RU112143U1

RU112143U1 - HYDRAULIC DRIVE OF DRIVING WHEELS OF ACTIVE TRAILERS OF TRAIN TRAILS

Info

Publication number: RU112143U1
Application number: RU2011135488/11U
Authority: RU
Inventors: Ринат Ханяфиевич Курмаев; Александр Владимирович Лепешкин; Сергей Николаевич Коркин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Инновационная фирма "НАМИ-Сервис" (ОАО "НАМИ-Сервис")
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-01-10

Abstract

1. Гидрообъемный привод ведущих колес активных прицепов автопоезда, по меньшей мере одного, имеющий систему питания, содержащую один или несколько регулируемых насосов, подключенных к гидробаку с рабочей жидкостью и приводимых от источника энергии, систему управления, а также исполнительный модуль, кинематически связанный трансмиссией с осью ведущих колес прицепа, содержащий, как минимум, один управляемый реверсивный тяговый гидромотор, подключенный к регулируемому насосу системы питания посредством соответствующих магистралей, отличающийся тем, что в качестве системы питания он снабжен силовой установкой, выполненной в виде унифицированного автономно функционирующего модуля с независимым от системы питания тягача источником энергии и магистралями с наружными быстроразъемными стыковочными узлами на выходе для ее подключения по требованию к исполнительному модулю привода, при этом привод имеет исполнительные модули по числу входящих в автопоезд активных прицепов, магистрали каждого из исполнительных модулей на входе снабжены ответными контактными узлами для присоединения к одноименным магистралям насосной станции, а система управления включает в себя размещенный на силовой установке дистанционно управляемый электронный блок, задающий алгоритм согласованной работы агрегатов установки и исполнительного модуля, и набор датчиков, подключенных к блоку, часть которых, например датчики давления в гидромагистралях, размещена в силовой установке, а другая, например датчики частот вращения гидромоторов и датчики температуры рабочей жидкости, установлена на каждом исполнительном модуле. ! 2. Привод 1. Hydrostatic drive of driving wheels of active trailers of a road train, at least one, having a power system containing one or more variable pumps connected to a hydraulic tank with a working fluid and driven from an energy source, a control system, and an executive module, kinematically connected by the transmission with the axle of the driving wheels of the trailer, containing at least one controlled reversible traction motor connected to the regulated pump of the power supply system by means of the corresponding highways, characterized in that as a power system it is equipped with a power plant made in the form of a unified autonomously functioning module independent of the system power supply of the tractor with an energy source and highways with external quick-disconnect docking nodes at the output for its connection on demand to the actuator module of the drive, while the drive has executive modules according to the number of active trailers included in the road train, the mains of each and The auxiliary modules at the input are equipped with reciprocal contact nodes for connection to the pumping station highways of the same name, and the control system includes a remotely controlled electronic unit located on the power plant, which sets the algorithm for coordinated operation of the installation units and the executive module, and a set of sensors connected to the unit, part which, for example, pressure sensors in hydraulic lines, is located in the power plant, and another, for example, hydraulic motor speed sensors and working fluid temperature sensors, is installed on each executive module. ! 2. Drive

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, точнее, к гидрообъемным приводным системам транспортного средства, предназначенным для активизации ведущих колес прицепных звеньев автопоездов разнообразного назначения, эксплуатируемых в различных хозяйственных отраслях, в основном, в сложных условиях движения по бездорожью и/или слабонесущим грунтам, в т.ч. многозвенных и особо большой грузоподъемности.The utility model relates to the field of transport engineering, more specifically, to hydrovolume drive systems of a vehicle designed to activate the drive wheels of the trailed links of various trains, operated in various economic sectors, mainly in difficult traffic conditions on impassable and / or slightly bearing soils, including multi-link and extra heavy lifting capacity.

Известны гидрообъемные приводы ведущих колес прицепного звена автопоезда (например, SU 1456326, 1989 г. или 1034932, 1983 г.), в которых рабочие органы тяговых гидромоторов связаны через ряд промежуточных узлов с приводом тягача, т.е. колеса прицепа активизируются за счет отбора мощности тягача, что является недостатком этих решений, поскольку приводит к существенному усложнению конструкции тягача - в сравнении с базовым автомобилем тягач необходимо дополнительно оснащать агрегатами отбора мощности, насосными или электрогенераторными и т.п. установками, - и препятствует повышению тяговых возможностей автопоезда, а перенасыщенность трансмиссии тягача промежуточными узлами и связями зачастую (наряду с другими причинами) приводит к снижению общего КПД автопоезда.Hydro-volume drives of drive wheels of a trailer link of a road train are known (for example, SU 1456326, 1989 or 1034932, 1983), in which the working bodies of the traction hydraulic motors are connected through a series of intermediate units to the tractor drive, i.e. trailer wheels are activated due to tractor power take-off, which is a drawback of these solutions, since it leads to a significant complication of the tractor design - in comparison with the base vehicle, the tractor must be additionally equipped with power take-offs, pump or electric generating sets, etc. installations, - and prevents the increase of traction capabilities of the road train, and the supersaturation of the tractor’s transmission with intermediate nodes and connections often (along with other reasons) leads to a decrease in the overall efficiency of the road train.

Известны также приводы ведущих колес прицепов с использованием тяговых объемных гидромоторов, в которых частично нивелированы недостатки предыдущих аналогов за счет выполнения привода двухпоточным: механическим и гидрообъемным (SU 1659285, 1991 г.) или упрощения кинематики гидрообъемного привода колес прицепов, при котором рабочая жидкость под давлением к тяговому гидромотору передается от управляемого насоса, связанного с механизмом его привода, подключенным к главной передаче промежуточного моста тягача (RU 15706 U1, 2000 г.). Однако и в том и в другом случае в этих аналогах сохраняется основной недостаток предыдущих аналогов - лимитирующим фактором тягово-динамических свойств таких приводов является мощностной потенциал тягача.Trailer drive wheels are also known with the use of volumetric traction hydraulic motors, in which the disadvantages of the previous analogues are partially offset by the dual-flow drive: mechanical and hydrostatic (SU 1659285, 1991) or simplification of the kinematics of the hydrostatic volume of the trailer wheels, in which the working fluid is under pressure it is transmitted to the traction hydraulic motor from a controlled pump connected to its drive mechanism connected to the main gear of the tractor’s intermediate bridge (RU 15706 U1, 2000). However, in both cases, in these analogues, the main drawback of the previous analogues remains - the limiting factor of the traction and dynamic properties of such drives is the power potential of the tractor.

Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемой полезной модели является гидрообъемный привод ведущих колес активного прицепа автопоезда, имеющий систему питания, представляющую собой регулируемый гидронасос базового тягача, приводимый в действие от теплового двигателя тягача, подключенный к источнику с рабочей жидкостью, систему управления, а также размещенный на прицепе исполнительный модуль, кинематически связанный трансмиссией с осью ведущих колес прицепа, содержащий управляемый реверсивный тяговый гидромотор, подключенный к регулируемому насосу тягача посредством соответствующих магистралей (RU 55341 U1, 2006 г.).The closest analogue (prototype) of the proposed utility model is a hydrovolume drive of the drive wheels of an active trailer of a road train, having a power system, which is an adjustable hydraulic pump of the main tractor, driven by a thermal engine of the tractor, connected to a source with working fluid, a control system, as well as a on the trailer, an executive module kinematically connected by the transmission to the axle of the driving wheels of the trailer, containing a controlled reversible traction hydraulic motor, is connected th to the adjustable tractor pump by means of the corresponding lines (RU 55341 U1, 2006).

К недостатку прототипа следует отнести зависимость системы питания привода от тягового двигателя базового тягача, которая не только не позволяет улучшить тягово-динамические свойства автопоезда, но и значительно ухудшает их при увеличении числа прицепных звеньев, т.к. предопределяет отбор мощности тягача. Жесткое условие расположения системы питания привода (только на тягаче) ограничивает компоновочную гибкость автопоездов, а размещение системы управления им в кабине тягача создает неудобства в эксплуатации прототипа.The disadvantage of the prototype should include the dependence of the drive power system on the traction engine of the base tractor, which not only does not improve the traction and dynamic properties of the road train, but also significantly worsens them with an increase in the number of trailed links, because determines the power take-off of the tractor. The strict condition for the location of the drive power system (only on the tractor) limits the layout flexibility of road trains, and the placement of the control system in the tractor cabin creates inconvenience in the operation of the prototype.

Задача, реализуемая полезной моделью, и технический результат, получаемый от ее использования, направлены на расширение арсенала технических средств в области создания гидрообъемных приводов ведущих колес прицепных звеньев активных автопоездов, позволяющих обеспечить компоновочную гибкость автопоездов, повысить их тягово-динамические свойства и проходимость за счет повышения удельных мощностных показателей приводных систем, а также обеспечить удобство управления приводными системами.The task carried out by the utility model and the technical result obtained from its use are aimed at expanding the arsenal of technical means in the field of creating hydrovolume drives for the drive wheels of trailed links of active road trains, which ensure the layout flexibility of road trains, increase their traction and dynamic properties and throughput by increasing specific power indicators of drive systems, as well as provide ease of management of drive systems.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что гидрообъемный привод ведущих колес активных прицепов автопоезда, по меньшей мере одного, имеющий систему питания, содержащую один или несколько регулируемых насосов, подключенных к гидробаку с рабочей жидкостью и приводимых от источника энергии, а также систему управления и исполнительный модуль, кинематически связанный трансмиссией с осью ведущих колес прицепа, содержащий, как минимум, один управляемый реверсивный тяговый гидромотор, подключенный к регулируемому насосу системы питания посредством соответствующих магистралей, в отличие от аналогов в качестве системы питания снабжен силовой установкой, выполненной в виде унифицированного автономно функционирующего модуля с независимыми от системы питания тягача источниками энергии и магистралями с наружными быстроразъемными стыковочными узлами на выходе для ее подключения по требованию к исполнительному модулю привода, при этом привод имеет исполнительные модули по числу входящих в автопоезд активных прицепов, магистрали каждого из исполнительных модулей на входе снабжены ответными контактными узлами для присоединения к одноименным магистралям насосной станции, а система управления включает в себя размещенный на силовой установке дистанционно управляемый электронный блок, задающий алгоритм согласованной работы агрегатов установки и исполнительного модуля, и набор датчиков, подключенных к блоку, часть которых, например датчики давления в гидромагистралях, размещена в силовой установке, а другая часть, например датчики частот вращения гидромоторов и датчики температуры рабочей жидкости, размещена на каждом исполнительном модуле.The task and technical result are achieved in that the hydrostatic drive of the drive wheels of the active trailers of the road train, at least one, having a power system containing one or more variable pumps connected to the hydraulic tank with a working fluid and driven from an energy source, as well as a control system and an executive module kinematically connected by a transmission to the axle of the driving wheels of the trailer, comprising at least one controllable reversible traction hydraulic motor connected to an adjustable pump in the power supply system, by means of appropriate highways, unlike analogues, the power supply system is equipped with a power unit made in the form of a unified autonomously functioning module with power sources independent of the tractor power supply system and highways with external quick-disconnect docking nodes at the output for connecting it on demand to the executive drive module, while the drive has executive modules according to the number of active trailers included in the road train, the highway of each of the executive of the input modules are equipped with reciprocal contact nodes for connecting to the mains of the same name pump station, and the control system includes a remotely controlled electronic unit located on the power plant, defining an algorithm for the coordinated operation of the installation units and the executive module, and a set of sensors connected to the unit, part which, for example, pressure sensors in hydraulic lines, is located in the power plant, and the other part, for example, speed sensors of hydraulic motors and temperature sensors whose fluid is placed on each execution unit.

В частных случаях исполнения привода в нем:In special cases, the execution of the drive in it:

- тяговый гидромотор подключен к оси ведущих колес прицепа через согласующий редуктор, карданный вал и главную передачу, установленную на этой оси;- the traction hydraulic motor is connected to the axis of the driving wheels of the trailer through a matching gear, a driveshaft and the main gear mounted on this axis;

- система управления снабжена выносным пультом, помещенным в кабине тягача;- the control system is equipped with a remote control located in the tractor cab;

- в качестве независимого источника энергии силовая установка снабжена двигателем внутреннего сгорания, например, дизелем.- as an independent source of energy, the power plant is equipped with an internal combustion engine, for example, a diesel engine.

Снабжение гидрообъемного привода, предназначенного для активизации колес прицепов, силовой установкой с автономной от тягача схемой энергоснабжения, блочное выполнение составляющих привода: силовой установки и исполнительного модуля с возможностью подключения их друг к другу непосредственно перед эксплуатацией, позволяет расширить функциональные качества приводной системы автопоезда и повышением ее мощностного потенциала за счет дополнительно используемой мощности привода прицепа улучшить тягово-динамические качества и проходимость автопоездов, оснащенных такими приводами, сделает их более функциональными и экономичными, что позволит расширить диапазон их компоновочных решений и использовать при их формировании прогрессивный метод модульного агрегатирования.The supply of a hydrostatic drive designed to activate the wheels of trailers with a power unit with an energy supply circuit independent of the tractor, block execution of the drive components: power unit and executive module with the possibility of connecting them to each other immediately before operation, allows to expand the functional qualities of the drive train system and increase it power potential due to the additionally used power of the trailer drive to improve the traction and dynamic qualities and passages the bridge of road trains equipped with such drives will make them more functional and economical, which will expand the range of their layout solutions and use the progressive modular aggregation method in their formation.

На представленных чертежах: на фиг.1 дан общий вид гидрообъемного привода (примерная схема); на фиг.2 - общий вид выносного пульта (пример).In the presented drawings: in Fig. 1, a general view of a hydrostatic drive is given (approximate diagram); figure 2 is a General view of the remote control (example).

В состав автопоезда входит тягач 1 и один или несколько активных прицепов 2. Предлагаемый гидрообъемный привод ведущих колес прицепов 2 содержит связанные между собой коммуникационными связями силовую установку 3 и исполнительные модули 4 по одному для каждого из этих прицепов.The composition of the road train includes a tractor 1 and one or more active trailers 2. The proposed hydrovolume drive of the driving wheels of trailers 2 contains a power unit 3 and actuating modules 4, interconnected by communication, for each of these trailers.

Силовая установка 3 содержит индивидуальные (независимые от системы питания тягача) источники энергии: механической - ДВС 5 и электрической, например аккумуляторные батареи (не показаны), и автономную насосную станцию, приводом которой служит ДВС 5. Насосная станция включает в себя один или несколько регулируемых нагнетательных насосов 6. Установка 3 выполнена в виде единого для нескольких исполнительных модулей 4 отдельно отстоящего унифицированного автономно функционирующего модуля. Гидравлические магистрали установки 3: нагнетательная, сливная и дренажная на выходе имеют соответствующего типа быстродействующие разъемы 7.The power plant 3 contains individual (independent of the tractor’s power supply system) energy sources: mechanical - ICE 5 and electric, for example, storage batteries (not shown), and an autonomous pump station, the drive of which is ICE 5. The pump station includes one or more adjustable injection pumps 6. Installation 3 is made in the form of a single for several executive modules 4 separately spaced unified autonomous functioning module. The hydraulic lines of installation 3: discharge, drain and drainage at the outlet have a corresponding type of quick-acting connectors 7.

Исполнительный модуль 4 привода прицепа содержит один или несколько управляемых реверсивных тяговых гидромоторов 8, число которых зависит от числа потребителей - либо каждого из ведущих колес, либо приводных осей пары колес. В конкретном примере исполнения привода, в соответствии с представленным на чертеже (фиг.1) приводом полноприводного прицепа с двумя ведущими осями, исполнительный модуль 4 имеет два гидромотора 8, каждый из которых через согласующий редуктор 9, карданный вал 10 и главную передачу 11 связан с одной из приводных осей колес 12 или 13.The trailer drive actuator 4 contains one or more controllable reversible traction hydraulic motors 8, the number of which depends on the number of consumers — either each of the drive wheels or the drive axles of the pair of wheels. In a specific example of the drive, in accordance with the four-wheel drive trailer with two drive axles shown in the drawing (Fig. 1), the actuator module 4 has two hydraulic motors 8, each of which is connected via a matching gear 9, a cardan shaft 10 and the main gear 11 one of the drive axles of the wheels 12 or 13.

Гидромоторы 8 посредством соответствующих магистралей подсоединяются к соответствующему регулируемому насосу 6 при подключении друг к другу перед началом эксплуатации автопоезда исполнительного модуля и силовой установки. Для этого магистрали исполнительных модулей 4 по аналогии с магистралями силовой установки снабжены на входе разъемами 14, ответными быстродействующим разъемам 7 силовой установки 3.Hydromotors 8 are connected to the corresponding adjustable pump 6 by means of the corresponding lines when connected to each other before operating the road train of the executive module and the power plant. For this, the lines of the executive modules 4, by analogy with the main lines of the power plant, are equipped with connectors 14 at the input that are responsive to the quick connectors 7 of the power plant 3.

Согласованное взаимодействие исполнительных модулей 4 и силовой установки 3 в приводе обеспечивается системой управления, включающей в себя размещенный на силовой установке дистанционно управляемый выносным пультом 15 электронный блок с вынесенными наружу электрическими разъемами (условно не показан), и набор датчиков, подключенных к нему, часть которых, например датчики давления в гидромагистралях, размещена в силовой установке, а другая часть, например датчики частот вращения гидромоторов и датчики температуры рабочей жидкости, размещена на каждом исполнительном модуле (также условно не показаны).The coordinated interaction of the executive modules 4 and the power unit 3 in the drive is provided by a control system that includes an electronic unit located remotely controlled by the remote control 15 with external electrical connectors (not shown conditionally) and a set of sensors connected to it, some of which , for example pressure sensors in hydraulic lines, is located in the power plant, and the other part, for example, speed sensors of hydraulic motors and temperature sensors of the working fluid, schena on each execution module (also conventionally not shown).

Выносной пульт 15 (фиг.2) управления электронным блоком совмещает в своем корпусе органы управления агрегатами привода и контрольные приборы. Функции визуализации и контроля обеспечивает жидкокристаллический дисплей 16.The remote control 15 (figure 2) of the electronic control unit combines in its case the controls of the drive units and control devices. Visualization and control functions are provided by the LCD 16.

На панели управления пульта 15 имеются: кнопка 17 пуск а ДВС 5, кнопка 18 останова ДВС 5, кнопки 19 регулирования насосов 6. На дисплее 16 отображаются информационное окно 20, указатель 21 текущего рабочего объема насоса 6, блок 22 указателей текущих рабочих параметров и блок 23 сигнализаторов: готовности привода к работе, аварийного падения давления рабочей жидкости в гидросистеме и ее уровня в гидробаке и т.п. Указатели 21 и 22 могут иметь вид цифрового табло или аналогового прибора. Блок указателей 22 отображает частоту вращения ДВС 5, температуру охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя, заряд аккумуляторной батареи и др. параметры.On the control panel of the remote control 15 there are: a start button 17 for ICE 5, a stop button 18 for ICE 5, and buttons 19 for regulating the pumps 6. The display 16 shows an information window 20, a pointer 21 of the current working volume of the pump 6, a block 22 of pointers to the current operating parameters and a block 23 signaling devices: readiness of the drive to work, emergency pressure drop of the working fluid in the hydraulic system and its level in the hydraulic tank, etc. Pointers 21 and 22 may be in the form of a digital display or analog device. Index block 22 displays the engine speed 5, the temperature of the coolant in the engine cooling system, the battery charge, and other parameters.

Пульт 15 оснащен электрическим шнуром со стандартным многоконтактным разъемом 24 для подключения к электроразъемам электронного блока.The remote control 15 is equipped with an electric cord with a standard multi-pin connector 24 for connecting to the electrical connectors of the electronic unit.

Перед выходом автопоезда в рейс гидравлические магистрали исполнительного модуля 4 посредством разъемов 14 и гибких рукавов 25 подсоединяются к разъемам 7 соответствующих одноименных магистралей силовой установки 3, помещенной на тягаче или прицепе, а к электрическим разъемам на электронном блоке системы управления подключаются датчики, размещенные на исполнительном модуле 4 и выносной пульт 15, который помещают в кабине тягача.Before the road train enters the flight, the hydraulic lines of the executive module 4 are connected via connectors 14 and flexible hoses 25 to the connectors 7 of the corresponding lines of the power plant 3, placed on the tractor or trailer, and the sensors located on the executive module are connected to the electrical connectors on the electronic unit of the control system 4 and a remote control 15, which is placed in the cab of the tractor.

При необходимости активизации колес прицепа в процессе движения автопоезда, например, когда в тяжелых дорожных условиях при недостатке мощности тягача, командой подаваемой с пульта водителем или оператором автопоезда нажатием соответствующей кнопки, включается ДВС 5, коленвал которого, связанный с рабочими органами регулируемых насосов 6, приводит в действие эти насосы и силовой поток рабочей жидкости по гидромагистралям высокого давления поступает в гидромоторы 7.If it is necessary to activate the wheels of the trailer during the movement of the road train, for example, when the driver or the road train operator presses the appropriate button, the ICE 5 is turned on by a command from the driver or the road train operator when the road train is inadequate, the crankshaft of which is connected to the working bodies of the adjustable pumps 6 in the action of these pumps and the power flow of the working fluid along the high pressure hydraulic lines enters the hydraulic motors 7.

Гидромоторами 7 давление потока рабочей жидкости преобразуется в крутящий момент, передаваемый через трансмиссионную связь приводным осям 12 и 13 и, соответственно, колесам прицепа. В результате мощностной потенциал автопоезда увеличивается за счет добавочной мощности силовой установки 3 привода прицепа (или прицепов), что позволяет ему преодолеть сопротивление движению и достичь требуемый при этом заданный параметр движения автопоезда. При восстановлении текущих условий движения автопоезда привод прицепа автоматически (в соответствии с алгоритмом электронного блока) отключается и дальнейшее движение осуществляется только приводом колес тягача.By hydraulic motors 7, the pressure of the working fluid stream is converted into torque transmitted through the transmission link to the drive axles 12 and 13 and, accordingly, to the trailer wheels. As a result, the power potential of the road train increases due to the additional power of the power plant 3 of the trailer drive (or trailers), which allows it to overcome the resistance to movement and achieve the required set motion parameter of the road train. When restoring the current conditions of the movement of the road train, the trailer drive is automatically (in accordance with the algorithm of the electronic unit) disabled and further movement is carried out only by the drive wheels of the tractor.

Полезная модель может быть реализована в условиях действующего производства автопрома, т.к. не требует новых материалов и технологий, проста в изготовлении и позволяет максимально использовать для ее изготовления известные, выпускаемые серийно типовые и стандартные узлы и агрегаты, например ДВС, насосы, гидромоторы и т.д., технические параметры которых подбираются в зависимости от типа и назначения автопоездов.The utility model can be implemented in the current production of the automotive industry, as it does not require new materials and technologies, it is easy to manufacture and allows you to maximize the use of well-known, commercially available standard and standard units and assemblies, such as ICEs, pumps, hydraulic motors, etc., the technical parameters of which are selected depending on the type and purpose road trains.

Claims

1. A hydrostatic drive of the drive wheels of active trailers of at least one train having a power system comprising one or more variable pumps connected to a hydraulic tank with a working fluid and driven by an energy source, a control system, and also an actuator module kinematically coupled to the transmission with the axle of the driving wheels of the trailer, containing at least one controllable reversible traction hydraulic motor connected to an adjustable pump of the power supply system by means of appropriate lines, The fact that, as a power supply system, it is equipped with a power unit made in the form of a unified autonomously functioning module with an energy source independent of the tractor power system and highways with external quick-disconnect docking assemblies at the output for connecting it on demand to the drive executive module, while the drive it has executive modules in terms of the number of active trailers included in the road train; the lines of each of the executive modules at the input are equipped with contact mating nodes connections to the mains of the same name of the pumping station, and the control system includes a remotely controlled electronic unit located on the power plant that sets the algorithm for the coordinated operation of the unit's units and the executive module, and a set of sensors connected to the unit, some of which, for example, pressure sensors in hydraulic lines, are located in a power plant, and another, for example, speed sensors of hydraulic motors and temperature sensors of the working fluid, is installed on each actuator module.

2. The drive according to claim 1, characterized in that the traction hydraulic motor is connected to the axis of the driving wheels of the trailer through a matching gear, cardan shaft and the main gear mounted on this axis.

3. The drive according to claim 1, characterized in that the control system is equipped with an external remote control located in the tractor cabin.

4. The drive according to claim 1, characterized in that as an independent source of energy, the power plant of the drive is equipped with an internal combustion engine, for example a diesel engine.