Автопоезд Советский патент 1992 года по МПК B62D53/02 B60K17/34 

Изобретение относится к транспорту преимущественно к автопоездам состоящим из тягача с одним или несколькими прицепами.

Цель изобретения - улучшение управляемости и расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 показан автопоезд, вид сбоку: на фиг. 2 - вал привода электрической машины тягача при выполнении управляемых соединительных муфт в виде тормозов.

Автопоезд включает в себя тягач 1 и прицеп 2. На тягаче 1 установлен двигатель 3, связанный валом 4 с дифференциальным механизмом 5. Вал 6- дифференциального механизма 5 связан с коробкой передач 7, которая карданной передачей 8 соединена с ведущим мостом 9 тягача 1 Вал 10 дифференциального механизма 5 через пару шес- тере-н 11 связан с валом ,12 привода электрической машины 13. установленной на тягаче 1. Электрическая машина 13 электрически соединена с электрической машиной 14, установленной на прицепе 2. которая карданной передачей 15 связана с ведущим мостом 16 прицепа 2. На валу 12 привода электрической машины тягача установлены муфты 17 и 18 свободного хода, одна из которых выполнена правого, а другая - левого вращения. Муфта 17 свободного хода соединена с рамой тягача 1 с помощью управляемой соединительной муфты 19, а муфта 18 свободного хода - с помощью управляемой соединительной муфты 20. Управляемые соединительные муфты 19 и 20 могут быть выполнены в виде тормозов (фиг. 2).

Автопоезд работает следующим образом.

Крутящий момент от двигателя 3 валом 4 поступает на водило дифференциального механизма 5. Последний делит крутящий момент двигателя 3. при этом крутящий момент с коронной шестерни дифференциального механизма 5 через вал 6 поступает на коробку передач 7 и далее с помощью карданной передачи 8 поступает на ведущий мост 9 тягача 1. На ведущих колесах тягача с поступлением крутящего момента появляются тяговые усилия. Крутящий момент с солнечной шестерни дифференциального механизма 5 с помощью вала 10 и шестерен 11 передается на вал 12 привода электрической машины 13. Вал 12 под действием крутящего момента, поступившего от двигателя, может вращаться либо при отключении обеих управляемых соединительных муфтах 19 и 20 (в этом случае муфты 17 и 18 свободного хода никакого влияния на вал 12 не оказывают и он может вращаться

в любую сторону), либо при отключенной управляемой соединительной муфте 20 и включенной управляемой соединительной муфте 19. В последнем случае муфта 17 свобедного хода дает возможность валу 12 вращаться под действием крутящего момента двигателя в одну сторону, а реверс вала 12 исключен.

Пусть, управляемая соединительная

0 муфта 19 включена. Под действием крутящего момента, поступающего от двигателя 3 на вал 12, последний и вместе с ним ротор электрической машины 13 вращаются. При подключении обмоток возбуждения элект5 рической машины 13 к системе возбуждения (не показаны) электрическая машина 13 начинает работать в режиме генератора. Энергия, выработанная генератором, передается электрическим путем на электриче0 скую машину 14, которая при подключении ее обмоток возбуждения к системе возбуждения (не показаны) создает крутящий момент на карданной передаче 15 и, следовательно, на ведущем мосту 16 прице5 па 2. В результате этого на колесах прицепа 2 появляются тяговые усилия. При превышении суммарных тяговых усилий на колесах тягача и колесах прицепа сил сопротивления движению автопоезда последний трогаО ется с места. По мере разгона автопоезда частота вращения ротора генератора 13 уменьшается ( по законам кинематики дифференциального механизма). При уменьшении подачи топлива в двигатель 3 частота

5 вращения его коленчатого вала уменьшается, что также способствует снижению частоты вращения ротора генератора 13. При более значительном снижении подачи топлива частота вращения ротора генератора

0 уменьшается до нуля. При отсутствии муфты 17 свободного хода (или при отключенной управляемой соединительной муфте 19) ротор генератора может в дальнейшем изменить направление своего вращения, В

5 рассматриваемом случае, поскольку управляемая соединительная муфта 19 включена, ротор генератора 13 не может вращаться в другую сторону, частота его вращения остается равной нулю, при этом частоты враще0 ния коленчатого вала двигателя 3 и колес тягача, связанных с ведущим мостом 9, пропорциональны. Дальнейшее снижение подачи топлива приводит к тому, что коленчатый вал двигателя 3 вращается принудительно

5 от ведущих колес тягача, на которых тяговые усилия изменяют знак и становятся тормозными усилиями. На ведущих колесах прицепа тяговые усилия равны нулю, автопоезд, следовательно, движется в режиме торможения двигателем. При увеличении подачи

топлива крутящий момент вновь поступает от двигателя 3, ротор генератора 13 раскручивается, на колесах тягача и на колесах прицепа вновь появляются тяговые усилия. Поскольку муфта 17 свободного хода не позволяет генератору вращаться в другом направлении, разгон ротора генератора 13 начинается не с отрицательной его угловой скорости, а с нулевой, в результате чего на колесах прицепа тяговые усилия появляются не с запозданием, а почти одновременно с появлением тяговых усилий на колесах тягача, что оказывает положительное влияние как на динамические качества автопоезда, так и на его проходимость. Режим движения с включенной управляемой соединительной муфтой 19, которая обеспечивает работу муфты 17 свободного хода, может-быть использован при движении автопоезда в плохих дорожных условиях.

При включенной управляемой соединительной муфте 19 может происходить запуск двигателя 3 с буксира. Крутящий момент от колес тягача 1 передается через ведущий мост 9, карданную передачу 8, коробку передач 7, дифференциальный механизм 5 на двигатель 3. Муфта 17 свободного хода не дает вращаться при этом валу 12 привода электрической машины 13. После запуска двигателя 3 начинает вращаться вал 12 привода электрической машины 13 и ее ротор. Если не подается возбуждение на ее обмотки, то после запуска двигателя 3 крутящий момент от него не передается на ведущий мост 9, в результате чего буксирный трос и после запуска двигателя 3 остается натянутым, а рассматриваемый автопоезд не может столкнуться с буксировщиком. Таким образом, установка муфты 17 свободного хода на валу 12 привода электрической машины 13 обеспечивает безопасность запуска двигателя 3 с буксира.

Для движения по хорошим дорогам управляемая соединительная муфта 19 отключается, а муфта 20 включается, в результате чего работает муфта 18 свободного хода, которая, в отличие от муфты 17 свободного хода допускает вращение вала 12 привода в противоположную сторону. При трогании автопоезда с места и при включенных системах возбуждения (не показаны) электрических машин 13 и 14 муфта 18 свободного хода не допускает вращения вала 12 под действием крутящего момента двигателя 3. После начала движения автопоезда вращается ротор электрической машины 14, приводимый во вращение колесами прицепа 2 через ведущий мост 16 и карданную передачу 15. Поскольку системы возбуждения электрических машин включены, электрическая машина 14 работает в режиме генератора и передает электрическую энергию на электрическую машину 13, которая в этом случае выполняет функции двигателя. Ротор

электрической машины 13 начинает вращаться (направление вращения ротора противоположно вращению при включении муфты 19) и передавать энергию через вал 12, шестерни 11, вал 10 на дифференциальный механизм 5, а далее через коробку передач 7, карданную передачу 8, мост 9 - на ведущие колеса тягача. Таким образом, колеса прицепа работают в тормозном режиме, а дифференциальный механизм 5

складывает энергию двигателя 3 и энергию торможения прицепа 2. Трансмиссия автопоезда работает в этом случае в режиме циркуляции мощности. Торможение прицепа обеспечивает повышение устойчивости

автопоезда против виляний прицепа и дает возможность автопоезду развивать более высокую скорость.

Использование в качестве управляемых соединительных муфт 19 и 20 тормозов позволяет производить подключение и отключение муфт свободного хода на ходу (при вращении вала 12).

Разгон автопоезда в этом случае может производиться следующим образом, Тормоза,19 и 20 (фиг. 2) отключены. При трогании

с места электрическая машина 13 работает

, в генераторном режиме, а электрическая

машина 14 - в двигательном, Трансмиссия

автопоезда работает с параллельными потоками энергии. Колеса и тягача, и прицепа работают в тяговом режиме. По мере разгона частота вращения ротора генератора 13 уменьшается, тяговые усилия на колесах прицепа также уменьшаются. Максимальная скорость автопоезда при этом определяется минимальной частотой вращения ротора генератора 13, при которой генератор 13 способен воспринимать и реализовывать крутящий момент двигателя,

поступающий на вал 12. Затягивая тормоз 20, через муфту 18 свободного хода останавливают ротор генератора, в результате чего автопоезд получает возможность двигаться с более высокой скоростью, электрическая

машина 14 переходит в режим генератора, а электрическая машина 13 - в режим электродвигателя. Трансмиссия автопоезда работает, в режиме циркуляции мощности.

При включении одновременно управляемых соединительных муфт 19 и 20 вал 12 привода электрической машины 13 не может вращаться ни в какую сторону. Передача энергии от двигателя 3 возможна только механическим путем на колеса тягача. Тягач

способен перемещаться и выполнять транспортную работу без прицепа.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого автопоезда заключается в повышении его экономичности, повышении средней скорости движения и, следовательно, повышении производительности, а также безопасности эксплуатации. Формула изобретения 1, Автопоезд, содержащий тягач, соединенный посредством шарнира с прицепом, смонтированные на раме тягача двигатель, соединенный с активным звеном трех- звенного дифференциального механизма, реактивные звенья которого связаны соответственно первое - с входным валом коробки передач, кинематически соединенной с ведущими колесами тягача, второе - с валом первой электрической машины, элек0

5

0

трически соединенной с второй электрической машиной, установленной на прицепе и кинематически связанной с его ведущими колесами, отличающийся тем, что, с целью улучшения управляемости и расширения функциональных возможностей, он снабжен двумя управляемыми соединительными муфтами, двумя муфтами свободного хода, выполненными с противоположными направлениями вращения и связанными с валом первой электрической машины, причем каждая упомянутая муфта свободного хода выполнена с возможностью взаимодействия с рамой тягача посредством соответствующей управляемой соединительной муфты.

2. Автопоезд по п. 1,отличающий- с я тем, что управляемые соединительные муфты выполнены в виде тормозов.

Изобретение относится к транспорту, в частности к автопоездам, состоящим из тягача с одним или несколькими прицепами. Цель изобретения - улучшение управляемости и расширение функциональных возможностей. Автопоезд состоит из тягача 1 с трансмиссией, включающей дифференциальный механизм 5. вал 4 которого связан с 11 12 17 /9 201в 3 II I двигателем 3, вал 6 - с ведущими колесами 9 тягача, а вал 10-с электрической машиной 13, снабженной системой возбуждения, и прицепов, имеющих снабженные системой возбуждения электрические машины 14, кинематически связанные с колесами 16 соответствующего прицепа и электрически - с электрической машиной 13 тягача. Автопоезд снабжен муфтами 17 и 18 свободного хода, одна из которых выполнена правого, а другая -левого вращения, причем муфта 17 связана с рамой тягача 1 управляемой соединительной муфтой 19, а муфта 18 - управляемой соединительной муфтой 20. Управляемые соединительные муфты могут быть выполнены в виде тормоза. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. 3 fe 14- ., VI CJ OJ со Ј

12