Мотор-колесо транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B60K7/00 

1 , Изобретение относится к транспор ному машиностроению и может быть использовано в мотор-колесах транспортных средств. Известно управляемое мотор-колес транспортного средства, содержащее электродвигатель, расположенный внутри корпуса, ступицу колеса, установленную на опоре, подвешенной на рычагах к раме транспортного средства, планетарную передачу Л . Однако мотор-колесо имеет относи тельно сложную конструкцию и, в частности, планетарную передачу и (невысокую компактность. Известно также мотор-колесо тран портного средства, содержащее непод вижную опору в виде цилиндра, ступицу колеса, установленную на опоре с возможностью вращения, редуктор, двигатель 21, Недостатком известного мотор-коле са является сложность конструкции, связанная с наличием первого и второ го планетарного ряда редуктора и недостаточная компактность устройства Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение компак ности мотор-колеса,. Поставленная цель достигается тем что в мотор-колесе транспортного сре в виде цилиндра, ступицу колеса, установленную с возможностью вращения, редуктор, двигатель, последний включает в себя между крышками цилиндра .неподвижно установленную ось с внутренними каналами, сообщеннь ми с отверстиями подвода и отвода рабочей среды и выполненную с распределитель ными отверстиями и неподвижным пальцем, последний снабжен элементом кач ния в. виде игольчатого подшипника, который размещен в косом замкнутом пазе, выполненном на внутренней поверхности , который установлен на упомянутой оси с возможностью возвратно-поступательного и вращательного движения относительно паль ца по пазу посредством элемента качения; кроме того, поршень снабжен с торцов полукольцевыми выемками распределения рабочей среды и упругими элементами в виде дисковых пружин с прогибом, а tia внешней поверх-ности поршня выполнена кольцевая выемка, в которой размещены ведущая и промежуточная шестерни, при этом 91 последняя установлена в окне цилиндра, прикреплена к нему посредством кронштейна и оси, и кинематически связана с зубчатым венцом ступицы колеса. На фиг, 1 изображено мотор-колесо, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - фрагмент схемы работы мотор-колеса, исходное положение (стрелками показано направление движения поршня и направление поступления (подачи) рабочей среды); на фиг. 4 - то же, положение поршня в правой мертвой точке; на фиг. 5 то же, положение поршня в левой мертвой точке. Мотор-колесо транспортного средства (фиг. 1 и 2) содержит неподвижную опору в виде цилиндра 1 с прикрепленными к нему крьппками 2 и 3, на которых посредством подпипников 4 5 установлено ведомое звено-ступица колеса 6 с зубчатым венцом 7. Между .крышками 2 и 3 неподвижно установлена ось 8, снабженная внутренними каналами, соединенными с отверстиями 9 и Ю подвода-отвода рабочей среды и распределительными отверстиями 1114, для сообщения с полостями 15 и 16 цилиндра 1. На оси 8 неподвюкно установлен палец 17, на котором размещен элемент качения 18, выполненный в виде игольчатого подшипника, который размещен в косом замкнутом пазе 19, выполненном с внутренней поверхности поршня 20. Последний установлен с возможностью одновременного возвратно-поступательного и вращательного движения относительно пальца 17 по пазу 19 посредством элемента качения 18 на оси 8. С торцов поршень 20 снабжен полукольцевыми выемками 21 и 22 для распределения рабочей среды и упругими элементами, например, дисковыми с прогибом- пружинами 23 и 24 для фиксации его в исходном положении, а с внешней поверхности поршень 20 снабжен кольцевой выемкой 25 для размещения неподвижно закрепленной ведущей шестерни 26 и промежуточной 27, установленной на подшипнике 28 и оси посредством кронштейна 29 в окне цилиндра 1 и прикрепленному к нему для возможности передачи крутящего момента ведомому звену - ступице колеса 6 посредством зубчатого венца 7. Кроме того, цилиндр 1 снабжен традиционным колодочным тормозом 30, а. ось 8 снабжена дополнительным канало 31 для заполнения смазкой полости ко сого замкнутого паза 17. Элементы крепления и герметичные уплотнения на фиг. 1 и 2 показаны .без позиций. Мотор-колесо работает следующим образом. Для примера рассмотрим вращение поршня 20 с левого торца по направле нию часовой стрелки, так как в этом случае ступица колеса 6 вращается вп ред. Для этого PJ - избыточное давле ние рабочей среды подводим к отверстию 10, а давление Р2 сброса рабочей среды подводим к. отверстию 9. В исходном положении (фиг. 3) поршень 20 зафиксирован пружинами 23 и 2А в средней части цилиндра 1 так, что полукольцевые выемки 21 открыли отверстие 11, а выемка i2 - от крыла отверстие 14, при этом отверстия 12 и 13 закрыты. При подаче давления PJ через отверстия 14 оно поступает в полость цилиндра 16, а и полости 15 цилиндра через отверстие 11 происходит сброс. Воздействие да ления Р, на поршень 20 перемещает его по оси 8 с одновременным поворотом вправо за счет тангенциальных сил и посредством элемента качения в пазу 19, при этом ведущая тестерня 26 сообщает «рутящий момент промежуточной шестерни 27, а последняя венцу 7, ступице колеса 6. При достижении крайнего правого положения (в дальнейшем правая мертвая точка п.м.т.) поршень 20 совершает поворот на 90° (фиг. 4). В этом положеНИИ полукольцевые выемки 21 и 22 по луоткрывают все распределительные отверстия 11-14 и в плоскостях 15 и 16 цилиндра давление уравновешивается, т.е. Р, , а пружина 23 сжата. Противодействующие силы близ ки к нулю. В результате силы инерци и упругость пружины 23 преодолевают в заданном направлении выход поршня 20 из мертвой точки. Одновремен,но с этим полукольцевые выемки 21 и 22 открывают отверстия 12 и 13,и закрывают отверстия 11 и 14, давлен Р, уже поступает в полость 15 цилиндра через отверстие -12, а через отверстие 13 осуществляется сброс Pj из полости 16 цилиндра. Воздейст вие давления Р, на поршень 20 перем щает его влево по оси 8 с одновременным поворотом посредством элемента качения 18 в пазу 19 в том же правом направлении, т.е. совершается рабочий ход с поворотом на 180 и передачей крутящего момента посредством упомянутой передачи ступице 6 колеса до достижения левого крайнего положения (в дальнейшем левая мертвая точка Л.М.Т.). В этом положении (фиг. 5) также полукольцевые выемки 21 и 22 полуоткрывают все отверстия 11-14 и в полостях 15 и 16 цилиндра давление уравновешивается , а пружина 4 сжата. Противодействующие силы близки к нулю. В ре- , зультате силы инерции и упругость пружины 24 преодолевают в заданном направлении выход поршня 20 из левой мертвой точки. Одновременно с этим полукольцевые выемки 21 и 22 открьшают отверстия 11 и 14 и закрывают отверстия 12 и 13, давление Р уже поступает в полость 16 цилиндра через отверстие 14, а из полости 15 цилиндра осуществляется сброс через отверстие -11. Воздействие давления Р на поршень 20 перемещает его вправо по оси 8 с одновременным поворотом посредством элемента качения 18 в пазу 19 в том же правом направлении, т.е. совершается рабочий ход с поворотом еще на 180 , и передачей крутящего момента посредством упомянутой передачи ступице 6 колеса до достижения крайнего правого положения П.М.Т., в котором рабочий ход повторяется снова из п.м.т. в л.м.т. Таким образом, за два рабочих хода поршень 20 совершает поворот вокруг оси 8 на 360 , сам осуществляет рас- пределение рабочей среды в полости цилиндра 15 и 16 и передает крутящий момент ступице 6 колеса. Крутящий момент, развиваемый мотор-колесом пропорционален перепаду Давления Р, и РЗ. Изменение направления вращения ступицы 6 колеса осущрствляется посредством подачи избыточного давления Р, в отверстие 9, а давление сброса Pj к отверстию 10, т.е. простым переключением подачи и-збыточного давления. Предлагаемое мотор-колсм о транспортного средства содержит пгнопиыс детали: цилиндр, дпе крьпикм, ос.ь с. элементом качения каиплпмм tf отверстиями, поршень с косым пазом, шестерней, выемками и упругими пружинами, промежуточная шестерня с осью, ступица колеса с зубчатым венцом, три подшипника, т.е. всего 12 деталей, а входящий в их состав планетарный редуктор, всего 3 шестерни ведущую, промежуточную и ведомую, зубчатый венец ступицы колеса. Уменьшение количества деталей .снижает и количество взаимодействующих пар, что повьшает КПД механический мотор колеса, а исключение установки самостоятельного мотора позволяет повысить компактность и существенно уменьшить габариты мотор-колеса, а также позволяет осуществить крепление его опоры к транспортному средству как с двух сторон посредством сквозной оси, так и с одной стороны посредством крышки опоры, снабженной каналами подвода-отвода рабочей среды.

Кроме тогоз в качестве рабочей среды можно применять жидкость, пар газ, воздух при избыточном давлении

от 0,5 до 100 и более кгс/см | смазка наиболее нагруженного узла косой паз - элемент качения (он же механизм преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное) осуществляется в масляной ванне, защищенной герметичными уплотнениями, а заполнение объемаэтой ванны смазкой осуществляется посредством каналов в оси и пальцев-с внешней стороны, т.е. без разборки моторколеса.

При принудительном вращении колеса, оно может работать в качестве насоса или компрессора; мотор-колесо не боится полного погружения в воду или грязь; температурный режим позволяет эксплуатировать его примерно в условиях от -60 до +60°С; изготовление мотор-колеса не требует знячительных трудозатрат, просто в обслуживании и обладает высокой ремой-тоспособностью, т.е. наиболее изнашиваемые детали.- элемент качения и герметичные уплотнения могут быстро заменяться новьп да.

МОТОР-КОЛЕСО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее неподвижную опору в виде цилиндра, ступицу колеса, установленную на опоре с возможностью вращения, редуктор, двигатель, отличающееся, тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения компактности, двигатель включает в себя между крьшками цилиндра неподвижно установленную ось с врутренними каналами, сообщенными с отверстиями подвода и отвода рабочей среды и выполненную с распределительными отверстиями и неподвижным пальцем, последний снабжен элементом качения в виде игольчатого подшипника, который размещен в косом замкнутом пазе, вьтолненном на внутренней поверхности поршня, который установлен на упомянутой оси с возможностью возвратно-поступательного и вращатель- ного движения относительно пальца по пазу посредством элемента качения, кроме того, поршень снабжен с торцов полукольцевь ми выемками распределения рабочей среды и упругими элемент тами в виде дисковых пружин с прогибом, а на внешней поверхности поршня выполнена кольцевая выемка, в которой размещены ведущая и промежуточная шестерни, при этом последняя установлена в окне тдалиндра, прикреплена к нему посредством кронштейна и оси, Q и кинематически связана с зубчатым венцом ступицы колеса..