альтернативном варианте может быть применена для задних колес 14 вездехода 10 или для любой пары колес транспортного средства любого другого типа. Тормоз 102 содержит тормозной диск 104, установленный на валу 52 переднего привода между трансмиссией 40 и самоблокирующимся дифференциалом 54. Суппорт 106 тормоза, установленный на раме 12 при помощи корпуса фланца 107 самоблокирующегося дифференциала 54, избирательно создает фрикционное сцепление с диском 104 известным образом, когда водитель приводит в действие привод 186 тормоза вездехода 10. Фрикционное сцепление между суппортом 106 и диском 104 замедляет вращение вала 52 переднего привода, который прилагает тормозной момент к передним колесам 14 через самоблокирующийся дифференциал 54 и соответствующие передние полуоси 56, 58. Самоблокирующийся дифференциал 54 является обычным самоблокирующимся дифференциалом типа муфты и откалиброван так, что он допускает заданную максимальную разность скорости вращения между левым и правым передними колесами 14, причем разность, предпочтительно, составляет между 7 и 9 об./мин. Предусматривается, что в альтернативном варианте может использоваться любой другой подходящий тип самоблокирующегося дифференциала 54. Также предусматривается, что механическая или электронная муфта скольжения (не показана), подобная муфте 384 скольжения, показанной на фиг. 14, может применяться на валу 52 переднего привода. Таким образом, следует понимать, что одинарный тормоз 102 может прилагать тормозной момент к обоим передним колесам 14 через вал 52 переднего привода и через самоблокирующийся дифференциал 54. Как будет описано ниже более подробно, самоблокирующийся дифференциал 54 может использоваться в сочетании с одиночным тормозом 102 для распределения тормозного момента между левым и правым передними колесами 14 на основе текущей тяги каждого колеса, таким образом, улучшая тормозную характеристику вездехода 10. При этом, некоторые из преимуществ обычной антиблокировочной тормозной системы могут быть получены с использованием меньшего количества компонентов и с меньшими затратами, чем обычная антиблокировочная тормозная система с отдельным тормозом для каждого переднего колеса 14. Кроме того, одинарный тормоз 102 и другие компоненты тормозной системы 100 могут быть расположены вблизи центральной продольной оси 8 вездехода 10. В результате, масса вездехода 10 может быть централизована, и полная масса и неподрессоренная масса вездехода 10 могут быть уменьшены. Работа тормозной системы 100 для торможения вездехода 10 будет описана подробно далее.

На фиг. 13 и 14 показана тормозная система 200 для передних колес 14 согласно второму варианту осуществления изобретения. Тормозная система 200 подобна тормозной системе 100, показанной на фиг. 11 и 12, за исключением того, что самоблокирующийся дифференциал 254 является самоблокирующимся дифференциалом с электронным управлением. Блок 270 управления имеет электрическое соединение с приводом 272, который может изменять степень сцепления муфты 274 в самоблокирующемся дифференциале 254 и, таким образом, регулировать разность скорости вращения между левым и правым передними колесами 14. Блок 270 управления может вызывать действие самоблокирующегося дифференциала 254 как разомкнутый дифференциал (полностью расцепленный), блокированный дифференциал (полностью сцепленный) или дифференциал с любой промежуточной степенью сцепления. Блок 270 управления имеет электрическое соединение с датчиками 276, 278 скорости колеса которые могут быть соединены с колесами 14, передними полуосями 56, 58 или любым другим пригодным компонентом, от которого блок 270 управления получает сигналы, показательные для скорости вращения передних колес 14. Блок 270 управления дополнительно имеет электрическое соединение с датчиком 280 скорости транспортного средства, от которого блок 270 управления получает сигналы, показательные для скорости движения вездехода 10. Блок 270 управления дополнительно имеет электрическое соединение с датчиком 282 тормоза, который соединен с приводом тормоза вездехода 10 или частью тормозной системы 200, от которой блок 270 управления получает сигналы, показывающие, был ли привод 286 тормоза приведен в действие. Тормозом 202 можно управлять механически, или он может управляться блоком 270 управления. Работа тормозной системы 200 для торможения вездехода 10 будет описана подробно далее.

На фиг. 15 и 16 показана тормозная система 300 для передних колес 14 согласно третьему варианту осуществления изобретения. Тормозная система подобна тормозной системе 200, показанной на фиг. 13 и 14, но с добавлением муфты 384 скольжения с электронным управлением на валу 352 переднего привода и в рабочем положении расположенной между первой частью 390 ведущего вала 352, на котором расположен тормоз 302, и второй частью 392 ведущего вала 352, которая соединена с самоблокирующимся дифференциалом 354. В этой компоновке суппорт 306 тормоза установлен на раме 12 непосредственно, а не через корпус самоблокирующегося дифференциала 354. Муфта 384 скольжения может быть любой пригодной муфтой, которая приспособлена для передачи крутящего момента ниже порогового уровня крутящего момента и проскальзывания, когда прилагается крутящий момент, превышающий пороговое значение. Муфта 384 скольжения, предпочтительно, является муфтой скольжения с электронным управлением, и в таком случае, пороговый уровень крутящего момента является переменным и регулируемым блоком 370 управления. Муфта 384 скольжения обычно полностью сцеплена в ходе работы вездехода 10, чтобы полностью передавать и выходной крутящий момент двигателя, и тормозной момент тормоза 302 к передним колесам 14 через вал 352 переднего привода. Муфта 384 скольжения может быть частично расцеплена во время некоторых условий торможения для модулирования полного тормозного момента, прилагаемого к передним колесам 14 тормозом 302, как будет описано подробно ниже. Работа тормозной системы 300 для торможения вездехода 10 будет описана подробно ниже.

На фиг. 17 показана тормозная система 400 для передних колес 14 согласно четвертому варианту осуществления изобретения. В этом варианте осуществления изобретения тормозной диск 404 установлен на корпусе 486 самоблокирующегося дифференциала 454. Эта компоновка предусматривает привод самоблокирующегося дифференциала 454 ремнем или цепью 452, функционально соединенными с выходом 32 двигателя. Тормоз 402 в рабочем положении расположен между ремнем или цепью 452 и зубчатыми колесами 488 самоблокирующегося дифференциала 454, и, как таковое, включение тормоза 402 прилагает тормозной момент к обоим передним колесам 14 через самоблокирующийся дифференциал 454. Каждый тормоз 402 и муфта 474 могут быть механическими, как описано относительно варианта осуществления изобретения, показанного на фиг. 11 и 12, или могут управляться блоком 470 управления. Работа тормозной системы 400 для торможения вездехода 10 будет описана подробно далее.

На фиг. 18 показана логическая схема работы тормозной системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Работа будет описана сначала со ссылками на тормозную систему 100, имеющую механический самоблокирующийся дифференциал 54, и затем относительно тормозной системы 300, имеющий самоблокирующийся дифференциал 354 с электронным управлением. Следует понимать, что тормозные системы 200 и 400 работают подобным образом, и их работа не будет описана отдельно.

Работа тормозной системы 100 будет теперь описана, начиная с этапа 500.

На этапе 505 определяется, приводится ли тормоз 102 в действие. Если тормоз 102 приводится в действие, система переходит к этапу 510. Если тормоз 102 не приводится в действие, система возвращается к этапу 505, и самоблокирующийся дифференциал 54, предпочтительно, действует обычным образом, пока привод 186 тормоза не приводится в действие. Предусматривается, что этап 505 может быть выполнен по умолчанию посредством конфигурирования самоблокирующегося дифференциала 54 таким образом, что этап 510 выполняется, по меньшей мере, всякий раз, когда тормоз 102 приводится в действие, например, самоблокирующийся дифференциал 54 может быть конфигурирован таким образом, чтобы он всегда выполнял этап 510 независимо от того, приводится ли тормоз 102 в действие.

На этапе 510 самоблокирующийся дифференциал 54 определяет, является ли разность скорости вращения между левым и правым передними колесами 14 ниже нижней пороговой скорости. Нижняя пороговая скорость может быть небольшой, например ниже 1 об./мин., при этом разность скорости вращения ниже нижнего порогового значения может указывать либо то, что передние колеса 14 достигают подобной величины тяги независимо от степени сцепления самоблокирующегося дифференциала 54, или самоблокирующийся дифференциал 54 эффективно находится в полностью соединенном или блокированном состоянии. В первом случае степень сцепления самоблокирующегося дифференциала 54 является несущественной для тормозной характеристики. В последнем случае можно улучшить тормозную характеристику, уменьшая степень сцепления самоблокирующегося дифференциала 54. В любом из этих случаев маловероятно, что улучшение тормозной характеристики может быть получено посредством увеличения степени сцепления самоблокирующегося дифференциала 54. Этот этап может быть выполнен по умолчанию посредством обычной работы самоблокирующегося дифференциала 54, заключающейся в том, что самоблокирующийся дифференциал 54 не будет создавать увеличенную степень сцепления при отсутствии достаточной разности скорости вращения между двумя передними колесами 14. Если разность скорости вращения ниже нижнего порогового значения, процесс продолжается на этапе 515. Если разность скорости не ниже нижнего порогового значения, процесс продолжается на этапе 530.

На этапе 515 самоблокирующийся дифференциал 54 определяет, есть ли у передних колес 14 тяга относительно грунта, по которому движется вездеход 10. Если у обоих из передних колес 14 есть тяга относительно грунта, это указывает, что оба передних колеса 14 могут использоваться для создания тормозного усилия. Улучшенная тормозная характеристика потенциально может быть получена посредством обеспечения вращения передних колес 14 с разными скоростями, таким образом, позволяя самоблокирующемуся дифференциалу 54 распределять тормозной момент к передним колесам 14 с максимальной тягой, доступной для каждого колеса. Один признак того, что колеса проскальзывают, может состоять в том, что оба передних колеса 14 поворачиваются с медленной скоростью или не поворачиваются вообще. Если одно или и оба из передних колес 14 проскальзывают, и муфта скольжения присутствует, процесс продолжается на этапе 520. Если одно или и оба из передних колес 14 проскальзывают, и муфта скольжения не присутствует, процесс возвращается к этапу 505. Если у обоих передних колес 14 есть тяга, процесс продолжается на этапе 525. Следует понимать, что при отсутствии муфты скольжения, эта конфигурация создает такое же тормозное усилие, как обычная сплошная ось, когда нижнее пороговое значение на этапе 510 достаточно мало, чтобы самоблокирующийся дифференциал 54 был эффективно блокирован.

На этапе 520 степень сцепления муфты скольжения уменьшается в ответ на скольжение передних колес 14, обнаруженное на этапе 515. Скольжение вызвано тормозом 102, создающим такой большой тормозной момент, что шины не могут поддерживать статическое трение относительно грунта независимо от того, как крутящий момент распределен между передними колесами 14 самоблокирующимся дифференциалом 54. Уменьшение сцепления в муфте скольжения уменьшает величину тормозного момента, передаваемого от тормоза 102 к самоблокирующемуся дифференциалу 54. В результате, самоблокирующийся дифференциал 54 имеет меньший тормозной момент для распределения между двумя передними колесами 14, потенциально позволяя самоблокирующемуся дифференциалу 54 распределять каждому переднему колесу 14 надлежащее количество крутящего момента для торможения без проскальзывания на грунте. Процесс возвращается к этапу 505. Если муфта скольжения не предусмотрена на валу переднего привода, этап 520 исключается, и процесс возвращается от этапа 515 к этапу 505. В этой конфигурации тормозная характеристика вездехода 10 не может быть дополнительно улучшена самоблокирующимся дифференциалом 54 при текущих условиях торможения.

На этапе 525 в ответ на определение на этапе 515, что оба передних колеса 14 имеют тягу относительно грунта, степень сцепления самоблокирующегося дифференциала 54 уменьшается. Предусматривается, что это может быть результатом обычной работы самоблокирующегося дифференциала 54 из-за момента, прилагаемого к каждому переднему колесу 14 грунтом. В результате, передние колеса 14 могут вращаться с разными скоростями, таким образом, что к каждому переднему колесу 14 может прилагаться увеличенный тормозной момент, не вызывая проскальзывания передних колес 14, таким образом, обеспечивая увеличенную тягу и улучшенные характеристики торможения и управляемости относительно обычного блокированного дифференциала или сплошной оси. Процесс возвращается к этапу 505.

На этапе 530, в ответ на разность скоростей вращения передних колес 14, которая больше нижнего порогового значения (этап 510), разность скоростей вращения сравнивается с верхним пороговым значением. Верхнее пороговое значение соответствует максимальной разности скоростей вращения, допускаемой конфигурацией самоблокирующегося дифференциала 54. Как таковое, сравнение может быть выполнено по умолчанию самоблокирующимся дифференциалом 54 с увеличением его степени сцепления, когда разность скоростей вращения увеличивается. Верхнее пороговое значение может регулироваться посредством калибровки силы смещения, действующей на муфту 174, или иначе калибровки самоблокирующегося дифференциала 54, если используется другой тип самоблокирующегося дифференциала 54, как будет понятно специалистам в данной области техники. Верхнее пороговое значение, предпочтительно, находится между 7 и 9 об./мин., но может быть выше или ниже в зависимости от заданных качеств езды. Увеличение верхнего порогового значения обычно обеспечивает более легкое выполнение поворотов на твердом и однородном грунте, таком как бетонные или мощеные дороги, тогда как уменьшение верхнего порогового значения обычно обеспечивает лучшие тормозные характеристики на пересеченной или неоднородной местности, на которой разные колеса транспортного средства могут испытывать разные уровни тяги. Если разность скоростей вращения больше верхнего порогового значения, указывая на то, что одно переднее колесо 14 проскальзывает, процесс продолжается на этапе 535. Если разность скоростей вращения меньше верхнего порогового значения, указывая на то, что у обоих колес есть тяга, процесс возвращается к этапу 505. Разность скоростей вращения между нижним пороговым значением и верхним пороговым значением указывает на то, что оба передних колеса 14 катятся без проскальзывания с разными скоростями вращения, соответствующими желательным условиям торможения. Следует понимать, что эта ситуация обеспечивает улучшенные тормозные характеристики по сравнению с обычным вездеходом с блокированным дифференциалом, в котором или одно переднее колесо 14 может проскальзывать относительно грунта, или одно переднее колесо 14 может обеспечивать меньше его максимального тормозного усилия, из-за другой максимальной величины трения, доступной между каждым передним колесом 14 и грунтом, на котором оно находится.

На этапе 535, в ответ на разность об./мин. выше верхнего порогового значения, степень сцепления самоблокирующегося дифференциала 54 увеличивается. Цель увеличения степени сцепления состоит в том, чтобы передавать дополнительный тормозной момент колесу, которое не проскальзывает, чтобы улучшить тормозные характеристики вездехода 10. Процесс тогда возвращается к этапу 505.

Теперь со ссылками на фиг. 18 будет описана работа тормозной системы 300, начиная с этапа 500.

На этапе 505 блок 370 управления определяет, приводится ли в действие тормоз 302 на основе сигнала, полученного от датчика 382 тормоза. Блок 370 управления также может определять степень, до которой приводится в действие тормоз 302, которая показательна для скорости замедления, заданной водителем. Если тормоз 302 приводится в действие, процесс продолжается от этапа 505 до этапа 510. Если тормоз 302 не приводится в действие, процесс возвращается к этапу 505, и самоблокирующийся дифференциал 354, предпочтительно, действует как обычный самоблокирующийся дифференциал, в то время как блок 370 управления ждет дальнейшего сигнала.

На этапе 510 блок 370 управления получает сигналы от датчиков 276, 278 скорости колеса, указывающие на разность скорости вращения между левым и правым передними колесами 14. Предусматривается, что блок 370 управления может получать или отдельные сигналы от каждого датчика 276, 278 скорости колеса, указывающие скорость вращения каждого переднего колеса 14, или один сигнал, указывающий разность между соответствующими скоростями вращения. Блок 370 управления определяет, является ли разность скоростей вращения ниже нижней пороговой скорости. Нижняя пороговая скорость может быть небольшой, например, ниже 1 об./мин., когда разность ниже нижнего порогового значения указала бы, что или передние колеса 14 достигают одинаковой величины тяги независимо от степени сцепления самоблокирующегося дифференциала 354, или самоблокирующийся дифференциал 354 эффективно находится в полностью сцепленном или блокированном состоянии. В первом случае степень сцепления самоблокирующегося дифференциала 354 является несущественной для тормозной характеристики. В последнем случае можно улучшить тормозную характеристику, уменьшая степень сцепления самоблокирующегося дифференциала 354. В любом из этих случаев маловероятно, что улучшение тормозной характеристики может быть получено увеличением степени сцепления самоблокирующегося дифференциала 354, и процесс продолжается на этапе 515. Если разность не ниже нижнего порогового значения, процесс переходит к этапу 530.

На этапе 515, блок 370 управления определяет, проскальзывают ли оба из передних колес 14 относительно грунта, по которому движется вездеход 10. Если у обоих из передних колес 14 есть тяга относительно грунта, это указывает на то, что оба передних колеса 14 могут использоваться для создания тормозного усилия. Улучшенная тормозная характеристика потенциально может быть получена посредством обеспечения возможности вращения передних колес 14 с разными скоростями, таким образом, позволяя самоблокирующемуся дифференциалу 354 распределять тормозной момент передним колесам 14 согласно максимальной тяге, доступной для каждого колеса. Определение того, проскальзывают ли передние колеса 14, может быть выполнено на основе любого пригодного сигнала или сигналов, полученных от одного или более датчиков вездехода 10. Одно указание на то, что оба колеса проскальзывают, может состоять в том, что оба передних колеса 14 поворачиваются с низкой скоростью или не поворачиваются вообще. Одним указанием на то, что у одного из передних колес 14 есть тяга, может быть большая сила, прилагаемая грунтом к не проскальзывающему переднему колесу 14, что создает тенденцию вращения передних колес 14 с разными скоростями. Например, блок 370 управления может сравнивать текущую скорость вращения каждого или обоих из передних колес 14 с расчетной скоростью. Расчетная скорость может быть скоростью вращения одного или обоих из задних колес 14 или скоростью вращения вала 52. Расчетная скорость в альтернативном варианте может быть текущей скоростью вездехода 10, определенной любым пригодным средством, независимым от текущей скорости передних колес 14, таким как глобальная система позиционирования (не показана). Расчетная скорость в альтернативном варианте может быть ожидаемой скоростью вращения передних колес 14, вычисленной на основе скорости транспортного средства или передних колес до торможения и продолжительности приложения тормозного момента. При этом вычислении может использоваться степень приведения в действие тормоза 302, определенная на этапе 505, суммированная по продолжительности приложения тормозного момента. В любом из этих случаев скорость передних колес 14 ниже расчетной скорости может указывать на проскальзывание колес относительно грунта. Следует понимать, что при отсутствии муфты скольжения эта конфигурация создает такое же тормозное усилие, как обычная сплошная ось, когда нижнее пороговое значение на этапе 510 достаточно мало, и самоблокирующийся дифференциал 354 эффективно блокирован.

На этапе 520 степень сцепления муфты скольжения снижается в ответ на скольжение передних колес 14 обнаруженное на этапе 515. Скольжение вызвано тормозом 302, создающим такой большой тормозной момент, что шины не могут поддерживать статическое трение относительно грунта, независимо от того, как крутящий момент распределен между передними колесами 14 самоблокирующимся дифференциалом 354. Уменьшение сцепления муфты скольжения уменьшает величину тормозного момента, передаваемого от тормоза 302 к самоблокирующемуся дифференциалу 354. В результате, самоблокирующийся дифференциал 354 имеет меньший крутящий момент для распределения между двумя передними колесами 14, потенциально позволяющий обоим передним колесам 14 тормозить без скольжения по грунту. Процесс возвращается к этапу 505. Если муфта скольжения не предусмотрена на валу переднего привода, этап 520 исключается, и процесс возвращается к этапу 505. В этой конфигурации тормозная характеристика вездехода 10 не может быть дополнительно улучшена самоблокирующимся дифференциалом 354.

На этапе 525 в ответ на указание, что, по меньшей мере, одно переднее колесо 14 не проскальзывает относительно грунта, степень сцепления самоблокирующегося дифференциала 354 уменьшается. В результате, передние колеса 14 могут вращаться с разными скоростями таким образом, что оба передних колеса 14 могут катиться без проскальзывания с разными скоростями, таким образом, производя увеличенную тягу и улучшенные характеристики торможения и управляемости относительно обычного блокированного дифференциала или сплошной оси. Процесс возвращается к этапу 505.

На этапе 530 в ответ на разность скоростей вращения передних колес 14, которая больше нижнего порогового значения (этап 510), разность скоростей вращения сравнивается с верхним пороговым значением. Верхнее пороговое значение соответствует максимальной разности скоростей вращения, допускаемой конфигурацией самоблокирующегося дифференциала 354. Как таковое, сравнение может быть выполнено по умолчанию самоблокирующимся дифференциалом 354, увеличивающим его степень сцепления, когда разность скоростей вращения увеличивается. Верхнее пороговое значение может регулироваться посредством калибровки силы смещения, действующей на муфту 374, или иначе калибровки самоблокирующегося дифференциала 354, если используется другой тип самоблокирующегося дифференциала 354, как будет понятно специалистам в данной области техники. Верхнее пороговое значение, предпочтительно, составляет от 7 до 9 об./мин., но может быть выше или ниже в зависимости от заданных качеств езды. Увеличение верхнего порогового значения обычно предусматривает более легкое выполнение поворотов на твердом и однородном грунте, таком как бетонные или мощеные дороги, тогда как уменьшение верхнего порогового значения обычно предусматривает лучшие тормозные характеристики на пересеченной или неоднородной местности, на которой разные колеса транспортного средства могут испытывать разные уровни тяги. Если разность скоростей вращения больше верхнего порогового значения, указывая, что одно переднее колесо 14 проскальзывает, процесс продолжается на этапе 535. Если разность скоростей вращения меньше верхнего порогового значения, указывая, что у обоих колес есть тяга, процесс возвращается к этапу 505. Разность скоростей вращения между нижним пороговым значением и верхним пороговым значением указывает, что оба передних колеса 14 катятся без проскальзывания с разными скоростями вращения, соответствуя желательной ситуации торможения. Следует понимать, что эта ситуация обеспечивает улучшенные тормозные характеристики по сравнению с обычным вездеходом с блокированным дифференциалом, в котором или одно переднее колесо 14 может проскальзывать относительно грунта, или одно переднее колесо 14 может обеспечивать меньшее, чем его максимальное, тормозное усилие, из-за разной максимальной величины трения, доступной между каждым передним колесом 14 и грунтом, на котором оно находится.

На этапе 535 в ответ на разность об./мин. выше верхнего порогового значения, степень сцепления самоблокирующегося дифференциала 354 увеличивается. Цель увеличения степени сцепления состоит в том, чтобы передавать дополнительный крутящий момент колесу, которое не проскальзывает, чтобы улучшить тормозные характеристики вездехода 10. Процесс тогда возвращается к этапу 505.

Следует понимать, что указанные выше устройство и способ обеспечивают улучшенные тормозные характеристики и управляемость по сравнению с обычным блокированным дифференциалом при, по меньшей мере, некоторых условиях, также обеспечивая получение вездехода 10, имеющего улучшенную централизацию массы, уменьшенный вес и уменьшенную неподрессоренную массу.

Модификации и усовершенствования описанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения могут стать очевидными для специалистов в данной области техники. Предшествующее описание следует рассматривать как иллюстративное, а не вносящее ограничения. Объем настоящего изобретения, таким образом, ограничен исключительно объемом прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к тормозной системе и способу торможения транспортного средства. Транспортное средство содержит множество колес, установленных на раме. Колесо функционально соединено с двигателем для сообщения движения транспортному средству. Самоблокирующийся дифференциал удерживается рамой. Первая полуось и вторая полуось функционально соединены с самоблокирующимся дифференциалом. Первая полуось удерживает первое колесо из множества колес. Вторая полуось удерживает второе колесо из множества колес. Тормоз функционально соединен с самоблокирующимся дифференциалом. Тормоз избирательно прилагает тормозной момент к первому и второму колесам через одну часть самоблокирующегося дифференциала для уменьшения скорости транспортного средства. Когда тормоз приводится в действие, блок управления работает для избирательного увеличения степени сцепления самоблокирующегося дифференциала в ответ на разность скоростей вращения первого и второго колес, превышающую первую заданную разность. Также разработан способ управления транспортным средством. Достигаются улучшение тормозной характеристики и минимизация и централизация веса транспортного средства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Транспортное средство, содержащее:
раму;
сиденье, расположенное на раме для размещения одного или более ездоков;
двигатель, установленный на раме;
множество колес, установленных на раме, причем, по меньшей мере, одно из множества колес функционально соединено с двигателем для сообщения движения транспортному средству;
рулевое устройство, расположенное обычно спереди от сиденья и функционально соединенное с, по меньшей мере, одним из множества колес для управления транспортным средством;
самоблокирующийся дифференциал, установленный на раме;
вал, функционально соединенный с самоблокирующимся дифференциалом для приложения выходного крутящего момента двигателя к самоблокирующемуся дифференциалу;
первую полуось и вторую полуось, функционально соединенные с самоблокирующимся дифференциалом,
причем первая полуось удерживает первое колесо из множества колес, а вторая полуось удерживает второе колесо из множества колес;
тормоз, функционально соединенный с самоблокирующимся дифференциалом через вал, причем тормоз содержит тормозной диск, установленный на валу и вращающийся вместе с ним, и избирательно прилагает тормозной момент к первому и второму колесам через, по меньшей мере, одну часть самоблокирующегося дифференциала для уменьшения скорости транспортного средства; и
блок управления, имеющий электрическое соединение с самоблокирующимся дифференциалом;
причем, когда тормоз приводится в действие, блок управления работает для избирательного увеличения степени сцепления самоблокирующегося дифференциала в ответ на разность скоростей вращения первого и второго колес, превышающую первую заданную разность.

2. Транспортное средство по п.1, в котором тормоз дополнительно содержит суппорт тормоза, удерживаемый рамой и работающий для избирательного фрикционного сцепления с тормозным диском для приложения тормозного момента.

3. Транспортное средство по п.1, в котором, по меньшей мере, одна часть тормоза установлена, по меньшей мере, на одной части самоблокирующегося дифференциала.

4. Транспортное средство по п.1, в котором избирательное увеличение степени сцепления самоблокирующегося дифференциала включает увеличение приводом степени сцепления муфты самоблокирующегося дифференциала, причем муфта в рабочем положении расположена между, по меньшей мере, одной частью самоблокирующегося дифференциала и одной из первой и второй полуосей.

5. Транспортное средство по п.1, в котором первая заданная разность составляет от 7 до 9 об/мин.

6. Транспортное средство по п.1, в котором: вал имеет первую часть и вторую часть;
по меньшей мере, одна часть тормоза установлена на первой части вала, а вторая часть вала соединена с самоблокирующимся дифференциалом; причем транспортное средство дополнительно содержит муфту скольжения, функционально соединяющую первую часть вала со второй частью вала таким образом, что муфта скольжения в рабочем положении расположена между тормозом и, по меньшей мере, одной частью самоблокирующегося дифференциала.

7. Транспортное средство по п.6, в котором:
блок управления имеет электрическое соединение с муфтой скольжения; и когда тормоз приводится в действие, блок управления работает для избирательного уменьшения степени сцепления муфты скольжения в ответ на проскальзывание, по меньшей мере, одного из первого и второго колес относительно грунта, и разность между скоростями вращения первого и второго колес меньше второй заданной разности,
причем вторая заданная разность меньше первой заданной разности.

8. Транспортное средство по п.7, в котором вторая заданная разность составляет менее 1 об/мин.

9. Транспортное средство по п.6, в котором:
когда тормоз приводится в действие, блок управления работает для избирательного уменьшения степени сцепления муфты скольжения в ответ на то, что скорости вращения первого и второго колес меньше заданной пороговой скорости вращения, и разность скоростей вращения первого и второго колес меньше второй заданной разности,
причем вторая заданная разность меньше первой заданной разности.

10. Способ управления транспортным средством, содержащим:
первое колесо и второе колесо;
самоблокирующийся дифференциал, функционально соединенный с первым колесом и вторым колесом и расположенный между ними; и
тормоз, функционально соединенный с самоблокирующимся дифференциалом таким образом, что, по меньшей мере, часть самоблокирующегося дифференциала в рабочем положении расположена между тормозом и каждым из первого и второго колес,
при этом способ включает:
определение того, приведен ли в действие тормоз;
определение разности скорости вращения между первым колесом и вторым колесом;
если тормоз приводится в действие, увеличение степени сцепления самоблокирующегося дифференциала в ответ на то, что разность скорости вращения больше первого порогового значения; и
уменьшение скорости транспортного средства.

11. Способ по п.10, дополнительно включающий определение того, проскальзывают ли первое и второе колеса относительно грунта; и, если тормоз приводится в действие, уменьшение степени сцепления самоблокирующегося дифференциала в ответ на то, что оба из первого и второго колес имеют тягу относительно грунта, и разность скорости вращения меньше второго порогового значения, причем второе пороговое значение меньше первого порогового значения.

12. Способ по п.11, при котором определение того, имеют ли первое и второе колесо тягу относительно грунта, включает сравнение скорости транспортного средства со скоростями вращения каждого из первого и второго колес.

13. Способ по п.11, при котором транспортное средство содержит, по меньшей мере, одно третье колесо; и
определение того, имеют ли первое и второе колеса тягу относительно грунта, включает сравнение скорости вращения, по меньшей мере, одного третьего колеса со скоростями вращения первого и второго колес.

14. Способ по п.11, при котором транспортное средство дополнительно содержит вал, функционально соединенный с самоблокирующимся дифференциалом для приложения выходного крутящего момента двигателя к самоблокирующемуся дифференциалу; и
определение того, имеют ли первое и второе колеса тягу относительно грунта, включает сравнение скорости вращения вала со скоростью вращения, по меньшей мере, одного из первого и второго колес.

15. Способ по п.11, при котором транспортное средство дополнительно содержит муфту скольжения, в рабочем положении расположенную между тормозом и самоблокирующимся дифференциалом;
причем способ дополнительно включает, если тормоз приводится в действие, уменьшение степени сцепления муфты скольжения, когда, по меньшей мере, одно из первого и второго колес проскальзывает относительно грунта.