RU2297355C2

RU2297355C2 - Steering gear of self-propelled machine

Info

Publication number: RU2297355C2
Application number: RU2005103867/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Викторович Медведев (RU); Евгений Викторович Медведев; Сергей Владимирович Демихов (RU); Сергей Владимирович Демихов; Александр Михайлович Клиншов (RU); Александр Михайлович Клиншов; Иль Сергеевич Иванов (RU); Илья Сергеевич Иванов; н Юрий Олегович Тро (RU); Юрий Олегович Троян
Original assignee: Рязанский военный автомобильный институт им. ген. армии В.П. Дубынина
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2007-04-20
Also published as: RU2005103867A

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in tractors, self-propelled vehicles half-track prime mover and carriers. Proposed self-propelled vehicle with combination propulsor has engine coupled through gearbox and transfer case with wheel and track propulsor and steering gear providing opposite turning of steerable wheels by means of systems of tie-rods and levers. Drive of track propulsor is furnished additionally with position displacement steering mechanism including adjustable hydraulic pump, hydraulic motor coupled with sun gears of left-hand and right-hand summing planetary gear trains. Device to control delivery of hydraulic pump is mechanically coupled with tie-rod of steering device of steerable wheels. Invention improves steerability of vehicle with combination propulsors owing to combined realization of wheel and track turning schemes, reduces power losses at simultaneous operation of wheel and track propulsors in turning and increases accuracy of steering control owing to involvement of track propulsor into process of formation of turning forces.

EFFECT: improved steerability of vehicle.

1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и, в частности, может быть использовано в тракторах, самоходных машинах, полугусеничных тягачах и транспортерах.The invention relates to transport machinery and, in particular, can be used in tractors, self-propelled machines, semi-tracked tractors and conveyors.

Известна самоходная машина, содержащая двигатель, соединенный через коробку передач и раздаточную коробку с механизмом поворота, выполненным в виде двойного дифференциала, фрикционного вариатора, связанного со второй полуосевой шестерней дифференциала, соединенного с рулевым колесом, и маломоментного фрикциона на водиле дифференциала [Авторское свидетельство СССР №1311954, МПК В 60 К 41/28, 1987].Known self-propelled machine containing an engine connected via a gearbox and a transfer case with a rotation mechanism made in the form of a double differential, a friction variator associated with the second semi-axial gear of the differential connected to the steering wheel, and low-speed friction on the differential driver [USSR Copyright No. 1311954, IPC B 60 K 41/28, 1987].

Недостатком данной конструкции являются большие потери мощности в тормозных фрикционах при повороте, относительно малый КПД вследствие большого скольжения между дисками вариатора, узкий диапазон регулирования радиусов поворота из-за малого диапазона изменения передаточных чисел дискового фрикционного вариатора. Кроме того, практически постоянная работа фрикционов при движении по местности приводит к преждевременному выходу из строя данных механизмов и снижению надежности конструкции; а импульсный режим поддержания заданной кривизны траектории движения приводит к дополнительным нагрузкам на элементы трансмиссии.The disadvantage of this design is the large power loss in the brake clutch during rotation, a relatively low efficiency due to the large slip between the variator disks, a narrow range of control of the turning radius due to the small range of gear ratios of the disk friction variator. In addition, the almost constant operation of the friction clutches when driving on terrain leads to premature failure of these mechanisms and a decrease in the reliability of the structure; and the pulse mode of maintaining a given curvature of the trajectory of movement leads to additional loads on the transmission elements.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является самоходная машина, содержащая гидрообъемный механизм поворота (ГОМП), через который при повороте машины часть потока мощности от тягового двигателя передается на солнечные шестерни левого и правого суммирующих планетарных рядов (СПР), водилы которых связаны с ведущими колесами гусеничного движителя, а эпициклические шестерни имеют привод от выходного вала коробки передач, реализуя передачу другой части потока мощности от тягового двигателя к ведущим колесам, обеспечивая прямолинейное движение машины [Гусеничная машина ГМ-569 и ее модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации (ТО), М.: Военное издательство, 1985, с.28, 201].The closest technical solution, selected as a prototype, is a self-propelled machine containing a hydraulic volumetric rotation mechanism (GOMP), through which when turning the machine part of the power flow from the traction motor is transmitted to the sun gears of the left and right summing planetary gears (SPR), the carriers of which are connected with the drive wheels of the caterpillar mover, and the epicyclic gears are driven by the output shaft of the gearbox, realizing the transfer of another part of the power flow from the traction engine to the drive wheels am, providing the rectilinear movement of the machine [Tracked vehicle GM-569 and its modifications. Technical description and instruction manual (MOT), M .: Military Publishing House, 1985, p.28, 201].

Недостатком данной конструкции является то, что при использовании комбинированного (например, колесно-гусеничного) движителя ухудшается управляемость машины, поскольку не обеспечивается кинематически согласованная работа различных элементов движителя при их одновременном использовании при движении по криволинейной траектории.The disadvantage of this design is that when using a combined (for example, wheeled-caterpillar) propulsion device, the controllability of the machine is deteriorated, since the kinematically coordinated operation of various elements of the propulsion device is not ensured when they are simultaneously used when moving along a curved path.

Технический результат изобретения направлен на улучшение управляемости машины с комбинированным движителем за счет совместной реализации колесной и гусеничной схем поворота, снижение потерь мощности при одновременном использовании колесного и гусеничного движителей в повороте, а также повышение точности регулирования поворота за счет вовлечения гусеничного движителя в процесс формирования поворачивающих усилий.The technical result of the invention is aimed at improving the controllability of a machine with a combined propulsion due to the joint implementation of a wheeled and caterpillar steering circuits, reducing power losses while using a wheeled and caterpillar propulsors in a turn, as well as improving the accuracy of steering control by involving the caterpillar mover in the formation of turning forces .

Технический результат достигается тем, что самоходная машина с комбинированным движителем, содержащая двигатель, связанный через коробку передач и раздаточную коробку с колесным и гусеничным движителями, оснащена рулевым управлением, обеспечивающим с помощью системы тяг и рычагов оппозитный поворот управляемых колес, при этом привод гусеничного движителя дополнительно снабжен гидрообъемным механизмом поворота, включающим в себя регулируемый гидронасос (ГН), гидромотор (ГМ), связанный с солнечными шестернями левого и правого суммирующих планетарных рядов (СПР), причем устройство регулирования подачи ГН имеет кинематическую связь с тягой рулевого привода управляемых колес.The technical result is achieved by the fact that a self-propelled vehicle with a combined propulsion unit, comprising an engine connected via a gearbox and a transfer case with wheel and caterpillar engines, is equipped with a steering that provides an opposite rotation of the steered wheels with the help of traction and lever systems, while the caterpillar drive is additionally equipped with a hydraulic volumetric rotation mechanism, which includes an adjustable hydraulic pump (GN), a hydraulic motor (GM) associated with the sun gears of the left and right planetary gears (SPR), moreover, the device for controlling the GN supply has a kinematic connection with the steering gear of the steered wheels.

Отличительными признаками от прототипа является то, что привод гусеничного движителя дополнительно снабжен гидрообъемным механизмом поворота, включающим в себя регулируемый гидронасос (ГН), гидромотор (ГМ), связанный с солнечными шестернями левого и правого суммирующих планетарных рядов (СПР), причем устройство регулирования подачи ГН имеет кинематическую связь с тягой рулевого привода управляемых колес.Distinctive features of the prototype is that the drive of the caterpillar mover is additionally equipped with a hydraulic volumetric rotation mechanism, which includes an adjustable hydraulic pump (GN), a hydraulic motor (GM) connected to the sun gears of the left and right totalizing planetary gears (SPR), and the GN feed control device has a kinematic connection with the steering gear of the steered wheels.

На чертеже представлена принципиальная схема рулевого управления машины с комбинированным движителем.The drawing shows a schematic diagram of the steering machine with a combined mover.

Рулевое управление машины с комбинированным (колесно-гусеничным) движителем включает рулевое колесо 1 с рулевой колонкой, рулевой механизм 2, соединенный через сошку рулевого привода 3 с продольной рулевой тягой 4, управляющей перемещением поперечных рулевых тяг 5 и 6, внутри которых установлены корпусы золотников распределительных устройств 7 и 8, соединенные трубопроводами 9 и 10 с насосом 11, закачивающим рабочую жидкость из бака 12. Золотники 7 и 8, в зависимости от своего положения, управляют потоком жидкости, направляя его в ту или иную полость силовых цилиндров 13 и 14, штоки которых через рычаги 15 соединены с управляемыми колесами и с поперечными тягами передней 16 и задней 17 рулевых трапеций. В то же время продольная рулевая тяга 4 кинематически связана с люлькой 18 механизма управления подачей гидронасоса 19, входной вал которого приводится во вращение от шестерни 20, установленной на выходном валу 21 раздаточной коробки, на которую крутящий момент поступает от тягового двигателя 22 через коробку передач 23.The steering of a machine with a combined (wheel-caterpillar) propulsion system includes a steering wheel 1 with a steering column, a steering gear 2 connected through a bipod of the steering drive 3 with a longitudinal steering rod 4, which controls the movement of the transverse steering rods 5 and 6, inside of which there are distributor valve housings devices 7 and 8, connected by pipelines 9 and 10 with a pump 11 pumping the working fluid from the tank 12. The spools 7 and 8, depending on their position, control the fluid flow, directing it to one or another of the bands four power cylinders 13 and 14, the rods of which are connected via levers 15 to the steered wheels and to the transverse links of the front 16 and rear 17 steering trapezoid. At the same time, the longitudinal steering rod 4 is kinematically connected with the cradle 18 of the hydraulic pump supply control mechanism 19, the input shaft of which is driven by a gear 20 mounted on the output shaft 21 of the transfer box, to which torque is supplied from the traction motor 22 through the gearbox 23 .

Гидронасос 19, питаемый от магистрали 10, гидравлически связан с нерегулируемым гидромотором 24, выходной вал которого, через угловой редуктор 25, соединен с валами 26 привода солнечных шестерен левого и правого суммирующих планетарных рядов 27. Эпициклические шестерни суммирующих планетарных рядов 27 через валы 28 соединены с полуосевыми шестернями двойного конического дифференциала 29, корпус которого связан с выходным валом раздаточной коробки 21. Водила суммирующих планетарных рядов 27 через бортовые передачи 30 обеспечивают передачу крутящего момента на ведущие колеса 31 гусеничного движителя.The hydraulic pump 19, fed from the highway 10, is hydraulically connected to an unregulated hydraulic motor 24, the output shaft of which, through an angular gear 25, is connected to the shafts 26 of the drive of the solar gears of the left and right totalizing planetary gears 27. The epicyclic gears of the totalizing planetary gears 27 are connected through shafts 28 to semi-axial gears of the double bevel differential 29, the housing of which is connected with the output shaft of the transfer case 21. The carriers of the summarizing planetary gears 27 through the final drives 30 provide a torque transmission th moment on the drive wheels 31 of the caterpillar mover.

Рулевое управление машины с комбинированным (колесно-гусеничным) движителем работает следующим образом. В нейтральном положении рулевого колеса, соответствующем прямолинейному движению машины, крутящий момент от тягового двигателя через коробку передач, раздаточную коробку поступает на корпус дифференциала 29, обеспечивая вращение валов 28 привода эпициклических шестерен суммирующих планетарных рядов 27 левого и правого бортов с одинаковой скоростью. В то же время крутящий момент от раздаточной коробки через шестерню 20 передается на входной вал гидронасоса 19, производительность которого регулируется положением рейки механизма управления люлечного типа 18 и при прямолинейном движении является нулевой. Вследствие этого выходной вал гидромотора 24 и связанные с ним через угловой редуктор 25 солнечные шестерни суммирующих планетарных рядов 27 заторможены. Крутящий момент с эпициклических шестерен суммирующих планетарных рядов 27 передается на водила и через бортовые передачи 30 на ведущие колеса 31 гусеничного движителя. Таким образом, при нейтральном положении рулевого колеса мощность от тягового двигателя к ведущим колесам гусеничного движителя передается одним потоком мощности, обеспечивая прямолинейное движение машины.The steering machine with a combined (wheel-tracked) propulsion operates as follows. In the neutral position of the steering wheel corresponding to the rectilinear movement of the machine, the torque from the traction engine through the gearbox, the transfer case enters the differential housing 29, providing rotation of the drive shafts 28 of the epicyclic gears of the summing planetary rows 27 of the left and right sides with the same speed. At the same time, the torque from the transfer case through the gear 20 is transmitted to the input shaft of the hydraulic pump 19, the performance of which is governed by the position of the rack of the control mechanism of the cradle type 18 and is zero in rectilinear motion. As a result of this, the output shaft of the hydraulic motor 24 and the sun gears of the summing planetary gears 27 connected via the angular gearbox 25 thereof are inhibited. The torque from the epicyclic gears of the summarizing planetary gears 27 is transmitted to the carrier and through final drives 30 to the drive wheels 31 of the caterpillar mover. Thus, in the neutral position of the steering wheel, power from the traction engine to the drive wheels of the caterpillar mover is transmitted by a single stream of power, providing straight-line movement of the machine.

При воздействии водителя на рулевое колесо 1 рулевой механизм 2 через сошку рулевого привода 3 вызывает смещение поперечных рулевых тяг 5 и 6 соответственно передней и задней управляемых осей с установленными в них корпусами золотников 7 и 8. При этом золотники, смещаясь в осевом направлении, обеспечивают подачу рабочей жидкости из бака 12 через насос 11 в те или иные полости гидравлических силовых цилиндров 13 и 14, что приводит к повороту управляемых колес.When the driver acts on the steering wheel 1, the steering mechanism 2 through the bipod of the steering drive 3 causes the shift of the transverse steering rods 5 and 6, respectively, of the front and rear steered axles with the spool housings 7 and 8 installed in them. At the same time, the spools, displacing in the axial direction, provide the feed working fluid from the tank 12 through the pump 11 into one or another cavity of the hydraulic power cylinders 13 and 14, which leads to the rotation of the steered wheels.

В то же время перемещение продольной тяги 4 рулевого привода через рейку механизма управления вызывает изменение положения (наклон) люльки гидронасоса 19, изменяя при этом его производительность. В результате изменения рабочего объема жидкости в аксиальных поршнях гидронасоса начинается вращение выходного вала гидромотора 24. Крутящий момент от гидромотора 24 передается через конический угловой редуктор 25 к валам 26, обеспечивая при этом их разностороннее вращение с одинаковой угловой скоростью. В результате солнечные шестерни суммирующих планетарных рядов 27 начинают вращение в разные стороны, посредством чего водила суммирующих планетарных рядов 27 и связанные с ними через бортовые передачи 30 ведущие колеса гусеничного движителя 31 вращаются с различными угловыми скоростями, разница значений которых пропорциональна углам поворота управляемых колес.At the same time, the movement of the longitudinal link 4 of the steering drive through the control mechanism rail causes a change in the position (tilt) of the cradle of the hydraulic pump 19, while changing its performance. As a result of changing the working volume of the fluid in the axial pistons of the hydraulic pump, the output shaft of the hydraulic motor 24 begins to rotate. The torque from the hydraulic motor 24 is transmitted through a bevel angular gear 25 to the shafts 26, while ensuring their versatile rotation with the same angular speed. As a result, the sun gears of the totalizing planetary gears 27 begin to rotate in different directions, whereby the carriers of the totalizing planetary gears 27 and the drive wheels of the caterpillar mover 31 connected with them via final drives 30 rotate at different angular speeds, the difference of values of which is proportional to the angles of rotation of the steered wheels.

Таким образом, обеспечивается согласованный поворот машины с комбинированным движителем при одновременном использовании колесного и гусеничного движителей за счет совместной реализации колесной и бортовой схем поворота.Thus, a coordinated rotation of the machine with a combined propulsion system is ensured with the simultaneous use of wheeled and caterpillar propulsion devices due to the joint implementation of wheel and side turn schemes.

Claims

A self-propelled vehicle with a combined propulsion device, comprising an engine coupled through a gearbox and a transfer case with wheel and caterpillar engines, characterized in that the caterpillar drive is additionally equipped with a hydraulic volumetric turning mechanism, including an adjustable hydraulic pump (GN), a hydraulic motor (GM), coupled with sun gears of the left and right totalizing planetary gears (SPR), moreover, the GN feed control device has a kinematic connection with the steering gear of the steered wheels.