ЗАДНЯЯ ТЕЛЕЖКА НАЗЕМНОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2015 года по МПК B60K17/34 B60G11/00 B60G5/00 

Изобретение относится к наземным транспортным системам, бронеавтомобилям.

Известны задние тележки НТС (наземных транспортных систем), содержащие балансирные подвески ведущих колес автомобилей, а также элементы трансмиссии, обеспечивающие привод ведущих колес [1) Конструирование и расчет колесных машин высокой проходимости: Учебник для втузов / Н.Ф. Бочаров, И.С. Цитович, А.А. Полунгян и др.; Под общ. ред. Н.Ф. Бочарова, И.С. Цитовича. - М.: Машиностроение, 1983. - 299 с.; 2) И.И. Селиванов. Автомобили и транспортные гусеничные машины высокой проходимости. - М.: Наука. 1967. - 272 с.; 3). Ф. Лапшин. Броневахтовки. Авторевю, №24 (532) 2013. С. 57-63].

Для подвески двух близко расположенных мостов применяют балансирную подвеску, в которой балансиром, как правило, является рессора, установленная на оси балансира (1. с. 211, рис. 99). Такая подвеска при наезде одного из колес на препятствие значительно снижает вертикальное перемещение несущей системы (рамы) автомобиля. Если в традиционной подвеске рессора выполняет функции упругого и направляющего устройств, то балансирная подвеска требует установки самостоятельных направляющих устройств, например реактивных штанг. Недостатками балансирной подвески являются большая металлоемкость балансира, высокая нагруженность рамы в зоне крепления оси балансира, а также значительный боковой крен автомобиля при наезде одного из колес моста на препятствие.

Улучшение плавности хода автомобиля обеспечивается при замене зависимой подвески на независимую, так как снижаются неподрессоренные массы. Иногда применяют независимую подвеску с продольным качанием колеса (1. с. 213, рис. 101, г; 2. с. 123-125, рис. 113-116).

На НТС применяют центральную мостовую (1. с. 36, 37; рис. 14-17) или бортовую (2. с. 11, рис. 3) схему трансмиссии.

Для современных бронеавтомобилей с конической нижней частью несущего кузова (3. с. 57-63), уменьшающей последствия ударной волны взрыва мины, элементы бортовой трансмиссии, размещенные за пределами бронекорпуса, снижают живучесть бронеавтомобиля.

Центральная мостовая схема трансмиссии ограничивает компоновочные и эксплуатационные характеристики бронеавтомобиля, созданного на базе автомобиля высокой проходимости, так как центральный редуктор моста вынуждает поднимать несущий кузов (корпус) или раму, что снижает устойчивость автомобиля из-за высокого расположения центра тяжести. Элементы трансмиссии, расположенные за пределами броневой защиты, также подвержены воздействию ударной волны.

Компактное размещение центральной части трансмиссии внутри защищенной нижней части конуса несущего корпуса бронеавтомобиля можно обеспечить, взяв за основу устройство ведущей тележки по авторскому свидетельству №1641661 A1; B60K 17/34; Бюл. №14 от 15.04.91. Авторы В.И. Некрасов, Г.А. Чуева.

Защита элементов трансмиссии может быть обеспечена их размещением внутри направляющих устройств подвески. Например, привод передних и задних колес автомобиля высокой проходимости Metrak с колесной формулой 6×6 осуществляется при помощи втулочно-роликовых цепей, расположенных внутри каждого балансира (2. с. 125). Конструкция этой подвески с качающимися рычагами, условно названными балансирами, не обеспечивает эффекта балансира - уменьшения перемещения несущей системы по сравнению с вертикальным перемещением колеса, каждое колесо качается независимо.

Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является задняя тележка автомобиля высокой проходимости Урал-4320 с колесной формулой 6×6 с балансирной подвеской мостов (1. с. 211, рис. 99, б) и центральной мостовой трансмиссией (1. с. 36, рис. 15). В этом устройстве с каждой стороны автомобиля расположена рессора, кронштейн которой, закрепленный к средней части рессоры, опорой качания установлен на оси балансира, зафиксированной к раме автомобиля. Концы рессоры расположены в кронштейнах балок мостов с возможностью продольного перемещения. Направляющим устройством каждого моста являются три реактивные штанги: две расположены в нижней части ближе к колесам, одна - в центре вверху. Центральная трансмиссия этого автомобиля состоит из сцепления, КП (коробки передач), РК (раздаточной коробки) с несимметричным межмостовым дифференциалом, трех ГП (главных передач) с симметричными межколесными дифференциалами и валов (полуосей) привода ведущих колес. КП, РК и ГП соединяются карданными передачами с валами, шарнирами и компенсирующими (шлицевыми) устройствами.

Недостатки описанной конструкции заключаются в том, что она не обеспечивает защиты элементов трансмиссии от ударного воздействия взрыва мины, не позволяет снизить центр тяжести бронеавтомобиля, при наезде одного из колес моста возникает боковой крен, значительно ухудшающий условия работы тяжело нагруженного кронштейна рессоры на оси балансира. Эти недостатки ухудшают эксплуатационные и компоновочные характеристики бронеавтомобиля.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эксплуатационных и компоновочных характеристик бронеавтомобиля при повышении его живучести и улучшении плавности хода.

Поставленная задача решается за счет независимой балансирной установки колес и расположения элементов трансмиссии внутри нижней части конуса несущего корпуса и в направляющих элементах подвески.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что задняя тележка наземной транспортной системы с балансирной подвеской ведущих колес содержит на каждые два колеса борта по рессоре, установленной на оси балансира, и центральную мостовую трансмиссию, при этом на ведущем валу трансмиссии в первом центральном редукторе закреплена первая ведущая коническая шестерня и водило с сателлитами несимметричного межмостового дифференциала, его солнечная шестерня трубчатым валом соединена со второй ведущей конической шестерней, эпициклическое колесо этого дифференциала межмостовым трансмиссионным валом соединено с корпусом симметричного межколесного дифференциала, размещенного во втором центральном редукторе, его первая шестерня сплошным валом соединена с четвертой ведущей конической шестерней, а вторая шестерня дифференциала трубчатым валом соединена с третьей ведущей конической шестерней, каждая ведущая коническая шестерня зацеплена с ведомым коническим колесом, которое валом, размещенным внутри трубчатого наконечника опоры А-образного рычага, соединено с ведущей конической шестерней, зацепленной с ведомым коническим колесом редуктора рычага, далее валом, размещенным внутри наружного стержня А-образного рычага, соединено с ведущей конической шестерней, зацепленной с ведомым коническим колесом колесного редуктора, закрепленного на опорном диске ведущего колеса, опоры качания стержней А-образных рычагов установлены на трубчатых наконечниках, зафиксированных в нижней части конуса несущего корпуса за пределами базы задней тележки.

На фиг. 1 изображен вид сбоку на колеса одного борта при независимой балансирной подвеске колес задней тележки при наезде переднего левого колеса на препятствие. Контуры колес показаны пунктиром.

На фиг. 2 показано поперечное сечение: слева - по колесу с колесным редуктором и опорой рессоры на опорный диск колеса, справа вверху - по оси балансира, внизу - по оси трубчатого наконечника, зафиксированного относительно нижней конусной части несущего корпуса, внутри наконечника вал, соединяющий ведомое колесо центрального редуктора с ведущей конической шестерней редуктора А-образного рычага.

На фиг. 3 показан вид сверху на это техническое решение с трансмиссией, состоящей из двух центральных редукторов, валами и редукторами, расположенными внутри трубчатых наконечников и А-образных рычагов подвески.

В нижней конусной части несущего корпуса 1 (фиг. 1 - верхняя часть корпуса не показана) зафиксированы трубчатые наконечники 2 (фиг. 2 внизу справа) и ось 3 кронштейна балансира 4 (фиг. 2 вверху справа). Трубчатый наконечник 2 фиксируется кронштейном 5 от вертикальных, продольных и поперечных перемещений, а ось 3 - кронштейном 6. А-образные рычаги 7 внутренней 8 и наружной 9 опорами качания подвижно установлены на трубчатых наконечниках 2 (фиг. 3). Опорные диски 10 ведущих колес 11 закреплены на А-образных рычагах 7. На А-образных рычагах 7 закреплены редукторы 12 рычага и колесные редукторы 13. Рессора 14 средней частью закреплена к кронштейну 4 балансира, концы рессоры расположены в кронштейнах 15 опорных дисков 10. На ведущем валу 16 трансмиссии в первом центральном редукторе 17 закреплена первая ведущая коническая шестерня 18 и водило 19 с сателлитами несимметричного межмостового дифференциала. Его солнечная шестерня 20 трубчатым валом 21 соединена со второй ведущей конической шестерней 22. Эпициклическое колесо 23 этого дифференциала межмостовым трансмиссионным валом 24 соединено с корпусом симметричного межколесного дифференциала 25, размещенного во втором центральном редукторе 26. Его первая шестерня 27 сплошным валом 28 соединена с четвертой ведущей конической шестерней 29, а вторая шестерня 30 дифференциала трубчатым валом 31 соединена с третьей ведущей конической шестерней 32. Каждая ведущая коническая шестерня зацеплена с ведомым коническим колесом 33, которое валом 34, размещенным внутри трубчатого наконечника 2 опор 8 и 9 А-образного рычага 7, соединено с ведущей конической шестерней 35, зацепленной с ведомым коническим колесом 36 редуктора 12 А-образного рычага. Валом 37, размещенным внутри наружного стержня 38 А-образного рычага, ведомое коническое колесо 36 соединено с ведущей конической шестерней 39, зацепленной с ведомым коническим колесом 40 колесного редуктора 13, закрепленного на опорном диске 10 ведущего колеса 11. Ступица 41 ведущего колеса 11 на подшипниках качения 42 установлена на трубчатом наконечнике 43, закрепленном на опорном диске 10 ведущего колеса 11. Внутри трубчатого наконечника 43 расположен вал 44, соединяющий ведомое коническое колесо 40 со ступицей 41. Дифференциалы 19 и 25 могут быть оснащены муфтами блокировки 45. Ведущие колеса 11 имеют тормозные барабаны 46.

Устройство работает следующим образом. Трубчатые наконечники 2 зафиксированы кронштейнами 5 относительно нежней конусной части несущего корпуса 1 от вертикальных, продольных и поперечных перемещений (фиг. 3). А-образные рычаги 7, с закрепленными на них опорными дисками 10 ведущих колес 11, являются направляющим элементом подвески. Рычаги 7 опорами 8 и 9 подвижно установлены на трубчатых наконечниках 2 и обеспечивают возможность вертикального перемещения ведущих колес 11 в продольной плоскости. При наезде переднего ведущего колеса 11 на препятствие (фиг. 1) это колесо приподнимается, например, на 20 см. Это вертикальное перемещение опорным диском 10 и его кронштейном 15 воспринимается передним концом рессоры 14. Задний конец рессоры 14 опирается на кронштейн 15 и опорный диск 10 заднего ведущего колеса 11. Балансирная подвеска колес 11, за счет рессоры 14, закрепленной на кронштейне 4, который поворачивается на оси 3 балансира, вдвое снижает вертикальное перемещение оси 3 и несущего корпуса 1, т.е. корпус приподнимается только на 10 см. Крутящий момент от ведущего вала 16 (фиг. 2) поступает в первый центральный редуктор 17, где распределяется на первую ведущую коническую шестерню 18 и водило 19 с сателлитами межмостового несимметричного дифференциала. Обеспечивается постоянный блокированный привод одного колеса, что повышает проходимость НТС, и дифференциальный привод трех колес. От ведущей конической шестерни 18 крутящий момент поступает на ведомое коническое колесо 33, далее валом 34 на ведущую коническую шестерню 35 редуктора 12 А-образного рычага, затем на ведомое коническое колесо 36. Коническое зацепление 35-36 выполняет функцию карданного шарнира и позволяет передавать крутящий момент на вал 37 наружного стержня 38 А-образного рычага 7 при его качании на опорах 8 и 9 относительно трубчатого наконечника 2. От вала 37 крутящий момент поступает на ведущую коническую шестерню 39 и ведомое коническое колесо 40 колесного редуктора 13. Увеличенный зубчатыми передачами 18-33, 35-36, 39-40 крутящий момент при сниженной частоте вращения поступает на вал 44 и ступицу 41 правого переднего ведущего колеса 11. Ведущее колесо 11 вращается на подшипниках качения 42 относительно трубчатого наконечника 43 опорного диска 10 и создает силу тяги ведущего колеса 11 относительно поверхности дороги. От водила 19 сателлитами крутящий момент распределяется на солнечную шестерню 20 и эпициклическое колесо 23 пропорционально их радиусам (числу зубьев). Если внутренний параметр дифференциала равен двум, то на солнечную шестерню 20 поступит 1/3, а на эпициклическое колесо 23 и вал 24 - 2/3 крутящего момента, поступившего на межмостовой дифференциал. От симметричного межколесного дифференциала 25 на каждое колесо заднего моста поступит половина от крутящего момента вала 24, т.е. на каждое ведущее колесо 11 распределится по 1/4 крутящего момента от ведущего вала 16. От солнечной шестерни 20 трубчатым валом 21 крутящий момент поступает на вторую ведущую коническую шестерню 22 и далее по элементам 33-34-35-36-37-38-39-40-44-41 на левое переднее ведущее колесо 11. От первой шестерни 27 межколесного дифференциала 25 сплошным валом 28 крутящий момент поступает на четвертую ведущую коническую шестерню 29 и далее аналогично предыдущему варианту: 33-34-35-36-37-38-39-40-44-41 на левое заднее ведущее колесо 11. От второй шестерни 30 межколесного дифференциала 25 трубчатым валом 31 крутящий момент поступает на третью ведущую коническую шестерню 32 и далее аналогично предыдущему варианту: 33-34-35-36-37-38-39-40-44-41 на правое заднее ведущее колесо 11.

Муфты блокировки 45 дифференциалов 19 и 25 замыкают корпуса дифференциалов (водила) и трубчатые валы 21 и 31 для преодоления сложных дорожных условий.

Тормозные барабаны 46 ведущих колес 11 могут быть использованы для рабочей, запасной и стояночной тормозных систем при пневматическом или комбинированном тормозном приводе.

Обозначения:

1 - несущий корпус бронеавтомобиля;

2 - трубчатый наконечник несущего корпуса 1;

3 - ось кронштейна балансира;

4 - кронштейн балансира;

5 - кронштейн трубчатого наконечника 2;

6 - кронштейн оси 3;

7 - А-образные рычаги - направляющие элементы подвески;

8 - внутренняя опора качания А-образного рычага;

9 - наружная опора качания А-образного рычага;

10 - опорные диски ведущих колес 11;

11 - ведущие колеса;

12 - редуктор А-образного рычага;

13 - колесный редуктор А-образного рычага;

14 - рессора - упругий элемент подвески;

15 - кронштейн опорного диска 10;

16 - ведущий вал трансмиссии;

17 - первый центральный редуктор;

18 - первая ведущая коническая шестерня;

19 - водило с сателлитами несимметричного межмостового дифференциала;

20 - солнечная шестерня;

21 - трубчатый вал солнечной шестерни 20;

22 - вторая ведущая коническая шестерня;

23 - эпициклическое колесо межмостового дифференциала;

24 - межмостовой трансмиссионный вал;

25 - корпус симметричного межколесного дифференциала (водило с сателлитами);

26 - второй центральный редуктор;

27 - первая шестерня межколесного дифференциала 25;

28 - сплошной вал;

29 - четвертая ведущая коническая шестерня;

30 - вторая шестерня межколесного дифференциала 25;

31 - трубчатый вал второго центрального редуктора 26;

32 - третья ведущая коническая шестерня;

33 - ведомое коническое колесо центральных редукторов 17 и 26;

34 - вал трубчатого наконечника 2;

35 - ведущая коническая шестерня редуктора 12 рычага;

36 - ведомое коническое колесо редуктора 12 рычага;

37 - вал наружного стержня 38 А-образного рычага 7;

38 - наружный стержень А-образного рычага 7;

39 - ведущая коническая шестерня колесного редуктора 13;

40 - ведомое коническое колесо колесного редуктора 13;

41 - ступица ведущего колеса 11;

42 - подшипники качения ступицы 41 колеса 11;

43 - трубчатый наконечник опорного диска 10;

44 - вал привода ступицы 41;

45 - муфты блокировки дифференциалов;

46 - тормозные барабаны ведущих колес 11.

Использование: наземные транспортные системы, бронеавтомобили. Задача: улучшение эксплуатационных и компоновочных характеристик бронеавтомобиля за счет балансирной независимой подвески колес на А-образных рычагах, совмещенных с центральной мостовой (I-образной) трансмиссией. Сущность изобретения: каждое колесо зафиксировано на А-образном рычаге, опоры качения которого расположены на трубчатом наконечнике, зафиксированном в нижней части конуса несущего корпуса за пределами базы задней тележки, элементы трансмиссии установлены внутри трубчатых наконечников и А-образных рычагов. Положительный эффект: улучшаются эксплуатационные и компоновочные характеристики бронеавтомобиля за счет применения балансирной независимой подвески, снижения центра тяжести, повышения плавности хода, живучести, устойчивости и условий размещения экипажа. Предлагаемое устройство перспективно для современных автомобилей и бронеавтомобилей большой вместимости, имеющих два моста в задней тележке. 3 ил.

Задняя тележка наземной транспортной системы с балансирной подвеской ведущих колес, содержащая на каждые два колеса борта по рессоре, установленной на оси балансира, и центральной мостовой трансмиссией, отличающаяся тем, что на ведущем валу трансмиссии в первом центральном редукторе закреплена первая ведущая коническая шестерня и водило с сателлитами несимметричного межмостового дифференциала, его солнечная шестерня трубчатым валом соединена со второй ведущей конической шестерней, эпициклическое колесо этого дифференциала межмостовым трансмиссионным валом соединено с корпусом симметричного межколесного дифференциала, размещенного во втором центральном редукторе, его первая шестерня сплошным валом соединена с четвертой ведущей конической шестерней, а вторая шестерня дифференциала трубчатым валом соединена с третьей ведущей конической шестерней, каждая ведущая коническая шестерня зацеплена с ведомым коническим колесом, которое валом, размещенным внутри трубчатого наконечника опоры А-образного рычага, соединено с ведущей конической шестерней, зацепленной с ведомым коническим колесом редуктора рычага, далее валом, размещенным внутри наружного стержня А-образного рычага, соединено с ведущей конической шестерней, зацепленной с ведомым коническим колесом колесного редуктора, закрепленного на опорном диске ведущего колеса, опоры качания стержней А-образных рычагов установлены на трубчатых наконечниках, зафиксированных в нижней части конуса несущего корпуса за пределами базы задней тележки.