DK154998B - Firhjulsdrevet koeretoej - Google Patents

Description

DK 154998 B

i

Opfindelsen angår et firhjulsdrevet køretøj med opdelt kraft-overføring fra en motor til en bagaksel og en foraksel via et differentiale. Differentialet kan betegnes som et langsgående differentiale, eftersom det opdeler kraftoverføringen i køretøjets

C

længderetning, dvs. mellem for- og bagakselen.. Enhver sådan aksel kan yderligere have sit eget differentiale, som er et tværstillet differentiale, der opdeler kraftoverføringen mellem venstre og højre hjul.

Firhjulsdrev er blevet indført i arbejds- og landbrugskøretøjer i en stadig stigende udstrækning. Eksempler er traktorer med for- og baghjul med forskellige diametre og akselstyring, køretøjer med akselstyring på bagakselen eller på begge aksler og leddelte køretøjer med for- og baghjul med samme diametre *5 og ledforbundet styring.

1 sådanne køretøjer er baghjulsdrevet altid i indgreb, når køretøjet bevæger sig. Imidlertid er det almindeligt, at foraksel-drev kan bringes selektivt i indgreb og ud af indgreb. Årsagen 20 til dette er, at hvis for- og bagakslerne er sammenkoblet, når køretøjet kører på vejen, fremkommer der et overdrevent dækslid, fordi forhjulene sædvanligvis er overgearede med omkring 2 til 3% i forhold til baghjulene. Når man kører på enmakadamiseret vej med firhjulsdrev, bliver dækkene derfor alvorligt slidt.

25

For at bringe drevet til forhjulsakselen ud af indgreb, kan der anvendes en tandkobling, men dette har den ulempe, at den kun kan bringes i indgreb og ud af indgreb, når køretøjet holder stille. Det er derfor kendt at anvende hydraulisk betjente 30 multiplade-koblmger, som kan bringes i indgreb og ud af indgreb under kørslen. En sådan kobling kan også benyttes som en sikkerhedskobling under forhold, hvor trækket svigter på den ene aksel.

En hydraulisk betjent multiplade-kobling er en kostbar komponent ikke blot hvad angår selve dens konstruktion, men også hvafl angår organerne til fremføring af hydraulisk fluidum til den.

35

DK 154998 B

2

Desuden bliver koblingen, når den er bragt ud af indgreb, drevet af forhjulene, og derved opstår signifikante friktionstab« Der er således væsentlige ulemper ved den almindelige tilveje-g bringelse af en udløselig kobling til forhjulsdrev.

Med henblik på at opnå den nødvendige bremsevirkning i køretøjer såsom landbrugstraktorer er det i stigende grad blevet almindeligt at bremse forhjulene såvel som baghjulene enten direkte på selve forhjulene eller ved hjælp af drivvejen til disse.

En teknik er at benytte baghjulsbremser til også at virke på forhjulene, men dette kræver, at forhjulsdrivkoblingen øjeblikkeligt bringes i indgreb, når som helst køretøjet bliver bremset, når det kører på vejen. De nødvendige kontrolindretnin-jg ger repræsenterer en anden uønsket udgift, især i tilfælde med forhjulsdrevne køretøjer i lav- og mellemeffektområder-ne.

Formålet med opfindelsen er derfor at opdele kraftoverføringen 2q mellem for- og bagaksel på en sådan måde, at den korrekte udveksling derimellem automatisk er etableret under alle driftsbetingelser. Et yderligere formål med opfindelsen er at gøre det muligt at lave bedre bremseindretninger for et køretøj, især at muliggøre, at baghjulsbremserne også kan bremse forakse-25 len, uden at der kræves nogen kostbare kontrolindretninger.

Det er allerede kendt at benytte et langsgående differentiale mellem for- og bagakselen på et firhjulsdrevet køretøj. Deh foreslåede løsning i denne opfindelse tager udgangspunkt i denne kendte indretning og er ifølge opfindelsen ejendommelig o 0 ved, at det langsgående differentiale har et ikke-enhedstrans-missionsforhold G mellem de dele af det, der er koblet til de to aksler, sådan at i det mindste tilnærmelsesvis

35 RF IF = G RR IR

hvor Rf og Rr er radierne af henholdsvis for- og baghjulene, og

DK 154998 B

3 lp og IR er reduktionsforholdene fra det langsgående differentiale til henholdsvis for- og baghjulene.

5 Med henblik på at opnå det nødvendige transmissionsforhold G er det bekvemt, at det langsgående differentiale er et planetdrev. Desuden er det af hensyn til den sædvanlige situation, hvor der skal overføres mere kraft til bagakselen end til forakselen, passende at koble planetholderen til motoren, 10 solhjulet til en forreste transmissionsaksel, der fører til forakselen, og ringhjulet til den bageste transmissionsaksel, der fører til bagakselen.

Forskellige indretninger til bremsning af køretøjet er mulige. 15 Eftersom de to aksler nu er permanent sammenkoblede ved hjælp af det langsgående differentiale, er det muligt udelukkende at stole på passende dimensionerede bremser til baghjulene. Alternativt kan en bremse til forhjulene også være tilvejebragt, og denne virker passende på den forreste transmissions-20 aksel og kan konstruktionsmæssigt være sammenbygget med det langsgående differentiale. Af hensyn til en rationel produktion kan denne bremse være af samme konstruktion som baghjulsbremser-ne.

25 Forskellige muligheder eksisterer også til styring af bremserne.

Ifølge én mulighed bliver baghjulsbremserne og forhjulsbremsen betjent parallelt. Alternativt kan der træffes foranstaltninger til uafhængig styring, og det er så muligt ved partiel påvirkning af forhjulsbremsen at forøge vridningsmomentet 30 på baghjulene eller endog at forøge vridningsmomentet på for hjulene ved partiel påvirkning af baghjulsbremserne. Desuden kan hver baghjulsbremse blive betjent uafhængigt, når der opstår slip ved det tilhørende hjul med henblik på at forøge vridningsmomentet på de andre hjul.

Styring af bremserne under betingelser med slip kan udføres automatisk ved en styrekreds, som bliver forsynet med informationer fra hastighedsfølere, som indikerer omdrejningshastig- 35'

DK 154998 B

4 heden på forskellige steder. Det kan være tilstrækkeligt at tilvejebringe en føler på hver halvaksel bag på køretøjet og en hastighedsføler på den forreste transmissionsaksel.

Det kan også være ønskeligt at anbringe en føler på den bageste 5 transmissionsaksel. Alternativt kan separate følere anbringes på alle fire halvaksler.

Begge aksler omfatter fortrinsvis deres egne tværstillede differentialer, og det bageste akseldifferentiale kan for-trinsvis låses. Forskellige mekaniske og hydrauliske mekanismer kendes til låsning af differentialer, og det foretrækkes at anvende den type mekanismer, som er hydraulisk betjent, og som desuden kan bringes i indgreb under kørslen. Den ovenfor nævnte styrekreds kan også styre differentialelåsen på en 15 i og for sig kendt måde.

I det følgende vil en udførelsesform ifølge opfindelsen blive beskrevet mere detaljeret ved hjælp af et eksempel og under henvisning til den eneste figur i den ledsagende tegning, 20 som viser et skematisk planbillede af en firhjulstrukken traktor. Tegningen viser ikke visse træk, som kan følge almindelig praksis. Især er organerne til styring ikke vist, skønt akselstyring af forhjulene kan formodes. Afsluttende drivreduktionsenheder er ikke vist, skønt disse kan være indbygget på alminde-25 lig måde ved forhjulene og endog ved baghjulene.

Traktoren omfatter en motor 10, som driver en motoraksel 12, der er sammenkoblet med et langsgående differentiale 16 ved hjælp af cylindriske tandhjul 14 og 15. Differentialet 16 30 opdeler kraftoverføringen mellem en forreste transmissions-aksel 17 og en bageste transmissionsaksel 18. Den forreste transmissionsaksel 17 driver via koniske tandhjul 19 og 20 et forreste tværstillet differentiale 21, og differentialet 21 opdeler kraftoverføringen mellem de forreste halvaksler 22L og 22R for forhjul henholdsvis 23L og 23R med lille diameter.

På lignende måde driver den bageste transmissionsaksel 18 via koniske tandhjul 24 og 25 et bageste tværstillet diffe- 5

DK 154998 B

rentiale 26, og dette differentiale opdeler kraftoverføringen mellem halvaksler 28L og 28R for baghjul henholdsvis 29L og 29R med stor diameter.

5 Baghjulsbremser 30L og 30R er anbragt på de bageste halvaksler 28L og 28R. En yderligere bremse 32 til forhjulene kan være anbragt på den forreste transmissionsaksel 17.

Idet vi nu vender os til konstruktionen af det langsgående 10 differentiale 16, er det drevne cylindriske tandhjul 15 sammen bygget med planetholderen 34 i differentialet. Planethjulene 35 indgriber på sædvanlig måde med et solhjul 36 og et ringhjul 37. Solhjulet 36 er låset til den forreste transmissionsaksel 17, medens ringhjulet 37 er låset til den bageste transmissions-15 aksel 18. Ved passende valg af diametre af solhjulet, planet hjulene og ringhjulet er det muligt at opnå det nødvendige transmissionsforhold G med henblik på at opnå det nødvendige forhold opstillet ovenfor, nemlig 20 RF IF = G rr ir

Det bageste tværstillede differentiale 26 omfatter fortrinsvis en differentialelås, fortrinsvis en hydraulisk betjent lås, som kan bringes i indgreb under kørslen. Bremserne kan være 25 individuelt styret som forklaret ovenfor i afhængighed af følere, der f.eks. er anbragt på halvakslerne 28L og 28R og på transmissionsakselen 17.

Det ses, at når jordbundsforholdene forringes ved bare ét 30 af forhjulene eller ét af baghjulene, tager de tilsvarende tværstillede differentialer 21 og26 højde for det resulterende slip, og om nødvendigt bliver det bageste differentiale 26 automatisk låset. Det langsgående differentiale 16 er upåvirket under disse forhold.

Hvis forakselen bliver belastet ekstraordinært, f.eks. af et frontmonteret redskab, bliver bagakselen lettet for belastning, og dette kan forårsage slip på begge baghjul. Dette 35

Claims (12)

1. Firhjulstrukket køretøj med opdelt kraftoverføring fra en motor (10) til en bagaksel (28L,28R) og en foraksel (22L, 25 22R) via et langsgående differentiale (16), kendeteg net ved, at det langsgående differentiale (16) har et ikke-enhedstransmissionsforhold G mellem dele deraf, som er sammenkoblet med de to aksler, så at det i det mindste tilnærmelsesvis gælder, at 30 r t = a R T F "F “ R "R hvor R og Rc er radierne for henholdsvis for- og baghjulene Jb K (23L,23R henholdsvis 29L,29R), og hvor 35 I„ og I_ er reduktionsforholdene mellem det langsgående dif- r -K ferentiale (16) og henholdsvis for- og baghjulene (23L,23R henholdsvis 29L,29R). DK 154998 B 7

2. Køretøj ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det langsgående differentiale er et planetgear med et første element (34) koblet til motoren (10), et andet element (36) kob-5 let til en forreste transmissionsaksel (17) førende til for akselen (22L,22R) og et tredje element (37) koblet til en bageste transmissionsaksel (18) førende til bagakselen (28L, 28R). 10

3. Køretøj ifølge krav 2, kendetegnet ved, at det første, andet og tredje element er henholdsvis en planetholder (34), et solhjul (36) og et ringhjul (37).

4. Køretøj ifølge krav 1, 2 eller 3, kendetegnet 15 ved, at bagakselens tværstillede differentiale (26) har en hydraulisk betjent lås, som kan bringes i indgreb under kørslen.

5. Køretøj ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendete g n e t ved individuelle bremser (30L,30R) for baghjulene 20 (29L,29R) og en enkelt bremse (32) for forhjulene (23L,23R).

6. Køretøj ifølge krav 5, kendetegnet ved, at bremsen (32) for forhjulene er sammenbygget med det langsgående differentiale (16). 25

7. Køretøj ifølge krav 5 eller 6, kendetegnet ved, at bremsen (32) for forhjulene (23L,23R) er konstruktionsmæssigt den samme som bremserne (30L,30R) for baghjulene (29L,29R). 30

8. Køretøj ifølge et eller flere af kravene 5-7, kende tegnet ved, at alle bremserne (30L,30R,32) er parallelforbundne.

9. Køretøj ifølge et eller flere af kravene 5-7, kende-35 tegnet ved organer til uafhængig aktivering af forhjuls bremsen (32) med henblik på at forøge vridningsmomentet ved baghjulene (29L,29R). 8 DK 154998 B

10. Køretøj ifølge et eller flere af kravene 5-7, kendetegnet ved organer til bremsning af baghjulene (29L,29R) med henblik på at forøge vridningsmomentet ved forhjulene 5 (23L,23R).

11. Køretøj ifølge et eller flere af kravene 5-7, kendetegnet ved organer, der reagerer på slip ved ét baghjul (29L eller 29R) med henblik på at aktivere den tilhørende 2Q bremse (3OL eller 3OR).

12. Køretøj ifølge et eller flere af kravene 5-11, kendetegnet ved sensorer, der reagerer på i hvert fald hastighederne af bagakselens halvaksler (28L,28R) med henblik på at styre bremserne (30L,30R,32) og/eller låsen i bagakselens tværstillede differentiale (26). 20 25 30 35