RU2167779C1

RU2167779C1 - Semitrailer wheel drive of active trailer-train

Info

Publication number: RU2167779C1
Application number: RU99127521A
Authority: RU
Inventors: В.А. Павлов; В.В. Ковалев
Original assignee: 21 НИИИ АТ Минобороны России
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: invention relates to mechanisms used in vehicles, particularly, in trailer-trains with driving wheels of semitrailer set into operation by mechanical drive. Semitrailer wheel drive has two propeller shafts installed one after the other and coupled by pneumatic clutch. Propeller shafts are used to transmit torque from transfer case to driving wheels. Pneumatic clutch transmits torque adjustable in value which depends on pressure in pneumatic chamber. Torque is regulated by follow-up-action pneumatic valve controlled by driver. Maximum value of pressure is limited by electropneumatic valve operating at sufficient value of electric signal generated by torque transmitter installed on propeller shaft connecting clutch and driving wheels. EFFECT: reduced load on transmission, increased efficiency and improved cross-country capability of trailer- train. 2 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано в автопоездах с ведущими колесами полуприцепа (прицепа), приводимыми в движение механической передачей. The invention relates to vehicles and can be used in road trains with driving wheels of a semitrailer (trailer), driven by a mechanical transmission.

Известны активные автомобильные поезда, в которых передача мощности от двигателя к колесам полуприцепа осуществляется механической трансмиссией, состоящей из коробки передач, раздаточной коробки, карданных валов и редукторов [1]. Active automobile trains are known in which power is transmitted from the engine to the wheels of the semi-trailer by a mechanical transmission consisting of a gearbox, transfer case, cardan shafts and gearboxes [1].

Такая механическая передача мощности ко всем колесам тягача и полуприцепа обеспечивает их вращение с одинаковой или почти одинаковой скоростью, при постоянном соотношении угловых скоростей колес тягача и полуприцепа. This mechanical transmission of power to all the wheels of the tractor and the semi-trailer ensures their rotation at the same or almost the same speed, with a constant ratio of the angular speeds of the wheels of the tractor and the semi-trailer.

Эти кинематические условия (приближенное равенство угловых скоростей колес и постоянство отношения угловых скоростей колес тягача и полуприцепа) хорошо соответствуют прямолинейному движению автопоезда на ровной горизонтальной поверхности. При этом все колеса автопоезда работают в ведущем режиме, моменты, нагружающие отдельные ведущие мосты, приближенно одинаковы, вся мощность, отбираемая от двигателя, тратится на движение. These kinematic conditions (approximate equality of the angular velocities of the wheels and the constancy of the ratio of the angular velocities of the wheels of the tractor and semitrailer) correspond well to the rectilinear movement of the road train on a flat horizontal surface. At the same time, all the wheels of the road train operate in the driving mode, the moments loading the individual drive axles are approximately the same, all the power taken from the engine is spent on movement.

Однако, при повороте, вследствие разной длины путей, проходимых колесами тягача и полуприцепа, в такой "жесткой" трансмиссии резко возрастает момент на колесах полуприцепа, а момент на передних колесах тягача становится отрицательным. However, when turning, due to the different lengths of the paths traveled by the wheels of the tractor and semi-trailer, in such a “rigid” transmission, the moment on the wheels of the semi-trailer sharply increases, and the moment on the front wheels of the tractor becomes negative.

Недостатком данной конструкции привода является то, что трансмиссия автопоезда нагружается циркулирующей (паразитной) мощностью, а общая мощность, отбираемая от двигателя, превышает величину, необходимую для движения. The disadvantage of this drive design is that the transmission of the road train is loaded with circulating (parasitic) power, and the total power taken from the engine exceeds the amount required for movement.

Следствием этого является сильное увеличение момента, нагружающего привод колес полуприцепа, особенно на дорогах с высоким коэффициентом сцепления, что может вызвать поломку трансмиссии. На дорогах с низким коэффициентом сцепления (деформируемый грунт, скользкие дороги с твердым покрытием) это приводит к принудительному проскальзыванию колес и снижению проходимости автопоезда. При этом также снижается КПД трансмиссии и колесного движителя автотранспортного средства. The consequence of this is a strong increase in the moment loading the wheel drive of the semi-trailer, especially on roads with a high coefficient of adhesion, which can cause transmission failure. On roads with a low coefficient of adhesion (deformable soil, slippery roads with hard surface), this leads to forced slippage of the wheels and reduce the cross-country ability of the road train. At the same time, the efficiency of the transmission and the wheel propulsion of a vehicle is also reduced.

Для снижения нагруженности привода колес полуприцепа, повышения КПД трансмиссии и улучшения проходимости активного автопоезда в привод колес полуприцепа устанавливается соединительное устройство, выполненное в виде пневматической муфты, регулирующей величину момента, передаваемого к колесам полуприцепа, в которой усилие сжатия передающих момент элементов и, следовательно, величина передаваемого момента регулируется изменением давления воздуха. To reduce the load on the drive of the wheels of the semi-trailer, increase the efficiency of the transmission and improve the cross-country ability of the active road train, a connecting device is installed in the drive of the wheels of the semi-trailer in the form of a pneumatic clutch that controls the amount of torque transmitted to the wheels of the semi-trailer, in which the compression force of the moment-transmitting elements and, therefore, the magnitude the transmitted moment is regulated by a change in air pressure.

Изменение давления воздуха (или иного рабочего тела) осуществляется водителем с помощью органа управления, установленного в кабине и соединенного с пневматической системой тягача. Кроме того, максимальная величина момента ограничивается автоматически - устройством, ограничивающим давление рабочего тела в исполнительном механизме муфты при достижении моментом некоторого предельного значения. Changing the air pressure (or other working fluid) is carried out by the driver using a control element installed in the cab and connected to the pneumatic system of the tractor. In addition, the maximum value of the moment is automatically limited - a device that limits the pressure of the working fluid in the clutch actuator when the moment reaches a certain limit value.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый привод колес полуприцепа активного автопоезда отличается новой взаимосвязью (расположением) известных элементов: пневматическая муфта расположена между карданными валами, пневматический клапан следящего действия расположен между источником сжатого воздуха и пневматической муфтой, пневматический кран следящего действия соединен с пневматическим клапаном следящего действия, электропневмоклапан соединяет пневматическую муфту с атмосферой, датчик крутящего момента соединен с электропневмоклапаном. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed wheel drive of an active road train semi-trailer is distinguished by a new interconnection (arrangement) of known elements: a pneumatic coupling is located between the cardan shafts, a pneumatic follow-up valve is located between the compressed air source and a pneumatic coupling, a pneumatic follow-up valve is connected to the pneumatic valve follow-up action, an electro-pneumatic valve connects the pneumatic clutch to the atmosphere, a torque sensor with of the connections of solenoid with.

Таким образом, заявляемый привод колес полуприцепа активного автопоезда соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed wheel drive of the semitrailer of an active road train meets the criteria of the invention of "novelty."

На фиг. 1 показана схема трансмиссии активного автопоезда, на фиг. 2 - схема управления пневматической муфтой. In FIG. 1 shows a transmission diagram of an active road train, FIG. 2 is a diagram for controlling a pneumatic clutch.

Мощность от двигателя 1 тягача передается к ведущим колесам 2 полуприцепа (две последние оси) через коробку передач 3, раздаточную коробку 4, карданные валы 5, 6 и 7. Между двумя соседними валами 6 и 7 устанавливается пневматическая муфта 8. The power from the engine 1 of the tractor is transmitted to the driving wheels 2 of the semi-trailer (the last two axles) through the gearbox 3, transfer case 4, cardan shafts 5, 6 and 7. An air clutch 8 is installed between two adjacent shafts 6 and 7.

Воздух для питания исполнительного устройства муфты подается от источника сжатого воздуха 9, установленного на полуприцепе и соединенного с пневматической системой автопоезда, используемой также для питания тормозной системы и системы регулирования давления воздуха в шинах. Для привода муфты используются: пневматический кран следящего действия 10, пневматический клапан следящего действия 11, головка подвода воздуха к муфте 12 и пневмокамера (пневмоцилиндр) 13. Первый из этих пневмоаппаратов устанавливается в кабине и управляется водителем, остальные - на полуприцепе, причем пневмокамера устанавливается непосредственно на муфте. Air for supplying the clutch actuator is supplied from a compressed air source 9 mounted on a semi-trailer and connected to the pneumatic train system, which is also used to power the brake system and the tire pressure regulation system. The following are used to drive the coupling: pneumatic follow-up valve 10, pneumatic follow-up valve 11, air supply head to the coupling 12 and pneumatic chamber (pneumatic cylinder) 13. The first of these pneumatic devices is installed in the cab and controlled by the driver, the rest on the semi-trailer, and the pneumatic chamber is installed directly on the coupling.

На карданном валу 7 устанавливается, кроме того, датчик крутящего момента 14, нагружающего вал. Сигнал этого датчика передается по проводам и высвечивается на табло 15 в кабине водителя, информируя его о величине крутящего момента, передаваемого муфтой. Усиленный сигнал датчика передается также на электропневмоклапан 16, соединяющий полость пневмокамеры муфты с атмосферой. On the cardan shaft 7 is installed, in addition, a torque sensor 14, the loading shaft. The signal of this sensor is transmitted by wire and displayed on the display 15 in the driver's cab, informing him of the amount of torque transmitted by the clutch. The amplified signal of the sensor is also transmitted to the electro-pneumatic valve 16 connecting the cavity of the clutch pneumatic chamber with the atmosphere.

Привод работает следующим образом. The drive operates as follows.

При прямолинейном движении по горизонтальной дороге хорошего состояния рычаг крана управления 10 переводится в нулевое положение, отключая привод полуприцепа. В этом случае движение автопоезда обеспечивается только за счет тяги колес тягача. When rectilinear movement on a horizontal road of good condition, the lever of the control valve 10 is translated into zero position, turning off the drive of the semi-trailer. In this case, the movement of the road train is provided only due to the traction of the wheels of the tractor.

При прямолинейном движении по дорогам с большим сопротивлением качению рычаг крана управления 10 переводится в некоторое среднее положение, соответствующее характеристике грунта. При этом обеспечивается хорошая проходимость и адекватная нагруженность привода. When rectilinear movement on roads with high rolling resistance, the lever of the control crane 10 is translated into a certain average position corresponding to the characteristics of the soil. This ensures good cross-country ability and adequate loading of the drive.

При преодолении крутых подъемов рычаг крана управления 10 переводится в положение, обеспечивающее максимальное значение передаваемого муфтой момента, обеспечивая максимальную тягу привода полуприцепа. When overcoming steep climbs, the lever of the control crane 10 is translated into a position that ensures the maximum value of the moment transmitted by the coupling, providing maximum traction for the drive of the semi-trailer.

При входе в поворот рычаг крана управления 10 переводится в положение, соответствующее небольшому значению момента муфты (35- 50% предельно допустимой величины). Муфта 8 при этом пробуксовывает, исключая циркуляцию мощности, но все же передает определенный момент, что обеспечивает автопоезду требуемую проходимость, снижает нагрузки в приводе и уменьшает потери энергии на движение. When entering the turn, the lever of the control valve 10 is translated into a position corresponding to a small value of the coupling moment (35-50% of the maximum permissible value). The clutch 8 thus stalls, eliminating the circulation of power, but nevertheless transmits a certain moment, which provides the road train with the required throughput, reduces the loads in the drive and reduces the energy loss to movement.

На некоторых видах грунтов (сухой песок), при повороте движение сопровождается интенсивной пробуксовкой колес, поэтому момент, передаваемый к колесам полуприцепа, может быть увеличен. On some types of soils (dry sand), when turning, the movement is accompanied by an intensive slipping of the wheels, so the moment transmitted to the wheels of the semi-trailer can be increased.

В случае непредвиденного возрастания крутящего момента в приводе к колесам полуприцепа до предельного значения (при преодолении неровностей, ям, канав) срабатывает электропневмоклапан 16 предохранительной системы, снижая момент в приводе и предохраняя его от поломки. In the event of an unexpected increase in the torque in the drive to the wheels of the semi-trailer to the limit value (when overcoming bumps, holes, ditches), the electro-pneumatic valve 16 of the safety system is activated, reducing the moment in the drive and protecting it from damage.

Использование изобретения позволяет улучшить проходимость активного автопоезда, снизить нагруженность привода колес полуприцепа и повысить КПД трансмиссии. Using the invention allows to improve the patency of an active road train, to reduce the load on the drive wheels of the semi-trailer and to increase the efficiency of the transmission.

Источники информации
1. Закин Я.X. и др. Конструкции и расчет автомобильных поездов. Л.: Машиностроение, 1968.Sources of information
1. Zakin J.X. and others. Design and calculation of road trains. L .: Engineering, 1968.

Claims

Wheel drive of an active road train semi-trailer, comprising two cardan shafts interconnected by a connecting device, a compressed air source, characterized in that the connecting device is made in the form of a pneumatic coupling controlled by a pneumatic servo valve located between the compressed air source and the coupling, pneumatic servo valve action connected to a pneumatic follow-up valve, an electro-pneumatic valve connecting the pneumatic clutch to the atmosphere, and a sensor torque mounted on the driveshaft connecting the clutch and drive wheels.