Двухскоростное мотор-колесо транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК B60K7/00 

Изобретение относится к транспорт ным ср)едствам, а именно к мотор-колесам. Известно двухскоростное моторколесо транспортного средства, содержащее установленный в колесе элек тродвигатель, вал, которого соединен с ведуишм звеном коробки передач, образованной из .трехзвенного механиз ма, имеющего звено, соединяемое дисковым тормозом с корпусом коробки передач, фрикциона, установленного между указанными звеньями, на .одном из которых установлен перемещаемый элемент фрикциона, прижимаемый пружи но: к дискам фрикциона, ведомого звена, кинематически связанного с :ОбоДом колеса и пружинного энерго;аккумулятора, обеспечивающего стояночное торможение l J. Однако конструкция данного моторколеса не позволяет осуществить его остановку при частичном или полном Выходе из строя рабочей тормозной системы. В мотор-колесе отсутствует механическое отсоединение вала электродвигателя от коробки передач при торможении транспортного средства, что приводит к нагружению звеньев коробки передач и вала электродвигателя значительными динамическими нагрузками, снижающими долговечность звеньев мотор-колеса. Кроме того, в моторколесе отсутствует механическое отсоединение электродвигателя от колеса, что не позволяет использовать его в режиме выбега. При пуске электродвигателя не обеспечена подача масла к звеньям коробки передач, дискам тормоза и фрикциона. Это снижает работоспособность и долговечность звеньев мотор-колеса. Одновременное управление включением передач и пружинным электроаккумулятором сни жает надежность работы мотор-колеса При движении транспортного средства выход из строя привода дискового тормоза и фрикциона ведет к аварийной ситуации и значительным динамическим нагрузкам на звенья коробки передач и вал электродвигателя. Для дальнейиюго движения или буксировки транспортного средства необхо ДИМ съем коробки передач. Наличие двух положений полного и частичного давлений при включении передач усложняет систему управления и контроля за величиной давления в силовых цилиндрах привода тормоза и фрикциона, снижает надежность работы мотор-колеса. Известно также двухскоростное мотор-колесо транспортного средства содержащее колесный редуктор, электродвигатель установленный в колесе вал которого кинематически соединен с ведущим звеном коробки передач, образованной из трехзвенных механизмов, имеющих звенья, соединяемые дисковыми тормозами с корпусом коробки передач и ведомого звена, кинематически связанного с ободом колеса 2. Недостаток известного двухскоростного мотор-колеса - низкие надежность и долговечность, вызванные тем, что не обеспечено удержание мотор-колеса неподвижным относительно опорной поверхности. В двухкоростном моторколесе отсутствуют средства, обеспечивающие его аварийную остановку в случае выхода из строя привода одного из дисковых тормозов, что снижает надежность его работы, и отсутствует механическое отсоединение вала электродвигателя от коробки передачи при торможении транспортного средства, что приводит к нагружению звеньев коробки передач и вала электродвигателя значительными динамическими нагрузками, снижающими долговечность звеньев двухскоростного мотор-колеса. Целью изобретения является повышение надежности и долговечности двухскоростного мотор-колеса. Указанная цель достигается тем, что двухскоростное мотор-колесо, содержащее колесный редуктор, электродвигатель, установленный в колесе, вал которого кинематически соединен с ведущим звеном коробки передач, образованной из трехзвенных механизмов, имеющих звенья, соединяемые дисковыми тормозами с корпусами коробки передач и ведомого звена, кинематически связанного с ободом колеса, снабжено камерой с пружинным энергоаккумулятором и uiTOKOM, невращающимися и фрикционными вращающимися дисками и фрихционом, при этом камера установленамежду электродвигателем и корпусом коробки передач, фрикционные вращающиеся диски установлены на ведомом звене коробки передач, а фрикцион на ведущем звене коробки передач, на котором установлен перемещаемый элемент фрикциона, поджатый пружиной к дискам фрикциона, при этам невращающиеся и фрикционные вращающиеся диски связаны с нажимным диском тормоза. Кроме огого, электродвигатель расположен между колесным редуктором и коробкой передач, в которой ведомое звено кинематически связано с ободом колеса посредством полого вала электродвигателя. На фиг. 1 схематически изображено двухскоростное мотор-колесо/ на фиг. 2 - то же, с отдельным расположением колесного редуктора, .на фиг. 3 - схемы работы двухскоростного мотор-колеса, индексами Ф, Т, Tj и Tj- обозначены фрикцион, тормоз и тормоза первой и второй передач соответственно. Двухскоростное мотор-колесо (фиг. 1 ) содержит электродвигатель установленный в ступице 2 колеса, окруженной ободом 3 с пневматическсЗ шиной 4. Вал 5 электродвигателя 1 кинематически соединен с ведущим звеном 6 коробки передач 7. Коробка передач 7 образована из двух трехзвенных мезанизмов 8 и 9. В трехзве ном механизме 8 ведущее звено 6 связано через сателлиты 10, установ ленные на водиле 11, с коронной шестерней 12. Последняя соединена с солнечной шестерней 13 трехзвенного механизма 9. Коронная шестерня 12 может присоединяться к корпусу 14 коробки передач 7 при включении дис кового тормоза 15. Солнечная шестер ня 13 трехзвенного механизма 9 связана через сателлиты 16, установлен ные на водиле 17, с коронной шестер ней 18. Водило 17 может присоединяться к корпусу 14 коробки передач 7при включении дискового тормоза 1 Дисковые тормоза 15 и 19 состоят из цилиндров 20 и 21, образованных корпусом 14 коробки передач 7, и присоединенных к нему направляющих крышек 22 и 23 соответственно. В цилиндрах 20 и 21 установлены нажим ные диски 24 и 25 с возможностью перемещения и взаимодействия с. паке тами дисков 26 и 27, установленных по обе стороны от опорного кольца 28корпуса 14. Для подачи воздуха под давлением в цилиндры 20 и 21 в крышки 22 и 23 ввернуты штуцера 29и 30 с трубопроводами 31 и 32. Водило 11 и коронная шестерня 18 установлена на ведомом звене 33 коробки передач 7. Ведомое звено 33 к нематически связано с ободом 3 коле са. Между электродвигателем 1 и корпусом 14 коробки передач 7 установлена камера 34 с пружинным энергоаккумулятором 35 и штоком 36. Связь штока 36 с пружинным энергоаккумуля тором 35 осуществлена через диафраг му 37 и кольцо 38. Шток 36 имеет возможность взаимодействия его нажимной частью 39 с фрикционными вра щающимися дисками 40, установленными на водиле 11, соединенном с ведомым звеном 33 коробки передач 7. Невращающиеся диски 41 установлены в корпусе 42 камеры 34. Фрикционные вращающиеся диски 40 и невращаюшиеся диски 41 могут взаимодействовать с нажимным диском 24 тормоза 15. 8полость 43 между диафрагмой 37 и корпусом 42 камеры 34 через отвер стие 44 подается воздух под давлением. Камера 34 с пружинным энергоаккумулятором 35 и штоком 36, фрикционные вращающиеся диски 40, невра щающиеся диски 41 и нажимной диск 24 дискового тормоза 15 образуют тормоз для остановки водила 11 и Ведомого звена 33 коробки передач 7. На ведущем звене 6 коробки передач 7 установлен фрикцион 45, соединяющий ведущее звено 6 с валом 5 электродвигателя 1. Фрикцион 45 состоит из вращающейся ступицы 46, установленной на валу 5 электродвигателя 1, перемещаемого элемента 47, установленного на ведущем звене 6, и дисков 48 и 49. Диски 48 установлены на вращающейся ступице 46, а диски 49 - в перемещаемом элементе 47 фрикциона 45. Перемеи1аемый элемент 47 прижат к дискам 48 и 49 пружиной 50. Пружина 50 установлена между перемещаемым элементом 47 и ведущим звеном 6 коробки передач 7. Связь перемещаемого элемента 47 со штоком 36 осуществлена через подшипник 51. Перемещаемый элемент 47 имеет возможность смещения в осевом направлении от дисков 48 и 49 при отсутствии избыточного давления в полости 43 камеры 34. В шток 36 ввернут болт 52 с навернутой на него гайкой 53, проходящей через отверстие 54 корпуса 42 камеры 34. В двускоростном мотор-колесе (фиг. 2 ) электродвигатель 55 распо.ложен между колесным редуктором 56 и коробкой передач 57. Ведомое звено 58 коробки передач 57 связано со звеньями колесного редуктора 56 и ободом 3 колеса через полый вал 59 электродвигателя 55. Поскольку имеются средства для удержания двухскоростного мотор-колеса неподвижным относительно опорной поверхности, а также для остановки его в случае полного или частичного выхода из строя рабочей тормозной системы, снижаются динамические нагрузки на его звенья, что повышает надежность и долговечность двухскоростного мотор-колеса. Двухскоростное мотор-колесо работает следующим образом. На стоянке (фиг. 3, схема Л ) отсутствует давление воздуха в ци линдрах 20 и 21 дисковых тормозов 15 и 19 и в полости 43 камеры 34. Перемещаемый элемент 47 отсоединен от дисков 48 и 49 фрикциона 45, пружина 50 сжата. Пружинный энергоаккумулятор 35, действуя через кольцо 38 и диафрагму 37 на шток 36, тормозит фрикционные вращающиеся диски 40 с невращающимися дисками 41. В результате, водило 11 трехзвенного механизма 8 остановлено от вращения по отнсяаению к корпусу 42 камеры „34 Действие пружинного энергоаккумулятора 35 обеспечивает взаимодействие нажимного диска 24 с пакетом дисков 26, включая дисковый тормоз 15. В результате/ коронная шестерня 12 тре звенного механизма 8 и солнечная .шестерня 13 трехзвенного механизма 9 остановлены от врашения по отноше нию к корпусу 14 коробки передач 7. При этом обеспечена остановка ведомого звена 33 коробки передач 7 на корпус 14 и остановка ступицы. 2 и обода 3 колеса, кинематически соединенных с ведомьп звеном 33. Таким образом осугпествляется удержание мотор-колеса неподвижным относитель но опорной поверхности. : При одновременном включении пружинным энергоаккумуляторрм 35 дискфвого тормоза 15 и сжатии фрикцион нйх ( вращающихся дисков 40 с невращающимися дисками 41 на нажимной диск 24 дискового тормоза 15 обеспе чено присоединение водила 11 трех- . звенного механизма 8 к корпусу 42 камеры 34, что позволяет осуществит кик удержание двухскоростного мотор колеса неподвижным относительно опорной поверхности, так и его оста новку в случае полного или частич.ного выхода из строя привода дисковых тормозов 15 и 19, отсоединяя вал 5 электродвигателя 1 от ведутдег звена 6 коробки передач 7. Пуск электродвигателя 1 (фиг. 3, схема В I осуществляется при механическом отсоединении обода 3 колес от вала 5 электродвигателя 1 для подачи масла к звеньям коробки пере дач 7. В этом режиме работы двухско ростного мотор-колеса в цилиндрах20 и 21 дисковых тормозов 15 и 19 отсутствует избыточное давление воз духа. В полость 43 между диафрагмой 37 и корпусом 42 камеры 34 через отверстие .44 подается воздух под да лением. Шток 36 перемещается и сжимает пружинный энергоаккумулятор 35. Нажимной диск 24 дискового тормоза 15 и перемещаемый элемент 47 фрикциона 45 освобождают от действия пружинного энергоаккумулятора 35. Перемещаемый элемент 47 под дей ствие пружины 50 перемещается в осе вом направлении и взаимодействует с дисками 48 и 49 фрикциона 45. В результате вал 5 электродвигателя 1 соединяется с ведущим звеном 6 коробки передач 7; Вращение вала 5 электродвигателя 1 передается ведущим звеном 6 коробки передач 7 сателлитам 10 и коронной шестерне 12 трехзвенного механизма 8, солнечной шестерне 13, сателлитам 16 и водилу 17 трехзвенного механизма 9. Таким образом, передача крутяитего момента с вала 5 электродвигателя 1 ведомому звену 33 коробки передач 7, ступице 2 и ободу 3 колеса не происходит. Рассмотренный эффект позволя ет осумествить перемешивание и подачу масла к звеньям коробки передач 7 Механическое отсоединение обода 3 колеса (фиг. 3, схема Ъ) от вала 5 электродвигателя 1 позволяет также осуществить выбег двухскоростного мотор-колеса при его движении. Для движения.на первой передаче (фиг. 3, схема С в цилиндр 21 дискового тормоза 19 подается воздух под давлением. В полости 43 камеры 34 находится воздух под давлением, и пружинный энергоаккумулятор 35 отторможен. Вал 5 электродвигателя Iсоединен фрикционном 45 с ведущим звеном 6 коробки передач 7, Коронная шестерня 12 отсоединена от корпуса 14 коробки передач 7. Нажимной диск 25 перемещается и взаимодействует с пакетом дисков 27 дискового тормоза 19 и опорным кольцом 28 корпуса 14. В результате, водило 17при соединяется к корпусу 14 коробки передач 7. В этом режиме работы крутящий момент передается с вала 5 электродвигателя 1 через фрикцион 45 на веду1;.ее звено 6 коробки передач 7. Далее момент разделяется на два потока: первый - с ведущего звена 6 сателлитами 10 коронной шестерне 12 трехзвенного механизма 8, солнечной шестерне 13, сателлитам 16, коронной шестерней 18 трехзвенного механизма 9 и ведомому звену 33 коробки передач 7/ второй - с ведущего звена 6 сателлитами 10 водилу IIтрехзвенного механизма 8 и ведомому звену 33 коробки передач 7. Суммирование потоков производится на ведомом звене 33 коробки передач 7. С ведомого звена 33 суммарный мо-. мент передается ступице 2, ободу 3 и шине 4 колеса. Поддержание скорости вращения двухскоростного мотор-колеса постоянной или ее регулирование в пределах, отличных от нуля (фиг. 3, схема DI , осуществляют при работе электродвигателя 1 в режиме электродинамического торможения. При этом крутящий момент распределен по вышеописанным силовым потокам, характерным для движения на первой передаче. При движении на второй передаче (фиг. 3, схема Е/ избыточное-давление воздуха из цилиндра 21 дискового тормоза 19 устраняют. Водило 17 отсоединяется от корпуса 14 коробки передач 7. В цилиндр 20 дискового тормоза 15 подают воздух под давлением. Нажимной диск 24 перемещается и взаимодействует с пакетом дисков 26 и опорным кольцом 28 корпуса 14. В результате коронная шестерня 12 присоединяется к корпусу 14 коробки передач 7. В этом режиме работы крутящий момент передается с вала 5 электродвигателя 1 через фрикцион 45 на ведущее звено.6, через сатешлиты 10 водилу 11 первого трехзвенного механизма 8 и ведомому звену 33 коробки передач 7, далее ступице 2, о ду 3 и шине 4 колеса. Поддержание скорости вращения двухскоростного мотор-колеса постоя ной или ее регулирование в пределах отличных от нуля (фиг. 3,- схема ) осуществляют при работе электродвигателя 1 в режиме электродинамического торможения. При этом крутящий момент передается звеньям коробки передач 7 аналогично движению на второй передаче. Торможение двухскоростного мотор колеса (фиг, 3, схема G) осуществляют при подаче воздуха под давлением в цилиндры 20 и 21 дисковых тормозов 15 и 19, В результате коронная шестерня 12 первого трехзвен ного механизма 8, солнечная шестерня 13 и водило 17 второго трехзвениого механизма 9 присоединяется к .корпусу 14 коробки передач 7, Экстренное торможение двухскорос ного мотор-колеса (фиг, 3, схема Н) осуществляют при устранении избыточ ного давления воздуха из полости 43 камеры 34 и подаче воздуха под давлением в цилиндры 20 и 21 дисковых тормозов 15 и 19, При этсм шток 36 под действием пружинного энергоаккумулятора перемещается, вызывая смещение перемещаемого элемента 47 фрикциона 45 от дисков 48 и 49, Пру жина 50 отжимается, В результате ведущее звено б коробки передач 7 отсоединяется от вала 5 электродвигателя 1, При перемещении штока 36 efo нажимная часть 39 вз имодействует с невращающимися дисками 41, фрикционными вращающимися дисками 40 и нажимным диском 24 дискового тормоза 15, Водило 11 присоединяет.ся к корпусу 42 камеры 34, В резуль тате подачи воздуха под давлением в цилиндры 20 и 21 дисковых тормозов 15 и 19 происходит присоединение коронной шестерни 12 и водила 17 к корпусу 14 коробки передач 7, Рассмотренный эффект позволяет затормозить ведомое звено 33 коробки передач 7, ступицу 2, обод 3 и шину 4 колеса, отсоединив вал 5 электродвигателя 1 от них. Таким образом осуществляется экстренное торможение двухскоростного мотор-колеса, Растормаживание пружинного энергоаккумулятора 35 для включения коробки передач 7 и соединения вала 5 электродвигателя 1 с ведущим звеном 6 осуществляют при повреждениях привода камеры 34, При утечках, понижении или отсутствии давления в полости 43 камеры 34 пружинный энергоаккумулятор 35 не может быть отторможен, а коробка передач 7 включена, Это позволяет контролировать исправность системы управления камеры 34 в начале движения. Если при вышеуказанных неисправностях возникает необходимость движения, например для буксировки поврежденного при аварии транспортного средства или срочной эвакуации и т,д,, пружинный энергоаккумулятор 35 может быть расторможен механически, свинчиванием гайки 53 с болта 52, ввернутого в шток 36 камеры 34 (фиг, 2). I Поскольку обеспечены удержание двухскоростного мотор-колеса неподвижным относительно опорной поверхности, его остановка в случае полного или частичного выхода из строя рабочей тормозной cиcтe lы и снижены динамические нагрузки на его звенья, повышаются надежность и долговечность мотор-колеса. щ7 W 21 12 8 W 48 , 28 26 15 2i 45 20 Фи1.1

1. ДВУХСКОРОСТНОЕ МОТОРКОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее колесный редуктор, электродвигатель, установленный в колесе, вал которого кинематически соединен с ведущим звеном коробки передач, образованной из трехзвенных механизмов, имеющих звенья, соединяемые дисковыми тормозами с корпусом коробки передач и ведомого звена, кинематически связанного с ободом колеса, отличающееся тем, что, с целью повыивния его надежности и долговечности, оно снабжено камерой с пружинным энергоаккумулятором и штоком, невращаиощимися и фрикционными вращающимися дисками и фрикционом, при этом камера установлена между электродвигателем и корпусом коробки передач, фрикционные вращающиеся диски установлены на ведомом звене коробки передач, а фрикцион - на ведущем звене коробки передач, на котором установлен перемещаемый элемент фрикциона, поджатый пружиной к дискам фрикциона, при этом невращающиеся и фрикционi ные вращающиеся диски связаны с нажимнЕ 1м диском тормоза. (О 2. Двухскоростное мотор-колесо по п. 1, отличающееся тем, что электродвигатель расположен между колесным редуктором и коробкой передач, в которой ведомое звено кинематически связано с ободом колеса посредством полого вала электродвигателя. № О ел о 00