RU2438908C1 - Transmission of track-type vehicle with central composite gearbox - Google Patents
Transmission of track-type vehicle with central composite gearbox Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438908C1 RU2438908C1 RU2010131014/11A RU2010131014A RU2438908C1 RU 2438908 C1 RU2438908 C1 RU 2438908C1 RU 2010131014/11 A RU2010131014/11 A RU 2010131014/11A RU 2010131014 A RU2010131014 A RU 2010131014A RU 2438908 C1 RU2438908 C1 RU 2438908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gearbox
- gears
- gear
- machine
- transmission
- Prior art date
Links
Landscapes
- Structure Of Transmissions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортной технике, а конкретно - к трансмиссиям транспортных и тяговых гусеничных машин с одной центральной коробкой передач в составе двухпоточного механизма передач и поворота (МПП) с бесступенчатой регулируемой гидрообъемной передачей во втором потоке передачи мощности, работающей при криволинейном движении (повороте) машины.The invention relates to transport equipment, and in particular to transmissions of transport and traction caterpillar vehicles with one central gearbox as part of a two-line transmission and rotation mechanism (MPP) with continuously variable adjustable hydrostatic transmission in the second power transmission stream operating in curved motion (rotation) of the machine .
Известна трансмиссия гусеничной машины (основной боевой танк США М-1 «Абрамс») с одной центральной коробкой передач в составе двухпоточного механизма передач и поворота (МПП) с бесступенчатой регулируемой гидрообъемной передачей (ГОП) во втором потоке передачи мощности, работающая по дифференциальному способу при криволинейном движении (повороте) машины, см. Военные гусеничные машины: Учебник / В 4-х т. T.1 Устройство. Кн. 2. - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1990, 336 с. (с.222-226, рис.4.29). Трансмиссия-аналог включает в себя планетарную коробку передач, два одинаковых суммирующих планетарных механизма (СПМ) и дополнительный привод, состоящий из бесступенчатой регулируемой ГОП, образованной ведущим регулируемым насосом и ведомым нерегулируемым мотором, вал которого соединен с солнечными зубчатыми колесами посредством неуправляемых зубчатых передач таким образом, что передаточное число от солнечного колеса одного СПМ до аналогичного солнечного колеса второго СПМ составляет ровно минус единицу (-1,0). Таким образом, упомянутые солнечные зубчатые колеса могут или одновременно не вращаться (иметь нулевые угловые скорости при прямолинейном движении машины) или вращаться с одинаковыми по абсолютной величине, но противоположно направленными угловыми скоростями (при повороте машины).A known transmission of a caterpillar vehicle (US main battle tank M-1 "Abrams") with one central gearbox as part of a two-line transmission and rotation mechanism (MPP) with continuously variable hydraulic variable-speed transmission (GOP) in the second power transmission stream, operating by the differential method at curvilinear movement (rotation) of the machine, see Military tracked vehicles: Textbook / In 4 volumes. T.1 Device. Prince 2. - M .: MGTU im. N.E.Bauman, 1990, 336 p. (p. 222-226, fig. 4.29). An analogue transmission includes a planetary gearbox, two identical summing planetary gears (PSMs) and an additional drive consisting of a stepless variable GOP formed by a leading variable pump and a driven unregulated motor, the shaft of which is connected to the sun gears by means of uncontrolled gears in this way that the gear ratio from the sun wheel of one SPM to the same sun wheel of the second JMP is exactly minus one (-1.0). Thus, the aforementioned solar gears can either not rotate at the same time (have zero angular speeds when the machine is moving in a straight line) or rotate with the same absolute values, but opposite angular speeds (when the machine is turning).
Гусеничная машина, снабженная трансмиссией-аналогом, способна двигаться в режиме вращения на месте с нулевой скоростью поступательного движения геометрического центра машины при одинаковых по величине и противоположно направленных скоростях бортов машины. Для этого следует передавать всю мощность, вырабатываемую двигателем машины, только через ГОП двумя равными долями к центральным солнечным зубчатым колесам обоих СПМ, при нейтрали в коробке передач.A tracked vehicle equipped with an analogue transmission is capable of moving in rotation in place with zero translational speed of the geometric center of the vehicle at the same magnitude and opposite directional speeds of the sides of the vehicle. For this, all the power generated by the engine of the machine should be transmitted only through the GOP in two equal shares to the central solar gears of both SPMs, when neutral in the gearbox.
При прямолинейном движении машины вся мощность, вырабатываемая двигателем, передается только через центральную коробку передач двумя равными долями к центральным эпициклическим зубчатым колесам обоих СПМ. Таким образом, на двух режимах движения: прямолинейном и вращении на месте трансмиссия-аналог работает в однопоточном режиме, а при поворотах с различными радиусами, меньше бесконечно большого и больше минимального (половина колеи машины), трансмиссия работает в двухпоточном режиме, причем поток мощности, проходящий от двигателя через центральную коробку передач к ведущим колесам, обеспечивает только преодоление сопротивлений прямолинейному движению, а поток мощности, проходящий через ГОП, - только преодоление сопротивлений вращению машины на грунте, что, кстати, присуще абсолютно всем механизмам поворота и механизмам передач и поворота дифференциального типа, в том числе и зубчато-фрикционным, ранее довольно широко применявшимся в трансмиссиях гусеничных машин.When the machine moves in a straight line, all the power generated by the engine is transmitted only through the central gearbox in two equal parts to the central epicyclic gears of both PSDs. Thus, in two driving modes: rectilinear and in-place rotation, the analog transmission works in single-threaded mode, and when cornering with different radii, it is smaller than infinitely large and greater than the minimum (half of the machine’s track), the transmission operates in two-threaded mode, and the power flow, passing from the engine through the central gearbox to the drive wheels, provides only the overcoming of resistance to rectilinear movement, and the power flow passing through the GOP - only overcoming the resistance to rotation m tires on the ground that, by the way, is inherent in absolutely all the mechanisms of rotation and gear mechanisms and the rotation of the differential type, including rack-friction, previously quite widely used in transmissions tracked vehicles.
Главным недостатком аналога является необходимость использования в трансмиссии ГОП с весьма высокой установочной (паспортной) мощностью. Это объясняется тем, что сопротивления вращению машины весьма значительно превышают сопротивления ее поступательному движению и это превышение стремительно нарастает с уменьшением величины радиуса поворота, а при вращении машины на месте, с безальтернативно минимальным радиусом, ГОП должна передавать единолично всю мощность, которую только способен выработать двигатель машины. Совершенно очевидно, что для обеспечения максимально возможных показателей поворотливости машины, к чему, собственно, и следует стремиться, необходимо использовать в трансмиссии ГОП с установочной мощностью не ниже максимальной свободной мощности двигателя машины. При достигнутом уровне гидромашиностроения ГОП с установочной мощностью таких величин будут иметь габариты и массу, делающие невозможной, или, по крайней мере, чрезвычайно затруднительной установку такой передачи в тесном забронированном моторно-трансмиссионном отделении танков. Промышленностью США создана уникальная высокофорсированная радиально-поршневая ГОП для трансмиссии основного боевого танка М-1 «Абрамс» с установочной мощностью порядка 85% от максимальной свободной мощности двигателя танка. Это является очень неплохим приближением к идеальным 100%. Однако совершенно очевидно, такая ГОП стоит дорого, имеет небольшой рабочий ресурс, опасна из-за сверхвысоких рабочих давлений и требует применения специальной дорогостоящей высокотехнологичной рабочей жидкости.The main disadvantage of the analogue is the need to use in transmission GOP with a very high installation (passport) power. This is due to the fact that the resistance to rotation of the machine is very much higher than the resistance to its translational motion, and this excess increases rapidly with a decrease in the radius of rotation, and when the machine rotates in place, with no alternative minimum radius, the GOP must transmit all the power that the engine can only produce cars. It is absolutely obvious that in order to ensure the maximum possible indicators of machine agility, which, in fact, should be strived for, it is necessary to use the GOP with the installed power not lower than the maximum free engine power of the machine. With the achieved level of hydraulic engineering, GOP with an installed capacity of such values will have dimensions and mass that make it impossible, or at least extremely difficult to install such a transmission in a tightly booked engine and transmission compartment of tanks. The US industry has created a unique highly accelerated radial-piston GOP for the transmission of the M-1 Abrams main battle tank with an installed capacity of about 85% of the maximum free power of the tank engine. This is a very good approximation to the ideal 100%. However, it is obvious that such a GOP is expensive, has a small working resource, is dangerous due to ultra-high working pressures, and requires the use of a special, expensive high-tech working fluid.
Другим существенным недостатком аналога является неустойчивость вращения машины на месте из-за наличия двух степеней свободы в трансмиссии на этом режиме движения. При возможном неравенстве величин сопротивления качению по бортам происходит самопроизвольный вход машины в режим поворота вокруг остановленной гусеницы того борта, где сопротивление качению больше. При потере сцепления одной из гусениц с грунтом происходит самопроизвольное снижение угловой скорости вращения машины вплоть до ее полной остановки про полном буксовании одной из гусениц, что наиболее вероятно при движении машины по скользким, рыхлым и слабосвязным грунтам.Another significant drawback of the analogue is the instability of the rotation of the machine in place due to the presence of two degrees of freedom in the transmission in this mode of movement. With a possible inequality of the values of rolling resistance along the sides, the machine spontaneously enters the rotation mode around the stopped track of that side where the rolling resistance is greater. In case of loss of adhesion of one of the tracks to the ground, the angular speed of rotation of the machine spontaneously decreases until it stops completely when one of the tracks is completely skidded, which is most likely when the machine moves on slippery, loose and weakly connected soils.
Третьим существенным недостатком аналога является имеющийся в составе трансмиссии чрезвычайно несовершенный резервный механизм поворота - простой симметричный дифференциал, состоящий из двух СПМ и остановочных тормозов, который может быть использован при прямолинейном и криволинейном движении танка с преднамеренно отключенной или вышедшей из строя ГОП. Из-за наличия в трансмиссии танка лишней, второй степени свободы, появляющейся при использовании этого резервного механизма поворота, прямолинейное движение машины становится неустойчивым, имеют место уводы, рыскание, самопроизвольное и непредсказуемое отклонение машины от прямолинейного курса движения. В повороте простой симметричный дифференциал чрезмерно загружает двигатель, перегружает работой буксования остановочный тормоз отстающего борта, снижает тяговую мощность на забегающем борту и не обеспечивает устойчивого и четко управляемого поворота с необходимым радиусом.The third significant drawback of the analogue is the extremely imperfect reserve turning mechanism available in the transmission - a simple symmetrical differential consisting of two PSDs and stop brakes, which can be used when the tank moves in a rectilinear and curvilinear state with deliberately disconnected or failed GOP. Due to the presence of an extra, second degree of freedom in the tank’s transmission, which appears when using this reserve turning mechanism, the rectilinear movement of the machine becomes unstable, there are withdrawals, yaw, spontaneous and unpredictable deviation of the machine from the straight course of movement. In cornering, a simple symmetrical differential overloads the engine, overloads the skidding brake of the lagging side, reduces traction power on a running board and does not provide a stable and clearly controlled turn with the required radius.
Еще одним недостатком аналога является абсолютная невозможность какого-либо полезного использования потенциальных возможностей ГОП при прямолинейном движении машины, т.е. ГОП при прямолинейном движении машины не работает и, по существу, перевозится как мертвый груз.Another disadvantage of the analogue is the absolute impossibility of any useful use of the potential capabilities of the GOP in the rectilinear movement of the machine, i.e. GOP when the machine is moving in a straight line does not work and, in essence, is transported as a dead load.
Попытки решить все проблемы, связанные с необходимостью повышения маневренных качеств гусеничных машин и, в частности, бронетанковой техники, только разработкой все более мощных двигателей, только усилят недостатки машин с трансмиссиями, содержащими ГОП и обеспечивающими дифференциальный способ поворота, так как обострится проблема недостаточного уровня требуемой установочной мощности ГОП, возникнет необходимость усиления остальных агрегатов трансмиссии, элементов подвески и гусеничного движителя. Все это приведет к увеличению массы и размеров машин и, как это не раз бывало прежде, может свести на нет достигнутое увеличение мощности двигателя.Attempts to solve all the problems associated with the need to improve the maneuverability of tracked vehicles and, in particular, armored vehicles, only by developing more and more powerful engines, will only exacerbate the drawbacks of vehicles with transmissions containing GOP and providing a differential way of turning, as the problem of an insufficient level of required GOP installation capacity, there will be a need to strengthen the remaining transmission units, suspension elements and caterpillar mover. All this will lead to an increase in the mass and size of machines and, as has happened more than once before, can negate the achieved increase in engine power.
Можно отметить, что трансмиссиями, построенными по такому же принципу и из-за этого обладающими всеми перечисленными недостатками, снабжены основные боевые танки всех технически развитых государств. В России предпринимаются попытки разработать трансмиссию для основного боевого танка путем подражания зарубежным образцам, используя те же принципы реализации поворота обязательно дифференциальным способом, но пока безуспешно, о чем свидетельствует отсутствие на вооружении Российской армии основного боевого танка с гидрообъемным поворотом. Относительно положительный результат достигнут лишь при разработке трансмиссий путем подражания иностранным образцам, только для машин легкой и промежуточной по массе категорий (боевая машина пехоты БМП-3, боевая машина десанта БМД-3, гусеничные машины серии ГМ и некоторые другие). По вполне понятным и объяснимым причинам в трансмиссиях наиболее современных отечественных и зарубежных военных гусеничных машин применяются ГОП с установочной мощностью порядка 25…50% от номинальной мощности двигателей этих машин, что не позволяет получить максимально возможные характеристики поворотливости, а значит, из-за этого снижается подвижность гусеничных машин, даже снабженных мощными двигателями.It can be noted that the transmissions, built on the same principle and because of this having all of the above disadvantages, are equipped with the main battle tanks of all technically developed countries. In Russia, attempts are being made to develop a transmission for the main battle tank by imitating foreign models, using the same principles for the implementation of the turn in a necessarily differential way, but so far without success, as evidenced by the absence of the main battle tank with hydrostatic rotation in the arsenal of the Russian army. A relatively positive result was achieved only in the development of transmissions by imitating foreign models, only for light and intermediate-weight categories of vehicles (BMP-3 infantry fighting vehicle, BMD-3 airborne fighting vehicle, GM tracked vehicles and some others). For understandable and understandable reasons, in the transmissions of the most modern domestic and foreign military tracked vehicles, GOPs are used with an installed capacity of about 25 ... 50% of the rated power of the engines of these vehicles, which does not allow to obtain the maximum possible turning characteristics, which means it decreases mobility of tracked vehicles, even equipped with powerful engines.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению по совокупности признаков и достигаемому эффекту является трансмиссия с бесступенчатым независимым механизмом поворота и центральной коробкой передач (RU 2233760 С1, 7 B62D 11/18, заявл. 31.03.2003, опубл. 10.08.2004. Бюл. №22).The closest to the claimed invention in terms of combination of features and the achieved effect is a transmission with a stepless independent rotation mechanism and a central gearbox (RU 2233760 C1, 7 B62D 11/18, stated March 31, 2003, published on August 10, 2004. Bull. No. 22) .
В прототипе в дополнительном приводе от мотора ГОП к солнечным зубчатым колесам СПМ установлены две одинаковые зубчатые передачи, ведущие зубчатые колеса которых снабжены двумя соединительными отключаемыми фрикционными муфтами и двумя управляемыми тормозами, а ведомый вал центральной коробки передач посредством двух управляемых многодисковых фрикционных муфт связан с выходными (бортовыми) валами механизма поворота, СПМ выполнены с постоянным и жестким соединением водила одного и эпициклического зубчатого колеса другого механизма.In the prototype, in the additional drive from the GOP motor to the SPM solar gears, two identical gears are installed, the drive gears of which are equipped with two disconnectable friction clutches and two controlled brakes, and the driven shaft of the central gearbox is connected to the output via two controllable multi-plate friction clutches ( onboard) shafts of the rotation mechanism, SPM are made with a constant and rigid connection of the carrier of one and the epicyclic gears of another mechanism.
Это техническое решение устраняет отмеченные недостатки аналога. В прототипе достигается заметное снижение уровня необходимой установочной мощности ГОП без ухудшения показателей подвижности машины в повороте. Кроме того, облегчаются переходные процессы входа машины в поворот, выхода из поворота, резких изменений величины радиуса поворота и даже направления поворота (движение по «змейке»).This technical solution eliminates the noted disadvantages of the analogue. The prototype achieves a significant reduction in the level of the required GOP installation power without deteriorating the car's mobility indicators in a bend. In addition, the transition processes of the machine’s entry into the turn, exit from the turn, sudden changes in the radius of the turn and even the direction of turn (movement along the “snake”) are facilitated.
В прототипе по сравнению с аналогом имеется достаточно совершенный резервный механизм поворота - двухступенчатый планетарный, обеспечивающий устойчивое прямолинейное движение машины и поворот с рекуперацией части тормозной мощности отстающего борта путем передачи этой мощности на забегающий борт, а также наличие промежуточного фиксированного радиуса поворота, на котором тормозная мощность рекуперируется полностью. При вращении машины на месте в трансмиссии-прототипе имеется лишь одна степень свободы, что обеспечивает устойчивость движения машины на этом режиме.In the prototype, in comparison with the analogue, there is a fairly perfect reserve turning mechanism - a two-stage planetary one, which ensures stable rectilinear movement of the machine and rotation with the recovery of part of the braking power of the lagging side by transferring this power to the outboard side, as well as the presence of an intermediate fixed turning radius at which the braking power fully recovered. When the machine rotates in place in the transmission prototype, there is only one degree of freedom, which ensures the stability of the machine in this mode.
Недостатками прототипа являются: необходимость наличия довольно сложной автоматической следящей системы управления производительностью насоса ГОП по отклонению рабочего давления в ее основных гидролиниях при прямолинейном движении машины с переключением передач в центральной коробке передач и, все-таки, достаточно высокий уровень необходимой установочной мощности ГОП. Этот недостаток объясняется несовпадением режимов работы ГОП с максимальной производительностью насоса, что имеет место при прямолинейном движении машины на высшей передаче с максимальной скоростью, и с максимально допустимым рабочим давлением, что имеет место при повороте машины с минимальным радиусом поворота на низших передачах переднего или заднего хода. Вследствие этого загрузочная, текущая мощность ГОП на любых режимах движения машины будет существенно меньше ее установочной мощности, которая определяется именно при совпадении максимальной производительности насоса и максимально допустимого рабочего давления, т.е. установочная, располагаемая мощность ГОП используется недостаточно рационально. В прототипе имеет место неблагоприятная зависимость величины необходимой установочной мощности ГОП от кинематического диапазона центральной коробки передач: чем больше диапазон, тем больше требуемая установочная мощность.The disadvantages of the prototype are: the need for a fairly sophisticated automatic tracking system for controlling the capacity of the GOP pump for deviating the working pressure in its main hydraulic lines during straight-line movement of the machine with gear shifting in the central gearbox and, nevertheless, a sufficiently high level of the necessary GOP installation power. This disadvantage is explained by the mismatch of the GOP operation modes with the maximum pump capacity, which occurs when the machine moves in straight line at the highest gear at maximum speed, and with the maximum allowable working pressure, which occurs when the machine is turned with a minimum turning radius in lower forward or reverse gears . As a result of this, the loading, current capacity of the hydraulic propulsion unit at any driving conditions of the machine will be significantly less than its installation capacity, which is determined precisely when the maximum pump capacity and the maximum allowable working pressure coincide, i.e. The installed, available capacity of the GOP is not used rationally enough. In the prototype, there is an unfavorable dependence of the required GOP installation power on the kinematic range of the central gearbox: the larger the range, the greater the required installation power.
Еще одним недостатком прототипа является необходимость передачи значительной мощности от двигателя к ведущим колесам через ГОП при вращении машины на месте.Another disadvantage of the prototype is the need to transfer significant power from the engine to the drive wheels through the GOP when the machine rotates in place.
Предлагаемое изобретение позволяет устранить все отмеченные недостатки прототипа.The present invention allows to eliminate all the noted disadvantages of the prototype.
Техническая задача изобретения - упрощение системы управления движением машины и весьма значительное, как минимум вдвое, снижение необходимой установочной мощности ГОП, а также обеспечение возможности устойчивого вращения машины на месте с нулевой скоростью поступательного движения геометрического центра машины в любом из двух возможных направлений, причем без участия ГОП в передаче мощности от двигателя к движителю.The technical task of the invention is the simplification of the machine’s motion control system and a very significant, at least two-fold, reduction in the required GOP installation power, as well as the possibility of stable rotation of the machine in place with zero translational speed of the geometric center of the machine in any of two possible directions, without GOP in the transfer of power from the engine to the propulsion.
Указанная задача решается тем, что трансмиссия гусеничной машины с центральной составной коробкой передач, содержащая согласующий редуктор (гитару), который одновременно является и редуктором отбора мощности, центральную составную коробку передач, образованную двумя последовательно соединенными коробками передач: диапазонной (реверсирующей) и основной, с передачами одного направления, гидрообъемную передачу, состоящую из регулируемого насоса, нерегулируемого мотора, два одинаковых суммирующих планетарных механизма, эпициклическое зубчатое колесо каждого из которых связано с ведомым валом основной центральной коробки передач, солнечные зубчатые колеса суммирующих планетарных механизмов посредством дополнительного привода с валом подкрутки и с двумя одинаковыми зубчатыми передачами, ведущие зубчатые колеса которых снабжены двумя управляемыми соединительными фрикционными муфтами и двумя управляемыми фрикционными тормозами, связаны с мотором гидрообъемной передачи, а водила суммирующих планетарных механизмов снабжены управляемыми фрикционными остановочными тормозами и соединены с бортовыми редукторами и через них с ведущими колесами машины, в которой согласно изобретению ведущее звено диапазонной коробки передач связано с валом подкрутки дополнительного привода посредством управляемой дополнительной соединительной фрикционной муфты, кинематические характеристики К суммирующих планетарных механизмов, представляющие собой отношение чисел зубьев (Z) центральных эпициклических и солнечных зубчатых колес этих механизмов, т.е. K=ZЭ/ZC, передаточное число одной из низших передач заднего хода составной центральной коробки передач iЗХ, представляющее собой отношение угловых скоростей ведущего звена ωO диапазонной коробки передач на передачах заднего хода и эпициклических зубчатых колес ωЭ суммирующих планетарных механизмов, т.е. iЗХ=ωO/ωЭ и передаточное число дополнительного привода iДП от ведущего звена диапазонной коробки передач до солнечных зубчатых колес суммирующих планетарных механизмов, представляющее собой отношение угловых скоростей ведущего звена ωO диапазонной коробки передач и солнечных зубчатых колес ωC суммирующих планетарных механизмов, т.е. iДП=ωO/ωC связаны зависимостью K=-0,5iЗX/iДП.This problem is solved by the fact that the transmission of a tracked vehicle with a central composite gearbox containing a matching gear (guitar), which is also a power take-off gear, a central composite gearbox formed by two gearboxes connected in series: a range (reverse) and a main, with one direction gears, hydrostatic transmission, consisting of an adjustable pump, an unregulated motor, two identical summing planetary gears, epicyclic the gear of each of which is connected with the driven shaft of the main central gearbox, the solar gears of the summing planetary gears by means of an additional drive with a twist shaft and with two identical gears, the drive gears of which are equipped with two controlled friction clutches and two controlled friction brakes, are connected with a hydrostatic transmission motor, and the carrier of summing planetary gears equipped with controlled friction stop brakes and connected to final drives and through them to the drive wheels of the machine, in which according to the invention the leading link of the range gearbox is connected to the twist shaft of the additional drive by means of a controlled additional connecting friction clutch, the kinematic characteristics K of the summing planetary mechanisms, representing the ratio of the number of teeth (Z ) central epicyclic and solar gears of these mechanisms, i.e. K = Z Э / Z C , gear ratio of one of the lowest reverse gears of the composite central gearbox i ЗХ , representing the ratio of the angular speeds of the drive link ω O of the range gearbox for reverse gears and epicyclic gears ω Э of the summing planetary gears, t .e. i ЗХ = ω O / ω Э and the gear ratio of the additional drive i ДП from the leading link of the range gearbox to the sun gears of the summing planetary gears, which is the ratio of the angular speeds of the driving link ω O of the range gearbox and the sun gears ω C of the summing planetary gears , i.e. i DP = ω O / ω C are related by the relationship K = -0.5i ЗX / i DP .
Благодаря наличию управляемой соединительной фрикционной муфты, связывающей ведущее звено диапазонной коробки передач с валом подкрутки дополнительного привода, обеспечивается возможность выполнять повороты на месте, с радиусом, равным половине колеи машины и с нулевой скоростью поступательного движения машины в любом из двух возможных направлений и на любой угол или на любое количество полных или неполных оборотов машины для маневрирования в стесненных условиях на площадках минимальных размеров. При этом полностью исключается необходимость передачи какой-либо мощности от двигателя через ГОП с неизбежными и существенными потерями этой мощности.Due to the presence of a controlled coupling friction clutch connecting the leading link of the range gearbox with the twist shaft of the additional drive, it is possible to make turns in place, with a radius equal to half the track of the machine and with zero speed of translational movement of the machine in any of two possible directions and at any angle or for any number of full or incomplete revolutions of the machine for maneuvering in cramped conditions at sites of minimum size. This completely eliminates the need to transfer any power from the engine through the GOP with inevitable and significant losses of this power.
Благодаря вполне определенному соотношению величин и алгебраических знаков кинематических характеристик K СПМ, передаточного числа одной из низших передач заднего хода составной центральной коробки передач uЗХ и передаточного числа дополнительного привода uДП от ведущего звена диапазонной коробки передач до солнечных зубчатых колес СПМ, а именно K=-0,5uЗХ/uДП, обеспечивается абсолютно устойчивый режим вращения машины на месте с нулевой скоростью поступательного движения при одной степени свободы в трансмиссии.Due to the well-defined ratio of the magnitudes and algebraic signs of the kinematic characteristics of K SPM, the gear ratio of one of the lowest reverse gears of the composite central gearbox u ЗХ and the gear ratio of the additional drive u DP from the leading link of the range gearbox to the SPM sun gears, namely K = -0,5u SX / u DP, provides absolutely stable machine rotation mode in place with zero velocity of translational motion with one degree of freedom in the transmission.
Технический результат изобретения - существенное уменьшение массогабаритных параметров механизма поворота, повышение его надежности и долговечности, обеспечение устойчивого и управляемого поворота машины на всех типах грунтов, обеспечение устойчивого режима вращения машины на месте без передачи мощности через ГОП, обеспечение возможности использования ГОП в качестве центрального синхронизатора переключения передач в основной коробке передач, а также обеспечение возможности использования максимальной мощности двигателя при любых сопротивлениях движению машины во всем рабочем силовом диапазоне прямолинейного движения машины.The technical result of the invention is a significant reduction in the weight and size parameters of the rotation mechanism, increasing its reliability and durability, ensuring a stable and controlled rotation of the machine on all types of soils, ensuring a stable mode of rotation of the machine in place without transmitting power through the GOP, providing the possibility of using the GOP as a central switching synchronizer gears in the main gearbox, as well as providing the possibility of using maximum engine power for any resistance to the movement of the machine in the entire working power range of the rectilinear movement of the machine.
Кинематическая схема заявляемой трансмиссии гусеничной машины с центральной составной коробкой передач представлена на чертеже.The kinematic diagram of the inventive transmission of a tracked vehicle with a central composite gearbox is shown in the drawing.
Трансмиссия гусеничной машины с центральной составной коробкой передач содержит следующие функциональные элементы.The transmission of a tracked vehicle with a central integral gearbox contains the following functional elements.
- Согласующий редуктор, связанный с двигателем 1 и состоящий, как минимум, из трех зубчатых колес 2, 3 и 4, последнее из которых является ведомым (конечным) звеном согласующего редуктора.- Matching gear associated with engine 1 and consisting of at least three gears 2, 3 and 4, the last of which is the driven (final) link of the matching gear.
- Два одинаковых СПМ с солнечными зубчатыми колесами 5 и 6, водилами 7 и 8, эпициклическими зубчатыми колесами 9 и 10.- Two identical PSDs with solar gears 5 and 6, carriers 7 and 8, epicyclic gears 9 and 10.
- Дополнительный привод, включающий в себя две управляемые соединительные фрикционные муфты 11 и 12, вал подкрутки 13, две одинаковые зубчатые передачи, состоящие из двух пар зубчатых колес 14, 15 и 16, 17, два управляемых фрикционных тормоза 18 и 19, а также управляемую дополнительную соединительную фрикционную муфту 20. Посредством управляемой соединительной фрикционной муфты 11 обеспечивается связь вала подкрутки 13 через зубчатую передачу, состоящую из двух зубчатых колес 14 и 15 с солнечным зубчатым колесом 5 одного СПМ, посредством управляемой соединительной фрикционной муфты 12 обеспечивается связь вала подкрутки 13 через зубчатую передачу, состоящую из двух зубчатых колес 16 и 17 с солнечным зубчатым колесом 6 другого СПМ. Посредством двух управляемых фрикционных тормозов 18 и 19 через зубчатые передачи с зубчатыми колесами 14, 15 и 16, 17 обеспечивается выборочное или одновременное затормаживание солнечных колес 5 и 6 СПМ. Посредством управляемой дополнительной соединительной фрикционной муфты 20 обеспечивается соединение конечного звена 4 согласующего редуктора с валом подкрутки 13 дополнительного привода- An additional drive, including two controllable friction clutches 11 and 12, a tightening shaft 13, two identical gears consisting of two pairs of gears 14, 15 and 16, 17, two controllable friction brakes 18 and 19, as well as a controllable additional friction clutch 20. By means of a controlled friction clutch 11, the twist shaft 13 is connected through a gear train consisting of two gears 14 and 15 with a sun gear 5 of one SPM, by means of a controlled soy initelnoy friction clutch 12 is provided by connection shaft 13 via the twist gear mechanism composed of two gears 16 and 17 with the sun gear 6 of another MTA. By means of two controlled friction brakes 18 and 19 through gears with gears 14, 15 and 16, 17, selective or simultaneous braking of the sun wheels 5 and 6 of the SPM is provided. By means of a controlled additional connecting friction clutch 20, the end link 4 of the matching gear is connected to the twist shaft 13 of the additional drive
- ГОП, состоящая из регулируемого насоса 21 и нерегулируемого мотора 22, причем насос 21 посредством управляемой соединительной зубчатой муфты 23 связан с промежуточным зубчатым колесом 3 согласующего редуктора, являющегося также и редуктором отбора мощности на ГОП, а мотор 22 посредством управляемой соединительной зубчатой муфты 24 связан через согласующую зубчатую передачу, состоящую из зубчатых колес 25 и 26, с валом подкрутки 13 дополнительного привода.- GOP, consisting of an adjustable pump 21 and an unregulated motor 22, moreover, the pump 21 is connected to the intermediate gear 3 of the matching gear via a controlled gear coupling 23, which is also a power take-off gear on the GOP, and the motor 22 is connected via a controlled gear coupling 24 through a matching gear consisting of gears 25 and 26, with a twist shaft 13 of an additional drive.
- Составная коробка передач, образованная из трех взаимосвязанных частей. Первая часть - диапазонная (реверсирующая) коробка передач на одну прямую передачу переднего хода и одну замедляющую передачу заднего хода, состоящая из солнечного зубчатого колеса 27, водила 28 и эпициклического зубчатого колеса 29, солнечное зубчатое колесо 27 постоянно, жестко и напрямую соединено с конечным зубчатым колесом 4 согласующего редуктора, водило 28 снабжено управляемым фрикционным тормозом 30, солнечное зубчатое колесо 27 и эпициклическое зубчатое колесо 29 связаны управляемой блокировочной фрикционной муфтой 31. Вторая часть - согласующая передача, образованная двумя зубчатыми колесами 32 и 33, причем ведущее зубчатое колесо 32 согласующей передачи постоянно и жестко связано с эпициклическим зубчатым колесом 29 диапазонной реверсирующей коробки передач. Третья часть составной коробки передач - основная коробка передач 34 с ведущим валом 35, постоянно и жестко связанным с ведомым зубчатым колесом 33 согласующей передачи, и ведомым валом 36, постоянно и жестко связанным с эпициклическими зубчатыми колесами 9 и 10 обоих СПМ.- An integral gearbox formed of three interconnected parts. The first part is a range (reverse) gearbox for one forward forward gear and one reverse gear, consisting of a sun gear 27, a carrier 28 and an epicyclic gear 29, the sun gear 27 is constantly, rigidly and directly connected to the final gear wheel 4 matching gear, the carrier 28 is equipped with a controlled friction brake 30, the sun gear 27 and the epicyclic gear 29 are connected by a controlled locking friction clutch 31. The second part - with lasuyuschaya transmission, formed by two toothed wheels 32 and 33, the driving gear 32 of the matching transmission permanently and rigidly connected with the ring gear 29, the ranging reversing gearbox. The third part of the composite gearbox is the main gearbox 34 with the drive shaft 35, permanently and rigidly connected to the driven gear 33 of the matching gear, and the driven shaft 36, constantly and rigidly connected to the epicyclic gears 9 and 10 of both SPMs.
- Два одинаковых управляемых остановочных фрикционных тормоза 37 и 38, установленных на ведомых водилах 7 и 8 СПМ.- Two identical controlled stop friction brakes 37 and 38 mounted on driven carriers 7 and 8 of the SPM.
- Два одинаковых бортовых редуктора 39 и 40, связанных с водилами 7 и 8 СПМ и с ведущими колесами 41 и 42 гусеничной машины.- Two identical final drives 39 and 40, connected with carriers 7 and 8 of the SPM and with drive wheels 41 and 42 of the tracked vehicle.
Трансмиссия гусеничной машины с центральной составной коробкой передач работает следующим образом.Transmission tracked vehicle with a central composite gearbox operates as follows.
Перед началом движения в насосе 21 ГОП устанавливается нулевая производительность, управляемые соединительные фрикционные муфты 11 и 12, а также управляемые фрикционные тормоза 18 и 19 включены, что обеспечивает торможение и невозможность вращения вала подкрутки 13 солнечных зубчатых колес 5 и 6 в обоих СПМ, в диапазонной коробке передач управляемый фрикционный тормоз 30 и управляемая блокировочная фрикционная муфта 31 выключены, в основной коробке передач нейтральное состояние обеспечено выключением фрикционных управляющих элементов - муфт и тормозов этой коробки. Дополнительная управляемая соединительная фрикционная муфта 20 выключена. Управляемые остановочные фрикционные тормоза 37 и 38 выключены, если машина стоит на горизонтальной площадке, или включены, если машина стоит на площадке со значительным продольным, по отношению к продольной оси машины, уклоном. После запуска двигателя 1 машины электростартером или системой пневмопуска и надлежащего прогрева начинают движение передним ходом, включая управляемую блокировочную фрикционную муфту 31 в диапазонной коробке передач и фрикционные управляющие элементы основной коробки передач 34, обеспечивающие низшую, первую передачу этой коробки, одновременно выключая остановочные тормоза 37 и 38. Можно начинать движение в легких условиях, например, по дороге с покрытием или идущей под уклон со второй, или даже с третьей передачи. Разогнавшись на передаче трогания с места, переходят последовательно на более высокие передачи, выполняя переключения соответствующих фрикционных управляющих элементов в основной коробке передач 34 вплоть до достижения любой необходимой или максимально возможной по условиям движения маршевой скорости машины. При необходимости снижения скорости движения машины выполняют соответствующие переключения фрикционных управляющих элементов основной коробки передач 34 в обратном, нисходящем порядке.Before starting movement in the pump 21 GOP zero performance is established, controlled friction clutches 11 and 12, as well as controlled friction brakes 18 and 19 are turned on, which ensures braking and the inability to rotate the twist shaft 13 of the sun gears 5 and 6 in both SPMs the gearbox controlled friction brake 30 and the controlled locking friction clutch 31 are turned off, in the main gearbox a neutral state is ensured by turning off the friction control elements - clutches and brakes of this box. An additional controllable friction clutch 20 is turned off. The controlled stop friction brakes 37 and 38 are turned off if the machine is standing on a horizontal platform, or they are turned on if the machine is standing on a platform with a significant longitudinal slope with respect to the longitudinal axis of the machine. After starting the engine 1 of the machine with an electric starter or pneumatic start system and proper warm-up, they begin to move forward, including a controlled locking friction clutch 31 in the range gearbox and friction control elements of the main gearbox 34, which provide the lower, first gear of this gearbox, simultaneously disabling the stop brakes 37 and 38. You can start driving in light conditions, for example, on a paved road or going downhill from second, or even third gear. Having accelerated from the starting gear, they shift sequentially to higher gears, switching the corresponding friction control elements in the main gearbox 34 until any necessary or maximum possible cruising speed of the machine is achieved according to the movement conditions. If it is necessary to reduce the speed of the machine, they perform the corresponding switching of the friction control elements of the main gearbox 34 in the reverse, descending order.
Для движения машины задним ходом, перед началом движения следует включить управляемый фрикционный тормоз 30 в диапазонной коробке передач, обеспечив тем самым замедляющую передачу заднего хода этой коробки, а в основной коробке передач 34 включают не низшую, а одну из средних передач и затем по мере разгона машины переключаются последовательно на следующие передачи вплоть до высшей передачи коробки 34. При необходимости снижения скорости движения машины задним ходом поступают точно так же, как и при движении передним ходом.To reverse the machine, before starting the movement, you should engage the controlled friction brake 30 in the range gearbox, thereby providing a reverse gear for this gearbox, and in the main gearbox 34 include not the lowest, but one of the middle gears and then as you accelerate the machines switch sequentially to the next gears up to the highest gear of the box 34. If it is necessary to reduce the speed of the car in reverse, they act in exactly the same way as when moving in reverse.
На тяговых режимах прямолинейного движения и передним, и задним ходом вся мощность, вырабатываемая двигателем 1, передается к ведущим колесам 41 и 42 одним потоком через согласующий редуктор (гитару), диапазонную коробку передач, согласующую передачу, составленную из зубчатых колес 32 и 33, основную коробку передач 34, с последующим разветвлением потока мощности на два и передачей этих потоков через СПМ с эпициклических зубчатых колес 9 и 10 на водила 7 и 8, затем через бортовые передачи 39 и 40 к ведущим колесам 41 и 42.In the traction modes of rectilinear motion, both forward and reverse, all the power generated by engine 1 is transmitted to the drive wheels 41 and 42 in one stream through a matching gear (guitar), a range gearbox, matching gear made up of gears 32 and 33, the main gearbox 34, followed by branching the power stream into two and transferring these flows through the PSD from the epicyclic gears 9 and 10 to the carrier 7 and 8, then through the final drives 39 and 40 to the driving wheels 41 and 42.
Особенности заявляемой схемы трансмиссии гусеничной машины с центральной составной коробкой передач позволяют реализовать дополнительные, весьма полезные функции этой трансмиссии.Features of the inventive transmission scheme of a tracked vehicle with a central composite gearbox allow you to implement additional, very useful functions of this transmission.
Первая из этих функций заключается в возможности бесступенчатого регулирования посредством ГОП передаточного числа трансмиссии на всех передачах переднего и заднего хода. Другими словами, можно довести отбор мощности от двигателя 1 до максимального уровня при любых сопротивлениях движению машины, которые она способна преодолевать в принципе, одновременно достигая максимально достижимых скоростей прямолинейного движения машины в зонах перехода от одной передачи до другой, смежной, где при использовании обычных ступенчатых трансмиссий невозможно загрузить двигатель 1 полной мощностью. В результате, можно добиться заметного повышения средней скорости прямолинейного движения машины. Реализовать такие режимы работы трансмиссии можно, одновременно выключая два управляемых фрикционных тормоза 18 и 19 в дополнительном приводе и увеличивая подачу насосом 21 ГОП рабочей жидкости в мотор 22, ротор которого начнет вращаться и через включенную зубчатую муфту 24, зубчатые колеса 25 и 26, вал подкрутки 13, включенные управляемые соединительные фрикционные муфты 11 и 12, пары зубчатых колес 14, 15 и 16, 17 заставят солнечные зубчатые колеса 5 и 6 СПМ вращаться с одинаковыми угловыми скоростями в том же направлении, что и эпициклические зубчатые колеса 9 и 10 СПМ, которые приводятся от ведомого вала 36 основной коробки передач 34, которую не следует в этом случае переключать на следующую, более высокую передачу. Угловая скорость водил 7 и 8 увеличится, что приведет к возрастанию угловой скорости ведущих колес 41 и 42, следовательно, скорость прямолинейного движения машины возрастет до необходимой величины. Добавочная мощность при этом будет передаваться от двигателя 1 через ГОП и дополнительный привод к солнечным зубчатым колесам 5 и 6 СПМ и суммироваться на водилах 7 и 8 с основными потоками мощности, подводимыми к эпициклическим зубчатым колесам 9 и 10 по ведомому валу 36 от основной коробки передач 34.The first of these functions consists in the possibility of stepless adjustment by means of GOP of the gear ratio of the transmission in all forward and reverse gears. In other words, it is possible to bring the power take-off from engine 1 to the maximum level for any resistance to the movement of the machine, which it can overcome in principle, while at the same time reaching the maximum attainable speeds of the rectilinear movement of the machine in the zones of transition from one gear to another, adjacent, where, when using conventional speed transmissions cannot load engine 1 at full power. As a result, it is possible to achieve a significant increase in the average speed of the rectilinear movement of the machine. Such transmission operation modes can be implemented by simultaneously disengaging two controllable friction brakes 18 and 19 in an additional drive and increasing the supply of working fluid by the pump 21 GOP to the motor 22, the rotor of which will begin to rotate through the included gear clutch 24, gears 25 and 26, and the twist shaft 13, included controlled friction clutches 11 and 12, pairs of gears 14, 15 and 16, 17 will make the sun gears 5 and 6 of the SPM rotate at the same angular speeds in the same direction as the epicyclic gears eights Wheels 9 and 10 PSD which are driven by the output shaft 36, the main transmission 34 which should not be in this case, switched to the next higher gear. The angular velocity of carriers 7 and 8 will increase, which will lead to an increase in the angular velocity of the driving wheels 41 and 42, therefore, the speed of the rectilinear motion of the machine will increase to the required value. In this case, the additional power will be transmitted from engine 1 through the GOP and an additional drive to the solar gear wheels 5 and 6 of the SPM and summed on carriers 7 and 8 with the main power flows supplied to the epicyclic gear wheels 9 and 10 along the driven shaft 36 from the main gearbox 34.
Возможно, при необходимости, и бесступенчатое снижение скорости (режим ходоуменьшителя) машины на всех передачах переднего и заднего хода без переключения передач в нисходящем порядке в основной коробке передач 34 или уменьшения подачи топлива в двигатель. Для этого, используя способность ГОП к реверсированию, следует обеспечить одновременную подкрутку солнечных зубчатых колес 5 и 6 в направлении, противоположном направлению вращения эпициклических зубчатых колес 9 и 10 СПМ, вследствие этого будет уменьшаться угловая скорость водил 7 и 8, ведущих колес 41 и 42, снизится и скорость поступательного движения машины. На низших передачах составной центральной коробки передач можно снижать скорость весьма значительно, вплоть до "ползучей". Если такое снижение скорости машины обусловлено возрастанием сопротивления движению, то вся мощность, вырабатываемая двигателем 1, передается через согласующий редуктор на составную коробку передач, и затем двумя частями подводится к эпициклическим зубчатым колесам 9 и 10 СПМ. В СПМ эти мощности делятся на две части: одна часть отводится по водилам 7, 8 и через бортовые редукторы 39, 40 и на ведущие колеса 41 и 42. Вторая часть подведенной к СПМ мощности через солнечные колеса 5 и 6 и дополнительный привод отводится к мотору 22 ГОП, передается на насос 21, а затем накладывается на мощность двигателя, проходящую через согласующий редуктор, составную коробку передач и поступающую на эпициклические колеса 9 и 10 СПМ. Таким образом, в трансмиссии возникают два контура циркуляции мощности, соединяющиеся на валу подкрутки 13. Если же снижение скорости с помощью ГОП обусловлено стремлением снизить скорость машины, затормозить ее без использования остановочных тормозов 37 и 38 при неизменном или даже снижающемся сопротивлении движению, то следует уменьшить подачу топлива в двигатель (режим торможения двигателем). Машина будет двигаться по инерции, "накатом", при этом произойдет смена направления действия всех крутящих моментов, нагружающих звенья трансмиссии, а направления вращения незаторможенных звеньев останутся прежними. Вследствие этого два потока инерционной мощности поступательного движения машины пойдут с ведущих колес 41 и 42 через бортовые редукторы 39 и 40 к водилам 7 и 8 СПМ, затем через эпициклические колеса 9 и 10 и по ведомому валу 36 войдут в основную коробку передач 34, где сложатся и суммарный поток мощности через согласующую передачу, образованную зубчатыми колесами 32 и 33, затем через диапазонную коробку передач попадет в согласующий редуктор, образованный зубчатыми колесами 2, 3 и 4, где разделится на две части. Одна часть мощности через зубчатые колеса 3 и 2 попадет в двигатель 1, работающий при минимальной подаче топлива практически в режиме компрессора, где и будет утилизирован. Вторая часть потока мощности через зубчатое колесо 3 будет передана на насос 21 ГОП, затем с неизбежными потерями на мотор 22 и через дополнительный привод с разделением на две части по валу подкрутки 13 будет доведена до солнечных колес 5 и 6 СПМ и затем передана на эпициклические колеса 9 и 10. Таким образом, в трансмиссии образуются два контура циркуляции мощности, суммирующиеся в коробке передач и проходящие через ГОП. Потери циркулирующей мощности в ГОП делают торможение машины более эффективным, чем обычное торможение двигателем с поглощением всей тормозной мощности только двигателем.It is possible, if necessary, and a stepless decrease in speed (creeper mode) of the machine in all forward and reverse gears without downshifting in the main gearbox 34 or reducing the fuel supply to the engine. To do this, using the ability of the GOP to reverse, it is necessary to ensure the simultaneous twist of the sun gears 5 and 6 in the direction opposite to the direction of rotation of the epicyclic gears 9 and 10 of the SPM, as a result of which the angular speed of the carriers 7 and 8, the driving wheels 41 and 42 will decrease and the speed of the translational movement of the machine will decrease. In lower gears of the composite central gearbox, it is possible to reduce the speed quite significantly, even to the point of creeping. If such a decrease in machine speed is due to an increase in resistance to movement, then all the power generated by engine 1 is transmitted through a matching gear to a composite gearbox, and then it is supplied in two parts to the epicyclic gear wheels 9 and 10 of the PSD. In PSD, these powers are divided into two parts: one part is allocated to carriers 7, 8 and through final drives 39, 40 and to drive wheels 41 and 42. The second part of the power supplied to the PSD through solar wheels 5 and 6 and an additional drive are allocated to the motor 22 GOP, is transmitted to the pump 21, and then superimposed on the engine power passing through a matching gearbox, an integral gearbox and supplied to the epicyclic wheels 9 and 10 of the SPM. Thus, two power circuits appear in the transmission, connecting on the twist shaft 13. If the reduction in speed with the help of the GOP is due to the desire to reduce the speed of the machine, brake it without using the stop brakes 37 and 38 with a constant or even decreasing resistance to movement, then reduce fuel supply to the engine (engine braking mode). The machine will move by inertia, “coasting,” while the direction of action of all the torques loading the transmission links will change, and the rotation directions of the unbraked links will remain the same. As a result, two streams of inertial power of the translational motion of the machine will go from the driving wheels 41 and 42 through the final drives 39 and 40 to the carriers 7 and 8 of the SPM, then through the epicyclic wheels 9 and 10 and along the driven shaft 36 they will enter the main gearbox 34, where it will develop and the total power flow through the matching gear formed by gears 32 and 33, then through a range gearbox will get into the matching gear formed by gears 2, 3 and 4, where it is divided into two parts. One part of the power through the gears 3 and 2 will fall into the engine 1, which operates with a minimum fuel supply in almost the compressor mode, where it will be disposed of. The second part of the power flow through the gear wheel 3 will be transmitted to the GOP pump 21, then, with inevitable losses, to the motor 22 and through an additional drive divided into two parts along the twist shaft 13 will be brought to the sun wheels 5 and 6 of the SPM and then transmitted to the epicyclic wheels 9 and 10. Thus, two power circuits are formed in the transmission, summing up in the gearbox and passing through the GOP. Loss of circulating power in the GOP makes the braking of the machine more effective than conventional engine braking with the absorption of all braking power only by the engine.
Вторая полезная функция ГОП в предлагаемой трансмиссии при прямолинейном движении машины заключается в применении ГОП в качестве центрального синхронизатора основной коробки передач 34 при переключении передач. После выключения предшествующей передачи в основной коробке передач 34 следует с помощью ГОП и дополнительного привода при включенных управляемых соединительных фрикционных муфтах 11, 12 и выключенных управляемых фрикционных тормозах 18, 19 раскрутить солнечные зубчатые колеса 5 и 6 СПМ до таких угловых скоростей, чтобы эпициклические колеса 9 и 10 и ведомый вал 36 основной коробки передач 34 приобрели угловую скорость такой величины, при которой отношение угловых скоростей ведущего 35 и ведомого 36 валов основной коробки передач 34 стало равным расчетному передаточному числу следующей передачи, которую предстоит включить и после этого включить нужную передачу. Такие манипуляции позволяют перед включением очередной передачи достаточно точно и быстро уравнять угловые скорости соединяемых фрикционными управляющими элементами (тормозами и фрикционными муфтами) звеньев основной коробки передач, следовательно, включение фрикционных управляющих элементов будет выполняться с практически нулевой работой буксования, что резко уменьшит их износ, потери мощности и тепловыделение в основной коробке передач 34. При переключении передач в восходящем порядке, от низших к высшим, следует раскручивать солнечные колеса 5 и 6 в направлении, противоположном направлению вращения эпициклических колес 9 и 10, а при переключениях в нисходящем порядке, от высших к низшим, - в том же направлении.The second useful function of the GOP in the proposed transmission with the rectilinear movement of the machine is to use the GOP as the central synchronizer of the main gearbox 34 when shifting gears. After disabling the previous transmission in the main gearbox 34, it is necessary to untwist the sun gear wheels 5 and 6 of the SPM with angled speeds so that the epicyclic wheels 9 with the help of the GOP and an additional drive with the controlled friction clutches 11, 12 and the controlled friction brakes 18, 19 turned off and 10 and the driven shaft 36 of the main gearbox 34 acquired an angular velocity of such a value that the ratio of the angular velocities of the drive 35 and the driven 36 shafts of the main gearbox 34 becomes equal to the counting gear ratio of the next gear to be included and then switch on the desired gear. Such manipulations make it possible to accurately and quickly equalize the angular velocities of the links of the main gearbox connected by the friction control elements (brakes and friction clutches) before engaging the next gear, therefore, the inclusion of the friction control elements will be performed with practically zero slipping work, which will drastically reduce their wear and tear power and heat dissipation in the main gearbox 34. When shifting gears in ascending order, from lowest to highest, you should untwist echnye wheels 5 and 6 in a direction opposite to the rotation direction epicyclical wheels 9 and 10, and when switching in the descending order from the highest to the lowest, - in the same direction.
Переход к криволинейному движению (повороту) машины осуществляют поворотом штурвала в сторону отстающего борта.The transition to the curvilinear movement (rotation) of the machine is carried out by turning the steering wheel towards the lagging side.
Рассмотрим, например, поворот машины при отстающем ведущем колесе 41 и забегающем ведущем колесе 42, когда ГОП подключена к трансмиссии посредством зубчатых муфт 23 и 24.Consider, for example, the rotation of a machine with a lagging drive wheel 41 and a running-up drive wheel 42 when the GOP is connected to the transmission via gear couplings 23 and 24.
При повороте штурвала на угол, превышающий его люфт, одновременно и быстро полностью выключаются управляемая соединительная фрикционная муфта 12 и управляемый фрикционный тормоз 18 дополнительного привода, а управляемая соединительная фрикционная муфта 11 и управляемый фрикционный тормоз 19 остаются полностью включенными, затем увеличивается подача рабочей жидкости насосом 21 ГОП в ее мотор 22. Угловая скорость вала мотора 22 и вала подкрутки 13 при этом начинает увеличиваться и через включенную управляемую соединительную фрикционную муфту 11 и зубчатые колеса 14, 15 осуществляется раскрутка солнечного колеса 5 СПМ отстающего борта в направлении, противоположном направлению вращения эпициклического колеса 9, что вызывает уменьшение угловой скорости водила 7 и ведущего колеса 41 отстающего борта.When the helm is rotated by an angle exceeding its play, the controlled friction clutch 12 and the controlled friction brake 18 of the auxiliary drive are quickly and completely turned off at the same time, while the controlled friction clutch 11 and the controlled friction brake 19 remain fully engaged, then the flow of working fluid by the pump 21 increases GOP in its motor 22. The angular velocity of the motor shaft 22 and the twist shaft 13 at the same time begins to increase through the included controlled friction clutch 11 and the gears 14, 15, the SPM sun wheel 5 of the lagging side is unwound in the opposite direction to the rotation direction of the epicyclic wheel 9, which causes a decrease in the angular velocity of the carrier 7 and the driving wheel 41 of the lagging side.
В СПМ забегающего борта все остается в том же состоянии, что и перед входом машины в поворот. Величина радиуса поворота регулируется только изменением угловой скорости солнечного колеса 5 СПМ отстающего борта.In the running-side PSD, everything remains in the same condition as before entering the car into a turn. The value of the turning radius is regulated only by changing the angular velocity of the sun wheel 5 SPM lagging side.
Процесс входа в поворот машины с предлагаемой трансмиссией существенно облегчен по сравнению с известными и применяемыми трансмиссиями с ГОП во втором потоке мощности и дифференциальным способом поворота. В самом начале поворота, сразу после выключения управляемого фрикционного тормоза 18 к валу мотора 22 ГОП прикладывается раскручивающий момент, способствующий быстрому выходу ГОП на рабочий режим без заброса рабочего давления. В известных трансмиссиях, обеспечивающих дифференциальный поворот, в аналогичных условиях к валу мотора ГОП прикладывается момент сопротивления его вращению, что может, при определенных условиях, вызвать заброс давления в ГОП, срабатывание предохранительного клапана и недопустимое запаздывание отклика машины на управляющее воздействие механика-водителя.The process of entering the rotation of the machine with the proposed transmission is significantly facilitated in comparison with the known and used transmissions with GOP in the second power stream and the differential method of rotation. At the very beginning of the turn, immediately after the controlled friction brake 18 is turned off, a turning torque is applied to the shaft of the motor 22 of the GOP, which contributes to the quick exit of the GOP to the operating mode without casting the working pressure. In known transmissions providing differential rotation, under similar conditions, the moment of resistance to its rotation is applied to the shaft of the HOP motor, which under certain conditions can cause a pressure surge in the HOP, the safety valve trips and the machine’s response to the control action of the driver is unacceptable.
При криволинейном движении машины с предлагаемой трансмиссией ГОП работает только на замедление отстающего борта, а в машинах с трансмиссиями, реализующими дифференциальный способ поворота, ГОП работает одновременно и на замедление отстающего борта, и на ускорение забегающего борта, т.е. в сопоставимых условиях загружается гораздо бóльшей мощностью.When the car with the proposed transmission moves in a curved motion, the GOP works only to slow the lagging side, and in machines with transmissions that implement the differential turning method, the GOP works simultaneously to slow the lagging side and accelerate the run-in side, i.e. under comparable conditions it loads much more power.
Минимальный радиус поворота машины, равный ее колее, достигается на низшей передаче переднего или заднего хода составной коробки передач. Для этого максимально возможная угловая скорость солнечного колеса 5, достигаемая при выводе насоса 21 ГОП на режим максимальной подачи рабочей жидкости в мотор 22, была такой, чтобы противовращение солнечного колеса 5 и эпициклического колеса 9 СПМ отстающего борта обеспечивало остановку водила 7 и ведущего колеса 41, и происходил поворот машины вокруг полностью заторможенной отстающей гусеницы.The minimum turning radius of the machine, equal to its rut, is achieved in lower gear forward or reverse gear of the composite gearbox. To this end, the maximum possible angular velocity of the sun wheel 5, achieved when the pump 21 GOP to the maximum supply of working fluid to the motor 22, was such that the counter-rotation of the sun wheel 5 and the epicyclic wheel 9 SPM lagging side provided a stop carrier 7 and the drive wheel 41, and the car turned around a completely braked lagging track.
При выполнении поворотов на более высоких передачах происходит автоматическое увеличение минимального радиуса поворота машины, причем тем большее, чем больше номер используемой передачи. Это происходит из-за того, что максимально возможная угловая скорость солнечного зубчатого колеса 5 в СПМ отстающего борта остается практически неизменной, а угловая скорость эпициклических зубчатых колес 9 и 10 обоих СПМ возрастает, следовательно, и угловая скорость водила 7 СПМ отстающего борта на любых передачах, кроме низшей, не достигает нулевой величины, а остается совпадающей по направлению с угловой скоростью эпициклического зубчатого колеса 9. Это качество заявляемой трансмиссии делает движение машины в повороте более устойчивым, снижает опасность срыва машины в боковой занос при движении с высокими скоростями и неумелом управлении поворотом, например, при поворотах штурвала на слишком большой угол.When cornering in higher gears, the minimum turning radius of the machine increases automatically, and the greater the greater the number of gear used. This is due to the fact that the maximum possible angular speed of the sun gear 5 in the LPS of the lagging side remains practically unchanged, and the angular speed of the epicyclic gears 9 and 10 of both LPS increases, therefore, the angular speed of the 7 SPM of the lagging side in any gears , except the lowest, does not reach zero, but remains the same in direction with the angular speed of the epicyclic gear 9. This quality of the claimed transmission makes the movement of the car in rotation more stable, reduces the risk of the machine breaking into the side skid when driving at high speeds and inept turn control, for example, when the steering wheel turns too far.
При возможных динамических перегрузках ГОП вследствие резких изменений величины радиуса поворота машины в сторону уменьшения имеется возможность защиты ГОП от забросов давления рабочей жидкости до недопустимо высокого уровня, вызывающего открывание предохранительного клапана, делающего машину неуправляемой, путем кратковременного включения управляемого остановочного фрикционного тормоза 37 отстающего борта. Это включение легко обеспечивает раскрутку солнечного колеса 5 в нужном направлении, противоположном направлению вращения эпициклического зубчатого колеса 9, и разгружает ГОП от недопустимо высокого давления на все время переходного процесса. После достижения необходимой величины радиуса поворота и нормализации давления в ГОП тормоз 37 выключается.In the event of dynamic GOF overloads due to sharp changes in the radius of rotation of the machine towards a decrease, it is possible to protect the GOF from surges in the working fluid pressure to an unacceptably high level, causing the safety valve to open, making the machine uncontrollable by briefly activating the controlled stop friction brake 37 of the lagging side. This inclusion easily ensures the spin of the sun wheel 5 in the desired direction, opposite to the direction of rotation of the epicyclic gear wheel 9, and relieves the GOP from unacceptably high pressure for the entire transition process. After reaching the required value of the turning radius and normalizing the pressure in the GOP, the brake 37 is turned off.
Если осуществляется быстрое увеличение радиуса поворота и при этом возникает динамическая перегрузка ГОП, заброс давления в ней нейтрализуется кратковременным включением управляемого фрикционного тормоза 18 в дополнительном приводе, что приводит к подтормаживанию солнечного колеса 5 СПМ отстающего борта машины. Это приводит к увеличению угловой скорости водила 7 и ведущего колеса 41, а значит, и к нужному увеличению радиуса поворота машины. После достижения необходимой величины радиуса поворота и нормализации давления в ГОП тормоз 18 выключается. Если производится увеличение радиуса поворота до бесконечно большой величины (выход на прямолинейное движение), тормоз 18 следует оставить полностью включенным.If there is a rapid increase in the radius of rotation and at the same time a dynamic overload of the GOP occurs, the pressure drop in it is neutralized by the short-term activation of the controlled friction brake 18 in the auxiliary drive, which leads to the braking of the sun wheel 5 of the SPM of the lagging side of the machine. This leads to an increase in the angular velocity of the carrier 7 and the drive wheel 41, and therefore to the desired increase in the radius of rotation of the machine. After reaching the required value of the radius of rotation and normalizing the pressure in the GOP, the brake 18 is turned off. If the radius of rotation is increased to an infinitely large value (exit to rectilinear motion), the brake 18 should be left fully engaged.
В случае выхода из строя ГОП ее можно отключить одновременным выключением зубчатых муфт 23 и 24 без какого-либо ущерба для характеристик прямолинейного движения машины. Прямолинейное движение машины осуществляется при включенных управляемых фрикционных тормозах 18, 19 и выключенных управляемых соединительных фрикционных муфтах 11, 12. В трансмиссии будет только одна степень свободы, что делает прямолинейное движение абсолютно устойчивым. Можно отключать и вполне исправную ГОП для сбережения ее рабочего ресурса при движении машины в несложных дорожных условиях.In the event of failure of the GOP, it can be turned off by simultaneously turning off the gear couplings 23 and 24 without any damage to the characteristics of the rectilinear movement of the machine. The rectilinear movement of the machine is carried out with the controlled friction brakes 18, 19 and the controlled friction clutches 11, 12 turned off. The transmission will have only one degree of freedom, which makes the linear motion absolutely stable. It is possible to turn off a fully functional GOP to save its working resource when the car moves in uncomplicated road conditions.
Криволинейное движение машины в этом случае осуществляется с использованием имеющихся в составе трансмиссии двух простых резервных бортовых одноступенчатых планетарных механизмов поворота, состоящих из СПМ, опорного тормоза 18 (19) и остановочного тормоза 37 (38), играющего в этом случае роль тормоза поворота. Вход машины в поворот осуществляется выключением опорного тормоза 18 отстающего борта и затем дозированным включением тормоза поворота 37 этого же борта с необходимой пробуксовкой для получения нужной величины радиуса поворота. Полное, без пробуксовки, включение тормоза 37 обеспечит минимальный радиус поворота, равный колее машины.In this case, the curvilinear movement of the machine is carried out using two simple standby onboard single-stage planetary rotation mechanisms that are part of the transmission, consisting of an SPM, a support brake 18 (19) and a stop brake 37 (38), which in this case plays the role of a turn brake. The machine enters the turn by turning off the supporting brake 18 of the lagging side and then dosing the brake of turning 37 of the same side with the necessary slipping to obtain the desired radius of turn. Complete, without slipping, the inclusion of the brake 37 will provide a minimum turning radius equal to the track of the machine.
Резервные независимые (бортовые) одноступенчатые планетарные механизмы поворота, каждый элемент которых выполняет на разных режимах движения машины, как с исправной, так и с вышедшей из строя или преднамеренно отключенной ГОП, несколько различных функций, обеспечивает машине вполне удовлетворительные показатели подвижности в прямолинейном движении и в повороте, поэтому может использоваться не только в аварийной ситуации, чтобы экипаж мог самостоятельно, без буксира, добраться до сборного пункта поврежденных машин, но и при движении исправной машины в несложных условиях, например при совершении марша вне населенных пунктов по дорогам и подготовленным колонным путям, для сбережения ресурса ГОП. Более того, с использованием резервных механизмов поворота можно уверенно продолжать выполнение боевой задачи в составе подразделения, так как показатели подвижности машины хотя и будут несколько снижены, но не настолько, чтобы машина стала полностью небоеготовой.Standby independent (onboard) single-stage planetary rotation mechanisms, each element of which performs in different modes of the machine’s movement, both with a working one and with a failed or deliberately disabled GOP, several different functions, provides the machine with quite satisfactory mobility indicators in rectilinear motion and in cornering, therefore it can be used not only in emergency situations, so that the crew can independently, without a tugboat, get to the assembly point of damaged cars, but also when driving the right car in uncomplicated conditions, for example, when making a march outside settlements on roads and prepared column roads, to save the GOP resource. Moreover, with the use of reserve turning mechanisms, one can confidently continue to carry out a combat mission as part of a subunit, since the vehicle’s mobility indicators, although they will be slightly reduced, will not be enough to make the machine completely sky-ready.
Режим вращения машины на месте с нулевой скоростью поступательного движения геометрического центра машины осуществляется путем включения управляемой дополнительной фрикционной соединительной муфты 20, связывающей ведущее солнечное зубчатое колесо 27 диапазонной (реверсирующей) коробки передач и вал подкрутки 13. При этом управляемые фрикционные тормоза 18, 19 и управляемые соединительные фрикционные муфты 11, 12, должны быть выключены, а в центральной составной коробке передач следует включить замедляющую передачу заднего хода с передаточным числом, удовлетворяющим условию K=-0,5iЗХ/iДП, где K - кинематическая характеристика СПМ, iЗХ - передаточное число одной из самых низших передач заднего хода составной коробки передач, iДП - передаточное число дополнительного привода. Затем, приняв решение о направлении вращения машины на месте, следует одновременно полностью включить в дополнительном приводе управляемый фрикционный тормоз 18 или 19 на стороне гусеницы, которой надлежит двигать борт машины задним ходом и управляемую соединительную фрикционную муфту 11 или 12 на стороне гусеницы, которой надлежит двигать борт машины передним ходом, увеличивая подачу топлива в двигатель 1. В результате борта машины приобретут одинаковые по величине и противоположно направленные скорости, что и обеспечит вращение машины на месте с нулевой скоростью поступательного движения и с одной степенью свободы в трансмиссии.The mode of rotation of the machine in place with a zero speed of translational movement of the geometric center of the machine is carried out by turning on a controlled additional friction coupling 20, connecting the leading sun gear 27 of the range (reverse) gearbox and the twist shaft 13. In this case, the controlled friction brakes 18, 19 and the controlled the friction clutches 11, 12 must be turned off, and in the central composite gearbox, the reverse gear with the gear should be engaged nym number satisfying the condition K = -0,5i SX / i DP, where K - the kinematic characteristics of the PSD, i SX - gear ratio of one of the lowest reverse gear integral transmission, i DP - gear ratio of the additional drive. Then, having decided on the direction of rotation of the machine in place, at the same time, the controlled friction brake 18 or 19 on the caterpillar side, which should reverse the machine and the controlled friction clutch 11 or 12 on the side of the caterpillar, which should be moved, should be fully engaged in the additional drive board the car in forward gear, increasing the fuel supply to engine 1. As a result, the sides of the car will acquire the same size and opposite directional speeds, which will ensure the rotation of the car on place with zero velocity of translational movement and one degree of freedom in the transmission.
Предложенная трансмиссия с центральной составной коробкой передач может быть использована, в первую очередь, для основных боевых танков, а также самоходных артиллерийских орудий, транспортеров-тягачей, минных тральщиков, ремонтно-эвакуационных, инженерных и других машин, выполненных на базе основных боевых танков, боевых машин пехоты и десанта, с целью существенного повышения маневренных качеств при поворотах машин на различных дорогах и вне дорог, при любом состоянии опорной поверхности, причем в трансмиссиях этих машин могут быть применены гораздо более легкие и компактные ГОП, чем в существующих машинах аналогичного назначения, отечественных и зарубежных.The proposed transmission with a central integral gearbox can be used, first of all, for the main battle tanks, as well as self-propelled artillery guns, haulers, mine sweepers, repair and recovery vehicles, engineering and other vehicles based on the main battle tanks, battle tanks infantry and assault vehicles, in order to significantly improve maneuverability when turning vehicles on various roads and off roads, with any condition of the supporting surface, and in the transmissions of these vehicles can be much lighter and more compact GOPs have been changed than in existing machines of a similar purpose, domestic and foreign.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010131014/11A RU2438908C1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Transmission of track-type vehicle with central composite gearbox |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010131014/11A RU2438908C1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Transmission of track-type vehicle with central composite gearbox |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2438908C1 true RU2438908C1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45783947
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010131014/11A RU2438908C1 (en) | 2010-07-23 | 2010-07-23 | Transmission of track-type vehicle with central composite gearbox |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2438908C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112240372A (en) * | 2020-10-14 | 2021-01-19 | 安徽铸星机械制造有限公司 | Gear box for fixed-shaft wheel type mechanical pivot steering |
| RU2742442C1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-02-05 | Акционерное общество "Омский завод транспортного машиностроения" | Method of detachment of input reduction gear from engine of tracked military vehicle for their separate dismantling |
-
2010
- 2010-07-23 RU RU2010131014/11A patent/RU2438908C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2742442C1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-02-05 | Акционерное общество "Омский завод транспортного машиностроения" | Method of detachment of input reduction gear from engine of tracked military vehicle for their separate dismantling |
| CN112240372A (en) * | 2020-10-14 | 2021-01-19 | 安徽铸星机械制造有限公司 | Gear box for fixed-shaft wheel type mechanical pivot steering |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7000717B2 (en) | Output power split hybrid electric drive system | |
| US8047941B2 (en) | Drive unit for continuously variable rotational speed control and its use | |
| CA2117712A1 (en) | Planetary steering system for a skid-steered vehicle (14229-can) | |
| CN103982632B (en) | For transfer case and the hinged wagon tremie of engineering truck | |
| US7824289B2 (en) | Steer drive for tracked vehicles | |
| US4110982A (en) | Auxiliary drive assembly for accelerating a vehicle | |
| EP0273034A1 (en) | Transmission braking system | |
| RU2438908C1 (en) | Transmission of track-type vehicle with central composite gearbox | |
| Dobretsov et al. | The drivetrain and the steering mechanism for the twin engines tracked vehicle | |
| RU2307758C1 (en) | Transmission of high-speed crawler vehicle | |
| RU2401762C1 (en) | Machine | |
| CN105501055A (en) | Transmission device and driving control method for track vehicle | |
| RU2233760C1 (en) | High-speed track-laying vehicle stepless steering mechanism | |
| RU2412847C1 (en) | Transmission of track-type vehicle with final drives | |
| JPH0436889B2 (en) | ||
| RU2551052C2 (en) | Transmission with hydraulic interaxle and interwheel differential links with automatically controlled interlocking modes for high cross-country capacity vehicle | |
| RU2520224C1 (en) | Automotive wheel or axle drive differential mechanism | |
| RU2297925C1 (en) | Track vehicle transmission | |
| RU47293U1 (en) | POWER TRANSMISSION VEHICLE WITH COMBINED MOTOR | |
| RU2291064C2 (en) | Vehicle power train with adjustable value of kinematic mismatch | |
| SU1035909A1 (en) | Vehicle with hydraulic drive of directive wheels | |
| RU2247037C1 (en) | Crawler tractor hydrostatic transmission | |
| RU2297355C2 (en) | Steering gear of self-propelled machine | |
| RU2521457C1 (en) | All-wheel-drive transmission /versions/ | |
| RU56279U1 (en) | POWER TRANSMISSION FOR COMBINED MOTOR WITH ADJUSTABLE VALUE OF KINEMATIC DISCONTINUATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120724 |