RU2517025C2

RU2517025C2 - Automotive power transmission with hydro automatic power control at wheel-track propulsor

Info

Publication number: RU2517025C2
Application number: RU2011100588/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Викторович Медведев; Сергей Леонидович Новиков; Сергей Владимирович Демихов; Сергей Александрович Шевченко; Евгений Викторович Катин; Григорий Викторович Овчаренко; Сергей Владимирович Якушев
Priority date: 2011-01-11
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2014-05-27
Also published as: RU2011100588A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to transport machine building and can be used at tractors, self-propelled vehicles, automobiles, etc. Proposed vehicle comprises engine, gearbox, planetary transmission with extra caterpillar propulsor drive axle drive and differential with wheel propulsor drive axle drive. Differential drive elements are rigidly engaged with ring gear of planetary transmission. Extra caterpillar propulsor drive axle drive is equipped with gearing engaged with planetary gearing sun gear. Shafts of wheel propulsor and caterpillar propulsor drives are connected with fluid pumps and rpm controller of the shafts of wheel propulsor and caterpillar propulsor drives. RPM centrifugal controller is engaged with pressure lines of fluid pumps while fluid pumps are composed of displacement machines.

EFFECT: higher traction and speed of the vehicle and higher efficiency of the drive.

2 dwg

Description

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

Известна самоходная машина (патент СССР 1039746, МПК B60K 17/34, 1982), содержащая привод дополнительного ведущего моста, который состоит из элемента скольжения, выполненного в виде дифференциала, одно звено которого соединено с вторичным валом коробки передач, второе звено через передачу с постоянным передаточным числом (карданный вал и главная передача) с межколесным дифференциалом дополнительного ведущего моста, а реактивное звено соединено с валом насоса скольжения, в напорной магистрали которого установлен регулируемый дроссель, управляемый регулятором тягового усилия, в котором установлено сравнивающее устройство, одни вход которого соединен с измерителем разности частоты вращения входного и выходного валов элемента скольжения, а второй - с измерителем крутящего момента на дополнительном мосту.Known self-propelled machine (USSR patent 1039746, IPC B60K 17/34, 1982), containing an additional drive axle drive, which consists of a sliding element made in the form of a differential, one link of which is connected to the secondary shaft of the gearbox, the second link through a constant transmission gear ratio (cardan shaft and final drive) with an interwheel differential of an additional drive axle, and the reaction link is connected to a sliding pump shaft, in the pressure line of which an adjustable throttle is installed, are controlled traction control, wherein the set comparator, one input of which is connected to meter the speed difference of the input and output shafts of the sliding member, and the second - a torque meter on the additional axle.

Указанное техническое решение является наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату. Однако недостатком данной самоходной машины является то, что величина передаваемого на дополнительный ведущий мост крутящего момента пропорциональна буксованию движителя основного ведущего моста, что ведет к нерациональному распределению крутящего момента при малых величинах или отсутствии буксования движителя основного ведущего моста.The specified technical solution is the closest to the declared technical essence and the achieved result. However, the disadvantage of this self-propelled machine is that the magnitude of the torque transmitted to the additional drive axle is proportional to the slipping of the main drive axle mover, which leads to irrational torque distribution with small values or the absence of slipping of the main drive axle mover.

Кроме того, при движении в обычных дорожных условиях крутящий момент, передаваемый на дополнительный ведущий мост постоянен и, как правило, направлен только на преодоление сопротивления качению колес, отрицательно сказывается на управляемости самоходной машины. К недостаткам привода дополнительного ведущего моста данной конструкции следует также отнести отсутствие адаптации процесса регулирования к переменным характеристикам системы «колесо - опорная поверхность», малый диапазон регулирования тягового усилия на дополнительном ведущем мосту, относительно малый КПД из-за потерь на дросселирование, зависимость параметров системы от радиусов качения колес дополнительного ведущего моста.In addition, when driving in normal road conditions, the torque transmitted to the additional drive axle is constant and, as a rule, is aimed only at overcoming the rolling resistance of the wheels, negatively affects the handling of the self-propelled machine. The disadvantages of the drive of the additional drive axle of this design should also include the lack of adaptation of the control process to the variable characteristics of the “wheel-bearing surface” system, the small range of traction control on the additional drive axle, the relatively small efficiency due to throttling losses, the dependence of the system parameters on the rolling radii of the wheels of the additional drive axle.

Технический результат изобретения направлен на повышение тягово-скоростных свойств машины за счет повышения точности регулирования соотношения тяговых усилий на ведущих мостах и полного использования возможностей гусеничного движителя по сцеплению с опорной поверхностью, а также повышение КПД привода и его упрощения за счет исключения устройств измерения крутящих моментов.The technical result of the invention is aimed at improving the traction and speed properties of the machine by increasing the accuracy of regulation of the ratio of traction forces on the driving axles and making full use of the capabilities of the caterpillar traction to grip the supporting surface, as well as increasing the efficiency of the drive and its simplification by eliminating torque measuring devices.

Технический результат достигается тем, что транспортное средство, содержащее двигатель, связанный через коробку передач, планетарную передачу с приводом ведущего моста дополнительного гусеничного движителя и через дифференциал с приводом ведущих мостов колесного движителя, при этом ведущие элементы дифференциала жестко связаны с эпициклической шестерней планетарной передачи, а привод ведущего моста дополнительного гусеничного движителя снабжен зубчатой передачей связанной с солнечной шестерней планетарной передачи, при этом валы привода колесного движителя и вал привода дополнительного гусеничного движителя связаны с гидронасосами и регулятором частоты вращения приводных валов колесного и дополнительного гусеничного движителя транспортного средства, который соединен с нагнетающими магистралями гидронасосов, регулятор выполнен центробежным, а гидронасосы в виде гидрообъемных машин.The technical result is achieved in that the vehicle containing the engine, connected through a gearbox, a planetary gear with a drive axle of an additional caterpillar mover and through a differential with a drive of the drive axles of the wheel mover, while the leading elements of the differential are rigidly connected to the epicyclic gear of the planetary gear, and the drive of the drive axle of the additional caterpillar mover is equipped with a gear transmission of a planetary gear connected with the sun gear, while the shafts the drive wheel of the drive unit and the drive shaft of the additional caterpillar drive unit are connected with hydraulic pumps and the speed controller of the drive shafts of the wheel and additional caterpillar drive unit of the vehicle, which is connected to the discharge lines of the hydraulic pumps, the controller is made centrifugal, and the hydraulic pumps are in the form of hydrostatic machines.

На фиг.1 дана принципиальная схема предлагаемого транспортного средства; на фиг.2 - регулятор частоты вращения приводных валов.Figure 1 is a schematic diagram of the proposed vehicle; figure 2 - speed controller of the drive shafts.

Транспортное средство содержит двигатель 1, коробку передач 2, выходной вал которой соединен с водилом 3 планетарной передачи. На водиле 3 установлены сателлиты 4, которые находятся в зацеплении с солнечной шестерней 5 и с внутренним зубчатым венцом эпициклической шестерни 6. Валы привода 7, 8 ведущих мостов колесного движителя 9, 10 через дифференциал 11 соединены с эпициклической шестерней 6, вал привода ведущего моста 12 гусеничного движителя 13 через зубчатую передачу 40 соединен с солнечной шестерней 5 планетарной передачи. На приводном валу 14 насоса 15, получающем вращение от эпициклической шестерни 6 планетарной передачи, связанной через дифференциал 11 с валами 7, 8 на ведущие мосты колесного движителя 9,10, закреплена шестерня 16 для привода регулятора частоты вращения приводных валов. С валом 12 привода ведущего моста гусеничного движителя связаны насос 17 и жестко закрепленная шестерня 18 для привода регулятора частоты вращения приводных валов. Насосы 15, 17 имеют нагнетающие 21, 22 и всасывающие 19, 20 магистрали, выведенные в масляный бак 23. Нагнетающие магистрали соединены с регулятором частоты вращения приводных валов 24 с центробежным управлением. Регулятор содержит корпус 25 (фиг.2), к которому подведены нагнетающие магистрали 21, 22 насосов 15, 17 (фиг.1) и сливная магистраль 26 (фиг.2). В корпусе размещен конусный клапан 27, с которым через шарики 28, 29 взаимодействуют штоки 30, 31. Со штоками контактируют подпружиненные пружинами 32 грузики 33, 34 установленные на осях 35, закрепленных на шестернях 36,37. На входе в нагнетающие магистрали 21, 22 имеются конусные седла 38, 39.The vehicle includes an engine 1, a gearbox 2, the output shaft of which is connected to the planet carrier 3 of the planetary gear. Satellites 4 are installed on the carrier 3, which are meshed with the sun gear 5 and with the internal gear ring of the epicyclic gear 6. The drive shafts 7, 8 of the drive axles of the wheel mover 9, 10 are connected through the differential 11 to the epicyclic gear 6, the drive shaft of the drive axle 12 caterpillar mover 13 through a gear 40 is connected to the sun gear 5 of the planetary gear. On the drive shaft 14 of the pump 15, receiving rotation from the epicyclic gear 6 of the planetary gear, connected through the differential 11 with the shafts 7, 8 to the drive axles of the wheel propulsion 9,10, a gear 16 is fixed for driving the speed controller of the drive shafts. A pump 17 and a rigidly mounted gear 18 are connected to the drive shaft 12 of the drive axle of the caterpillar drive unit to drive the speed controller of the drive shafts. The pumps 15, 17 have a discharge line 21, 22 and a suction line 19, 20 output to the oil tank 23. The discharge lines are connected to a speed controller of the drive shafts 24 with centrifugal control. The regulator comprises a housing 25 (FIG. 2), to which pressure lines 21, 22 of pumps 15, 17 (FIG. 1) and a drain line 26 (FIG. 2) are connected. A cone valve 27 is placed in the housing, with which the rods 30, 31 interact through the balls 28, 29. The weights 33, 34 mounted on the axles 35 fixed to the gears 36.37 contact spring-loaded springs 32. At the entrance to the discharge lines 21, 22 there are conical saddles 38, 39.

Работает силовая передача следующим образом. При движении в хороших дорожных условиях, когда сцепление колес и гусениц с опорной Работает силовая передача следующим образом. При движении в хороших дорожных условиях, когда сцепление колес и гусениц с опорной поверхностью одинаково, крутящий момент предается от двигателя 1 (фиг.1) через коробку передач 2 на водило 3 планетарной передачи. С водила 3 через сателлиты 4 крутящий момент передается на эпициклическую шестерню 6, передающую крутящий момент через дифференциал 11 на валы 7, 8 привода ведущих мостов колесного движителя 9, 10, и на солнечную шестерню 5, передающую крутящий момент на вал 12 привода ведущего моста дополнительного гусеничного движителя. В этих условиях за счет передаточного числа планетарной передачи и шестерен постоянного зацепления достигается вращение валов 7, 8 на ведущие мосты 9, 10, вала 12 на ведущий мост 13 и привода насоса 17, и приводного вала 14 насоса 15 с равными угловыми скоростями.The power transmission works as follows. When driving in good road conditions, when the clutch of the wheels and tracks with the support The power transmission operates as follows. When driving in good road conditions, when the adhesion of the wheels and tracks with the supporting surface is the same, the torque is transmitted from the engine 1 (Fig. 1) through the gearbox 2 to the planet carrier 3 of the planetary gear. From carrier 3, through satellites 4, the torque is transmitted to the epicyclic gear 6, which transmits torque through the differential 11 to the shafts 7, 8 of the drive axles of the wheel mover 9, 10, and to the sun gear 5, which transmits torque to the drive shaft 12 of the additional drive axle caterpillar mover. In these conditions, due to the gear ratio of the planetary gear and the gears of constant gearing, the rotation of the shafts 7, 8 to the drive axles 9, 10, the shaft 12 to the drive axle 13 and the drive of the pump 17, and the drive shaft 14 of the pump 15 with equal angular speeds is achieved.

Так как валы 12 и 14 вращаются с одинаковыми угловыми скоростями, то и шестерни 36 и 37 (фиг.2) регулятора частоты вращения приводных валов вращаются с одинаковыми частотами, что обеспечивает нейтральное положение конусного клапана 27. Жидкость от насосов 15 и 17 (фиг.1), приводимых во вращение от валов соответственно 14 и 12, всасываемая из масленого бака 23, подается через нагнетающие магистрали 21, 22 к регулятору частоты приводных валов 24. Так как конусный клапан 27 (фиг.2) находится в нейтральном положении, то жидкость, проходя через регулятор частоты приводных валов 24 (фиг.1), по сливной магистрали 26 сливается в масленый бак 23.Since the shafts 12 and 14 rotate with the same angular speeds, the gears 36 and 37 (Fig. 2) of the drive shaft speed controller rotate with the same frequencies, which ensures the neutral position of the cone valve 27. The fluid from the pumps 15 and 17 (Fig. 1), driven in rotation from the shafts 14 and 12, respectively, sucked from the oil tank 23, is fed through the discharge lines 21, 22 to the frequency controller of the drive shafts 24. Since the cone valve 27 (figure 2) is in the neutral position, the liquid passing through the frequency control Water shafts 24 (Figure 1) on the drain line 26 merges into oily tank 23.

При прохождении труднопроходимых участков, допустим, что колесный движитель ведущих мостов 9, 10 работает в режиме буксования, а гусеничный движитель ведущего моста 13 имея максимальный коэффициент сцепления работает в ведущем режиме.. В этом случае сателлиты 4, получающие крутящий момент от двигателя 1 через коробку передач 2 и водило 3, начинают обкатываться по притормаживаемой солнечной шестерне 5, придавая дополнительное вращение эпициклической шестерне 6, связанной через дифференциал 11 с валами 7, 8 привода ведущих мостов колесного движителя. В силу этого шестерня 36 (фиг.2) регулятора частоты вращения приводных валов, закрепленная на валу 14 (фиг.1), который приводится во вращение от эпициклической шестерни 6, будет иметь большую частоту вращении относительно шестерни 37 (фиг.2), закрепленной на валу 12 (фиг.1), который получает вращение от солнечной шестерни 5. Вследствие этого грузики 33 (фиг.2) связанные с шестерней 36 регулятора частоты приводных валов за счет большей центробежной силы, по сравнению с грузиками 34, начинают проворачиваться вокруг осей 35 и своими упорами, преодолевая усилие пружин 32, перемещают шток 30 с конусным клапаном 27 в сторону конического седла 38, частично перекрывая проходное сечение в нагнетающую магистраль 21.When passing through difficult terrain, suppose that the wheel mover of the drive axles 9, 10 operates in skidding mode, and the caterpillar drive of the drive axle 13, having the maximum adhesion coefficient, works in drive mode .. In this case, the satellites 4 receiving torque from engine 1 through the box gears 2 and carrier 3, begin to run in on the braked sun gear 5, giving additional rotation to the epicyclic gear 6, connected through differential 11 with shafts 7, 8 of the drive axles of the wheel movement ator. By virtue of this, the gear 36 of the drive shaft speed controller 36 (FIG. 2), mounted on the shaft 14 (FIG. 1), which is driven from the epicyclic gear 6, will have a high rotation frequency relative to the gear 37 (FIG. 2), fixed on the shaft 12 (Fig. 1), which receives rotation from the sun gear 5. As a result, the weights 33 (Fig. 2) associated with the gear 36 of the drive shaft frequency controller due to the greater centrifugal force, compared with the weights 34, begin to rotate around the axes 35 and their emphasis, overcoming efforts e springs 32, move the stem 30 with the cone valve 27 towards the conical seat 38, partially overlapping the bore in the discharge line 21.

При этом возрастает сопротивление вращению вала насоса 15 (фиг.1) и связанного с ним валом 14 эпициклической шестерни 6. В результате притормаживания эпициклической шестерни происходит автоматическое выравнивание частот шестерен 36, 37 и валов 7, 8, 12 (фиг.1) движителей в зависимости от условий движения, что обеспечивает оптимальную работу силового привода.This increases the resistance to rotation of the shaft of the pump 15 (Fig. 1) and the associated shaft 14 of the epicyclic gear 6. As a result of the braking of the epicyclic gear, the frequencies of gears 36, 37 and shafts 7, 8, 12 (Fig. 1) of the propellers are automatically aligned depending on traffic conditions, which ensures optimal operation of the power drive.

Благодаря тому, что насосы и регулятор частоты вращения приводных валов приводятся во вращение от ведущих звеньев выходных валов ведущих мостов колесного движителя и ведущего моста гусеничного движителя достигается упрощение конструкции а за счет работы системы повышается управление силовым приводом при эксплуатации машины.Due to the fact that the pumps and the speed controller of the drive shafts are driven from the driving links of the output shafts of the drive axles of the wheel mover and the drive axle of the caterpillar mover, design simplification is achieved and the power drive control is improved during operation of the machine.

Claims

A vehicle comprising an engine coupled through a gearbox, a planetary gear drive with an additional caterpillar drive axle drive axle, and a differential with a drive axle drive of a wheel propeller, characterized in that the drive axle drive of the wheel propulsion is equipped with a differential rigidly connected to the epicyclic gear, and the drive the drive axle of the caterpillar mover is equipped with a gear associated with the sun gear of the planetary gear, while the drive shafts of the wheel mover a t o and additional drive shaft are associated with caterpillar drive hydraulic pump and speed governor drive shafts connected to the hydraulic pump booster highways.